[发明专利]生物脱除硫化物的方法

说明书

本发明涉及一种从气体物流中除去还原性的硫化合物的方法，该方法利用含水的洗液来洗涤气体，并且在电子受体存在的条件下在反应器中利用硫化物氧化细菌处理使用过的洗液，以便将处理过的液体作为洗液循环使用。

例如从WO92/10270、WO94/29227和WO96/30110中可以了解到这样的方法。在这些现有技术的方法中，氧用作电子受体。氧以有限的速率加入从而使硫化物氧化成元素硫而不是硫酸根。但是，在氧作为电子受体时，需要有一套充气系统，该充气系统包括压缩机、管道系统、分布器以及在大多数情况下均需要的一个分离反应器。这样一套系统的投资成本是相当高的，尤其是当处理的水或气的体积较小、或者是对如高压天然气等进行脱硫时更是如此。

按照本发明，使用硝酸根作为电子受体，在一个一体化的洗涤器/生物反应器中，利用硫化物氧化细菌来处理使用过的、含有还原性的硫化合物的洗液。

在本文中，“还原性的硫化合物”一词可理解为包括任何气态的或挥发性的硫化物，其中硫具有氧化价态-2。这样的化合物包括硫化氢、较低级的烷基硫醇如甲基硫醇、较低级的烷基硫化物和二硫化物如二甲硫、羰基硫化物(COS)和二硫化碳(CS₂)。尤其相关的是H₂S、COS和CS₂。

使用硝酸根作为电子受体，利用无色的硫细菌如硫芽孢杆菌属(Thiobacillus)、尤其是脱氮硫芽孢杆菌(T.denitrificans)菌种时，硫化氢的生物氧化反应如下：

          (1)

    (1a)

          (2)

      (3)

        (1+2)

    (1+3)

反应(1)代表的是前期反应，如发生在气体洗涤器中的反应，其中气态的硫化氢溶解成氢硫酸根离子的形式。反应(2)描述的是硫化物无氧氧化成元素硫，而反应(3)表示的则是将硫化物完全氧化成硫酸。反应(1+2)是硫化氢到元素硫的全部净反应。

羰基硫化物和二硫化碳按照下列反应或者它们的阴离子平衡可以水解成硫化氢：

      (4)

    (5)

另一种方法或者作为补充，COS和CS₂可以按照如下反应被直接氧化：

          (2′)

      (3′)

       (2″)

    (3′)

涉及硫代硫酸根与作为电子受体的硝酸根的反应如下：