一种煤脱硫生物反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种煤脱硫生物反应器，采用红平红球菌与氧化亚铁硫杆菌混合在pH值1.0~2.0的硫酸环境中通过生物反应方法用来脱除煤中的无机硫。本发明专利技术设计的一种煤脱硫生物反应器主要有生物反应器壳体、搅拌器、曝气盘管与曝汽盘管组成，壳体上设有菌液进口、粉煤进口、进水口、循环浆液进口、取样口、蒸汽进口、空气进口、硫酸进口、反应浆液出口，壳体上还设有pH值测量仪、液位变送器与温度变送器，并配有PLC控制系统。本发明专利技术给出了反应器的操作步骤和使用方法；反应器内空间利用率高，混合状态温和，能精确地控制温度、酸碱度与溶解氧浓度，脱硫时间大幅缩短，脱硫效率高，适宜于工业化处理生产。

A kind of bioreactor for coal desulfurization

The present invention discloses a coal desulfurization bioreactor, which is mixed with Rhodococcus erythropheus and Thiobacillus ferrooxidans in the sulfuric acid environment of pH value 1.0~2.0, and is used to remove inorganic sulfur in coal through biological reaction method. A coal desulfurization biological reactor of the invention includes the biological reactor shell, mixer, aeration aeration coil and coil, the shell is provided with liquid and powder coal imports, imports, imports, circulating slurry inlet sampling port, a steam inlet, air inlet, inlet, outlet sulfuric acid reaction slurry, shell is also a pH value measuring instrument, liquid level transmitter and temperature transmitter, and is equipped with PLC control system. The invention provides the operation steps and the operation method of the reactor; the utilization rate of the space in the reactor is high, the mixing state is mild, the temperature, the pH and the dissolved oxygen concentration can be precisely controlled, the desulphurization time is shortened greatly, the desulfurization efficiency is high, and is suitable for industrialized production.

【技术实现步骤摘要】
一种煤脱硫生物反应器
本专利技术属于脱硫设备
，具体涉及一种煤脱硫生物反应器，用来实现利用微生物或它所含的酶催化含硫化合物来实现煤炭脱硫生物反应的一种反应器。
技术介绍
生物脱硫是利用微生物或它所含的酶催化煤中含硫化合物（FeS2，H2S、有机硫等），通过生物反应将其中硫释放出来，来实现煤炭脱硫的方法。煤炭燃前生物法脱硫具有安全、环保、低耗和高效的特点，但煤炭生物脱硫方法存在操作周期较长，脱硫效率不高等缺点，不利于规模化工业处理。如ZL2014101802599专利公开煤炭的生物脱硫方法脱硫周期长达数十天，而脱硫率仅为57.8％，很难进行规模化工业处理。传统的生物脱硫技术不完备，含有硫化物进入脱硫反应器没有进行洗涤处理，使其容易对脱硫微生物产生致命危害，降低了脱硫速率；脱硫时由于无法控制氧气的输入量导致脱硫液中氧气含量过高或过低，微生物把硫化合物分解生成较多的酸性物质，导致微生物生存环境恶劣，影响微生物生存，脱硫效率低，脱硫周期较长。近年来，我国经济发展所引起的环境问题正在越来越受到人们的重视，对煤进行脱硫处理已经显得越来越重要和必要。生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。在酒类、医药生产、浓缩果酱、果汁发酵、有机污染物降解方面有重要应用。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种煤脱硫生物反应器，采用如下脱硫方法脱除煤中的无机硫；将粉碎的煤在反应器内配成煤炭质量浓度为25~35%浆液；向煤浆液中添加稀硫酸，并调节pH值为1.0~2.0；加入红平红球菌与氧化亚铁硫杆菌混合菌液，两种菌的接种总量为2×108~5×108个/mL，两个菌种对应的总量比为1:2~3；持续搅拌反应，使煤在浆液中均匀悬浮；并持续均匀鼓入空气，在煤粉在浆液均匀分布；常温持续反应24~48小时，将反应釜内的脱硫后煤搅拌水洗，过滤后烘干即得脱硫煤。脱硫过程对煤结构无破坏，脱硫时间短，脱硫效率高，煤浆液循环使用，无三废排放，适宜于工业化处理生产。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种煤脱硫生物反应器，依据本
技术实现思路
所述的脱硫方法，专利技术设计的煤脱硫生物反应器示意图如图1所示，反应器组成主要有：生物反应器壳体、搅拌器、曝气盘管、曝汽盘管，壳体上设有菌液进口、粉煤进口、进水口、循环浆液进口、取样口、蒸汽进口、空气进口、硫酸进口、反应浆液出口、排气口，壳体上还设有pH值测量仪、液位变送器与温度变送器，并配有PLC控制系统；所述生物反应器由生物反应器壳体、搅拌器、曝气盘管、曝汽盘管组成；所述壳体用来作为反应容器；搅拌器用来搅拌浆液将浆液混合均匀；曝气盘管与风机连接，为浆液均匀鼓入空气为反应提供氧气；曝汽盘管与反应器外蒸汽连接，将蒸汽均匀通入浆液中，调节控制反应温度；所述生物反应器壳体上设有菌液进口、粉煤进口、进水口、循环浆液进口、取样口、蒸汽进口、空气进口、硫酸进口、反应浆液出口、排气口；所述菌液进口与菌液计量泵连接，用来加入和控制浆液中菌液的浓度；粉煤进口用来加入原料煤和控制浆液浓度；进水口与水泵连接向壳体内加入水配制浆液；循环浆液进口用来将脱硫后过滤液或取酸取铁后的浆液返回反应器循环使用；取样口用来取样检测浆液的pH值、Fe3+浓度与浆液浓度；蒸汽进口与反应器外蒸汽连接，将蒸汽均匀通入浆液中，调节控制反应温度；空气进口与风机连接，向浆液均匀鼓入空气为反应提供氧气；硫酸进口与硫酸计量泵连接，向反应器内加入硫酸提供生物反应需要的pH值；反应浆液出口将反应后的浆液排出反应器；排气口用来排出反应后的空气；所述生物反应器壳体上设有pH值测量仪、液位变送器与温度变送器，并配有PLC控制系统。所述pH值测量仪用来测量浆液的pH值，来控制浆液的pH值以及硫酸的加入量；液位变送器用来测量和控制反应器内浆液的液位；温度变送器用来测量和控制反应器内浆液的温度；反应器配有PLC控制系统，通过pH值测量仪、液位变送器与温度变送器测量，通过相应的泵、计量泵和开关阀门，自动控制和调节反应器内的反应浓度、液位和温度，实现自动化生产。一种煤脱硫生物反应器，依据本
技术实现思路
所述的脱硫方法，采用如下的操作步骤和使用方法：1.使用前准备（1）混合菌液的配制；（2）硫酸储备；（3）反应器内注水；（4）原煤粉碎；2.浆液配制（1）开启鼓风机曝气；开启蒸汽阀门；（2）开启搅拌；（3）煤粉输入；（4）硫酸定量泵入，调节pH值；（5）混合菌液定量注入；3.脱硫反应（1）持续搅拌24~48小时；（2）持续曝气24~48小时；（3）PLC系统自动监测浆液pH值，并适时调节；检测浆液温度；（4）定时取样监测浆液Fe3+浓度与pH值；4.浆液过滤与煤粉水洗干燥将反应脱硫后的浆液输送至过滤器，滤出的煤粉再经水洗机后干燥机干燥得到脱硫煤，滤液返回反应器。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种煤脱硫生物反应器，反应器内空间利用率高，混合状态温和，能精确地控制温度、酸碱度与溶解氧浓度。可以通过生物反应的方法脱除煤炭中的无机硫，脱硫过程对煤结构无破坏，反应脱硫时间24~48小时，脱硫时间大幅缩短，脱硫效率高，煤浆液、洗煤水循环使用，无三废排放，适宜于工业化处理生产，有较好的推广价值。附图说明图1为本专利技术的生物反应器组成示意图；图中：1.菌液计量泵，2.菌液进口，3.排气口，4.搅拌器，5.粉煤进口，6.生物反应器，7.进水口，8.输水泵，9.循环浆液进口，10.液位变送器，11.取样口，12.鼓风机，13.蒸汽进口，14.空气进口，15.反应浆液出口，16.PLC控制系统，17.曝气盘管，18.曝汽盘管，19.硫酸进口，20.硫酸计量泵，21.温度变送器，22.pH值测量仪。下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明：所述一种煤脱硫生物反应器，采用红平红球菌与氧化亚铁硫杆菌混合在pH值1~2的硫酸环境中通过生物反应用来脱除煤中的无机硫。将粉碎后原料煤经粉煤进口5输送到生物反应器6内，与输水泵8泵入的水配成煤炭质量浓度为25~35%浆液；硫酸经硫酸计量泵20向生物反应器6内添加稀硫酸，并调节pH值为1.0~2.0；混合菌液经菌液计量泵1泵入生物反应器6内；然后由搅拌器4持续搅拌反应，使煤在浆液中均匀悬浮；并由空气进口14持续均匀鼓入空气，并经曝气盘管17喷出，使空气在浆液均匀分布；由蒸汽进口13与曝汽盘管18将蒸汽均匀通入浆液中，调节控制反应温度，持续反应24~48小时，反应后的浆液经过滤机脱水，水洗机水洗，然后经烘干机烘干即得脱硫煤；浆液滤液返回反应器内。所述一种煤脱硫生物反应器，采用如下的操作步骤和使用方法：1.使用前准备（1）混合菌液的配制；（2）硫酸储备；（3）反应器6内注水；（4）原煤粉碎；2.浆液配制（1）开启鼓风机曝气；开启蒸汽阀门；（2）开启搅拌器4；（3）煤粉输入；（4）硫酸经硫酸计量泵20定量泵入，调节pH值；（5）混合菌液经菌液计量泵1定量注入；3.脱硫反应（1）持续搅拌24~48小时；（2）持续曝气24~48小时；（3）PLC系统自动监测浆液pH值，并适时调节；检测浆液温度；（4）定时取样监测浆液Fe3+浓度与pH值；4.浆液过滤与煤粉水洗干燥将反应脱硫后的浆液输送至过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤脱硫生物反应器，其特征是，专利技术设计的煤脱硫生物反应器主要有生物反应器壳体、搅拌器、曝气盘管与曝汽盘管组成，壳体上设有菌液进口、粉煤进口、进水口、循环浆液进口、取样口、蒸汽进口、空气进口、硫酸进口、反应浆液出口、排气口，壳体上还设有pH值测量仪、液位变送器与温度变送器，并配有PLC控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种煤脱硫生物反应器，其特征是，发明设计的煤脱硫生物反应器主要有生物反应器壳体、搅拌器、曝气盘管与曝汽盘管组成，壳体上设有菌液进口、粉煤进口、进水口、循环浆液进口、取样口、蒸汽进口、空气进口、硫酸进口、反应浆液出口、排气口，壳体上还设有pH值测量仪、液位变送器与温度变送器，并配有PLC控制系统。2.如权利要求1所述的一种煤脱硫生物反应器，其特征是，所述生物反应器壳体用来作为反应容器；搅拌器用来搅拌浆液，将浆液混合均匀；曝气盘管与风机连接，为浆液均匀鼓入空气为反应提供氧气；曝汽盘管与反应器外蒸汽连接，将蒸汽均匀通入浆液中，调节控制反应温度。3.如权利要求1所述的一种煤脱硫生物反应器，其特征是，所述生物反应器壳体上设有菌液进口、粉煤进口、进水口、循环浆液进口、取样口、蒸汽进口、空气进口、硫酸进口、反应浆液出口、排气口；所述菌液进口与菌液计量泵连接，用来加入菌液和控制浆液中菌液的浓度；粉煤进口用来加入原料煤和控制浆液浓度；进水口与水泵连接，向反应器壳体内加入水配制浆液；循环浆液进口用来将脱硫后过滤液返回反应器循环使用；取样口用来取样检测浆液的pH值、Fe3+浓度与浆液浓度；蒸汽进口与反应器外蒸汽连接，将蒸汽均匀通入浆液中，调节控制反应温度；空气进口与风机连接，向浆液均匀鼓入空气为反应提供氧气；硫酸进口与硫酸计量泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈中合，李玉川，王瑞，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37