一、项目概述

    随着工业生产的飞速发展，排放到大气中的废气日益增加，这些废气中含有硫化物、有机硫、二氧化碳等有害物质，在许多地区造成了严重的大气污染，不仅威胁着生态环境和人类健康，也给工业生产带来了许多问题。因此，寻求一种有效的对废气和工业原料气进行脱硫的新方法，成为目前这一领域的当务之急。

迄今为止，许多脱硫脱碳的方法如HiPure 法, Benfield法, G-V 法和ADA 法等，已应用于气体的纯化，但往往效率不高，并且对设备有严重的腐蚀。最近，一种含有Fe²⁺和Fe³⁺的醋酸和氨的缓冲溶液已应用于半水煤气的脱硫脱氧，并且具有较高的脱硫效率和较低的腐蚀性，但该溶液会产生离子效应和盐效应，溶液不太稳定。为了改善这一状况，我们尝试用一种含有某种新合成的含铁化合物的碱性溶液（简称为“DDS溶液”）在加压下脱硫脱碳。

本项目用一种或多种铁化合物与一种或多种酚类物质混合溶解在碱性溶液中进行气体脱硫实验。实验过的铁化合物有氧化（亚）铁、羧酸类铁、黄血盐、赤血盐、EDTA铁或螯合铁等一百多种铁化合物；实验过的酚类物质有苯酚类、单宁类和茶多酚类等多种多酚类物质；实验过的碱性物质有钠盐、钾盐等，并将这些研究成果总结成了“铁—碱溶液催化法气体脱碳脱硫脱氰方法”。但实验表明，在碱性溶液中加入一种或多种铁化合物（主要是络合铁），会产生较多氢氧化（亚）铁沉淀，当气体中硫化物含量较高时还会产生大量的硫化（亚）铁沉淀，引起溶液不稳定、脱硫效率下降和沉淀物堵塔等现象。曾对该技术进行了多次工业化实验，但结果都不理想。因此，“铁—碱溶液”脱硫方法有较大的局限性。为进一步保证“铁—碱溶液”的稳定性和活性，尝试在脱硫液中增加了一些菌类物质。依靠生化反应机理分解溶液中的铁盐沉淀，使铁离子重新返回溶液中，保证了铁在碱性溶液中的稳定性，实现了生物技术与传统技术的有效结合。

生产研发设备：

  （1）全套模拟脱硫实验生产装置；

  （2）培养细菌恒温培养箱及摇床，电子显微镜。

  （3）数据分析检测设备：气、液相色谱，分光光度计，基本实验室分析仪器等。

二、项目应用范围

 本项目主要利用溶解有一种或多种铁化合物与一种或多种酚类物质的碱性溶液脱除气体中的硫化氢，到达后续工段的净化要求或者排放标准，主要用于石化、化肥、焦化、钢铁、陶瓷、电力等行业。

三、技术优势

 “铁—碱溶液”在实际的工业运用中已经体现其超高的脱硫效果，引进生化技术后，成功克服铁盐沉淀的缺点。结合现在的运行可以具备以下优势：

1、脱硫精度高；

 传统的湿法脱硫催化剂，在一定程度上，出口一般只能控制在15mg/m³以上，而“生化铁—碱溶液”法可以达到100％的脱硫精度，特别是在加压脱硫系统，由于合成氨、甲醇等工艺技术要求气体中H₂S要尽可能低，所以改技术的市场推广，基本解决客户的要求，同时在客户的工艺设计中减少一套干法脱硫工艺，大大降低投资和运行费用。

2、在同等装置和生产符合条件下，需要的溶液循环量小；

    由于“生化铁—碱溶液”法脱硫的自身特点，根据时间证明，溶液循环量比其它传统反方法要减少30~50％，在很大程度上减少工业电耗，减少设备投资，增加企业的经济效益。

3、系统稳定、维护方便；

    由于“铁系”催化剂在系统中生成的硫颗粒较细，所以不存在堵塔现象，最大限度增加企业的开工率、减少停车时间、降低企业人员的劳动强度。

    根据实际运行数据的总体测评，本方法具有以上优点，综合经济效益显著。

四、技术水平

本项目的技术已获得国家发明专利（专利号为ZL99100596.1和ZL02130605.2），荣获中国国际专利技术与产品交易会金奖，江西省技术发明一等奖，江西省优秀新产品一等奖。

五、开发计划进度

1、筛选最稳定铁络合物作为催化剂主体，最大限度降低催化剂在工业运用中的日常消耗。

2、选择合适的催化剂配体，使其在溶液中在一定条件下，可以部分合成催化剂，进一步起到降低消耗目的。

3.根据湿法脱硫的实际情况及工艺特点，筛选合适的生物细菌，使其添加在催化剂中，在一定程度下可以保证自身的生物活性，在溶液中可以大量繁殖，在成熟体时具有瓦解铁盐沉淀、携氧、转化副产物等功能。

4、保证选择的各药品和细菌具有一个稳定的组成，达到高效脱硫的目的。

5、经过大量实验、形成一个切实的溶液配方，可以保证在不同系统中保证脱硫效果的高效稳定，真正做到经济效益和社会效益的双赢。

 目前已分阶段完成筛选出稳定催化剂主体，合适的催化剂配体，使其最大限度满足工业化应用的要求；筛选出耐热耐碱耗氧细菌，使其具有降解硫酸钠、硫代硫酸钠和沉淀的铁盐，并使铁离子返回脱硫液中，以便稳定脱硫液的溶液组成和铁离子浓度等性能；由于气体中硫化物含量较高时产生的大量的硫化（亚）铁沉淀和硫酸钠、硫代硫酸钠等副盐，会破坏溶液体系，而影响生产的稳定。下一阶段主要工作：

 通过在小型实验装置上连续运行，确定催化剂最佳配比，确定溶液最佳组成；

 选择DDS技术客户进行工业试验，验证脱硫效果，同时解决在工业化应用中出现的问题。

六、市场状况及市场预测

    国内合成氨及甲醇的市场很大，年生产能力达5000万吨以上，按吨氨醇脱硫催化剂消耗5元计算，年脱硫催化剂市场25000万元以上。同时给用户带来的直接经济效益和间接经济效益较大。并减少用户的设备安全隐患。

七、 投资估算， 效益分析

    企业不需要改造设备，更改脱硫溶液配方即可。以生产能力200kt/a，进口硫化氢含量1.5g/m³合成氨企业为例，更改溶液投资约为20万元，年运行费用50万元，即能节约脱硫工段30%~50%的电耗，节约电费9~15万元，年副产1000吨硫磺，可获经济效益30万元，由于脱硫精度高对后工序产生的经济效益更为明显。

八、 所需费用

 本项目进一步研发改进实施经费预算分为：设备投资费、分析仪器费、研发药品费、人员费用及其它杂费等。其中设备投资在100万元左右，涉及药品选型在60万元以上，人员费用70万元，总经费240万元左右。

九、合作方式

技术开发或技术转让