电化学调控煤炭生物脱硫方法及装置

摘要

一种电化学调控煤炭生物脱硫方法及装置，属于煤炭的一种脱硫方法及专用设备。脱硫方法：脱硫菌液首先在外加电场作用下，经催化、驯化器进行催化、驯化，然后进入中段放大优育器进行放大培养，达到脱硫要求的菌液进入逆流浸滤装置对煤炭进行生物处理；经电化学驯化、放大培养后的菌液，其代谢速度加快，煤炭浸出脱硫的时间缩短，脱硫效率明显提高。脱硫装置包括：前段电化学催化驯化器及控制装置、中段放大优育器及控制装置、后段逆流浸滤装置以及循环反馈加热装置、输气控制装置、pH控制装置、硫回收装置和空气滤菌器装置。特点是将微生物技术和电化学方法同时引入煤炭的脱硫过程，通过生物电化学的协同效应和联合作用，调控细菌的代谢活性及煤和黄铁矿的表面性质，结构及操作简单、控制准确、反馈及时、细菌繁殖速度快和脱硫效率高。

主权项

一种电化学调控煤炭生物脱硫方法，其特征是：采用电化学调控煤炭生物脱硫方法的装置，主体装置包括前段电化学催化驯化器、中段放大优育器、后段逆流浸滤装置；附属设备包括前段电化学驯化控制装置、中段放大优育控制装置、三段温控装置、循环反馈加热装置、输气控制装置、pH控制装置、硫回收装置和空气滤菌器装置；前段电化学催化驯化器同时与前段电化学驯化控制装置和三段温控装置连接，中段放大优育器同时与中段放大优育控制装置、三段温控装置、输气控制装置和pH控制装置连接，后段逆流浸滤装置与三段温控装置和硫回收装置连接，三段温控装置通过循环反馈加热装置与前段电化学催化驯化器、中段放大优育器和后段逆流浸滤装置连接，前段电化学催化驯化器、中段放大优育器和后段逆流浸滤装置的外套通过管道、阀门相连接，输气控制装置通过空气滤菌器装置与前段电化学催化驯化器和中段放大优育器连接，所述的前段电化学催化驯化器包括电化学控制装置和催化驯化器，电化学控制装置(1)中，催化电极和电位控制器与数据存储器及控制器相连，并通过串行通讯口将数据传输到计算机，利用其采集反馈系统和分析软件控制电化学参数；催化驯化器(6)内装有催化三电极、热电偶(6‑2)和气动混合器，在催化驯化器外有三个进、出料控制阀，一个水循环加热夹套；催化驯化器的催化三电极与电化学控制装置连接，热电偶与三段温控装置连接，在催化驯化器(6)的内部安装有气动混合器，所述的中段放大优育控制装置包括中段驯化控制装置(2)和中段放大优育控制装置(7)，中段驯化控制装置(2)中，双显恒压恒流源连接参比电极与工作电极，给中段放大优育装置(7)加入外电位；中段放大优育器(7)外有四个进、出料控制阀、气动混合器、水循环加热夹套；中段放大控制装置(2)与中段放大优育器(7)内有片双电极连接，酸碱补给喷头安装在中段放大优育器(7)的上方，反馈电偶与pH控制装置连接，溶氧充气片与输气控制装置连接，在中段放大优育器(7)的底部安装有气动混合器，所述的后段逆流浸滤装置(8)外有加热外套、两个进、出料调节阀，放料插板及热电偶，热电偶与三段温控装置连接；内有多层分段，并上下贯通，在分段层中放置填充料或者不放置填充料，充填料为拉西环，脱硫方法是：1、将经过调整的9K液体培养基富集培养的氧化亚铁硫杆菌，从前段电化学催化驯化器的底部导入至前段电化学催化驯化器内，然后调整好前段电化学催化驯化器的控制参数；2、打开气动混合器控制阀鼓气溶氧；3、将经过催化驯化的并富含氧化亚铁硫杆菌的培养液送入至中段放大优育器内，启动全部三段温控及循环反馈加热装置，调整好控制参数；4、打开输气控制装置，空气通过空气滤菌器向电化学催化驯化器、中段放大优育器提供气流，同时向中段放大优育器内充氧；5、pH控制装置自动对中段放大优育器中的酸碱度进行调节；6、将放大优育后的氧化亚铁硫杆菌菌液通过液泵打入至后段逆流浸滤装置，氧化亚铁硫杆菌菌液自身的铁、硫氧化酶系统对所脱硫的煤中的硫进行氧化浸出，浸滤结束后，逆流循环液通过泵打入硫回收池，内含有脱出的可溶性硫物质与菌液，煤中各种可溶性硫份被还原为硫沉淀回收、利用，上层菌液流入生物浸滤装置循环使用，然后进行间隙式精煤排料操作，通过卸料车或输送带运走精煤；脱硫方法步骤1中的9K液体培养基的成份和含量是：FeSO4，45.0克/升至44.78克/升；(NH4)2SO4，3.0克/升至2.5克/升；MgSO47H2O，0.5克/升；KCl，0.1克/升；K2HPO4，0.5克/升；Ca(NO3)2，0.01克/升至0.02克/升；9K液体培养基与氧化亚铁硫杆菌液的配合比，按照10％接种量(V/V)配比；前段电化学催化驯化器的控制参数为：外加电位‑500mv～‑650mv，pH值为1.5～2.0，温度25℃～30℃，持续时间3～5h；脱硫方法步骤3中的控制参数为：pH控制装置控制菌液的pH值为1.5～2.0；外控电位‑500mv～‑650mv；水循环加热夹套温度为25℃～30℃；初始颜色为淡绿色，2～3天后逐渐变浑浊，颜色变为微黄，菌液浓度为109个/ml；5～6天时浑浊度加大，产生黄钾铁矾类沉淀，菌液颜色进一步加深至橘红色，细菌浓度为109个/ml～1011个/ml。