生物脱硫技术
化工生产中的节能减排技术

化工生产中的节能减排技术随着社会的发展,人们的生活水平不断提高,对化工产品的需求也越来越大。
然而,化工产品的生产不仅需要消耗大量的资源和能源,同时也会造成大量的环境污染,因此,我们需要采用节能减排技术来减少资源浪费和环境污染。
一、低温液相氧化技术低温液相氧化技术是一种用于净化污水和废水的高效技术。
该技术可以将污水中的有机物质转化为二氧化碳和水,减少污染物的排放,同时也可以对水进行处理和回收利用。
与传统的氧化技术相比,低温液相氧化技术具有能耗低、处理效果好、对环境无毒无害等优点,因此在化工生产中得到了广泛的应用。
二、高效节能蒸馏技术高效节能蒸馏技术是一种将混合溶液蒸发、升温和冷却过程集成在一起的高效技术。
该技术可以大大减少传统蒸馏过程中的能量浪费,使得产生的蒸汽在不同的温度下得到重复使用,从而实现了能量和物质的节约。
同时,高效节能蒸馏技术还可以用于分离和提纯化工原料,从而降低生产成本和资源消耗。
三、生物脱硫技术生物脱硫技术是一种将硫化物转化为无害物质的技术。
该技术可以通过微生物降解来清除烟气中的二氧化硫和硫化氢等有害物质,减少二氧化硫的排放,同时也可以提高燃烧设备的效率。
与传统的烟气脱硫技术相比,生物脱硫技术具有成本低、能耗少、工艺流程简单等优点,因此在化工生产中也得到了广泛的应用。
四、智能化控制系统技术智能化控制系统技术是一种将以往人工控制转换为自动控制的技术。
该技术可以对化工生产中的各个环节进行自动监控和调控,实现生产过程的自动化,从而减少了人工误差和劳动强度,提高了生产效率和产品质量。
智能化控制系统技术还可以实现能源的自动监测和调控,从而实现能源的合理分配和使用。
总之,化工生产中的节能减排技术具有节约资源、保护环境、提高经济效益等多重作用,可以实现生产过程的绿色化、智能化和高效化。
我们需要从技术研究、设备更新、产业转型等多层面探索和推广这些技术,从而促进化工行业的可持续发展和社会的可持续发展。
微生物法脱除烟气SO2研究进展

微生物法脱除烟气SO2技术研究进展与展望1. SO2污染及其控制方法SO2是大气污染三大环境问题之一,主要来自燃烧过程和工业生产过程,燃料燃烧主要系指煤炭和石油的燃烧。
据资料统计,全世界向大气排放的SO2中,约88%来自煤的燃烧和石油燃烧与精炼。
至1995年中国的SO2排放量已高达2370万t,超过欧洲和美国居世界首位。
因此,控制燃煤SO2的排放是我国控制SO2污染的关键一环。
一般将SO2污染控制技术分为燃烧前脱硫、燃烧中固硫和烟气脱硫三大类。
燃烧前脱硫是在煤炭燃烧前就脱去煤中硫分,避免燃烧中硫的形态改变,减少烟气中硫的含量,减轻对尾部烟道的腐蚀,降低运行和维护费用。
燃烧中固硫是指在燃料或原料中加固硫剂使硫转化成硫酸盐进入废渣中的技术。
其脱硫效率受到温度的限制,而且固硫剂的磨制过程中需要消耗大量的能量,燃烧后增加了锅炉的排灰量。
控制SO2排放的方法主要是烟道气脱硫或烟气脱硫,是指对燃烧后产生的气体进行脱硫。
国外主要的烟气脱硫技术有:湿法石灰石/石灰烟气脱硫技术、喷雾干燥烟气脱硫技术、吸收剂再生烟气脱硫技术、炉内喷吸收剂/增湿活化烟气脱硫工艺、海水烟气脱硫技术和电子束烟气脱硫技术。
由于我国经济和技术发展水平的限制,这些脱硫技术很少被采用。
目前,一般采用的是湿法除尘一体化技术,脱硫剂大部分为石灰,由于无配套氧化设备,脱硫产物一般为亚硫酸钙,有再次释放SO2的危险。
从经济角度分析,采用末端湿法除尘脱硫一体化技术脱除1tSO2的成本为1000~1500元,比燃煤电厂烟气脱硫成本还高。
为此,探求技术先进、费用经济的烟气脱硫技术成为烟气脱硫研究的热点,开发研究适合我国国情的烟气脱硫技术势在必行。
2. 微生物法烟气脱硫的研究进展2.1机制硫是自然界中存在的重要元素之一,也是构成微生物有机体必不可少的一种元素。
微生物参与硫素循环的各个过程,并获得能量。
可以根据微生物参与硫循环这一特点,利用微生物进行烟气脱硫。
微生物烟气脱硫是利用化能自养微生物对SO2的代谢过程,将烟道气中的硫氧化物脱除。
微生物脱硫技术进展

既能除去煤中有机 硫又能除去无机硫 ,且反应条件温和 ,设备简单,成本 低
微生物脱有机硫(DBT)的机理 (简略)
• C-C键氧化脱硫 DBT的一个芳香环被氧化降解,杂环硫不从 环中脱出,而是生成水溶性的有机物,消耗 了含硫碳氢化合物的热值,导致烃燃烧值降 低
• C-S键氧化脱硫 杂环硫被脱出,但不引起芳香环碳骨架的断 裂。
脱煤的方法及优缺点
脱煤方法
具体措施
原理
优点Leabharlann 缺点物理法 化学法 生物法
生物浸出法 表面处理法
依据煤炭颗粒与含 硫化合物的比重、 磁性、导电性及其 悬浮性而发展的去 除煤中无机硫的方 法
过程比较简单,已 经有大规模的生产 应用
不能同时去除煤中 有机硫,而且无机 硫的晶体结构、大 小及分布影响脱硫 效果和煤炭回收率
(3) FeS2十14Fe3+十8H2O———15Fe2+十2SO42+十16H+
直接作用
• 原理: 细菌直接与硫化物的含硫部位接触,在细菌 生物膜内作用生成还原性GSH(谷胱甘肽 )的二流衍生物GSSH,GSSH被一氧化酶 氧化并水解成亚硫酸盐,亚硫酸盐又被氧化 成硫酸盐
• 方程式:
• 4FeS2十15O2 十2H2O———4Fe3+十8SO42+十4H+ (细菌)
微生物脱煤的基本步骤
脱硫微生物的种类
• 脱煤无机硫的物种主要有 氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁 微螺杆菌 这三种菌都属于中温菌,前两种属于硫杆菌 属,最后一种属于微螺菌属
• 脱煤有机硫的物种主要有
假单细胞菌属的假单胞菌,硫化叶菌属中的 叶硫球菌,红球菌属等
微生物脱硫的国际现状
低污染的生物脱硫技术

运行 成 本 后 , 该 项 目每 年 可 为 衡 钢 节 约 标 准 煤 约 2 . 9万 吨 , 年 直 接创 收 达 2 5 0 0多万 元 。此 外 , 高 炉 煤气 中的 C O还 可 富集 至 9 9 % 以上 纯 度 , 成 为 化 工 产 品的原 料 , 进 一步提 高 高炉煤 气 的附加值 。
・
3 8・
气体净化
2 0 1 3年第 l 3 卷第 6期
作 与服务 。
( 空气 除外 ) , 不需处理化学污泥 , 产 生 很 少 生 物 污
染, 低 能耗 , 回收硫 , 效率 高 , 无 臭味 。缺点 是过程 不
南 化 集 团研 究院 “ 膜吸 收 法 C O 2捕 集 技术 研 究 ” 项目
易控制 , 条件 要求苛 刻等 。 日本 已建成 工业 化装 置 ,
利 用 氧化亚 铁硫杆 菌处 理炼油 厂胺洗 装置 和克 劳斯
装 置 的排 出气 , 硫 化氢脱 除 率达 9 9 。我 国郑 士尼 等
在实 验室条 件下 , 用该 菌对 炼 油 厂催 化 干气 和工 业
沼气进 行脱 硫 , 硫化氢去除率分别达 7 1和 4 6 。王 玮等成 功地 分离 出一株 具有脱 硫能力 的菌株 。但 目
生物 滴滤 法 , 三 种 系统均属 开放 系统 , 其 微生 物种群
随环 境改 变而变 化 。在生 物 脱 硫过 程 中 , 氧 化 态 的 含硫 污染 物 必 须 先 经 生 物 还 原 作 用 生 成 硫 化 物 或 H S 然 后再 经生 物氧化 过程 生成 单质 硫 , 才能 去 除 。 在 大多数 生物 反应器 中 , 微 生物 种类 以细菌 为主 , 真 菌 为次 , 极 少有 酵 母 菌 。常 用 的细 菌 是硫 杆 菌 属 的
石油生物脱硫技术及其应用前景

众所 周知 . 石油是一种混合物 . 其 直 接 燃 烧 会 产 生 许 多有 害物 质 , 如硫会形成 S O 2 、 S O 3 , 它们会 进 一 步与 大气 中水 结合 形
成酸雾、 酸 雨 进 而 严 重 影 响 生 态环 境 和 } , - 4 1 ' 1 日常 生 活 , 因而 石 油脱 硫 是 炼 制过 程 中的 重要 一环 。 石 油化 工 生 产过 程 中涉及 到
的硫 化 物 可 分 为 无机 硫 化 物 和 有机 硫 化 物 , 无 机 硫 化 物较 容 易 物. 苯唾 吩 、 二 苯 唆吩 、 蔡 唾 吩 是 高 硫原 油 的 重要 组 成 。 这 些含 脱除, 本 文 就 比较 难 脱 除 的 有机 硫 脱 除技 术进 行 综 述 。
硫 化 合 物在 原 油 加 工过 程 中 不 同程 度 的 分 布 在 各 馏 分 油 中 。 在 流化催化 裂化 ( F l u i d C a t a l y t i c C r a c k i n g , F C C ) 汽油 中 , 唆 吩 和 各 种 取 代 唆 吩 是 主 要 的含 硫 化 合 物 , 其 中苯 并噻 吩 ( B e z n o h
1 燃料油 中硫 的主 要存在形式及分布
原 油 中有 舍 硫 原 油 中数 以 百 计 , 已验 证 和 确 定 了 2 0 0多
i o p H e n e唾 液 。 B T H) 占3 O %。催 化 柴 油 中 的含 硫 化 合 物 主 要 个物 种 的 结构 .这 些含 硫 原 油 中 的 烃 加 工 过 程 中不 同程 度 的 T 是B H T和 二 苯 并 噻 吩 ( D i B e n z o T h i o p h e n e , D B T ) 的 任 何 和 所 馏分 。 燃 料 油 中 的含 硫 化 合 物 主要 有 两种 形 式 :硫 化 物 通 常 可 有 种 类 的烷 基 取 代 基 。 随 着环 数 的 唾 沫噻 吩硫 化合 物 . 多环 唾
关于煤炭微生物脱硫技术的介绍

3煤炭 生物脱 硫原 理 由以上可知煤 中 硫主 要 分 为无 机 硫和 有 机 硫 。 目 前的脱硫技术主要是指通过脱除无机 硫中的可燃 硫 ,
降低 煤在燃 烧后 生成 二氧 化硫含 量 。
3 . 1无机 黄铁矿 硫 的脱 除机理
通常在没有微生物存在时, 黄铁矿 F e S 被氧气氧 化为 F e ¨和 S O , 反应方程式为 :
中 图分类 号 : F 4 2 6 . 2 1 ; X 7 0 1 . 3
文献标 志码 : B
文章 编 号 : 1 0 0 8— 0 1 5 5 ( 2 0 1 5 ) 0 6— 0 1 4 2— 0 2
表 1 主 要脱 硫 微 生物 基 本 特 征
微 生物种类 硫 杆菌属
硫 螺菌属
F e s 2 +F e 2 ( s o 4 ) 3 — 3 F e S O 4 + 2 S
( 2 ) 脱硫微生物: 常用的煤炭脱硫微 生物有: 硫化 叶菌属 、 硫杆菌属、 细小螺旋菌属 、 贝氏硫细菌属 、 假单 胞菌属等 。脱除有机硫的微生物主要有: 假单胞菌、 根 瘤菌、 不动杆菌等。可以脱除无机硫的微生物有 : 氧化 铁铁 杆菌 、 氧 化 亚铁 硫杆 菌 、 氧 化 硫 硫 杆 菌等 。如 表 1 所 示主 要脱硫 微生 物的 基本特 } 生。
关于煤炭微生物胱碲技术的介绍
陈占 刘奇 ( 安 徽 理 工大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 , 安徽 淮 南 2 3 2 0 0 1 )
摘 要: 我国是煤炭生产及消费大 国 , 煤中的硫在直接燃烧时将造 成严重 的环 境污 染 , 我 国约 有 4 0 % 的国土面积 受到不 同程度 的酸雨及二氧 化硫 的影 响 , 微生物脱硫 技术是煤 炭脱硫领域的一种新型 脱硫 方法 , 不仅具有 成本低 、 能耗小等优点 , 更是 一种环境友 好的技术。介绍 了煤中硫 的分类 、 存在 形态 、 脱硫原理等方面。 关键词 : 选煤 ; 洁净 煤技 术 ; 微生物 ; 脱硫技术
天然气净化中的脱硫方法与节能措施

天然气净化中的脱硫方法与节能措施一、脱硫方法1. 化学脱硫法化学脱硫法是指通过化学反应将天然气中的硫化氢和二氧化硫转化成不易挥发的化合物,从而达到脱硫的目的。
常用的化学脱硫剂包括氢氧化钠、石灰石、氢氧化钙等。
这些化学脱硫剂可与天然气中的硫化氢和二氧化硫发生化学反应,生成硫化钠和硫酸钙等化合物,使有害物质被固定在脱硫剂中,从而实现脱硫的效果。
2. 生物脱硫法生物脱硫法是利用一些特定的微生物或微生物组合,通过在适宜条件下的培养和生长,将天然气中的硫化氢和二氧化硫转化成不易挥发的硫酸盐或硫醇等化合物,从而实现脱硫的过程。
生物脱硫法具有操作简单、成本低廉、环保性强等优点,由于其对脱硫剂的选择要求较高,操作条件比较严格,因此在一些特殊的情况下使用较多。
3. 吸附脱硫法吸附脱硫法是通过一些特定的吸附剂对天然气中的硫化氢和二氧化硫进行吸附,从而降低天然气中有害物质的含量。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛、氧化铁等。
这些吸附剂具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构,能够有效地吸附天然气中的硫化氢和二氧化硫,达到脱硫的目的。
二、脱硫节能措施1. 优化脱硫工艺针对不同的天然气成分和脱硫要求,选择合适的脱硫方法和脱硫剂,优化脱硫工艺参数,减少脱硫剂的使用量,提高脱硫效率,降低能耗和成本。
2. 废热利用天然气脱硫过程中产生的废热可以通过热交换器进行回收利用,用于加热天然气或其他设备的预热,降低外部能源消耗,提高能源利用效率。
3. 设备改造对存在能耗高、效率低的脱硫设备进行改造升级,采用先进的技术和材料,提高设备的脱硫效率,并且减少能源消耗。
4. 联合生产将脱硫过程与其他生产过程进行联合,如与蒸馏、热电联产等生产过程进行联合,充分利用废热,减少外部能源消耗,降低生产成本,提高资源利用效率。
5. 节约用水在脱硫过程中,合理利用循环水和节约用水,减少废水排放,降低水资源消耗,达到节约能源的目的。
三、结语天然气净化中的脱硫方法和节能措施是保障天然气清洁使用、提高生产效率和降低环境污染的重要手段。
煤炭生物脱硫技术

自然科掌Ⅵ裂裂■I l l煤炭生物脱硫技术王丽丽(四川大学建筑与环境学院四川成都6l0065)[摘要】微生物脱硫技术在煤炭加工及环境保护方面显示出潜在的优势,介绍煤炭微生物脱硫技术的机理、种类.并提出存在的问题及进一步的发展方向。
[关键词]煤炭微牛物脱硫中图分类号:093文献标识码:^文章编号;1871—7597(2∞8)∞100舛一01在我国一次性能源消费结构中,煤炭占7096以上。
每年以燃烧方式消耗的煤炭占总量的80%左右。
煤直接燃烧释放出大量sO z所造成的酸雨不仅危害工农业生产及人们的身心健康,给国家和社会带来巨大损失,而且加大了企业成本。
煤炭的生物脱硫技术适应了当前环保要求,它是利用微生物能选择性的氧化煤中的有机硫和无机硫,从而达到除去煤中硫的目的。
其优点在_r投资少、运行成本低,脱硫效率高。
对于我国这样的发展中国家来说,煤的燃前脱硫,尤其是通过发展和应用微生物脱硫技术来降低煤的含硫量具有非常重要的意义。
一、脱硪徽生物迄今为止.已发现对煤中的硫有脱除作用的微生物有几大类,10几种[1]。
用于煤脱除无机硫的微生物上要有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁微螺菌等三种,这三种细菌为中温蔺,其中前两种属于硫杆菌属,后‘种为微螺菌属[2]。
对于煤炭中的有机硫,目前最有效的菌种为假单细胞菌属(Ps eudI l l ona s)的假单胞菌(cB I)、硫化叶菌属(sul f ol obu s)中的叶硫球菌、s.br i e r l eyi、红球菌属、芽孢杆菌属、不动杆菌属、根瘤菌属以及埃希氏菌属等。
实际上叶硫球菌对无机硫的脱除也是有效的[1,3]。
另据报道,美国曾筛选出能特异性降解煤中有机硫的玫瑰色红球菌[4]。
此外,还有关于大肠杆菌、链霉菌和白腐菌等微生物脱除煤中有机硫实验的报道[5]。
二、蠢生物袋磕机理(一)煤中无机硫的脱除机理微生物脱除无机硫的实质是使难溶的金属硫化物溶入浸取液中(主要为黄铁矿)被氧化,脱硫过程s o的氧化过程。
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1.背景
煤中含硫量约0.1%~10%,煤中硫元素对煤炭 的利用极为不利。 燃烧时,生成二氧化硫污染环境(酸雨),腐蚀设 备;炼焦时,60%的硫进入焦炭,使生铁变脆;气化 时,生成二氧化硫,使催化剂中毒、腐蚀设备;堆放 时,硫铁矿高的煤易氧化和自然。根据国家有关规定, 炼焦和发电用煤含硫量必须在1%以下,一般用煤含 硫量必须在1.5%以下。研究高效低成本的煤炭脱硫 技术,将有很大的经济和环保意义。
2.煤炭中硫的存在形式
煤中主要以无机硫和有机硫两种种形式存在, 无机硫占60%~70%,主要有硫铁矿和硫酸盐矿, 有时还含有微量元素硫。 有机硫种类繁多,结构复杂但含量较低,有机 大都与煤化学结构的碳骨架相结合,如硫醇类-SH, 硫醚类(R-SR'),硫醌类等。
3.脱硫微生物
目前,煤炭脱硫常用的微生物有:硫杆菌属、 细小螺旋菌属、硫化叶菌属、假单胞菌属、贝氏 硫细菌属、埃希氏菌属等。 脱除无机硫的微生物主要有:氧化亚铁硫杆菌、 氧化硫硫杆菌等。 脱除有机硫的微生物主要有:假单胞菌、不动 杆菌、根瘤菌。2)表面处理浮选法:微生
物加入煤浆中,通过预处理, 使之与煤浆充分混合,然后 给入浮选装置。微生物附着 在黄铁矿颗粒表面,或使其 表面氧化,或改变黄铁矿的 表面活性,使其易溶于浮选 液,从而进入尾矿。煤粒表 面仍然保持良好的疏水性, 随气泡浮上水面,从而把煤 和黄铁矿分开。 优点:时间较短。 缺点:适用范围较窄,管理 复杂性和运行成本高。
4.煤炭微生物脱硫原理
(1).无机硫的脱除原理:黄铁矿在潮湿富含氧气 地环境中,能够自发而缓慢的氧化为硫酸根和亚铁 离子 ,并放出热量;当环境中存在某些嗜酸的硫 杆菌时,此反应速率将大大加快。 其作用方式可分为直接作用和间接作用。 直接作用:指黄铁矿作为微生物的能源物质,即微 生物在使煤中黄铁矿发生降解生成高价铁离子和硫 酸根的同时,利用释放的能量进行新陈代谢。 间接作用:指微生物催化氧化黄铁矿生成硫酸根和 铁离子 ,该铁离子作为强氧化剂与金属硫化物反 应,将黄铁矿硫氧化为硫酸根或元素硫。
3)微生物一絮凝法:它是采用疏水的细
菌吸附于煤表面,通过细菌的吸附,使煤粒 形成稳定的絮团,但该细菌很少吸附到黄铁 矿表面。其实质是利用细菌对不同矿物絮凝 能力的不同,实现煤与黄铁矿的分离。 此法较新颖,研究和应用比较少,还有 待于进一步研究和推广。
7.脱硫的影响因素
(1)煤炭粒度:煤样粒度要适中。过粗时,降低了黄铁 矿颗粒和微生物细胞的接触概率和黏着概率,减弱了细 菌在黄铁矿颗粒表面的吸附强度,而使黄铁矿的抑制减 弱,导致脱硫率的下降;过细时,由于煤泥罩盖等将造 成脱硫率下降。 (2)菌种类型。菌体是脱硫过程的主体,菌体脱硫的效 率直接影响除硫的效果。菌体细胞浓度,在菌矿反应过 程中,存在最佳细胞浓度。 (3)菌体生长环境。微生物对环境是十分敏感的。主要 包括:温度、PH值,营养液(或悬浮液)的浓 度、以及碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子等营养 素。研究表明,微生物对生长条件的要求相当苛刻, 过高过低都会抑制其生长。
8.脱硫存在的问题
1)脱硫效率低。 2)煤炭微生物脱硫的许多机理尚未弄清。 3)脱硫微生物菌种不多,脱硫效果好的菌种少。 4)煤炭微生物脱硫方法有局限性。 5)煤炭微生物脱硫成本较高。 6)煤炭脱硫的处理量受到限制。
9.展望
随着经济的发展、煤炭消费量的增加,为建设环 境友好型社会,促进能源环境的可持续发展,研究 和开发出高效低成本的煤炭脱硫技术显得尤为重要。 目前的研究大多处于实验室阶段,我国对煤炭微 生物脱硫应用的研究还很薄弱,研开适合我国国情 的煤炭微生物脱硫技术具有广阔的应用前景。
5.煤炭微生物脱硫方法
煤炭脱硫可分为:燃前脱硫、燃中固硫、燃 后烟气脱硫。 常用的煤炭微生物脱硫方法有:生物浸出法、 表面处理浮选法和生物选择性絮凝法等。
1)生物浸出脱硫:其实质是一个生物氧化过程,
微生物作催化剂,使可燃硫(主要是黄铁矿等还原价 态的硫)转变为不可燃硫(主要是硫酸盐等高 价态的硫),微生物用硫在这个过程中发生氧化反应 所释放出能量完成新陈代谢。 优点:是装置简单、操作简便。 缺点:是处理时间较长,浸出废液不能及时处理, 容易造成二次污染。
相关反应方程式:
2FeS2+7O2+2H2O → 2FeSO4+2H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO4 →Fe2(SO4)3+2H2O
FeS2+ Fe2(SO4)3 →3FeSO4 +2S
2S+3O2+2H2O → 2H2SO4
(2).有机硫的脱除原理:
二苯并噻吩(DBT)在煤炭中含量最高。 微生物分解二苯并噻吩(DBT)有两条途径,一是 通过分解煤的结构使二苯并噻吩溶于水,而不直 接作用于二苯并噻吩的S原子;二是只作用于二苯 并噻吩的s原子,而不破环煤的结构,使硫变成溶 于水的硫酸盐。煤中有机硫多存在于煤的多环结 构中,它与碳、氢、氧等元素牢固的结合,因此 采用微生物脱除有机硫的方法(种类和机理) 与脱除无机硫大不不同,工艺流程也很复杂。目 前还在试验阶段。