1、煤 中含硫量约 0.1%10%，煤中硫元素对煤炭的利用极为不利 。燃烧时，生成二氧化硫污染环境（酸雨），腐蚀设备；炼焦时， 60%的硫进入焦炭，使生铁变脆；气化时，生成二氧化硫，使催化剂中毒 、腐蚀设备；堆放时，硫铁矿高的煤易氧化和自然 。根据国家有关规定，炼焦和发电用煤含硫量必须在 1%以下，一般用煤含硫量必须在 1.5%以下 。研究高效低成本的煤炭脱硫技术，将有很大的经济和环保意义 。1 煤中硫的形态及脱硫微生物1） 硫的形态：综合煤质资料，煤中硫的分布形态规律如下：煤中硫的绝大多数为无机硫，有机硫的含量通常不足 0.5%。煤中有机硫主要来自成煤原始植物的蛋白质，有硫醇 、硫醚 、硫醌 、
2、杂环硫等 。无机硫主要来自海水，包括硫酸盐硫 、元素硫 、硫化物 。除硫酸盐硫为不可燃硫外，其他全为可燃硫 。2） 脱硫微生物：目前，煤炭脱硫常用的微生物有：硫杆菌属 、细小螺旋菌属 、硫化叶菌属 、假单胞菌属 、贝氏硫细菌属 、埃希氏菌属等 。脱除无机硫的微生物主要有：氧化亚铁硫杆菌 、氧化硫硫杆菌等 。脱除有机硫的微生物主要有：假单胞菌 、不动杆菌 、根瘤菌等 。表 1 列出主要脱硫微生物的基本特性 。2 煤炭生物脱硫原理煤中硫可分为无机硫和有机硫，还可分为可燃硫和非可燃硫 。无机硫的绝大多数为可燃硫，只有硫酸盐为不可燃硫；有机硫中均为可燃硫 。目前的脱硫，主要是指脱除无机硫中的可燃硫，减
3、少煤在燃烧过程中生成二氧化硫 。指导思想是将煤中的可燃硫转变成不可燃硫 。1） 无机硫的脱除原理：黄铁矿在潮湿富含氧气地环境中，能够自发而缓慢的氧化为硫酸根和Fe2+，并放出热量 ;当环境中存在某些嗜酸的硫杆菌时 ,此反应速率将大大加快；其作用方式可分为直接作用和间接作用 。直接作用：指黄铁矿作为微生物的能源物质，即微生物在使煤中黄铁矿发生降解生成高价铁离子和硫酸根的同时，利用释放的能量进行新陈代谢 。间接作用：指微生物催化氧化黄铁矿生成硫酸根和 Fe3+，该 Fe3+作为强氧化剂与金属硫化物反应 ,将黄铁矿硫氧化为硫酸根或元素硫 。这两种作用在实际过程中同时存在，共同使煤中的黄铁矿氧化溶解，
4、即将可燃硫转变为不可燃硫 。2） 有机硫的脱除原理：煤中有机硫主要以分子水平存在于煤的大分子结构中 , 通过常规物理方煤炭微生物脱硫技术强鹏翔，蒋富歌，李永改 ,陶秀祥（中国矿业大学化工学院，江苏 徐州 221008）摘 要：介绍了煤炭微生物脱硫的基本原理和主要方法，即运用生物浸出脱硫 、表面处理浮选法 、微生物 - 絮凝法，将煤中的可燃硫转变为不可燃硫，从而减少二氧化硫的排放 。综述了国内外的研究进展，提出了工程基因重组方法筛选所需菌种的思路，概述了微生物脱硫技术的特点 、主要影响因素及关键问题 。指出了发展经济，要有环保意识，脱硫将是选煤厂工作中的一个重心 。最后，对微生物脱硫做了展望 。
5、关键词：煤炭；微生物；脱硫中图分类号： TQ536.9 文献标识码： A收稿日期： 2009- 11- 18作者简介：强鹏翔（ 1987），男，山西吕梁人，在读本科生，就读加工工程专业 。文章编号： 1672- 5050（ 2010） 05- 0076- 04微生物种类 能源 营养类型 生长温度 / PH 值硫杆菌属 S，无机硫化物 严格和兼行自养 2040 1.25.0硫螺菌属 Fe2+自养 2040 1.05.0假单胞菌属 有机硫化物 异养 28 78.5大肠杆菌 有机硫化物 异养 3040 7.0红球菌属 有机硫化物 异养 30 7.0芽胞杆菌属 有机硫化物 异养 28 78.5硫化叶菌
6、属S，无机和有机硫化物异养 4090 1.05.8表 1 主要脱硫微生物的基本特性76图 1 煤炭微生物浮选脱硫工艺流程原 煤 粉碎过筛煤 浆微生物微生物预处理煤浆疏水剂浮选煤浆煤微生物浮选脱硫装置捕收剂煤 浆煤 渣洁净煤浆固液分离干 燥循环液终产品法很难脱除 。脱除有机硫的机理主要有两种：一是以硫代谢为目的的 4S 途径；二是以碳代谢为目的的 kodama 途径 。要用微生物分解二苯并噻吩有两条途径，一是通过分解煤的结构使二苯并噻吩溶于水，而不直接作用于二苯并噻吩的 s 原子；二是只作用于二苯并噻吩的 S 原子，而不破环煤的结构，使硫变成溶于水的硫酸盐 。煤中有机硫多存在于煤的多环结构中，它
7、与碳 、氢 、氧等元素牢固的结合，因此采用微生物脱除有机硫的方法（种类和机理）与脱除无机硫大不不同，工艺流程也很复杂 。目前还在试验阶段 。3 煤炭生物脱硫方法煤炭脱硫可分为：燃前脱硫 、燃中固硫 、燃后烟气脱硫 。燃前脱硫主要有物理法 、化学法 、微生物法 。其中生物脱硫投资少 、成本低 、反应条件温和 、对环境污染小，而被广泛使用 。常用的煤炭生物脱硫方法有：生物浸出法 、表面处理浮选法和生物选择性絮凝法等 。1） 生物浸出脱硫：其实质是一个生物氧化过程，微生物作催化剂，使可燃硫（主要是黄铁矿等还原价态的硫）转变为不可燃硫（主要是硫酸盐等高价态的硫），微生物用硫在这个过程中发生氧化反应所释
8、放出能量完成新陈代谢 。优点是装置简单 、操作简便，只需在煤堆上均匀的喷洒含有微生物的水 ,通过水的浸透 ,在煤中实现微生物脱硫 ,生成的硫酸盐在煤堆底部收集 ,从而达到脱硫目的 。缺点是处理时间较长，浸出废液不能及时处理容易造成二次污染 。2） 表面处理浮选法：它将微生物处理技术与浮选工艺相结合，利用微生物对含硫矿物的选择性吸附 。把微生物加入煤浆中，通过预处理，使之与煤浆充分混合，然后给入浮选装置 。微生物附着在黄铁矿颗粒表面，或使其表面氧化，或改变黄铁矿的表面活性（疏水性变成亲水性），使其易溶于浮选液，从而进入尾矿 。煤粒表面仍然保持良好的疏水性，随气泡浮上水面，从而把煤和黄铁矿分开 。
9、这种方法克服了浸出法脱硫时间长的缺点，但其适用范围较窄，仅用于末煤的处理；且其浮选柱需增加必要的辅助设备，确保微生物正常生长所必需的温度和 PH 值，确保浮选过程中脱硫的高效性，这在一定的程度上增加了管理的复杂性和运行成本 。参见图 1。3） 微生物 - 絮凝法：它是采用疏水的细菌吸附于煤表面，通过细菌的吸附，使煤粒形成稳定的絮团，但该细菌很少吸附到黄铁矿表面 。其实质是利用细菌对不同矿物絮凝能力的不同，实现煤与黄铁矿的分离 。此法较新颖，研究和应用比较少 ,还有待于进一步研究和推广 。4 煤炭微生物脱硫的影响因素影响微生物生长活动和脱硫效果的因素有 :（ 1）煤炭粒度 :煤样粒度要适中 。过
10、粗时，降低了黄铁矿颗粒和微生物细胞的接触概率和黏着概率，减弱了细菌在黄铁矿颗粒表面的吸附强度，而使黄铁矿的抑制减弱，导致脱硫率的下降；过细时，由于煤泥罩盖等将造成脱硫率下降 。（ 2）菌种类型：菌体是脱硫过程的主体，菌体脱硫的效率直接影响除硫的效果 。菌体细胞浓度，在菌矿反应过程中 ,存在最佳细胞浓度 。（ 3）菌体生长环境：微生物对环境是十分敏感的 。主要包括：温度 、PH 值，营养液（或悬浮液）的浓度 、以及碳源 、氮源 、能源 、无机盐 、生长因子等营养素 。研究表明，微生物对生长条件的要求相当苛刻，过高过低都会抑制其生长 。5 煤炭微生物脱硫的存在问题1） 传统的微生物脱硫菌种 。存在
11、着细菌生长慢 、生长繁殖时间长 、菌量低 、嗜酸等问题；因而脱硫效率不高，制约了工业应用，而且微生物脱除有机硫菌种单一，需要改变目前酸性介质下改性和分选状况，寻找高效低能耗菌 。77Coal Microorganism DesulphurizationQIANG Peng-xiang, JIANG Fu-ge, LI Yong-gai, TAO Xiu-xiang（ College of Chemical Engineering, China University of Mining and Technology,Xuzhou Jiangsu 221008, China）Abstract:Th
12、e paper first introduces the basic principle and main methods of coal microorganism参考文献1童雄 .微生物浸矿的理论与实践 M.北京 :冶金工业出版社 ,1997： 35- 50.2魏德州 .资源微生物技术 M.北京 :冶金工业出版社， 1996.3曹征彦 .中国洁净煤技术 M.北京 :中国物资出版社， 1998.4夏金兰，等 .绿色化学与矿物资源高效应用 J.矿冶工程 ,2001（ 6） :35- 37.5劳善根，等 .煤炭加工中的脱硫技术 J.煤矿环境保护 ,1992（ 2） :43- 45.6巩冠群 ,张
13、英杰 ,陶秀祥 .煤炭生物脱硫的研究进展 J.中国煤炭 ,2004,30（ 12） :54- 55.7安智伟 ,任爱玲 .脱硫菌的研究现状及展望 J.河北化工 ,2006,29（ 8） :29.8张东晨 .绿色化的煤炭生物脱硫技术及其应用 J.中国矿业 ,2002,11（ 6） :12- 13.2） 煤炭微生物脱硫的机理研究 。虽然目前对微生物脱硫机理（包括脱硫微生物的生物代谢机制及生长动力学，细菌对煤炭中的吸附氧化膜）做了相关研究，但有许多机理尚未弄清特别是微生物对煤中有机硫的脱硫机理方面 。由于煤炭中的有机硫存在多种结构和形式，有着不同的新陈代谢机制，作用机理复杂，脱硫更加困难；因此脱硫机
14、理还有待于深入研究 。整体来说，煤炭微生物脱硫研究还处于起步阶段 。3） 脱硫微生物菌种的性能及脱硫效果 。高脱硫效果的煤炭脱硫微生物菌种还不多，无机硫和有机硫均可脱且脱 、硫效果好的菌种很少 。菌种的稳定性和环境适应性较差，结果的重现性较差 。可以利用基因工程的相关技术，将几种菌种的基因片段连接，从而得到较为理想的备选菌种 。4） 煤炭微生物脱硫方法的研究 。目前的脱硫方法，都有一定的局限性，都要将煤炭破碎 、研磨到一定的粒度，才能进行后续操作，但在煤炭的选洗过程中往往又要避免这种粉碎；因此如何处理大块煤的硫铁矿等无机硫，将是今后研究的重点 。5） 煤炭微生物脱硫成本较高 。培养基成本高，脱
15、硫产生的酸性废液对装置材料的质量要求比较高 ,浆态搅动过程的动力消耗较大 ;脱硫过程中的煤浆要求很细 、脱硫时间长 、能耗高 ,都增加了生产成本 。6） 煤炭脱硫的处理量受到限制 。微生物的生长需要适宜的细胞液（浮选液）浓度，煤浆的过量加入会使得细胞液的浓度改变，抑制微生物的生长 。微生物的处理量是一定时，加入的煤浆也要受到一定的限制 。6 微生物脱硫技术的应用展望据估计， 50 年以后煤炭将是中国和世界的主要能源 。在我国，随着采掘的加深 、煤质的恶化，原煤的含硫量都较高，随着经济的发展 、煤炭消费量的增加，为建设环境友好型社会，促进能源环境的可持续发展，将要降低生产用煤的含硫量，减少二氧化
16、硫等污染物的排放量，将要加重煤炭选洗的任务 。相信不久将来，降低煤中硫分，将是选煤厂降低灰分后的又一重任，煤中含硫量将是煤炭计价的又一重要指标 。研究和开发出高效低成本的煤炭脱硫技术显得尤为紧迫和重要 。目前的研究大多处于实验室阶段，为了获得工业利用，今后发展重点将是筛选更具煤炭脱硫活性的菌种，特别是能够同时脱除煤中无机硫和有机硫的菌种 。我国对煤炭微生物脱硫应用的研究还很薄弱，研开适合我国国情的煤炭微生物脱硫技术具有广阔的应用前景 。我国的高硫煤中，大多数硫是黄铁矿，针对黄铁矿开发煤炭脱硫微生物技术具有重要实用价值 。研究重点应当注重脱硫微生物的改良，可与基因工程相结合，以期得到较满意的改良
17、菌种，进一步提高微生物脱硫效率，并考虑二次污染的妥善处理，使得这项技术早日用于实际工业生产 。78Application of Fuzzy Mathematics in Reformation Scheme Optimizationof Auxiliary TransportationYUAN Wen-feng1, ZHANG Zhao-qian1, TANG Xiao-feng2(1. College of Mining Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi 030024, China2. Baode M
18、ine, Shenhua Group, Baode, Shanxi 036000, China)Abstract:Based on the present auxiliary transportation system of Wangzhuang Coal Group and theextension project of 300- million- ton mine, the paper analyzes the techniques of trackless rubber- tyred ve-hicle transportation, presents the scheme design
19、and conducts analysis, comparison and optimization withthe fuzzy mathematics model. At last, the reforming and safety running of auxiliary transportation systemare realized.Keywords:trackless transportation; fuzzy mathematics; technical analysis; scheme design and opti-mization编辑：徐树文载点相接处牛腿应仔细校核标高 。
20、（ 6）新做胶带输送机走廊的支架应与原有平行的胶带输送机走廊的支架对齐 。（ 7）一套图纸的图幅应尽量统一，如果有困难，则图纸宽度应统一，长度方向可以加长 。Application of Unified Technical Measures in Civil Construction of CoalPreparation Plant in Sihe MineJI Hai-qing（ Handan Engineering Design Co., National Coal Group, Handan, Hebei 056031, China）Abstract:Establishing unifi
21、ed technical measures can increase the quality of construction drawings,present the spirit of design companies and create economic benefits. The paper introduces the method tobuild the unified technical measures in the civil construction of Coal Preparation Plat in Sihe mine, whichcan be popularized
22、.Keywords:unified technical measures; engineering; application编辑：刘新光（上接第 69 页）desulphurization: combustible sulfur is changed into incombustible in order to reduce the emission ofsulfur dioxide through the following methods-Biological Leaching Desulphurization, Surface TreatmentFlotation, and Microo
23、rganism -Flocculation. Then the author surveys corresponding researches in theworld and presents Engineering Gene Recombination method to screen needed bacteria. The technological features, main factors and key problems of the microorganism desulphurization arse discussed. Thepaper also points out that environmental awareness should be included in the economy development, sothe desulphurization is important in coal preparation plants. At last, the future of the technology is discussed.Keywords:coal; microorganism; desulphurization（上接第 73 页）编辑：徐树文79
