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如何在工業(yè)化進(jìn)程日趨深入的當(dāng)下，減少污染物排放、改善大氣環(huán)境?如何將含硫煙氣變?yōu)榄h(huán)境友好、可循環(huán)利用的物質(zhì)?日前，南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院院長(zhǎng)胡永紅教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的生物脫硫技術(shù)取得突破性進(jìn)展，在中國(guó)石化西南油氣分公司牽頭組織的“十條龍”項(xiàng)目“高硫高酸天然氣短流程低碳化凈化技術(shù)開(kāi)發(fā)與工業(yè)應(yīng)用”出龍工作推進(jìn)會(huì)上，該技術(shù)的凈化效果獲得使用方肯定。

開(kāi)發(fā)生物滴濾塔技術(shù)

一直以來(lái)，胡永紅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深耕生物科技領(lǐng)域。近十多年來(lái)，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)聚焦生物脫硫技術(shù)展開(kāi)研究，與南化研究院合作開(kāi)發(fā)了生物滴濾塔技術(shù)。“利用微生物這群小小的環(huán)保衛(wèi)士，來(lái)一場(chǎng)針對(duì)硫化物的精準(zhǔn)打擊?！闭劶捌溥\(yùn)行原理，胡永紅形象地比喻道。

胡永紅團(tuán)隊(duì)的技術(shù)主要用在脫除天然氣中的二氧化硫。為什么要脫硫?胡永紅介紹說(shuō)，天然氣中含有的二氧化硫和硫化氫等氣體，不僅影響人體健康，而且易燃易爆。

生物滴濾塔主要由堿吸收池、厭氧反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器3部分組成?！拔覀儾捎萌揭谎h(huán)法進(jìn)行脫硫。”胡永紅介紹說(shuō)，第一步是將含有二氧化硫的天然氣通入堿吸收池，使二氧化硫轉(zhuǎn)化為亞硫酸根離子和硫酸根離子；第二步將含有兩種離子的溶液通入?yún)捬醴磻?yīng)器，轉(zhuǎn)化為硫離子；第三步是含硫離子的溶液通入好氧反應(yīng)器，使硫離子轉(zhuǎn)化為生物硫黃和少量的硫酸根離子。一循環(huán)是指少量的硫酸根離子會(huì)通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)再次進(jìn)行處理?！懊摿虻倪^(guò)程就是將有害的二氧化硫氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害的、可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生物硫黃，達(dá)到綠色環(huán)保的目的?！焙兰t補(bǔ)充道。

馴化特種微生物菌株

當(dāng)下，業(yè)界含硫煙氣凈化方法近百種，常用技術(shù)分為濕法脫硫和干法脫硫，但這兩種脫硫工藝均存在能耗高、處理費(fèi)用貴、廢水和污泥處置難等問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，科研工作者們競(jìng)相研發(fā)能耗低、效率高、綠色環(huán)保的新型脫硫技術(shù)，于是生物脫硫成為“團(tuán)寵”。

生物脫硫技術(shù)像是請(qǐng)了一群微生物“清潔工”，它們悄無(wú)聲息地潛入煙氣中，將那些不受歡迎的硫化合物“請(qǐng)出”，整個(gè)過(guò)程溫和而高效。胡永紅舉例說(shuō)，就好比家里的魚(yú)缸水臟后，并不是直接倒掉換水，而是放入一些能夠分解雜質(zhì)的魚(yú)兒或水草，讓它們?cè)谙硎苊朗车耐瑫r(shí)，也幫助凈化水質(zhì)。

胡永紅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)數(shù)千次實(shí)驗(yàn)，成功篩選并馴化了那些能“吃掉”硫化物的微生物。它們便是硫酸鹽還原菌系列、硫氧化細(xì)菌系列等一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高活性、高耐受性的特種微生物菌株。據(jù)該團(tuán)隊(duì)博士生王梓騰介紹，生物滴濾塔中堿液將煙氣中二氧化硫吸收并轉(zhuǎn)化為硫酸根和亞硫酸根后，正是通過(guò)硫酸鹽還原菌將硫酸根和亞硫酸根還原成硫離子。隨后，硫氧化菌把硫離子轉(zhuǎn)化為生物硫黃，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煙氣中硫的資源化利用。

工業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益顯著

歷經(jīng)十余年，從實(shí)驗(yàn)室、小試、中試，到完成工業(yè)側(cè)線(xiàn)試驗(yàn)，再到長(zhǎng)周期運(yùn)行，胡永紅團(tuán)隊(duì)的生物脫硫技術(shù)在西南油氣田彭州3號(hào)脫硫站實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用?！拔矚夥贌隣t煙氣經(jīng)生物脫硫后，二氧化硫濃度從6500毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米降至小于10毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，二氧化硫去除率達(dá)到99.8%?！焙兰t介紹說(shuō)。

目前，團(tuán)隊(duì)已與中石油、中石化下屬多家石化企業(yè)達(dá)成合作協(xié)議，助力天然氣中含硫廢氣的脫除，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)超低排放。

胡永紅表示，他們研發(fā)的“生物還原—生物氧化”聯(lián)合工藝，通過(guò)微生物的還原和氧化作用，不僅實(shí)現(xiàn)了硫化物的高效轉(zhuǎn)化和單質(zhì)硫的回收，還解決了原絡(luò)合鐵脫硫系統(tǒng)硫黃堵塞問(wèn)題。這種設(shè)計(jì)減少了占地面積，簡(jiǎn)化了操作流程，降低了運(yùn)營(yíng)成本，提高了生物脫硫效率。中國(guó)石化西南油氣分公司徐秦川表示，采用胡永紅團(tuán)隊(duì)的設(shè)備與技術(shù)后，能耗較使用原有技術(shù)下降10%以上。

此外，微生物脫硫?qū)崿F(xiàn)對(duì)煙氣中含硫化合物的充分利用，轉(zhuǎn)化得到的生物硫黃經(jīng)分離提純后還可作為化工行業(yè)原料進(jìn)行深度加工利用，應(yīng)用于醫(yī)療化工等領(lǐng)域，減少對(duì)自然資源的開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2024年12月17日《中國(guó)化工報(bào)》2版：http://www.ccin.com.cn/detail/83c9cba57bcaa26ea1b105f48f507902/news