第五章 化石燃料的生物脱硫-10-27

生物脱硫研究进展摘要：重质油轻质化在越来越多的炼油厂中占据较高的地位。

H?S苯并噻吩（BT）二苯并噻吩（DBT）等组分是一种有毒气体，排放到空气当中会对环境造成较大的影响，例如酸雨，金属腐蚀等问题。

重质油中的硫含量占据较大，因此脱硫技术的突破成为了重点研究对象。

但由于HDS（加氢脱硫技术）条件的严苛，能耗较高，烷基取代基的立体效应等问题，开始研发新型脱硫技术（非加氢脱硫）显得尤为重要，非加氢脱硫技术主要有萃取脱硫、氧化脱硫、生物脱硫、活性金属脱硫和吸附金属脱硫等。

相对于加氢脱硫而言具有更好的工业应用性。

关键字：非加氢脱硫；重质油引言自1993年引入以来，生物技术脱硫已被证明能有效地去油品及气体中的H2S。

与传统的物理化学工艺相比，它具有显著的优势。

主要优点是：生物技术逻辑脱硫在环境温度和压力下运行，而不使用复杂及有毒的化学品[1-2]。

1生物脱硫工艺及种类有机硫在生物体内经过物理、化学和生物反应后生成硫化氢，在细胞内氧化成硫或者硫酸。

通过同化硫酸盐还原反应来以实现微生物和植物营养元素硫的获取。

具有硫代谢能力的微生物参与了硫循环的各个环节，基于微生物代谢的石油、、煤炭、天然气、废水、废气等脱硫技术的研究取得了一定成果。

生物脱硫技术在石油以及天然气等领域的应用范围不断增大，可以形成不同领域、不同浓度的硫化氢。

氧化亚铁和反硝化硫杆菌（thiobillusantinonicans，thiobilluss）是目前应用于工业领域的脱硫菌。

两种细菌形成两种不同的脱硫过程：Bio-Sr工艺和shell-Paques工艺。

1.1 Bio-SR脱硫工艺Bio-SR工艺可以在不发生溶液降解和废物处理的情况下，有效地降低能源以及化学品的消耗。

可补充少量无机盐促进细菌生长。

同时，氧化亚铁氧化产生的能量可用于细菌生长。

CO2可以提供原料为了细菌中细胞骨架的合成。

与化学氧化法相比，氧化亚铁硫杆菌对于Fe2+的氧化速率提高了约20万倍，使氧化亚铁硫杆菌脱硫技术变的更有竞争力。

生物脱硫技术原理生物脱硫技术是指利用微生物或植物来去除工业废气、废水中的硫化物的一种技术。

本文将带领读者分步骤阐述生物脱硫技术的原理。

1. 硫化微生物生物脱硫技术的核心是硫化微生物，这种微生物可以通过甲烷、氢气、二氧化碳等营养物质进行呼吸代谢，产生硫化氢等硫化物。

微生物的种类较多，但对工业废气中的低浓度硫化物处理效果比较好的是硫酸还原菌（SRB）和色气单胞菌（T. thiooxidans）。

2. 合适的环境条件SRB和T. thiooxidans 单胞菌在生物脱硫技术中应用广泛，但是它们是革兰氏阴性菌，无法在空气中生长，只能在含硫废气、废水中生长。

为了保证微生物的生长，需要构建适合微生物生存的环境。

例如，增加反应器中的营养物、调节反应器pH值、温度等，营造出合适的气性、温度、压力条件，为微生物提供良好的生长环境。

3. 养殖和繁殖在生物脱硫技术中，SRB和T. thiooxidans 都是革兰氏阴性菌，其繁殖和养殖需要注意防止污染和死菌的情况。

应建立合适的发酵方法和控制措施，提高菌体生长和繁殖的效率，并采用定期补菌、补充营养物等手段，保持高效的微生物群体。

4. 原理分析在生物脱硫技术中，硫酸还原菌和色气单胞菌可以利用废气中的硫化氢等硫化物作为能源，同时与硫酸根离子结合生成硫酸，并释放出电子。

其中，硫酸根离子可以反离子交换，进一步反应生成硫酸和二氧化硫。

硫酸还原菌还能产生ATP，提供微生物生长所需的能量和营养物质。

总之，生物脱硫技术是一种有效、环保的废气、废水处理方法，相比传统的化学法更加具有成本效益和降低环境污染的特点。

通过硫化微生物的呼吸代谢，逐步去除废气中的硫化物并进一步转化为硫酸，实现了生态环保的目的。

脱硫常规技术概述中国能源资源以煤炭为主。

在电源结构方面，今后相当长的时间内以燃煤发电机组为主的基本格局不会改变，由此造成了严重的环境污染，特别是SO2即酸雨的污染。

火电厂的SO2排放量在全国SO2总排放量中占有相当的比例，1995年全国工业燃煤排放的SO2超过2000万t，排在世界第一位，其中电力行业排放SO2为630万t，到2000年电力行业的SO2年排放量约占到全国SO2总排放量的44%，是SO2污染大户。

近年来，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，我国开始加速对环境污染的治理。

SO2是大气的重要污染物之一，已对农作物、森林、建筑物和人体健康等方面造成了巨大的经济损失，排放的控制十分重要。

因此，采取必要的措施，控制燃煤电厂的SO2排放，对于推行电力洁净生产和改善我国的大气环境质量有着十分重要的意义。

1．脱硫技术通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。

其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD）,在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。

世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。

按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干（半湿）法。

湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。

干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。

石油化工脱硫方法随着环保和市场对石化产品中硫含量要求越来越苛刻，石油化工中硫化物脱除，尤其是较难脱除的有机硫化物脱除方法已成为各石化企业和研究者关注的热点。

本文就近年来有机硫化物脱除方法的研究进展进行综述，介绍了加氢转化、生物脱除技术、超生婆脱硫、沸石脱硫、液相吸附脱硫、离子液脱硫等，展望了有机硫脱除技术发展远景。

关键词：有机硫；脱除；石油化工随着世界范围环保要求日益严格，人们对石油产品质量要求也越来越苛刻，尤其是对燃烧后形成SO2、SO3继而与大气中水结合形成酸雾、酸雨严重影响生态环境和人们日常生活的硫化物含量限制。

世界各国对燃油中的硫提出了越来越严格的限制，以汽油为例，2005年欧美要求含硫质量分数降低到30×10-6～50×10-6，至2006年，欧洲、德国、日本、美国等国家和地区要求汽油中硫含量低于10～50µg/g，甚至提出生产含硫质量分数为5×10-6～10×10-6的“无硫汽油；”自2005年起，我国供应北京、上海的汽油招待相当于欧洲Ⅲ排放标准的汽油规格，即含硫质量分数低于150×10-6。

为了满足人们对石油产品高质量的要求和维护生产安全稳定进行，石油化工各生产企业不断改进生产过程中的脱硫工气。

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，无机硫化物较容易脱除，本文就比较难脱除的有机硫脱除技术新进展进行综述。

1 加氢转化脱硫天然气、液化气、炼厂气、石脑油及重油中常含有二硫化碳、硫醇、硫醚、羰基硫和噻吩等有机硫化物，热分解温度较高，且不易脱除。

加氢转化脱硫技术是最有效的脱除手段之一。

有机硫在加氢转化催化剂作用下加氢分解生成硫化氢（H2S）和相应的烷烃或芳烃，生成的H2S可由氧化锌等脱硫剂脱除达到很好的脱除效果。

近年来，国外开发出几种典型的催化裂化（FCC）汽油脱硫新工艺，如ExxonMobil公司的SCANFining工艺和OCTGAIN工艺、LFP公司的Prime-G+工艺和UOP公司的ISAL工艺；在中内，中国石化抚顺石油化工研究院（FRIPP）针对我国FCC汽油的不同特点，开发出了OCT-M、FRS和催化裂化（FCC）汽油加氢脱硫/降烯烃技术并在国内石化企业得到成功应用；还开发了FH-DS柴油深度加氢脱硫催化剂，成功应用于福建炼油化工有限公司柴油加氢装置[1，2]，此外洛阳石油化工工程公司工程研究院开发出催化裂化汽油加氢脱硫及芳构化工气技术Hydro-GAP[3]。

17环境生物技术第五章生物脱硫技术第五章生物脱硫技术主要内容第一节概述第二节化石燃料中硫的存在形式第三节脱硫微生物第四节微生物脱硫途径及机理第五节生物脱硫工艺第六节生物脱硫的工业应用第一节概述1、燃料脱硫的迫切性煤碳和石油中含有无机硫和有机硫两大类含硫化合物，含硫量通常在0.25~7%之间，燃烧后产生二氧化硫，是形成酸雨的主要因素。

什么叫酸雨？平常的雨水呈何性？酸雨是怎样形成的？酸雨的定义「酸雨」，顾名思义，雨是酸的。

其正确的名称应为「酸性沉降」，它可分为「湿沉降」与「乾沉降」两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随著雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。

在化学上定义水之pH值等于七为中性，小於则是酸性。

自然大气中含有大量二氧化碳，二氧化碳在常温时溶解於雨水中并达到气液相平衡后，雨水之PH值约为5.6，因此大自然的雨水是酸的；但是，在大自然中，仍存在其他致酸的物质，例如，火山爆发所喷出的硫化氢，海洋所释放出的二甲基硫，高空闪电所导致之氮氧化物等，均会使雨水进一步酸化，而酸硷值会降至 5.0 左右。

因此，在1980 年代后期以来，许多国内外（包含环保署研究报告）研究者，已将所谓「酸雨」认知为当雨水酸硷值在5.0 以下时，即确定受到人为酸性污染物的影响。

因此，在环保署研究报告中，已统一雨水酸硷值达5.0以下时，正式定义为「酸雨」。

例如，若以环保署台北酸雨监测站1990-1998 年之有效雨水化学分析资料为準，显示约九成降水天数的雨水pH值在5.6 以下，而酸雨发生机率则为七成五左右。

简单的说:任何形式的降水, 包括雪, 雨, 雹或微粒, 他们的含酸度(degree of acidity)高于大自然的正常情况. 这就是酸性沉降.酸雨的危害一、人类酸雨对人类的影响，我們最直接的反应就是会〝禿头〞。

此外，酸雨對人类最严重的副作用就是呼吸道方面的问題，例如会引起哮喘、干咳、头痛和眼睛、鼻子、喉咙的過敏。