DDS脱硫技术简介.docx

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1、概述DDS 是脱硫脱碳溶液活化剂(Desulfuration &Decarburization solution Activities) 的英文缩写。目前即生化铁碱溶液催化法气体脱硫方法。DDS 脱硫技术自 1997 年工业化应用成功以来获得了快速推广，并且在不断进展和完善， 相继在北京、天津、山东、山西、河南、河北、湖南、湖北、江苏、福建、江西等省市百余家大中型化工企业的半水煤气和变换气脱硫工序成功地投入使用，在运行工程中充分表达了 DDS 技术特点和其它湿法脱硫技术相比的优势即：效率高，循环量小，综合运行本钱低，综合经济效益高。一、DDS 脱硫技术研发历程1、简述简洁的说铁碱溶液催化法气体

2、脱碳脱硫脱氰方法 制造 DDS 催化剂细菌生化铁碱溶液催化法气体脱硫方法 DDS 脱硫技术2、铁碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰方法中国制造专利ZL99100596.1铁碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰方法的争论始于 20世纪80年月末，试验用一种或多种铁化合物与一种或多种酚类物质混合溶解在碱性溶液中进展气体脱硫试验。试验过的 铁化合物有氧化亚铁、羧酸类铁、黄血盐、赤血盐、EDTA铁或螯合铁等一百多种铁化合物；试验过的酚类物质有苯酚类、单宁类和茶多酚类等多种多酚类物质；试验过的碱性 物质有钠盐、钾盐等，并将这些争论成果总结成了“铁碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰 方法”。但试验说明，在碱性溶液中参加一种或

3、多种铁化合物主要是络合铁，会产生 较多氢氧化亚铁沉淀，当气体中硫化物含量较高时还会产生大量的硫化亚铁沉淀， 引起溶液不稳定、脱硫效率下降和沉淀物堵塔等现象。曾对该技术进展了屡次工业化试验， 但结果都不抱负。因此，“铁碱溶液”脱硫方法有较大的局限性。3、DDS催化剂的制造魏雄辉教授在从事脱硫技术争论的同时，还同时进展抗癌机理与抗癌药物争论，在对慢性粒细胞白血病进展争论时, 仿照正常血红蛋白的载氧性质和功能, 由自然植物提取物经半合成而得到一种全的含铁络合物, 它在碱性溶液中的稳定性比现有的铁络合物的稳定性要高出很多，同时又具有很强的载氧功能，这正是“铁碱溶液”脱硫技术中对铁化合物的要求，把它用于

4、脱硫，效果果真远远优于纯的“铁碱溶液”脱硫方法，这种物质就是我们通常说的“DDS催化剂”。DDS催化剂是含铁的络合或螯合物的聚合物.简洁地说，DDS催化剂的构造，主要由氧柱和铁柱组成，两者之间的间距是820A这 么近的距离很简洁将吸附在其外表的粒子产生静电吸附而发生化学反响，同时铁柱将硫化 物分解的能量快速传递，使氧化复原反响进展很快。我们将参加了DDS催化剂的“铁碱溶液”脱硫法又称为“DDS脱硫技术”。“DDS脱硫技术”在溶液稳定性和脱硫效果上较纯“铁碱溶液”脱硫法有了很大的进步，但仍旧会产生一些铁盐沉淀。4、生化铁碱溶液催化法气体脱硫方法专利申请号：02130605.2；公开号：13986

5、59 结合生物制药的争论，魏博士考虑能否在溶液中参加某种能够分解铁盐沉淀的细菌，使生成的铁盐沉淀在细菌的作用下分解，然后再把铁释放回溶液中。在以后的日子里，查找 这种细菌就成了魏博士争论工作的主要内容。经过大量的试验和筛选，最终找到了一种细 菌具有这种功能。将这种细菌参加“铁碱溶液”中，不但解决了溶液稳定性差的问题， 而且脱硫效果也有明显的提高。将加了细菌的“铁碱溶液”脱硫法称为“生化铁 碱脱硫法”，为便利起见，也叫“DDS 脱硫法”。“DDS 脱硫法”不但延承了络合铁法脱硫效率高的优点，而且抑制了络合铁法不稳定的缺点，使运行本钱大幅度降低。 因此，DDS 催化剂和细菌是“DDS 脱硫技术”的

6、两大核心技术。如何保证 DDS 催化剂及其相应的菌类处于最正确活性状态是本技术的关键所在。二、根本原理1、简述“生化铁碱溶液催化法气体脱硫方法”是用含好氧菌、酚类物质和铁离子包括二价铁离子和三价铁离子或其它价态的离子以及碱性物质的水溶液以下简称为“铁碱溶液” ，吸取气体中的有机硫、无机硫，同时，在吸取过程中还产生少量氢氧化亚铁、氧化亚铁、硫化亚铁等不溶性铁盐。溶液中的好氧菌在一些络合配体的帮助下，可以将生成的不溶性铁盐瓦解，使之返回铁碱溶液中，保证溶液中各种形态铁离子稳定地存在。铁碱溶液在酚类物质与铁离子的共同催化下，用空气氧化再生时，副产硫磺，再生铁碱溶液循环使用。为便利表述，以下仅用DDS

7、表示DDS铁的配体，用对苯二酚表示酚类物质，好氧菌用表示，根本原理如下： 2、吸取反响气体和铁碱溶液接触时，发生以下无机或有机反响：CO + H O + Na CO2NaHCO 由于一般气体中含有 CO 222332CS + H OCOS + H S222CS +2 H OCO + 2H S2222COS + H OCO + H S2222R-SH + Fe2+Fe(R-S)2+ 2H+3R-SH + Fe3+Fe(R-S)3+ 3H+2SH +Fe2+Fe(S)23SH +Fe3+Fe(S)+ 2H+ 3H+3H S + Na CONaHS + NaHCO2233H S + Fe2+FeS

8、+ 2H+23H S + 2Fe3+Fe S + 6H+22 3CO + Fe2+ H OFeCO223+ 2H+3CO + Fe3+ + 3H OFe (CO ) + 6H+2223 3SO +2H SH O + 3S222Fe2+ + 2OH-Fe(OH)2Fe3+ + 3OH-Fe(OH)3以上反响中 CS ，COS，R-SH，SH 分别是二硫化碳，硫氧化碳，硫醇和硫酚，它们2属于挥发性有机硫类化合物。以上吸取反响可以简洁归结为如下五类反响：(1) 、H S、CO22与碱及铁离子的反响。(2) 、CS 、COS 的水解反响。2(3) 、R-SH，SH 与铁离子的反响。(4) 、SO2与

9、H S 的氧化复原反响。2(5) 、少量铁离子在碱性溶液中的降解反响。 3、再生反响吸取了硫和二氧化碳的含铁的离子的碱性物质的水溶液即铁碱溶液，以下简称为“富液”。“富液”在酚类物质与铁离子的共同催化下，用空气氧化再生，再生反响如下：2NaHCONa CO + H O + CO323224Fe2+ + O2+ 2H O4Fe3+ + 4OH-22HOOH + O2OO + 2H O2S2- + OO + 2H OHOOH + 2OH- + S22Fe2+ + OO + 2H OHOOH + 2Fe3+ + 2OH-2S2- + 2Fe3+2Fe2+ + S经空气氧化再生后的“富液”转变成“贫液

10、”， “贫液”循环使用。以上再生反响可以简洁归结为如下三类反响：(1) 、NaHCO3与 Na CO23的转换过程(2) 、Fe3+氧化溶液中的 S2-及 HS-离子自身被复原为 Fe2+，Fe2+再被空气中的氧及醌类物质氧化为 Fe3+的反响。(3) 、醌氧化溶液中的S2-、 HS-及 Fe2+离子自身被复原为酚，酚再被氧化为醌的酚醌转换的过程。4、生化降解过程在 DDS 配体的帮助下，好氧菌可以将在吸取和再生过程中产生的不溶性铁盐瓦解，使之返回铁碱溶液中，保证溶液中各种形态铁离子稳定地存在，其作用过程如下：+FeCO3-FeO + CO2+Fe (CO )23 3-Fe O + 3CO2

11、32+FeS-FeS+Fe S2 3-Fe S2 3+Fe(OH)2-Fe(OH)2+Fe(OH)3-Fe(OH)3-FeO + DDS-O + DDS-Fe2+-Fe O + 2DDS-3O + 2DDS-Fe3+2 3-FeS + DDS-S + DDS-Fe2+-Fe S + 2DDS-3S + 2DDS-Fe3+2 3-Fe(OH)2- Fe(OH)3+ DDS-O + DDS-Fe2+ + H O2+ DDS + OH-2O + DDS-Fe3+ + 2H O2DDS + Fe3+DDS-Fe3+以上降解反响可以简洁归结为如下四类反响：(1) 、细菌与不溶性铁盐氢氧化亚铁、碳酸亚铁、

12、氧化亚铁、硫化亚 铁结合并返回到溶液中。-O + -S + H O2 + 2OH- + S2-2O + 2-S + 2H O3 + 4OH- + 2S2-3O + -3S + 3H O2 + 6OH- + 6S2DDS + Fe2+DDS-Fe2+(2) 、在 DDS 配体的作用下瓦解不溶性铁，重结合为 DDS 铁的形式。(3)、载氧菌氧化溶液中的 S2-及 HS-离子。三 DD、S 药品1、DD 脱硫技术主要 S 使用四种药品，分别是DDS 催化剂，DDS 催化剂辅料， B 型 DDS 催化剂辅料，活性碳酸亚铁。DDS 催化剂生产技术已被江西省永丰县博源实业公司独家买断，全国生产 DDS 的

13、厂家仅此一家。DDS 催化剂：DDS 铁、细菌的芽孢以及细菌生存所必需的一些物质 辅料：多元酚类物质，通常以对苯二酚来代替其构造细菌养分物质B 辅：铁的无机、有机化合物络合物细菌培育基物质和活性载氧体活性 FeCO ：分子构造比较蓬松，给催化剂供给反响空间，在辅料、B 辅及好氧菌的3作用下，生成一种类似 DDS 铁的物质。2、DDS 参加四种药品的缘由主要目的是为了降低运行费用。由于 DDS 催化剂本钱较高，因此价格相对也较高。参加 DDS 催化剂辅料、B 型 DDS 催化剂辅料和活性碳酸亚铁后，以 DDS 催化剂作为“模板”，在亲硫性耗氧菌的作用下可生成 DDS 催化剂，从而削减 DDS 催

14、化剂的参加量；另外，由于DDS 催化剂对生存环境有严格要求，在亲硫性耗氧菌的作用下，参加DDS 催化剂辅料、B 型DDS 催化剂辅料和活性碳酸亚铁后可以稳定溶液组分，给 DDS 催化剂的生存及保持高活性供给环境保障。3、加药过程中需要留意的问题加料过程中最忌讳将DDS 催化剂和活性碳酸亚铁加热后参加脱硫液中，由于加热后会使 DDS 催化剂和活性碳酸亚铁的分子构造遭到破坏。所以，应将 DDS 催化剂和活性碳酸亚铁用脱硫液混合均匀后，直接参加贫液槽。在贫液槽中活化反响以后， DDS 催化剂转型稳定，活性碳酸亚铁、DDS 催化剂辅料和 B 型辅料形成稳定的“共同体”，此后，对 DDS 脱硫液加热时，

15、DDS 催化剂和活性碳酸亚铁就不会被破坏。但是，DDS 催化剂辅料和 B 型 DDS 催化剂辅料需要加热溶解后送入贫液槽。常见问题解答附加答：、脱硫效率高。无机硫脱除率 99%，可将硫含量降至 15mg/m3标态；有机硫脱除率约 90%，可将有机硫含量降至 10 mg/m3标态以下。、溶液循环量小。与传统湿法脱硫技术相比，溶液循环量可降低 20%50%，大大节约电耗。、综合经济效益好。大大减轻后工序精脱硫负荷；消退脱碳硫堵现象；减轻尿素系统设备腐蚀， 提高尿素品质；综合运行费用大幅度降低，用于高硫含量气体脱硫时经济效益更为显著。2、 DDS 脱硫技术前期投资大的缘由？答：DDS 脱硫技术是一种

16、全的生化湿法脱硫技术，脱硫液中的总铁含量代表 DDS 催化剂含量与气体中的总硫含量有肯定的正比对应关系，使用前期需要大量参加药剂来快速到达溶液组成；对于原来使用其它脱硫方法而在其根底上进展改造时，由于溶液中存在大量的非同类的其它催化剂， 而 DDS 催化剂具有较强的排外性生物化学特性，因此需要消耗局部 DDS 催化剂来中和这局部物质并排出系统 ，造成 DDS 催化剂及其各种辅料消耗量大。综上缘由 DDS 脱硫技术前期的投资会大一些。4、DDS 脱硫技术使用初期溶液悬浮硫高会不会堵塔？答： DDS 脱硫技术在系统中形成的单质硫颗粒小，粘度低，不粘填料，不挂壁，因此不会堵塔。如：山西丰喜集团临猗分

17、公司三分厂，在原栲胶脱硫根底上改用 DDS 技术后，熔硫釜日熔硫量远大于理论上脱出硫量，这就证明白 DDS 脱硫液具有洗塔作用。6、使用 DDS 脱硫技术为什么要添加四种药品，而其他湿法脱硫只需要加一种或两种药品?答：主要目的是为了降低运行费用。由于DDS 催化剂本钱较高，因此价格相对也较高。参加 DDS 催化剂辅料、B 型 DDS 催化剂辅料和活性碳酸亚铁后，以 DDS 催化剂作为 “模板”，在亲硫性耗氧菌的作用下可生成 DDS 催化剂，从而削减 DDS 催化剂的参加量；另外，由于 DDS 催化剂对生存环境有严格要求，在亲硫性耗氧菌的作用下，参加DDS 催化剂辅料、B 型 DDS 催化剂辅料

18、和活性碳酸亚铁后可以稳定溶液组分，给 DDS 催化剂的生存及保持高活性供给环境保障。日常生产中只要参加三种药品：DDS 催化剂、辅料、碳酸亚铁。7、从气液吸取平衡角度讲，湿法脱硫不行能将 H2S 脱至 1mg/m3 以下，为什么 DDS 脱硫技术可以？答：DDS 催化剂具有特别的构造，被DDS 催化剂吸附的 H2S 分子即使在再生过程中没有转化为单质硫，其在溶液中也不再表现游离 S2-和 HS-的物化性质，因此，被 DDS 催化剂吸附的 H2S 与气相中的 H2S 之间不存在气液吸取平衡的问题，只有液相中极少量的游离的 S2-和 HS-会影响H2S 的吸取。因此，可以将硫化氢脱至 1 mg/m

19、3 以下。8、DDS 脱硫技术的最正确再生停留时间为多少？答：DDS 脱硫技术最关键的设备是再生槽，DDS 脱硫液在再生槽中的停留时间假设能保证在 2030 分钟，则能发挥 DDS 脱硫技术的最正确脱硫效果。DDS 催化剂的可能分子模型附加DDS 催化剂的化学式F如e下所示：FeXYXYOCCO OCCO9CCRC11R 5R 7CRCRR 6CCRR810C12nRRRR1234化学式中：X：为一特定原子或分子集团；Y：为一特定原子或分子集团； R112：为一特定集团；n：为正整数。由于其分子构造的特征因素，经折叠和杂化以后的 DDS 催化剂的分子空间模型可能如下：氧柱负电柱铁柱正电柱氧柱负电柱距离为 820氧柱负电柱距离为 820