两种微生物对山西晋城中高硫煤脱硫最佳工艺条件研究

作     者：余童 刘向荣 杨再文 赵顺省 YU Tong;LIU Xiangrong;YANG Zaiwen;ZHAO Shunsheng

作者机构：西安科技大学化学与化工学院西安710054 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室西安710021 

出 版 物：《煤炭转化》 (Coal Conversion)

年 卷 期：2023年第46卷第6期

页      面：57-69页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U1903133,21373158) 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室开放基金项目(KF2021-9)。 

主　　题：细菌 生物脱硫 微生物 中高硫煤 有机硫 

摘      要：燃烧含硫煤炭会释放硫氧化物,导致雾霾、酸雨等环境问题,因此,煤中硫的降低或脱除至关重要。选用能够降解多环芳烃的恶臭假单胞菌和能够降解长链烷烃的茫崖诺卡氏菌对含硫量为2.66%的山西晋城中高硫煤进行微生物脱硫,通过单因素实验和正交实验探究了煤样粒度、煤浆质量浓度、脱硫时间、细菌接种量、培养基pH和培养温度对微生物脱除煤中硫的影响。利用红外光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜对原煤和脱硫后煤样进行了分析表征。结果显示恶臭假单胞菌最佳脱硫条件是:煤样粒度0.075 mm~0.125 mm,煤浆质量浓度0.008 g/mL,培养时间10 d,细菌接种量0.2 mL/mL,培养基pH 6.0、培养温度30℃。茫崖诺卡氏菌的最佳脱硫条件除了培养基pH为7.0与恶臭假单胞菌培养基pH不一样外,其他条件均一致。恶臭假单胞菌和茫崖诺卡氏菌在最佳脱硫条件下的脱硫率分别为38.0%和39.8%,脱硫后煤样中的全硫质量分数分别为1.65%和1.60%,表明经微生物脱硫后煤样含硫量均符合发电用煤S4等级(1.50%w(St)≤2.00%)。与原煤相比,脱硫后煤样的黄铁矿峰强度有所降低,部分黄铁矿峰消失,说明两种菌都能够脱除煤中黄铁矿,另外,脱硫后煤样中还存在芳香族物质,表面有明显被细菌腐蚀过的痕迹,表明细菌能分泌蛋白质、多糖、酯类等物质,使煤炭表面亲水性增加,细菌更容易附着。从脱硫液相产物萃取产物的GC-MS分析可知,产物中有含硫酯类、酸类等物质,说明煤炭中的硫被细菌脱除了。