Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Ahmadi ameleh,Seyed mohamad raouf Hosseini
علي احمدي عامله (استاد راهنما) سيدمحمدرئوف حسيني (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ahmad Doodkanloo milan
احمد دودکانلوي ميلان

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 يکي از ترکيبات مضر در ساختار زغال سنگ است که به شکل هاي مختلف در ساختار آن وجود دارد. بيوسولفورزدايي فرايندي است که با استفاده از ميکروارگانيسم ها سولفور معدني زغال سنگ را تا حد زيادي کاهش مي دهد. هدف از انجام اين تحقيق، بررسي کارايي حذف سولفور از زغال‌سنگ معدن تخت زيتون منطقه طبس به روش هيپ بيوسولفورزدايي در مقياس نيمه‌صنعتي است. در اين راستا، يک واحد نيمه‌صنعتي شامل يک بيوراکتور بستر ثابت به قطر يک متر و ارتفاع 5 متر، 2 بيوراکتور همزن دار 1500 ليتريو متعلقات مربوطه شامل مخازن، پمپ‌ها و دستگاه‌هاي کنترل طراحي و ساخته شد. در ابتدا آزمايش‌هاي قابليت شستشو پذيري براي بررسي نحوه توزيع سولفور در ساختار زغال سنگ و همچنين بررسي قابليت حذف بيولوژيکي سولفور در انکوباتور شيکردار انجام شدند. اين آزمايش ها شامل آزمايش غرق و شناوري، بيوسولفورزدايي محصولات دانسيته هاي آزمايشگاهي و صنعتي در انکوباتور شيکردار بودند. در اين آزمايش ها مشخص شد که بخش زيادي از سولفور پيريتي همراه زغال سنگ به بخش محصول شناور شده منتقل مي شود. همچنين در طي آزمايش هاي بيوسولفورزدايي مشخص شد که امکان حذف حدود 50% سولفور کلي از بخش دانسيته متوسط زغال‌سنگ وجود دارد. فرآيند نيمه‌صنعتي بيوسولفورزدايي بر روي حدود 4 تن محصول درشت‌دانه زغال سنگ معدن تخت زيتون با دانسيته 3 g/cm 40/1- ، محتواي سولفور 46/2% و محتواي خاکستر 98/14% اجرا گرديد. در اين فرآيند از کشت مخلوط ميکروارگانيسم‌هاي اکسيدکننده سولفور و آهن با محدوده‌هاي تحمل دمايي 20 تا 50 درجه سانتي‌گراد شامل گونه‌هاي مزوفيل و ترموفيل معتدل (مناسب براي شرايط آب و هوايي منطقه طبس) استفاده گرديد. فرآيند نيمه‌صنعتي در يک سيکل نيمه‌پيوسته با پاشش محلول با pH حدود 7/1 تا 2 و دبي حدود L/min 5/2 شروع شد. در حين انجام فرآيند pH، ORP، غلظت آهن و سولفات محلول‌هاي ورودي و خروجي ستون اندازه‌گيري شد. پس از 45 روز، مقدار ORP به مقادير بالاتر از mV 600 رسيد که نشان‌دهنده فعاليت خوب ميکروارگانيسم‌ها در راکتور ستوني بود. پس از 30 روز، غلظت آهن در محلول خروجي به‌مراتب بيشتر از غلظت آن در محلول ورودي شد و نظر به اينکه منبع تأمين‌کننده آهن در محلول، پيريت است، رفتار فوق نشان‌دهنده حذف سولفور پيريتي در ستون بود که با آناليزهاي مستقيم تعيين سولفور همخواني داشت. همچنين مشاهده شد که پس از 30 روز، غلظت سولفات در محلول خروجي نسبت به محلول ورودي بيشتر شد (منبع تأمين‌کننده سولفات اکسيداسيون پيريت در زغال است). در روز 170 به‌منظور بررسي نمونه هاي جامد، از ارتفاع هاي مختلف ستون نمونه هايي جهت آناليز فرستاده شد و مشخص شد که بخش بالاي ستون بيشترين 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 فرايند بيوسولفورزدايي در يک دوره 20 روزه به منظور حذف سولفات هاي نامحلول، ستون با اسيد HCl رقيق شستشو داده شد و نهايتا حذف سولفوربعد از 190 روز به 12/26% رسيد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی