煤 脱 硫
燃烧前（原 燃烧前（原煤） 煤）
燃烧中 燃烧后（烟 燃烧后（烟气） 气）
添加吸附剂（如石 灰石颗粒）吸收 SO2； 缺点：受制于温度 增加排灰 量
浮选法
烟道内脱硫
浸出法
坎萨尔弗技术
燃 烧 前
表面处理法
微生物絮凝法
燃 烧 后
微生物催化化 学反应
煤堆积或 搅拌
分 析
注入菌液、 营养物、 水
[3] 李浪, 李潮舟，屈建航，陈允. 一株高效脱硫菌的筛选及性能研究. 环境科学与技术， 2012,12（12J） [4] 强鹏翔，蒋富歌，李永改，陶秀祥. 煤炭微生物脱硫技术. 山西煤炭，2010,5（5）
[5] 昔建威, 杨洪英, 巩恩普. 煤中硫的赋存特征及微生物脱硫. 选煤技术，2004,2（1）
化学方法
• 在高温高压、强氧化等激烈条件下进行 • 需强碱、强酸或强氧化剂， 易破坏煤的结构, 造成热值损失 • 设备投资和运行费用很高
微生物方法
• 微生物氧化煤中的含硫化合物如黄铁矿 • 将硫转化为水溶性 • 将微生物作为捕集剂, 用于原料表面改性, 然后浮选脱硫
烟 气 微 生 物 脱 硫 优 势
2.以碳代谢为目的的kodama途径:不直接 作用于DBT的硫原子, 由于氧化分解碳架, 把不溶于水的DBT变成水溶性的 分解碳架会影响煤的热值，
影响供热效果，因此本方法
D B T 降 解
对于有机硫的脱硫 主要研对象是： *有机硫的典型化合物 二苯并唾吩(DBT)
Figure3. 4S pathway of DBT degradation(Bressler et al., 1998)
煤脱硫的工业车间流程
Figure 5. Process flow sheet of a plant for coal biodepyritization (Klein, 1998).
物理方法
• 成本低 • 可以脱除部分无机硫 • 但由于黄铁矿与煤表面疏水性相近浮选效果并不理想 • 无法脱除有机硫
Figure 2. The types of sulfur-containing organic compounds identified in coal (Shennan, 1996)
微生 物脱 硫相 关机 理 （无 机硫）
微生物脱硫相关机理（有机 硫）
1.以硫代谢为目的的4一s途径:仅对DBT的 硫原子起作用, 而不破坏碳架, 将硫变为 硫酸和硫酸盐
Figure1. Structural model of hard coal (Wise, 1981)
有机硫有脂肪、芳香以及杂环的 有机烃类结构，而且能分成 四类： ①：脂肪族和芳香族硫醇 （硫醇和硫酚） ②：脂肪族、芳香族以及混合硫化物 （硫醚） ③：混合二硫化物 （二甲基二硫醚） ④：杂环化合物或噻吩 （二苯并噻吩）
[6] 冷远服.微生物煤脱硫研究现状. 生物工程进展, 1992(12 ),No 6
中山大学生命科学学院 生态学系 2010级生态班 @中大10生态
@王攀登 @安伯伦 @杨少光 @黎文杰
但是硫化物的氧化直接机制 可能会被限制，因为微生物 太 大了所以很难进入到煤孔中
间 接 机 制
限制亚铁氧化 的关键步骤 没有 T.ferrooxidans 亚铁离子 的氧化非常慢 本法运用更多
其 它 机 制
更高的温度对于嗜热性细菌 来说，化学速率比在嗜中温 的细菌所催化的反应速率要 高 但同时黄钾铁矾沉淀 （MFe3(SO4)2(OH)6 （M指H+、K+、Na+、NH3+） 的形成的概率会更高； 这种铁离子形成的沉淀会依 附在煤上，阻止脱硫作用的 进一步进行； 可溶性铁离子的浓度减少， 不利于脱硫反应
大部分为主要是 动物体残骸中 的蛋白质
无机硫主要由硫化物和 硫酸盐组成，金属硫化 物包括FeS2（黄铁矿， 占主要优势）、ZnS（闪 锌矿）、PbS（方铅矿）、 FeAsS（砷黄铁矿）等。 硫酸盐包括BaSO4（重晶 石）、CaSO4.2H2O（石 膏）、CaSO4（硬石膏） 还有一定数量的硫酸铁。 黄铁矿作为晶石存在不 会跟煤绑定在一起，随 机分布在煤的内部。
Figure4. Bimodal pore structure(双孔模式) of coal and pyrite oxidation (Hone et al., 1987)
直接机制：煤粒中的黄 铁矿需要和微生物直接 接触然后被空气中氧化
直 接 机 制
在细菌细胞膜外膜和 金属硫化物的表面的 空隙间发生腐蚀
可处理大部分无机硫与少部 分有机硫 即使通过搅拌与通气促进微 生物生长，反应仍时间较长 设备改良：管道式、水平回 转鼓式等反应器 需要的煤粒细小，工业操作 性不强
浸 出 法
酸性废液 处理
搅拌
吹入空气
利用微生物差别：温度、PH、 营养类型
表 面 处 理 法
浮选法+微生 物处理法
投放微生物
微生物依附于 含硫物质表面 并使之氧化
煤粉碎
煤+含硫杂质 上下漂浮
溶解性改变， 易溶于水
与水混合
下方吹气
难以依附气泡， 下沉
*工业常用方法；浸出滤液直接为体系补水，减少了水的补充
表2.煤脱硫相关微生物
表3.煤脱硫相关微生物（续）
微 生 物 无 机 硫 去 除
硫杆菌属引流（Thiobacillus ferrooxidans）触发两种机制：直接与间接
第十组： 王攀登 安伯伦 杨少光 黎文杰
煤中硫元素富集状态与分布
主 要 内 容
煤炭燃烧主要硫化物与其危害
煤脱硫的原理 微生物煤脱硫机制
微生物烟气脱硫机制 相关菌株的培养与优化
硫富集
燃烧
有害气体
*来源：植物成煤 过程中的残余与 土壤中矿物质
无机硫
矿物质为主
有机硫
硫茂型
*S单质 存在， 但量极少
*我国高硫矿 中绝大部分 是无机硫矿
微 生 物 有 机 硫 去 除
红球菌属（IGTS8）对DBT的脱硫作用有主要 的推动作用； 脱硫的特异路线：4S途径（如之前提到的） Regarding bioremoval of both inorganic and organic sulfur from coal, the experiments using Rhodococcus erythropolis IGTS8 seem to be the most successful. R. erythropolis IGTS8 could remove 55.2 % sulfate sulfur, 20% pyritic sulfur, 23.5% organic sulfur, and 30.2% total sulfur from Mengen lignite in 96 hours (Bozdemiret al., 1996)
物理化学方法
• 吸收剂不可 循环 • 成本高 • 工艺复杂 • 二次污染
微生物方法
• 常温、压操 作 • 工艺简单 • 运行费用低 • 脱硫效率高 • 系统稳定 • 无二次污染
烟 气 脱 硫 原 理
H2S处理：
氧化亚铁硫杆菌
PH：2.0~2.2 实现可逆循环 优势明显
SO2处理：
硫酸盐还原菌 国外达到了实 用化水平
Figure 6. 细菌脱除SO2 的工艺流程
Figure 5. 细菌脱除H2S 的工艺流程
吸收 剂 碳源
H2S Fe2+
COD/ SO42-
液气 比
研 究 方 向
存 在 问 题
[1] Prayuenyong, P. Coal biodesulfurization processes. Songklanakarin J. Sci. Technol. Vol. 24 No. 3 Jul.-Sep. 2002 [2] 熊代群, 汪群慧, 李继武等. 工业烟气微生物脱硫的研究综述[J]. 山东化 工,2012,41(8):29－33．