微生物脱硫学习教案.pptx

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1、会计学1微生物脱硫微生物脱硫第一页，共79页。十二五规划十二五规划1.2010年二氧化硫排放总量为2267.8 万t/a、年均浓度为 40 g/m3，到 2015 年，重点区域二氧化硫排放量下降 12%2.深化二氧化硫污染治理的措施(cush)火电行业 钢铁、石化等非电行业的烟气第2页/共79页第二页，共79页。目前目前(mqin)(mqin)国内常用的脱硫技术国内常用的脱硫技术方法原理脱硫率（%）半干法喷雾干燥法（SDA）湿状态脱硫，干状态捕捉硫酸钙和亚硫酸钙，烟气热量干燥雾滴水分7090离心转盘物化法干法排烟循环流化床法床中石灰石或氧化铝在流态翻滚中吸收SO290电子束照射法用电子加速器产

2、生的高能等离子体氧化烟气中的SO290湿法 石灰石灰石CaCO3+SO2+1/2O2+2H2O=CaSO42H2O+CO29597双碱法SO2被碱性物质，如亚硫酸钠吸收，加入石灰或石灰石来沉淀亚硫酸钙或硫酸钙9597海水脱硫海水高缓冲性及海水碱性直接吸收SO29597第3页/共79页第三页，共79页。微生物脱硫微生物脱硫n n生物脱硫，又称生物催化脱硫生物脱硫，又称生物催化脱硫(简称简称BDS)BDS)，生物脱硫是利用，生物脱硫是利用(lyng)(lyng)微生物或它所含的酶催化含硫化合物（微生物或它所含的酶催化含硫化合物（H2SH2S、有机硫）将其所含的、有机硫）将其所含的硫积放出来的过程硫

3、积放出来的过程n n利用利用(lyng)(lyng)微生物脱硫与化学和物理方法脱硫相比具有投资少、微生物脱硫与化学和物理方法脱硫相比具有投资少、运行成本低、能耗少、可有效减少环境污染等优点运行成本低、能耗少、可有效减少环境污染等优点 烟气道脱硫烟气道脱硫 生产废气脱硫生产废气脱硫 煤炭脱硫煤炭脱硫第4页/共79页第四页，共79页。煤炭煤炭(mitn)(mitn)脱硫脱硫煤炭(mitn)里可燃硫中的无机硫主要以黄铁矿硫（FeS2)单个颗粒或晶体存在脱除无机硫的微生物菌种多为无机化能自养菌，这类菌可以利用氧化铁和硫等无机物获得能量，在酸性条件下生长脱硫最有效的微生物有氧化亚铁硫杆菌，氧化硫硫杆菌(

4、T.thiooixdans)氧化硫硫杆菌(gnjn)氧化亚铁硫杆菌第5页/共79页第五页，共79页。生产生产(shngch(shngch n)n)废气微生物脱硫废气微生物脱硫 n n生产生产(shngchn)(shngchn)废气（含废气（含H2SH2S）的细菌脱硫是近年来国内外的细菌脱硫是近年来国内外研究的一研究的一n n 个新课题。常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌，脱氮个新课题。常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌，脱氮硫杆菌及排硫硫杆菌，主要利用氧化亚铁硫杆菌的间接氧化作硫杆菌及排硫硫杆菌，主要利用氧化亚铁硫杆菌的间接氧化作用，其脱硫原理如下：用，其脱硫原理如下：利用以上工艺，沼气(

5、zhoq)和炼油厂催化干气中的H2S平均脱硫率为71.45%和46.91%第6页/共79页第六页，共79页。烟道烟道(yn do)(yn do)气微生物脱硫气微生物脱硫n n目前，烟道气脱硫技术中最为成熟目前，烟道气脱硫技术中最为成熟(chngsh)(chngsh)的是湿法的是湿法脱硫。尽管该方法脱硫效率高，但脱硫剂用量大，运行脱硫。尽管该方法脱硫效率高，但脱硫剂用量大，运行费用高，存在二次污染的问题。生物脱硫利用化能自养费用高，存在二次污染的问题。生物脱硫利用化能自养微生物对微生物对SOx SOx 的代谢过程，将烟道气中的硫氧化物脱除。的代谢过程，将烟道气中的硫氧化物脱除。在生物脱硫过程中，

6、氧化态的污染物如在生物脱硫过程中，氧化态的污染物如S S、硫酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐及硫代硫酸盐经微生物还原作用生成单质硫去亚硫酸盐及硫代硫酸盐经微生物还原作用生成单质硫去除除n n典型的脱硫细菌有脱硫弧菌、排硫硫杆菌、氧化亚铁硫典型的脱硫细菌有脱硫弧菌、排硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌等杆菌等第7页/共79页第七页，共79页。微生物脱硫技术微生物脱硫技术(jsh)(jsh)的展望的展望高效功能菌的选育随着基因技术的发展，该领域的研究将成为微生物脱硫技术发展的基础对硫代谢途径的控制如何使微生物代谢硫的产物更易从反应相中分离，或将代谢物固定在相中将是决定微生物脱硫技术能否得到市场认可的关键复合微生物脱硫

7、技术的研究因微生物脱硫的工业化离不开微生物系统的综合作用。因此发展多菌群、单多相反应器的研究，以及生化物化法的复合技术将是工程研究人员的关注重点，也是微生物脱硫技术市场化的关键第8页/共79页第八页，共79页。周柳艺1.微生物脱硫技术概述冯永杰2.煤炭(mitn)脱硫曹丹3.在水处理(chl)中的应用薛铖4.石油脱硫钟雪芬5.在大气中的应用郝理想6.其他方面的应用总纲(znggng)第9页/共79页第九页，共79页。目录目录(ml)(ml)概述脱硫方法及其比较微生物浸出(jn ch)脱硫法微生物助浮脱硫法存在问题及发展动向煤炭(mitn)脱硫第10页/共79页第十页，共79页。概述概述概述概述

8、(i sh)i sh)n n煤炭煤炭(mitn)(mitn)是我国最主要的一种一次能源，是我国最主要的一种一次能源，通常含有通常含有0.25%7%0.25%7%（质量分数）的硫（质量分数）的硫成分(chng fn)组成不可燃可燃硫酸盐无机硫有机硫无机硫即黄铁矿（FeS2)，有机硫即二本噻吩和硫醇第11页/共79页第十一页，共79页。脱硫方法脱硫方法(fngf(fngf)及其比较及其比较第12页/共79页第十二页，共79页。脱硫方法脱硫方法(fngf(fngf)及其比较及其比较（1 1）燃烧后脱硫技术又称烟气脱硫技术，该技术发达国家研究的比较）燃烧后脱硫技术又称烟气脱硫技术，该技术发达国家研究的

9、比较多多优点：烟气脱硫的效率较高，脱硫效果较好优点：烟气脱硫的效率较高，脱硫效果较好缺点：但其一次性投资运行费用缺点：但其一次性投资运行费用(fi yong)(fi yong)较高，为电厂的较高，为电厂的1/31/3左右由左右由于成本高，所以我国目前应用较少于成本高，所以我国目前应用较少第13页/共79页第十三页，共79页。脱硫方法脱硫方法(fngf(fngf)及其比较及其比较（2 2）燃烧中脱硫技术主要指向炉内喷入钙系脱硫剂的煤炭燃烧技）燃烧中脱硫技术主要指向炉内喷入钙系脱硫剂的煤炭燃烧技术和添加固硫剂的型煤技术。其中沸腾燃烧固硫方法主要是利术和添加固硫剂的型煤技术。其中沸腾燃烧固硫方法主要

10、是利用脱硫剂如用脱硫剂如CaOCaO在床层温度下热解进行固硫反应。利用该方法在床层温度下热解进行固硫反应。利用该方法脱硫，要达到较高脱硫效果脱硫，要达到较高脱硫效果Ca/SCa/S的摩尔比必须大于的摩尔比必须大于1010，因此提，因此提高高(t go)(t go)脱硫剂的利用率，降低脱硫剂的利用率，降低Ca/SCa/S比，能实现炉内固硫和低比，能实现炉内固硫和低温燃烧，从而降低温燃烧，从而降低SO2SO2的排放量的排放量 缺点：燃烧中脱硫普遍存在效率不高，且有易结渣、磨损和堵塞等缺点：燃烧中脱硫普遍存在效率不高，且有易结渣、磨损和堵塞等问题问题第14页/共79页第十四页，共79页。脱硫方法脱硫

11、方法(fngf(fngf)及其比较及其比较（3 3）燃前脱硫技术主要包括通过洗选减少硫分、灰分，以）燃前脱硫技术主要包括通过洗选减少硫分、灰分，以降低降低(jingd)SO2(jingd)SO2的排放的选煤技术、水煤浆技术、型的排放的选煤技术、水煤浆技术、型煤技术和动力煤配煤技术等。煤技术和动力煤配煤技术等。优点：选煤是洁净煤技术的源头技术，优点：选煤是洁净煤技术的源头技术，既能脱硫又能降灰既能脱硫又能降灰 同时还可以提高热能利用效率同时还可以提高热能利用效率 选煤的费用又远远低于选煤的费用又远远低于燃中和燃后脱硫燃中和燃后脱硫 对于我国这样的发展中国家来说，煤的燃前脱硫，尤其是对于我国这样的

12、发展中国家来说，煤的燃前脱硫，尤其是通过选煤来降低通过选煤来降低(jingd)(jingd)煤的含硫量具有非常重要的意煤的含硫量具有非常重要的意义义第15页/共79页第十五页，共79页。脱硫方法脱硫方法(fngf(fngf)及其比较及其比较n n在我国，燃前脱硫在煤的应用十分广泛。燃烧前脱硫方法：物理在我国，燃前脱硫在煤的应用十分广泛。燃烧前脱硫方法：物理脱硫法、化学脱硫法、生物脱硫法脱硫法、化学脱硫法、生物脱硫法n n这里所用这里所用(su yn)(su yn)的生物脱硫法主要是脱去煤中的无机硫，因的生物脱硫法主要是脱去煤中的无机硫，因有机硫的脱硫方法还在研究中，且我国研究基础少，主要是一些

13、有机硫的脱硫方法还在研究中，且我国研究基础少，主要是一些国外在研究国外在研究n n目前煤的微生物脱硫主要有以下两种方法：微生物浸出脱硫法、目前煤的微生物脱硫主要有以下两种方法：微生物浸出脱硫法、微生物助浮脱硫法微生物助浮脱硫法第16页/共79页第十六页，共79页。微生物浸出微生物浸出(jn ch)(jn ch)脱硫法脱硫法 生物浸出法：生物浸出法是通过微生物的氧化作用将黄铁矿氧化生物浸出法：生物浸出法是通过微生物的氧化作用将黄铁矿氧化分解成铁离子分解成铁离子(lz)(lz)和硫酸，硫酸溶于水后将其从煤炭中排除的和硫酸，硫酸溶于水后将其从煤炭中排除的脱硫方法。脱硫方法。FeS2+7O2+H2O

14、FeSO4+H2SO4 FeS2+7O2+H2O FeSO4+H2SO4 FeSO4+O2+H2SO4 Fe2(SO4)3+H2OFeSO4+O2+H2SO4 Fe2(SO4)3+H2OFeS2+Fe2(SO4)3 Fe2(SO4)3+2SFeS2+Fe2(SO4)3 Fe2(SO4)3+2S2S+3O2+H2O H2SO42S+3O2+H2O H2SO4微生物微生物微生物微生物第17页/共79页第十七页，共79页。微生物浸出微生物浸出(jn ch)(jn ch)脱硫法脱硫法n n 该方法脱硫的优点是装置简单，只需在煤堆上面(shng min)洒上含有微生物的水，通过水的浸透，实现煤的微生物脱

15、硫，生成的硫酸在煤堆底部收集，达到从煤中脱去除硫n n 缺点是处理时间较长，采用这种方法处理一批煤大约需30 d 左右，相对于大型电厂来说是不适用的，而且浸出的废液如果不及时处理，很容易成为二次污染第18页/共79页第十八页，共79页。微生物助浮脱硫法微生物助浮脱硫法n n该方法是一种把煤的浮选法和微生物处理相结合的方法该方法是一种把煤的浮选法和微生物处理相结合的方法n n反应机理：把煤粉碎成微粒与水混合反应机理：把煤粉碎成微粒与水混合(hnh)(hnh)，在其悬浊，在其悬浊液的下面吹起气泡，使煤和黄铁矿的微粒浮在水中，附液的下面吹起气泡，使煤和黄铁矿的微粒浮在水中，附着在气泡上由于空气的浮力

16、，两者一起浮在水面上不能着在气泡上由于空气的浮力，两者一起浮在水面上不能分开。此时将微生物放在溶液中，微生物仅能附着在黄分开。此时将微生物放在溶液中，微生物仅能附着在黄铁矿上，于是黄铁矿的表面变成亲水性，能溶于水，难铁矿上，于是黄铁矿的表面变成亲水性，能溶于水，难以附着在气泡上就下沉到底部，从而把煤和黄铁矿分开以附着在气泡上就下沉到底部，从而把煤和黄铁矿分开n n 第19页/共79页第十九页，共79页。微生物助浮脱硫法微生物助浮脱硫法n n 优点：反应时间短，脱硫时间只需数分钟，可处理大量煤。此优点：反应时间短，脱硫时间只需数分钟，可处理大量煤。此外该法在把煤中黄铁矿脱硫时，灰分也可同时沉底，

17、所以外该法在把煤中黄铁矿脱硫时，灰分也可同时沉底，所以(suy)(suy)也具有脱去灰分的作用。所以也具有脱去灰分的作用。所以(suy)(suy)这种方法在微生物这种方法在微生物脱硫中应用较多脱硫中应用较多第20页/共79页第二十页，共79页。工艺流程工艺流程(nn y li chn y li chn)图图原煤(yunmi)粉碎(fn su)、过筛煤浆浮现煤浆微生物微生物浮选脱硫装置煤浆微生物预处理煤浆疏水剂捕集剂废浆清洁煤浆固液分离干燥污水处理污水清洁煤第21页/共79页第二十一页，共79页。微生物脱硫存在微生物脱硫存在(cnzi)(cnzi)的问题的问题1.1.加工前破碎煤的费用加工前破碎

18、煤的费用(fi yong)(fi yong)高高2.2.微生物繁殖慢，反应时间长，一般需要几天或几周，而细菌浸出微生物繁殖慢，反应时间长，一般需要几天或几周，而细菌浸出可达几个月，难以保证脱硫工艺的稳定性，需开发高效率的连可达几个月，难以保证脱硫工艺的稳定性，需开发高效率的连续工艺，提高微生物稳定性续工艺，提高微生物稳定性3.3.微生物和生物催化剂对温度十分敏感，在大规模生产中，传热问微生物和生物催化剂对温度十分敏感，在大规模生产中，传热问题是个非常棘手的问题题是个非常棘手的问题4.4.脱硫后的硫氧化产物需进一步处理，且费用脱硫后的硫氧化产物需进一步处理，且费用(fi yong)(fi yon

19、g)高高5.5.煤是一种非均质物质，对于煤中有机硫的监测还缺乏一种确定的煤是一种非均质物质，对于煤中有机硫的监测还缺乏一种确定的方法方法6.6.煤炭中某些杂质对微生物的毒性会抑制微生物的生长劲和代谢煤炭中某些杂质对微生物的毒性会抑制微生物的生长劲和代谢第22页/共79页第二十二页，共79页。发展发展(fzh(fzh n)n)方向方向n n 针对以上针对以上(y(y shng)shng)问题，考虑从以下方面来解决：选育训化高效脱硫菌，问题，考虑从以下方面来解决：选育训化高效脱硫菌，利用遗传工程学的原理构建对脱硫有特殊效果的工程菌对脱硫液进行综合处利用遗传工程学的原理构建对脱硫有特殊效果的工程菌对

20、脱硫液进行综合处理回收，实现无废排放，防止二次污染理回收，实现无废排放，防止二次污染n n微生物脱硫的焦点主要集中在菌种的开发上。目前的方向是通过遗传工程来微生物脱硫的焦点主要集中在菌种的开发上。目前的方向是通过遗传工程来改进微生物和酶的性质，使之能承受更多的重金属、更高是盐浓度、更宽的改进微生物和酶的性质，使之能承受更多的重金属、更高是盐浓度、更宽的pHpH值和温度范围，更能适应低溶解度反应物的反应，而且要简化制备方法降值和温度范围，更能适应低溶解度反应物的反应，而且要简化制备方法降低成本低成本第23页/共79页第二十三页，共79页。周柳艺1.微生物脱硫技术概述冯永杰2.煤炭(mitn)脱硫

21、曹丹3.在水处理(chl)中的应用薛铖4.石油脱硫钟雪芬5.在大气中的应用郝理想6.其他方面的应用总纲(znggng)第24页/共79页第二十四页，共79页。1234含硫废水(fishu)的来源及危害含硫废水的处理(chl)方法生物(shngw)处理方法总结5生物法处理酸性煤矿废水 含硫废水的生物处理含硫废水的生物处理含硫废水的生物处理含硫废水的生物处理 第25页/共79页第二十五页，共79页。1 化工(hugng)主要主要主要主要(zhy(zhyo)o)来来来来源源源源石油石油(shyu)2制革制革43制药制药5印染印染造纸造纸6 1 1.含硫废水的来源及危害第26页/共79页第二十六页，共

22、79页。1.含硫废水(fishu)的来源及危害第27页/共79页第二十七页，共79页。在水中的存在在水中的存在(cnzi)形式形式 含硫废水中含有大量的硫化物，有臭味，具有(jyu)较强的毒性和腐蚀性，直接排放会对环境造成极大的污染，排至污水管道也会影响废水构筑物的正常运转危害危害(wihi)(wihi)水中硫化物包含溶解性的H2S、HS和S2-，酸溶性的金属硫化物，以及不溶性的硫化物和有机硫化物 1 1.含硫废水的来源及危害第28页/共79页第二十八页，共79页。物理化学处理物理化学处理生物处理生物处理物化物化-生物生物联用处理联用处理 2.含硫废水含硫废水(fishu)的处理的处理方法方法

23、加氯法中和法曝气法氧化法沉淀法气提法(t f)湿式空气氧化法超临界水氧化法树脂法有氧生物氧化(ynghu)生物接触氧化(ynghu)缺氧生物处理生物固定化技术湿地法生物法联合化学混凝作用两相厌氧工艺，WAO-生物法等第29页/共79页第二十九页，共79页。2.含硫废水含硫废水(fishu)的处理的处理方法方法第30页/共79页第三十页，共79页。物理化学物理化学物理化学物理化学(w l(w l hu xu)hu xu)处理处理处理处理方法的缺点方法的缺点方法的缺点方法的缺点采用物化法处理含硫废水时,需要添加化学药品和催化剂,在处理过程中需要通空气(kngq)(或氧气)加热,并需要分离处理等能耗

24、能耗(nn ho)大大成本高成本高二次二次污染污染投加化学药品也会引起二次污染,并可能存在设备腐蚀等问题处理后的气体、液体或沉淀物等末端产物还需再处理 2.含硫废水的处理方法第31页/共79页第三十一页，共79页。3.1有氧生物(shngw)氧化 通过控制硫化物与氧的比例、硫化物浓度及污泥负荷,用无色硫细菌在有氧的条件下将硫化物氧化为单质硫及少量硫酸盐 3.生物处理生物处理(chl)方法方法第32页/共79页第三十二页，共79页。3.1.1 Thiopaq 工工艺艺(gngy)1993年，荷兰(h ln)Paques 公司首次使用 Thiopaq工艺 工艺的核心是一个气升式生物反应器,在该反应

25、器中，硫细菌在接近常温常压条件下将硫化物氧化成单质硫采用稀 Na2CO3 溶液吸收 H2S 生成 NaHS,与常规方法利用NaOH溶液吸收 H2S 相比，避免了对吸收液的二次处理，节省了费用 T TE EX XT T第33页/共79页第三十三页，共79页。3.1.2 生物接触生物接触(jich)氧化法氧化法 n n又称固定式活性污泥又称固定式活性污泥(w n)(w n)法法n n特点：特点：n n 1.1.对进水水质变化的适应能力较强对进水水质变化的适应能力较强,出水水质稳出水水质稳定定,污泥污泥(w n)(w n)生成量少生成量少,减少产生污泥减少产生污泥(w n)(w n)膨膨胀的危害胀的

26、危害n n 2.2.生物膜上的生物相丰富生物膜上的生物相丰富,除细菌外除细菌外,还存在丝还存在丝状菌、多种菌属的原生、后生动物状菌、多种菌属的原生、后生动物,容易形成稳定的容易形成稳定的生物系生物系n n二段生物接触氧化法二段生物接触氧化法 第34页/共79页第三十四页，共79页。3.1.2 生物生物(shngw)接触氧化接触氧化法法 第35页/共79页第三十五页，共79页。3.2 缺氧缺氧(qu yn)生物处理生物处理1 1、光合细菌进行、光合细菌进行(jnxng)(jnxng)厌氧氧化，将硫化物氧化为单质厌氧氧化，将硫化物氧化为单质硫去除硫去除2 2、反硝化细菌（需要加硝酸盐）、反硝化细菌

27、（需要加硝酸盐）3 3、绿硫菌、绿硫菌(GSB)(GSB)和和Tygon Tygon 材质管固定膜连续流光生物反应材质管固定膜连续流光生物反应器处理含器处理含H2SH2S废水废水 3.生物处理(chl)方法第36页/共79页第三十六页，共79页。3.3 其它生物其它生物(shngw)处理技术处理技术 n n生物固定化技术生物固定化技术(jsh)(jsh)：德国科技工作者将降解：德国科技工作者将降解硫磷等硫磷等 9 9种农药的酶种农药的酶,以共价结合法固定于多孔玻以共价结合法固定于多孔玻璃及硅珠上璃及硅珠上,制成酶柱处理硫磷废水制成酶柱处理硫磷废水,去除率可达去除率可达 95%95%以上，且酶活

28、性无明显损失以上，且酶活性无明显损失 n n工艺复杂，长期运行的稳定性尚待研究工艺复杂，长期运行的稳定性尚待研究第37页/共79页第三十七页，共79页。4.生物法处理酸性(sun xn)煤矿废水4.1 煤矿废水的危害 硫化系矿山在开采过程(guchng)中所含的硫化物被氧化为硫酸而产生的酸性矿山废水中含有高浓度的硫酸盐。含硫酸盐酸性废水不经处理直接排入水体使受纳水体酸化，降低pH，危害水生生物，并产生潜在腐蚀性。含硫酸盐酸性废水也会破坏土壤结构，减少农作物产量第38页/共79页第三十八页，共79页。4.2 作用原理 生物法处理(chl)酸性矿山废水的基本原理就是在厌氧条件下利用硫酸盐还原菌(S

29、ulfate Reduction Bacteria,SRB)使SO42-还原为H2S，再用化学法或生物法将H2S氧化为单质硫，进而从水中回收紧缺物资单质硫。由于单质硫的回收，使处理(chl)本身产生环境社会效益的同时又具有一定的经济效益 4.生物(shngw)法处理酸性煤矿废水第39页/共79页第三十九页，共79页。4.生物(shngw)法处理酸性煤矿废水4.3 生物法的优势 微生物法处理酸性矿山废水具有费用低、适用性强、无二次污染、可回收短缺(dunqu)原料单质硫等优点,成为有潜力的含硫酸盐酸性矿山废水的处理方法 第40页/共79页第四十页，共79页。n n生化方法生化方法(以生物以生物(

30、shngw)(shngw)处理为主处理为主)虽然前期投资较大虽然前期投资较大,但后期但后期运行管理费用一般不高运行管理费用一般不高,由于可以得到单质硫产品也会降低成本由于可以得到单质硫产品也会降低成本n n生化方法一般不必添加有毒化学药品或催化剂生化方法一般不必添加有毒化学药品或催化剂,处理过程在常温常处理过程在常温常压下进行压下进行,无论对工艺的要求还是对设备的要求都比物化处理低无论对工艺的要求还是对设备的要求都比物化处理低 5.总结(zngji)第41页/共79页第四十一页，共79页。周柳艺1.微生物脱硫技术概述冯永杰2.煤炭(mitn)脱硫曹丹3.在水处理(chl)中的应用薛铖4.石油(

31、shyu)脱硫钟雪芬5.在大气中的应用郝理想6.其他方面的应用总纲第42页/共79页第四十二页，共79页。目录目录(ml)(ml)1.1.石油(shyu)脱硫的必要性2.2.一般的石油(shyu)脱硫技术3.3.石油(shyu)脱硫的困难4.4.石油(shyu)微生物脱硫5.5.缺陷与研究发展 石油(shyu)脱硫第43页/共79页第四十三页，共79页。一、石油一、石油(shyu)(shyu)脱硫的必要性脱硫的必要性 石油燃料是当今世界的主要能源之一，由于其特殊成因，石油燃石油燃料是当今世界的主要能源之一，由于其特殊成因，石油燃料中都含有料中都含有(hn y(hn y u)u)一定的硫。而由于

32、石油中具有硫，所以被用做一定的硫。而由于石油中具有硫，所以被用做燃料的石油在燃烧过程中产生硫化物，对环境造成了巨大的危害，燃料的石油在燃烧过程中产生硫化物，对环境造成了巨大的危害，所以石油脱硫对于环境的保护有着重要的意义所以石油脱硫对于环境的保护有着重要的意义 二、一般的石油(shyu)脱硫技术a)还原性脱硫法（加氢脱硫法HDS）b)氧化脱硫c)吸附脱硫d)萃取氧化法脱硫第44页/共79页第四十四页，共79页。三、石油三、石油(shyu)(shyu)脱硫的困难脱硫的困难 石油中的含硫化合物的化石油中的含硫化合物的化学分析得到了石油中主要有学分析得到了石油中主要有机和无机两种形式的硫，有机和无机

33、两种形式的硫，有人对一种人对一种(y zh(y zh n n)原油的原油的4 4个不同的来源进行了化学分个不同的来源进行了化学分析，分离出包括析，分离出包括176176个不同的个不同的化学结构的有机硫化合物化学结构的有机硫化合物这表明石油中有机硫化物的这表明石油中有机硫化物的量占有很大的比例量占有很大的比例第45页/共79页第四十五页，共79页。目前虽然已经有多种方法脱出燃料中的硫，但是传统的物理分离方法只能脱除无机硫，而化学方法需要较为苛刻的条件，如高温、高压、催化加氢等，成本及操作的费用都较高，而且这些方法在处理杂环分子中的硫时效果并不理想。所以在20世纪30年代，人们开始(kish)对微

34、生物脱硫进行研究第46页/共79页第四十六页，共79页。四、石油四、石油(shyu)(shyu)微生物脱硫微生物脱硫微生物脱硫的优势微生物脱硫的优势 在常温、常压下，脱去石油中的硫而不影响石油中烃的在常温、常压下，脱去石油中的硫而不影响石油中烃的燃烧热值，且微生物依靠硫生存而不消耗碳，同时微生物可燃烧热值，且微生物依靠硫生存而不消耗碳，同时微生物可以再生或自身以再生或自身(zshn)(zshn)补充补充石油微生物脱硫法的过程石油微生物脱硫法的过程 首先，必须进行脱硫微生物的筛选首先，必须进行脱硫微生物的筛选 其次，让筛选出的微生物大量增殖其次，让筛选出的微生物大量增殖 最后，投入脱硫工艺中使用

35、最后，投入脱硫工艺中使用第47页/共79页第四十七页，共79页。几种石油微生物脱硫工艺介绍几种石油微生物脱硫工艺介绍HDSHDS顺流连接顺流连接BDBD 通过对加氢脱硫装置通过对加氢脱硫装置BDSBDS连接装置，不仅可以减少连接装置，不仅可以减少所需的氢脱硫，避免燃料混合物加在饱和沸腾的芳香族所需的氢脱硫，避免燃料混合物加在饱和沸腾的芳香族化合物加氢脱硫，降低燃料排放损失。该工艺可使柴油化合物加氢脱硫，降低燃料排放损失。该工艺可使柴油脱硫率达到脱硫率达到(d do)65(d do)657070 ，硫排放含量低于，硫排放含量低于501g501gmLmL第48页/共79页第四十八页，共79页。b.

36、b.BDSBDS代替代替HDHDc.c.使用这种技术中硫的燃料使用这种技术中硫的燃料(rnlio)(rnlio)处理脱硫率为处理脱硫率为40407070。这个过程不仅节省了大量的氢，减少燃料。这个过程不仅节省了大量的氢，减少燃料(rnlio)(rnlio)消耗消耗和排放的和排放的COCO同时无需处理脱硫尾气，大大降低了成本适合同时无需处理脱硫尾气，大大降低了成本适合小型炼油厂小型炼油厂第49页/共79页第四十九页，共79页。c.c.BDSBDS去去除除高高含含硫硫裂裂化化原料中的硫原料中的硫d.d.BDSBDS并并发发HDSHDS连连接接，节节省省了了大大量量的的氢氢；提提高高了了加加氢氢脱脱

37、硫硫和和脱脱氮氮率率和和改改进进的的芳芳香香族族化化合合物物的的饱饱和和度度(SAT)(SAT)；降降低低BDSBDS装装置置规规模模。产产物物(chnw)(chnw)主主要要为为表表面面活活性性剂剂及及其其他他化化工工产产品品化化学学中中间间体体亚亚磺磺酸酸，该该工工艺艺脱脱硫硫效效率可达到率可达到75907590第50页/共79页第五十页，共79页。五五 、缺陷与研究、缺陷与研究(ynji)(ynji)发展发展 化石燃料中的硫化合物，结构复杂，生物催化剂分解代谢的一些特殊的有机硫化合物的效果很好，但其他一些含硫化合物的脱硫效果差 未来的微生物脱硫研究可以包括：1、采用不同(b tn)的模型

38、化合物的全方位的研究探讨石油微生物有机硫的脱除技术；2、加强和微生物脱硫过程的规律性和机理的研究认识；3、进一步探索的措施和工艺的脱硫，注意解决大规模培养，回收，循环脱硫应变问题等第51页/共79页第五十一页，共79页。周柳艺1.微生物脱硫技术概述冯永杰2.煤炭(mitn)脱硫曹丹3.在水处理(chl)中的应用薛铖4.石油脱硫钟雪芬5.在大气(dq)中的应用郝理想6.其他方面的应用总纲第52页/共79页第五十二页，共79页。目录1、传统烟气脱硫2、国内烟气脱硫工艺研究进展3、微生物法在大气污染治理中的应用 微生物烟气脱硫原理 微生物烟气脱硫工艺流程(n y li chn)微生物治理污染技术的发

39、展微生物脱硫在大气污染控制(kngzh)的应用第53页/共79页第五十三页，共79页。1、传统烟气、传统烟气(yn q)脱硫脱硫湿法湿法半干法半干法干法干法第54页/共79页第五十四页，共79页。2、国内烟气脱硫工艺、国内烟气脱硫工艺(gngy)研究进展研究进展电子束烟气脱硫技术电子束烟气脱硫技术脉冲电晕放电烟气脱硫技术脉冲电晕放电烟气脱硫技术膜吸收法膜吸收法第55页/共79页第五十五页，共79页。3、微生物法在大气污染治理中的、微生物法在大气污染治理中的应用应用 目前虽然有些流行的脱硫技术具目前虽然有些流行的脱硫技术具有较高的脱硫效率有较高的脱硫效率,但因其较高但因其较高的成本而无法得到广泛

40、的应用。的成本而无法得到广泛的应用。微生物烟气脱硫技术就是在这微生物烟气脱硫技术就是在这种情况下产生的种情况下产生的,而且而且(r qi)在一些发达国家已经得到了应在一些发达国家已经得到了应用用 在细菌工业废气脱硫研究中在细菌工业废气脱硫研究中,最最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌成功的代表是氧化亚铁硫杆菌,利用该菌的间接氧化作用进行利用该菌的间接氧化作用进行脱硫脱硫,已使脱硫率达到已使脱硫率达到 95%以以上上第56页/共79页第五十六页，共79页。微生物烟气脱硫原理在微生物的作用(zuyng)下促使反应(1)加快。吸收液中的微生物使 F e2+和Fe3+相互转化,使反应(2)迅速发生Fe3+是较

41、强的氧 化剂,其浓度越高,脱硫的速度就越快同时反应生成的 F e2+又可作 为营养源被微生物利用生成 Fe3+,再次加快 SO 2 的吸收第57页/共79页第五十七页，共79页。微生物烟气微生物烟气(yn q)脱硫工艺流脱硫工艺流程程用含有脱硫菌的溶液作循环吸收液,以粉煤灰中 Fe 2O 3 被离子化后产生的铁离子作催化剂和反应(fnyng)介质,建立两个生化反应(fnyng)器:一个为吸收塔,用含微生物的吸收液作喷淋水,与进入反应(fnyng)器内的烟道气发生生化反应(fnyng)另一个为三层滤料生物滤池,在粒状填料表面,微生物经驯化、培育和挂膜后形成一层生物膜,与吸收塔出来的气水混合物进一

42、步发生反应(fnyng),使烟 气中剩余的 S O2 很 快被脱除,同时生物滤膜料对循环吸收液起净化作用,防止喷淋水堵塞喷嘴第58页/共79页第五十八页，共79页。微生物烟气(yn q)脱硫工艺流程第59页/共79页第五十九页，共79页。传统(chuntng)法和微生物法的对比方法方法优点优点缺点缺点湿法脱硫工艺成熟,脱 硫率高(可达到 90%),脱 硫剂利 用率高 设备建设费 用高(约 占发 电厂 全部 费用 的 2 0%30%),运行费用 大,存在 二次污染微生物法不需高 温、高压、催 化剂,均 为常 温常 压下 操作,操作费用低,设备要求 简单,营 养要求低(利用 自养微 生物),无二次

43、污染没有比较成熟的工艺,菌种的驯化时间较长第60页/共79页第六十页，共79页。微生物治理污染技术的发展(fzhn)目前国内外状况看,该技术仍处于初始研究阶段 一、是受微生物基础研究的限制 二、是微生物治理大气污染工艺与设备的研究 比较滞后 微生物治理技术的发展将集中在以下三个方面:1、高效功能(gngnng)菌的选育 2、微生物对污染物代谢途径的控制研究 3、复合微生物技术的研究第61页/共79页第六十一页，共79页。周柳艺1.微生物脱硫技术概述冯永杰2.煤炭(mitn)脱硫曹丹3.在水处理(chl)中的应用薛铖4.石油脱硫钟雪芬5.在大气中的应用郝理想6.其他(qt)方面的应用总纲第62页

44、/共79页第六十二页，共79页。目录目录(ml)(ml)1.生物脱硫的定义2.目前微生物脱硫存在的主要问题3.生物脱硫其他应用4.关于微生物脱硫的研究(ynji)内容生物脱硫的缺点(qudin)及其他应用第63页/共79页第六十三页，共79页。1.1.生物生物生物生物(shngw)(shngw)脱硫的定义脱硫的定义脱硫的定义脱硫的定义生物(shngw)脱硫，又称生物(shngw)催化脱硫(简称BDS)，是一种在常温常压下利用需氧、厌氧菌除去石油含硫杂环化合物中结合硫的一种新技术具有许多优点:可回收硫,效率高,无需催化剂和氧化剂(空气除外)第64页/共79页第六十四页，共79页。目前微生物脱硫存

45、在目前微生物脱硫存在(cnzi)(cnzi)的主要问题有：的主要问题有：(1)(1)微生物繁殖慢微生物繁殖慢,反应时间长反应时间长,一般需几天或几周一般需几天或几周,堆沥可达几个月堆沥可达几个月,难以保证脱硫工艺的稳定性难以保证脱硫工艺的稳定性,需开发高效率、连续工艺需开发高效率、连续工艺,提高微提高微生物稳定性生物稳定性(2)(2)酸性浸出废液的处理技术尚待开发酸性浸出废液的处理技术尚待开发,以解决环境保护以解决环境保护(hunjng(hunjng boh)boh)及资源回收问题及资源回收问题第65页/共79页第六十五页，共79页。(5)(5)如何获得更好更多的微生物菌如何获得更好更多的微生

46、物菌株，特别是筛选到脱除煤中有株，特别是筛选到脱除煤中有机硫的菌株。由于目前采用的机硫的菌株。由于目前采用的细菌多为嗜酸性菌，限制了黄细菌多为嗜酸性菌，限制了黄铁矿的脱除环境。现有铁矿的脱除环境。现有(xin(xin yu)yu)脱硫菌种单一，生产周期脱硫菌种单一，生产周期较长，因而还存在着效率不高、较长，因而还存在着效率不高、用菌量大等问题。黄钾铁钒的用菌量大等问题。黄钾铁钒的生成严重影响脱硫效率生成严重影响脱硫效率,需开需开发有效方法发有效方法,阻止其生成阻止其生成,或使或使其分离、脱除其分离、脱除第66页/共79页第六十六页，共79页。(6)(6)脱除有机硫的微生物活性、选择性及生长条件

47、仍难脱除有机硫的微生物活性、选择性及生长条件仍难满足放大试验的要求满足放大试验的要求(7)(7)技术技术(jsh)(jsh)经济方面经济方面,微生物生长慢微生物生长慢,培养基成本高培养基成本高,脱硫产生的酸性废液对装置材质的要求较高脱硫产生的酸性废液对装置材质的要求较高,浆态沥浆态沥滤过程的动力消耗较大滤过程的动力消耗较大第67页/共79页第六十七页，共79页。3.3.生物脱硫其他生物脱硫其他(qt)(qt)应用应用 硫化橡胶的脱硫有多种方法硫化橡胶的脱硫有多种方法,而用微生物脱硫则是一种既环保又经济安全的方法。诸如轮胎之类的橡胶制品都是用炭黑而用微生物脱硫则是一种既环保又经济安全的方法。诸如

48、轮胎之类的橡胶制品都是用炭黑(tn(tn hi)hi)补强和用硫黄进行交联的高分子材料产品。在橡胶制品的硫化过程中补强和用硫黄进行交联的高分子材料产品。在橡胶制品的硫化过程中,通过加热和加压通过加热和加压,在二个碳氢链之间形成在二个碳氢链之间形成 C S C C S C 型共价键。由于该反应是非可逆性的型共价键。由于该反应是非可逆性的,故对硫化胶做回收利用是十分困难的故对硫化胶做回收利用是十分困难的当前当前,全球橡胶制品的年产量已达几百万吨全球橡胶制品的年产量已达几百万吨,可将废旧橡胶制品投入水泥窑中进行焚烧可将废旧橡胶制品投入水泥窑中进行焚烧;也可将它制成橡胶粉和再生胶也可将它制成橡胶粉和再

49、生胶,除此之外除此之外,没有其它更好的回收利用方法。所以没有其它更好的回收利用方法。所以,每年会有每年会有100100万万t t的废橡胶制品在全球范围内积存的废橡胶制品在全球范围内积存第68页/共79页第六十八页，共79页。第69页/共79页第六十九页，共79页。n n所谓微生物脱硫所谓微生物脱硫,就是减少硫黄的氧化或者就是减少硫黄的氧化或者(huzh)(huzh)硫黄交联硫黄交联,使废橡胶粉末表面降解或者使废橡胶粉末表面降解或者(huzh)(huzh)改性。这种脱硫方法可使废橡胶粉末的表改性。这种脱硫方法可使废橡胶粉末的表面层从有弹性变成有粘性的糊状面层从有弹性变成有粘性的糊状,从而与新的生

50、胶混从而与新的生胶混合合,制造新的橡胶制品。制造新的橡胶制品。n n用微生物脱硫具有成本低和不污染环境等优点。用微生物脱硫具有成本低和不污染环境等优点。废橡胶粉末(fnm)弹性表面层粘性(zhn xn)糊状浆状物与新的生胶混合第70页/共79页第七十页，共79页。n n废橡胶用微生物脱硫废橡胶用微生物脱硫,主要着眼于其回收利用领域主要着眼于其回收利用领域,特别是轮胎的回收特别是轮胎的回收利用。但是利用。但是,鉴于鉴于(jiny)(jiny)废橡胶粉末的颗粒大废橡胶粉末的颗粒大,微生物不能向废胶中扩微生物不能向废胶中扩散散,使这种脱硫仅限于外表面。最佳的方法是选择粒径小的废胶粉使这种脱硫仅限于外