含有硫化氢的气体的净化方法技术

本发明专利技术涉及含硫化氢和／或羰基硫化物的气体的净化方法，其中用能够氧化硫化物的自养硫化物－氧化细菌在高ｐＨ下处理用过的洗涤液，从而得到元素硫。将元素硫分离，并将经处理的洗涤液循环回气体洗涤步骤中。在循环前，可以采用异养硫代硫酸盐－氧化细菌对洗涤液进行进一步的处理，从而产生能够使洗涤液的硫化物洗涤能力进一步增强的连多硫酸盐。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有硫化氢和可能有的其它污染物的气体的净化方法，在该方法中使用硫化物-氧化细菌。国际专利申请WO 92/10270公开了一种，其中将气体在一个含有碱性洗涤液的洗涤器中洗涤，所用的洗涤液在一个需氧反应器中在硫-氧化细菌的存在下用氧进行处理，从需氧反应器中流出的液流重新用作洗涤液，而将氧处理过程中产生的元素硫从液流中分离。所述的方法适用于清除硫化氢(H2S)和其它的还原态的硫化合物，例如硫醇和二硫化碳，或清除二氧化硫(SO2)。对于H2S的清除，使用缓冲剂化合物将pH控制在8-9。所用的硫-氧化细菌包括硫杆菌(Thiobacillus)和硫微螺菌属(Thiomicrospira)的细菌。上述已知方法的缺点是，为了有效地吸收硫化氢需要使用较大量的洗涤液。并且该已知方法不适用于清除可能存在于气体中的除H2S之外的其它污染物，例如羰基硫化物(COS)。目前发现，使用选择的自养硫化物-氧化细菌在高pH下可以实现硫化物向元素硫的生物转化。由于pH较高，所需的洗涤液的用量显著减少，因此所需的设备可以较小和较经济。根据本专利技术所使用的新的细菌在pH为9-11，特别是9.2-10.5时有效。所用细菌的最佳pH值为9.0以上。使用自养的亲碱细菌对硫化氢和羰基硫化物的生物氧化主要产生元素硫，还有一些作为副产物的硫代硫酸盐。进一步发现，使用硫代硫酸盐-氧化细菌在氧气或氧化氮的存在下处理，可以有效地将硫代硫酸盐转化为连多硫酸盐，并使pH升高。这种硫代硫酸盐-氧化细菌可以包括已知的硫-氧化剂，例如硫杆菌和硫微螺菌属的细菌，或异氧细菌。这里所说的连多硫酸盐包括三硫代硫酸盐(S3O62-)、四硫代硫酸盐(S4O62-)和可能更高级的连多硫酸盐(SnO62-,n＞4)。使用如此得到的含有连多硫酸盐离子的溶液，可以促进洗涤液对H2S、COS(羰基硫化物)和其它硫化合物的吸收，结果是可以使用较少的洗涤液并更有效地从气体中排除上述污染物。该方法基本上只产生固体元素硫。上述的可选择的硫代硫酸盐-氧化的细菌处理过程可以与硫化物-氧化处理同时进行-如果氧作为硫代硫酸盐-氧化的试剂的话，但是优选在随后的独立步骤中进行硫代硫酸盐的氧化。根据本专利技术的方法特别适合于净化燃气、煤气、克劳斯装置的尾气、化学气体、工艺气和其它含有COS的气体，以及带压气体。带压气体的例子有燃气(例如，30巴)和天然气(例如，70巴)。由于pH值较高，与已知的清除硫化合物的生物方法相比，本专利技术的方法需要较少的洗涤液。所需的洗涤液的量可以由于洗涤液中连多硫酸盐的存在而进一步减少，这是因为连多硫酸盐可以降低液体中H2S/HS-/S2-/COS的含量。与已知方法相比，本专利技术方法在净化带压气体方面的优点还在于，需要较少的洗涤液，因此用于对洗涤液加压的能量也可以较少。对含硫化物的洗涤液的需氧处理优选使元素硫的生成量达到最大。这可通过使用一定量的氧来实现，即对每摩尔H2S/HS-或COS使用0.5-0.8摩尔的氧气。能在高于9的pH范围内氧化硫化物的细菌例如可以通过已知的微生物富集和纯化方法从苏打湖中获得。根据本专利技术，所用的自养硫化物-氧化细菌具有一种或多种下列特性--选自Proteobacteria的β或γ亚组的格兰氏阴性菌；--专性自养细菌；--可以氧化HS-、SO和S2O32-；--最佳pH值在9.0以上，通常低于10.4，特别是9.5左右；--在H2或C1化合物上不生长；--不反硝化，可以同化NO2-和/或NO3-，但是不同化尿素；--最佳温度为24-37℃；--可耐受各至少50克/升的NaCl和Na2CO3/NaHCO3；下列细菌是这样的自养硫化物-氧化细菌的代表性的例子AL-2菌株这是一种形状可以是从短杆到弧状的任意形状的格兰氏阴性细菌。它可以通过单极性鞭毛活动。在硫代硫酸盐的pH为10的硫代硫酸无机盐的琼脂上，菌落的直径可达3毫米，可以是圆形、凸状和规则形状的。随着硫的沉积，它们随时间的推移变成黄白色。AL-2菌株可以聚集内部硫颗粒。它不含有羧基物质。它的DNA含有65.5％(摩尔)的GC(Tm)。对16S RNA分析的初步结果显示，AL-2菌株属于Proteobacteria的γ亚组。它的属暂时命名为硫烷基弧菌(Thioalkalovibrio)。相关的属有硫微螺菌、Methylomicrobium和甲基球菌。AL-2菌株可以氧化H2S/HS-、S0、S2O32-和S4O62-。对于S2O32-，在每毫摩尔基质上可以得到8-9毫克干重的产率。它在H2和C1化合物上不生长。它不反硝化。它可以NO2-和NO3-作为它的氮源，但是不能以NH4+、尿素或有机氮化合物作为氮源。AL-2菌株生长的pH范围为8.0-10.4，优选为9.5左右。它的生长温度为10-39℃，优选为28℃左右。它对NaCl(0-100克/升)和碳酸钠(0-150克/升)有很强的耐受力。AL-2菌株细菌被保藏于荷兰代尔夫特的代尔夫特保藏中心(荷兰真菌菌种保藏中心的分支机构)，其保藏号为LMD96.55，它可以按照布达佩斯条约的规定而被发放。AL-3菌株这是一种格兰氏阴性杆菌。它可以通过1-3个极性鞭毛活动。在硫代硫酸盐的pH为10的硫代硫酸无机盐的琼脂上，菌落的直径可达2毫米，可以是圆形、凸状、规则形状的，在未积累硫时，是桃红色透明的。AL-3菌株不聚集内部硫颗粒。它含有羧基物质。它的DNA含有49.5％(摩尔)的GC(Tm)。对16S RNA分析的初步结果显示，AL-3菌株属于Proteobacteria的β亚组。它的属暂时命名为Thioalkalobacter。相关的属有硫微螺菌、Methylomicrobium和甲基球菌。AL-3菌株可以氧化HS-、S0和S2O32-。对于S2O32-，在每毫摩尔基质上可以得到4-4.5毫克干重的产率。它在H2和C1化合物上不生长。它不反硝化。它可以同化NO2-和NO3-。NH4+也可以作为它的氮源(弱)，但是尿素或有机氮化合物不能作为它的氮源。AL-3菌株生长的pH范围为8.0-10.4，优选为9.5左右。它的生长温度为12-41℃，优选为33℃左右。它对NaCl(0-70克/升)和碳酸钠(0-60克/升)有很强的耐受力。AL-3菌株细菌被保藏于荷兰代尔夫特的代尔夫特保藏中心，其保藏号为LMD95.63，它可以按照布达佩斯条约的规定而被发放。从不同的苏打湖中还分离出了AL-2和AL-3之外的其它菌菌株，它们具有与AL-2或AL-3基本上相同的特征，并被推测属于相同的属。可以氧化硫代硫酸盐的亲碱异养细菌的代表性例子如下ChG3-3菌株ChG 3-3菌株是从黑海的一个水塔中分离出来的。它是专性异养细菌。ChG 3-3菌株是格兰氏阴性、过氧化氢酶阳性活动杆菌。它的生长需要NaCl。采用标准的分类学测试(API 20 NE)对ChG 3-3菌株进行了研究，并通过在线数据库将其与已知的物种进行了比较。相关的属有假单胞菌、Deleya和盐单胞菌。与其最相匹配的是司徒茨氏假单胞菌I sensu stricto(84.3％的相似性)。它显然是一个新物种，被称为假单胞菌ChG 3-3菌株。它含有57.3％(摩尔)的G+C。假单胞菌ChG 3-3菌株生长的pH本文档来自技高网...

【技术保护点】
从气体中除去硫化氢和／或羰基硫化物的方法，包括下列步骤： （ａ）用含水洗涤液洗涤所述的气体； （ｂ）在氧气的存在下用硫化物－氧化细菌对用过的洗涤液进行生物处理以产生元素硫； （ｃ）从生物处理过的洗涤液中分离元素硫；和 （ｄ）将生物处理过的洗涤液返回到上述的洗涤步骤（ａ）中； 其特征在于，所述的生物处理步骤（ｂ）是采用能够在ｐＨ高于９的条件下氧化硫化物的自养细菌进行的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塞斯扬尼科比伊斯曼，迪米特里尤里索罗金，约翰尼斯海斯布雷赫特屈嫩，阿尔贝特约瑟夫亨德里克扬森，莱斯莉安娜罗伯逊，
申请(专利权)人：帕克斯生物系统公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]