Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Ahmadi ameleh,Seyed mohamad raouf Hosseini
علی احمدی عامله (استاد راهنما) سیدمحمدرئوف حسینی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ahmad Doodkanloo milan
احمد دودکانلوی میلان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Biological removal of ash and sulfur from Tabas coarse-grain coal in a full scale column
Biodesulfurization of a high-sulphur and medium-ash coal product was carried out in a 5-m tall packed bed bioreactor using a mixed culture of iron- and sulfur- oxidizing microorganisms. The feed coal (4-ton) was obtained from a heavy media cyclone product from Takht-Zeitoon coal mine (Tabas, Iran) with a density of -1.4 g/cm 3 and a grain size of 0.5-25 mm, having the ash and sulfur contents of 14.92% and 2.46%, respectively. The pilot scale process was performed in a semi-continuous mode with a solution injection rate of 2.5-4.5 lit/min/m 2 , aeration rate of 4-12 m 3 /h/m 2 and solution pH of 1.7-2, over a period of 190 days. Iron and sulfate ions were controlled during the process in two 1500-L stirred tank reactors by goethite and gypsum precipitation processes, respectively. The coulumn bioleaching in a period of 170 days was followed by a washing step with HCl to remove sulfate precipitates. Results showed that the total sulfur and ash contents reached to 1.81% and 11%, respectively, which were corresponded to 26.12% sulfur removal and 25.80% ash removal. It was indicated that biodesulfurization has a good industrial potential to treat coarse-grained high sulfur coals.
سولفور یکی از ترکیبات مضر در ساختار زغال سنگ است که به شکل های مختلف در ساختار آن وجود دارد. بیوسولفورزدایی فرایندی است که با استفاده از میکروارگانیسم ها سولفور معدنی زغال سنگ را تا حد زیادی کاهش می دهد. هدف از انجام این تحقیق، بررسی کارایی حذف سولفور از زغال‌سنگ معدن تخت زیتون منطقه طبس به روش هیپ بیوسولفورزدایی در مقیاس نیمه‌صنعتی است. در این راستا، یک واحد نیمه‌صنعتی شامل یک بیوراکتور بستر ثابت به قطر یک متر و ارتفاع 5 متر، 2 بیوراکتور همزن دار 1500 لیتریو متعلقات مربوطه شامل مخازن، پمپ‌ها و دستگاه‌های کنترل طراحی و ساخته شد. در ابتدا آزمایش‌های قابلیت شستشو پذیری برای بررسی نحوه توزیع سولفور در ساختار زغال سنگ و همچنین بررسی قابلیت حذف بیولوژیکی سولفور در انکوباتور شیکردار انجام شدند. این آزمایش ها شامل آزمایش غرق و شناوری، بیوسولفورزدایی محصولات دانسیته های آزمایشگاهی و صنعتی در انکوباتور شیکردار بودند. در این آزمایش ها مشخص شد که بخش زیادی از سولفور پیریتی همراه زغال سنگ به بخش محصول شناور شده منتقل می شود. همچنین در طی آزمایش های بیوسولفورزدایی مشخص شد که امکان حذف حدود 50% سولفور کلی از بخش دانسیته متوسط زغال‌سنگ وجود دارد. فرآیند نیمه‌صنعتی بیوسولفورزدایی بر روی حدود 4 تن محصول درشت‌دانه زغال سنگ معدن تخت زیتون با دانسیته 3 g/cm 40/1- ، محتوای سولفور 46/2% و محتوای خاکستر 98/14% اجرا گردید. در این فرآیند از کشت مخلوط میکروارگانیسم‌های اکسیدکننده سولفور و آهن با محدوده‌های تحمل دمایی 20 تا 50 درجه سانتی‌گراد شامل گونه‌های مزوفیل و ترموفیل معتدل (مناسب برای شرایط آب و هوایی منطقه طبس) استفاده گردید. فرآیند نیمه‌صنعتی در یک سیکل نیمه‌پیوسته با پاشش محلول با pH حدود 7/1 تا 2 و دبی حدود L/min 5/2 شروع شد. در حین انجام فرآیند pH، ORP، غلظت آهن و سولفات محلول‌های ورودی و خروجی ستون اندازه‌گیری شد. پس از 45 روز، مقدار ORP به مقادیر بالاتر از mV 600 رسید که نشان‌دهنده فعالیت خوب میکروارگانیسم‌ها در راکتور ستونی بود. پس از 30 روز، غلظت آهن در محلول خروجی به‌مراتب بیشتر از غلظت آن در محلول ورودی شد و نظر به اینکه منبع تأمین‌کننده آهن در محلول، پیریت است، رفتار فوق نشان‌دهنده حذف سولفور پیریتی در ستون بود که با آنالیزهای مستقیم تعیین سولفور همخوانی داشت. همچنین مشاهده شد که پس از 30 روز، غلظت سولفات در محلول خروجی نسبت به محلول ورودی بیشتر شد (منبع تأمین‌کننده سولفات اکسیداسیون پیریت در زغال است). در روز 170 به‌منظور بررسی نمونه های جامد، از ارتفاع های مختلف ستون نمونه هایی جهت آنالیز فرستاده شد و مشخص شد که بخش بالای ستون بیشترین مقدار حذف سولفور را داشت و حدود 35% حذف سولفور انجام شد و در کل ستون درمجموع حدود 91/19% سولفور حذف شد. سپس پس از اتمام فرایند بیوسولفورزدایی در یک دوره 20 روزه به منظور حذف سولفات های نامحلول، ستون با اسید HCl رقیق شستشو داده شد و نهایتا حذف سولفوربعد از 190 روز به 12/26% رسید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی