Shell-Paques生物脱硫技术及其应用

Shell-Paques技术是具有代表性的生物脱硫及硫回收工艺,其采用脱氮硫杆菌并使之在弱碱性溶液条件下吸收H2S,从含硫酸性气中脱除H2S,并在自然产生的微生物及空气的作用下,将所吸收的硫化物氧化成元素硫。该技术具有净化效率高、适应范围广、操作维护方便、环保效益好、副产生物硫磺等特点,可用于合成气、天然气、炼厂气等含有H2S的酸性气的净化过程。介绍了Shell-Paques生物脱硫技术的基本原理、工艺流程、技术特点及其在国内外的应用概况。     

固定化脱氮硫杆菌净化硫化氢气体的研究

以海藻酸钙包埋脱氮硫杆菌制成的固定化微生物颗粒填充生物固定床,用以净化低浓度H2S废气。实验研究了温度、pH值、进气浓度及流速对反应体系中的H2S脱除率的影响,测定了生物固定床中代谢物的种类及其含量。结果表明当进气口的质量浓度低于6×10-5mg/L、25～40℃、pH值在6.0～7.5范围时,生物固定床对废气中H2S的脱除率可达90%以上,在反应过程中pH值保持不变;进气口的流速对不同浓度的H2S的影响较大,当进气口H2S质量浓度为3×10-5mg/L且流速在35L/h时,脱除率高达95%以上。元素硫作为主要产物防止了生物固定床的酸化,并保证脱硫装置的稳定性。     

微生物培养液脱H2S及副产物的性质

以氧化亚铁硫杆菌培养液和酸性Fe2（SO4）3溶液为吸收剂,采用优化的工艺条件进行了H2S的脱除实验,并对微生物培养液脱H2S后的副产物硫磺的相关性质进行了测定分析,以期为工业应用中硫磺回收工艺的设计提供参考。实验结果表明：采用微生物培养液脱H2S比单纯使用酸性Fe2（SO4）3溶液的效果好,反应进行45 min后,脱硫率仍可保持在90%以上;微生物培养液脱H2S后的副产物硫磺颗粒不溶于水,微溶于乙醇,完全溶于二硫化碳和四氯化碳,密度为1. 90 g·cm-3,熔点为121℃;该颗粒为不规则球形,在溶液中极易发生团聚现象,加入分散剂后测得平均粒径为5. 09 μm;该副产物硫磺具有亲水性,在工业应用上优于具有疏水性的升华硫和酸性Fe2（SO4）3溶液脱H2S产生的硫;该副产物硫颗粒在溶液中的沉降速度为0. 125×10-2 m·s-1。     

化学催化法脱除模拟地下水中硝酸盐氮

利用化学催化对氮污染地下水进行修复, 研究了化学催化载体-自制活性催化固体颗粒载体在停留时间(HRT)、pH、进水水质不同的条件下脱氮效能及脱氮机理, 建立了脱氮反应动力学模型, 提出了化学催化载体脱除地下水中硝酸盐氮的反应为三级反应, 且水中氨氮初始浓度对硝酸盐氮的还原有抑制作用。试验结果表明:当HRT为2 h, 在酸性、中性和碱性条件下, 硝酸盐氮去除率均可达到90%左右;与一般铁碳微电解和零价铁脱氮相比, 反应更为迅速, 且不需调节pH。     

单级生物滴滤脱除工业废气中SO2和NO实验研究

相比传统氮硫脱除技术,新兴的生物脱除法不仅可以实现氮硫同时脱除,还能有效避免了传统脱除法的高成本、高能耗及污染环境等缺陷.以工业废气中的SO2和NO为研究对象,通过室内实验深入研究了SO2和NO单级生物滴滤同时脱除过程,分析了硫酸盐还原菌、脱氮硫杆菌的协同效应对SO2和NO的转化与脱除机理,并探究了最佳的工艺操作条件.实验结果表明:单级生物滴滤对SO2气体组分整体脱除效果良好且稳定,对NO气体组分的脱除效果波动不定且偏差较大;滴滤塔中的pH连续下降,且下降速率主要与SO2和NO混合气体的进气时间与浓度密切相关;进行单级生物滴滤同步脱除SO2和NO应选取相对较低的喷淋浓度;停留时间对SO2气体去除率影响甚微,其去除率始终维持在97％左右.     

气体处理

1 二异丙醇胺(ADIP)工艺 该工艺采用再生过的胺将H2S及CO2从天然气、炼厂气及合成气中脱除，H2S被脱除至很低的水平。该工艺同样可用于脱除液化石油气或天然气中的H2S，CO2及羰基硫，通过闪蒸再生。从合成气中脱除大部分CO2，是该工艺的另一个应用。     

高酸性天然气中有机硫脱除溶剂（CT8-20）的研究

针对川东北高酸性气田天然气中有机硫含量有可能升高的问题，通过技术攻关，研究开发出了CT8—20脱硫溶剂，主要用于从高含H2S和CO2的天然气中脱除有机硫。该脱硫溶剂主要有3个特点：（1）具有较高的H2S脱除效率，净化气中H2S含量可达到GB17820—1999规定的一类天然气指标。（2）对CO2具有一定的选择性吸收的效果。（3）对高酸性天然气中的有机硫具有较强的脱除能力，其脱除率可达90％左右。     

气体处理

21 CrystaSulf法，从天然气、炼油厂燃料气、炼油厂加氢脱硫循环物料或尾气、EOR装置中的高浓度CO2物料以及地热排出气中脱除H2S，也可从天然气处理装置和炼油厂的Claus尾气中脱除H2S，SO2和单质硫蒸气。该法对高压或低压物料均能适用，典型的处理规模为硫处理量0．2～25t／d。流程示意见图21。     

DDS脱硫技术在焦炉煤气脱硫中的应用

DDS脱硫技术是一种湿法生化脱硫技术,用含DDS催化剂和亲硫好氧菌的碱性水溶液吸收焦炉煤气中的H2S和有机硫,然后在DDS催化剂和亲硫好氧菌的共同作用下,用空气氧化再生,将H2S和有机硫转化成单质硫,再生后的脱硫液循环使用。分别测定DDS脱硫技术和PDS脱硫技术对焦炉煤气中的H2S、CS2、COS、硫醇和噻吩的脱除率,结果表明,DDS脱硫技术脱除H2S和有机硫的性能优于PDS脱硫技术。     

脱氮硫杆菌对污水中硝酸根离子处理的研究

为研究脱氮硫杆菌对硝酸根离子的去除情况,对脱氮硫杆菌进行培养,探讨其脱氮能力、培养过程中的环境影响因素、反应中产生"黑泥"的成分、脱氮后+5价氮的去向。研究结果表明:脱氮硫杆菌以硝酸根离子作为电子受体,将其还原为氮气来实现硝酸根离子的去除,在处理过程中,产生以Fe_2S_3与FeS为主要成分的黑泥,且黑泥作为电子供体而存在。     

脱氮硫杆菌利用不同硫源去除地下水硝酸盐的实验研究

从斛兵塘底土壤中分离得到一株自养反硝化菌。该菌株经过生理生化实验,初步判定为脱氮硫杆菌。该菌株可以分别利用黄铁矿、硫代硫酸钠、硫单质作电子供体,进行反硝化代谢。实验表明,在黄铁矿存在下该菌种对硝酸盐氮去除率最高,同时也有较高的硫酸根生成率。为了去除硫酸根新污染,尝试在培养基中加入石灰石。经实验证明,在培养基中加入石灰石几乎不影响反硝化代谢,并且有效的去除硫酸根离子,达到去除硝酸盐的目的。     

一种利用脱氮硫杆菌的同步脱硫反硝化新工艺研究

Thiobacillus denitrificans, a kind of autotrophic facultative bacteria, can oxidize sulfide into elemental sulfur or sulfate when nitrate was adopted as its electron accepter and carbon dioxide as its carbon resource under anoxic or anaerobic environment. In this way, nitrate is converted into nitrogen. In addition, ThiobaciWus denitrificans can accumulate sulfur extracellularly. In this study, in a process of simultaneous desulfurization and denitrification, a strain of Thiobacillus denitriificans is employed as sulfur-producer in the treatment of wastewater containing sulfide and nitrate. The key factors affecting this process are investigated through batch tests. The experimental results indicate that the sulfide concentration and the ratio of sulfide to nitrate (S2-/NO3-) in the influent are the key factors, and their suitable values are suggested to be 5/3 and no more than 300mg·L-1, respectively, in order to achieve high conversion of sulfur.     

石灰石和氧化钙脱除H2S和COS动力学研究

向煤气化炉中喷入石灰石或氧化钙粉是脱除煤气中含硫化合物最简便的方法之一。文中采用热重分析仪在常压(绝压为0.1 MPa)下对石灰石和氧化钙分别脱除H2S和COS的反应进行了动力学研究。实验条件为:温度1 025—1 450 K、H2S和COS的分压范围0.000 3—0.001 5 MPa、颗粒粒径为0.84—1.0 mm。结果表明,石灰石和氧化钙与H2S和COS的反应均表现为一级反应;与CaCO脱除H2S和COS的反应相比,CaO3脱除H2S和COS反应的初速率几乎快10倍。在0.105—1.0 mm粒径范围内的实验表明,CaO脱除H2S和COS的反应与颗粒粒度成反比关系。     

硫化氢脱除方法述评

介绍了目前工业气体中硫化氢的脱除方法、特点和发展现状,并指出了未来的发展方向。     

L-4-硝基苯丙氨酸的合成研究

L-4-硝基苯丙氨酸为合成众多药物的中间体.采用釜式反应器,以混酸(浓硫酸与浓硝酸)为硝化试剂对L-苯丙氨酸进行硝化反应,制备得到了目标产物.在浓硫酸与浓硝酸的体积比为2:1,反应温度为0℃,反应时间为3 h的工艺条件下,该法制备L-4-硝基苯丙氨酸的收率达到65.2%.该法在反应过程中得到的副产物,经~1H-NMR和~(13)C-NMR鉴定了其结构,证明其为两分子间的缩合产物,据此推测了反应可能的机理.为了减少分子间的缩合反应,采用管式反应器对苯丙氨酸的硝化反应进行探索,并用正交实验法对反应条件进行了优化,结果表明,反应温度为50℃,反应时间为5 min,混酸中浓硫酸与浓硝酸体积比为2:1,收率可达80.9%.与釜式反应相比,管式反应器能够有效避免分子间缩合的副反应,并能加快反应速率,提高反应效率.     

T305脱硫剂脱除H2S反应宏观动力学行为

用热重法研究了T305氧化锌脱硫剂脱除H₂S反应的宏观动力学。研究表明,脱硫反应动力学行为可用等效粒子模型猫迷。给出了该模型的各参数估值,分析了孔扩散、粒子内扩散及烧结对反应行为的影响。     

平衡施肥对莴笋产量和品质的效应研究

采用田间试验研究了不同氮磷钾配比及其与硝酸盐复合控制剂配施对莴笋产量和品质的影响。结果表明,不同施肥处理莴笋产量有显著差异,BNPK处理莴笋产量最高,HNP处理最低,HNK+C2和HNK+C3处理使莴笋增产6.2%和4.1%。HNK配施硝酸盐复合控制剂对莴笋茎硝酸盐的降低幅度较大。综合产量和品质,以HNK+C2处理效果最好。     

炼油废水中好氧反硝化菌的筛选及降解特性

为了提高炼油废水生物处理装置的反硝化性能,从武汉石化污水处理厂的活性污泥中筛选出一株好氧反硝化菌AD10,经生理生化及16SrDNA序列分析,将其鉴定为假单胞菌属。通过单因素实验研究了该菌的最适培养条件:以丁二酸钠为碳源,C/N=14,温度30℃,初始pH=6.0,摇床转速200r/min。在此条件下,ρ(NO₃^--N)=556.81mg/L时72h的去除率为97.2%,且耐受的硝酸盐氮质量浓度达到654.00mg/L。菌株AD10培养11.5h,对ρ(NO₃^--N)=140.31mg/L和ρ(TN)=141.62mg/L的去除率分别为95.8%和93.9%,其反硝化速率高于大部分已发现的好氧反硝化菌,检测到的ρ(NO₂^–-N)≤2.30mg/L,未出现明显的积累,菌株AD10能够进行完全反硝化。     

锌系脱硫剂脱硫反应中的联合扩散效应

从描述气固非催化反应动力学行为的粒子模型出发，探讨了国产Ｔ３０２、Ｔ３０５脱硫剂脱除Ｈ_２Ｓ反应过程中联合扩散行为的影响，分析了影响联合扩散系数的因素。实验结果和理论研究表明，采用联合扩散系数，可以非常有效且方便地用粒子模型描述该反应体系的动力学行为。     

高硫煤加氢热解脱硫研究

在常压固定床上,温度450—750℃,氢气流速300—900 mL/m in和升温速度15℃/m in的实验条件下,对沟底高硫煤加氢热解脱硫的影响因素进行了研究。实验结果表明,适当增加氢气的流速,提高反应最终温度和延长停留时间,对高硫煤加氢热解脱硫效率的提高和降低残留物中的硫质量分数都是有利的;利用气相色谱研究了硫化氢气体的逸出规律,随着热解温度的提高,硫化氢气体逸出曲线表现为2个峰。研究认为,高温峰源于硫铁矿和噻吩类含硫化合物中硫的脱除,而低温峰源于脂肪族含硫化合物硫的脱除。煤脱硫反应的热力学也表明,随热解温度升高煤加氢热解脱硫分为2段。