CN109052659A - 一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，属于烟气脱硫技术领域。本发明将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；将预处理的烟气通入吸收装置中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；将40~60%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；将剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体对硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，属于烟气脱硫技术领域。
背景技术
二氧化硫是一种重要的大气污染物，其大量排放可形成酸雾、酸雨、雾霾等环境污染，对人类健康和生态环境构成严重威胁。
目前烟气中二氧化硫的处理方法主要由钙法脱硫和氨法脱硫。其中钙法通过氧化钙或氢氧化钙与烟气中的二氧化硫反应产生硫酸钙及亚硫酸钙，由于脱硫石膏中杂质成分较高，较难实现资源化利用，而传统的堆放填埋方式不仅会占用大量土地，而且由于脱硫石膏中残留的未反应氧化钙所产生的碱性，会对地下水产生严重污染的风险。而氨法脱硫虽然脱硫固废的产生量较少，但氨的价格较高，且在氨法脱硫过程中存在氨逃逸现象，不仅氨的利用率不高，同时对周边环境产生严重污染。
目前微生物脱硫方法在国内外已有部分应用，但结构不够完善、易二次污染等。CN103043779A提出“一种烟气脱硫废液处理及污泥减量化处理方法”，运用钠碱溶液、氨液或氢氧化镁溶液等对烟气进行吸收，烟气脱硫废液中的亚硫酸盐与活性污泥混合，在微生物好氧作用下，亚硫酸盐被氧化转化为硫酸盐。该专利需要利用碱液，易造成二次污染，且利用好氧菌，其生存环境要求高，增加相应的成本。CN104607029B提出“一种化学吸收结合厌氧好氧转化同步烟气脱硫脱硝工艺”，利用碱液吸收烟气二氧化硫，利用厌氧微生物将二氧化硫吸收液转换为硫化物，将该硫化物溶液通入好氧微生物，将硫化物转化为单质硫，该专利利用碱液对烟气进行吸收，增加相应的成本，处理不当易造成二次污染，该专利中利用两种菌种较为繁杂，好氧菌所需的营养物量多，能耗高，对环境要求高，污泥产量较高，且该专利对硫酸盐还原菌生化产生的硫化氢，没有进行妥当处理。CN200510021297提出“废气脱硫并回收利用硫资源的方法”，利用碱性吸收液与SO2废气中和反应，再利用微生物生化脱硫，将生化后的产物与铁盐氧化反应，产生硫化铁沉淀。该专利运用碱液吸收，增加一定成本，且对微生物产生的硫化氢没有相应的处理，会对微生物造成毒害，降低微生物的处理效率，该专利采用铁离子催化氧化回收硫，系统复杂，且反应过程还需要大量的铁盐的投加，不够经济环保。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，本发明基于硫元素的地球循环为理论依托，通过对烟气中二氧化硫的吸收捕获，获得二氧化硫的水溶液（以亚硫酸为主要成分），利用硫酸盐还原菌对亚硫酸根进行还原，微生物代谢的最终产物为硫化氢等还原态硫化物；后通过惰性气体对反应器溶液中硫化氢的吹脱，不仅解除了硫化物对硫酸盐还原菌的毒性抑制，同时还为二氧化硫与硫化氢反应产生硫磺提供了反应原料。本发明在脱硫及硫回收过程中，反应条件温和，无化学药剂投加和药剂散逸，无固废、烟气等二次污染产生，二氧化硫可转化为有机资源硫磺，具有良好的社会、经济和环境效益。
一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中40~60%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)、脱硫单胞菌属(Desulfomonas)、脱硫叶菌属(Desulfobulbus)、脱硫菌属(Desulfobacter)、脱硫球菌属(Desulfococcus)、脱硫线菌属(Desulfonema)、脱硫八叠球菌属(Desulfosarcina)和脱硫杆菌属(Desulfobacterium)中的一种或多种；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，其中吹脱气体为氮气、氩气、CO、氢气的一种或多种，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；
所述步骤（2）吸收装置为喷淋塔、筛板塔、鼓泡塔或填料塔；
所述步骤（3）中硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为有机酸类、醇类、合成气、消化污泥、葡萄糖、苯酚、烷烃类、芳香烃或有机废水；
所述有机酸类为乳酸盐、乙酸盐或丙酸盐，醇类为甲醇、乙醇或丙醇；
所述电子供体为有机酸类、醇类、消化污泥、葡萄糖、苯酚、烷烃类、芳香烃或有机废水时，硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比在(0.1~30):1；
所述合成气为CO/ H2混合气、CO2/ H2混合气或CO/ H2/CO2混合气，CO/ H2混合气中CO的体积分数为10%~90%，CO2/ H2混合气中CO2的体积分数为80%~99%，CO/ H2/CO2混合气中CO的体积分数为10%~90%，CO2的体积分数为1%~20%，其余为氢气；
所述步骤（3）中硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为10~70℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为3~9，氧化还原电位为+300~-600mv；
所述步骤（4）控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:(0.1~20)；
所述消化污泥为在有氧或无氧情况下，由于微生物作用已达到稳定的污泥。消化污泥分为污泥耗氧消化和污泥厌氧消化；污泥耗氧消化是以耗氧的方式氧化污泥中的有机物质,并且减少污泥的质量和体积，操作污泥耗氧消化如同操作活性污泥系统,只要微生物环境维持稳定(如温度,pH,无毒性物质干扰),系统将能自我维持。厌氧污泥消化过程主要包括两个阶段：酸化阶段和甲烷化阶段。固态有机物主要成分是天然高分子化合物，如淀粉、纤维素、油脂和蛋白质等，在无氧环境中降解为有机酸、醇、醛、水分子等液态产物和CO2、H2、NH3、H2S等气体分子，气体大多溶解在泥液中。该阶段的转化产物主要是有机酸，所以pH值迅速下降。低pH值有抑制细菌生长的作用，而NH3的溶解产物NH4OH有中和作用，经过长时间的酸化阶段，pH值回升后，进入气化阶段。气化阶段产生的气体主要是甲烷，因此也称该阶段为甲烷化阶段，与酸化阶段相应，该阶段的CO2也比较多，还有微量的H2S。
所述有机废水为由造纸、皮革及食品等行业排出的在2000mg/L以上废水；废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白、纤维素等有机物。
本发明以硫酸盐还原菌为作用主体，将含硫污染物转化为单质硫，总思路为：在厌氧条件下，SRB（硫酸盐还原菌）将氧化态的含硫污染物经生物还原作用转化为硫化物，并对其进行吹脱，吹脱后气体中的硫化氢引入硫磺回收反应器，与反应器内的二氧化硫吸收液反应，得到反应产物硫磺。本发明的技术方案不仅能防止生化反应产生的H2S对微生物的毒性抑制，还能对吹脱气体进行循环利用，降低企业经济负担，并可通过二氧化硫吸收液与H2S的气液固反应直接得到硫磺，实现了硫磺的资源化，有效缓解环境压力和节省相应工程量。
本发明的有益效果是：
（1）本发明方法将40~60%的二氧化硫吸收液与硫酸盐还原菌混合，在微生物厌氧环境下处理亚硫酸盐得到硫化氢气体；并对生化作用产生的硫化氢气体进行吹脱，防止其对微生物还原菌种的毒害，维持微生物还原菌种的活性，提高菌种处理效率；将吹脱出的载气中的硫化氢，引入硫磺回收反应器中，与回收反应器内的二氧化硫吸收液，直接进行气液反应得到硫磺，实现了硫磺的回收；
（2）本发明方法将硫磺回收反应器中反应完的水，回流到吸收装置中循环利用，有效地减少了水用量；
（3）本发明方法为密闭环境，硫磺回收反应器为还原条件，避免了硫化氢和SO2气体的大量逸出，对空气环境造成影响，具有良好的环境效应；
（4）本发明方法无需加热，其反应条件温和，本发明方法对吹脱硫化氢气体而采用的惰性气体进行循环利用，可降低成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：本实施例的烟气采用某燃煤锅炉烟气中二氧化硫浓度为2000mg/Nm3；
如图1所示，一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；通过脱盐、降温的预处理有利于得到洁净的二氧化硫吸收液，无需额外的化学药剂投加；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置（喷淋塔）中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中40%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)和脱硫单胞菌属(Desulfomonas)，硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为有机酸类（乳酸钠），硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比为5:1，硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为45℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为5，氧化还原电位为-100mv；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体（氮气）对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；反应过程中控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:4；
本实施例烟气中硫的回收率为60%。
实施例2：本实施例的烟气采用某燃煤锅炉烟气中二氧化硫浓度为3000mg/Nm3；
如图1所示，一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；通过脱盐、降温的预处理有利于得到洁净的二氧化硫吸收液，无需额外的化学药剂投加；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置（筛板塔）中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中45%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫单胞菌属(Desulfomonas)、脱硫叶菌属(Desulfobulbus)和脱硫菌属(Desulfobacter)，硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为有机酸类（乙酸钠），硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比为15:1，硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为65℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为4，氧化还原电位为100mv；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体（氩气）对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；反应过程中控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:10；
本实施例烟气中硫的回收率为55%。
实施例3：本实施例的烟气采用某燃煤锅炉烟气中二氧化硫浓度为4000mg/Nm3；
如图1所示，一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；通过脱盐、降温的预处理有利于得到洁净的二氧化硫吸收液，无需额外的化学药剂投加；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置（鼓泡塔）中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中50%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫球菌属(Desulfococcus)、脱硫线菌属(Desulfonema)、脱硫八叠球菌属(Desulfosarcina)和脱硫杆菌属(Desulfobacterium)，硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为乙醇，硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比为28:1，硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为70℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为6，氧化还原电位为250mv；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体（CO）对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；反应过程中控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:15；
本实施例烟气中硫的回收率为58%。
实施例4：本实施例的烟气采用某燃煤锅炉烟气中二氧化硫浓度为4500mg/Nm3；
如图1所示，一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；通过脱盐、降温的预处理有利于得到洁净的二氧化硫吸收液，无需额外的化学药剂投加；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置（填料塔）中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中55%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫球菌属(Desulfococcus)，硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为CO/ H2/CO2混合气，CO/ H2/CO2混合气中CO的体积分数为60%，CO2的体积分数为20%，其余为H2，硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为30℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为3，氧化还原电位为-200mv；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体（氮气）对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；反应过程中控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:20；
本实施例烟气中硫的回收率为56%。
实施例5：本实施例的烟气采用某燃煤锅炉烟气中二氧化硫浓度为5000mg/Nm3；
如图1所示，一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；通过脱盐、降温的预处理有利于得到洁净的二氧化硫吸收液，无需额外的化学药剂投加；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置（鼓泡塔）中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中50%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫球菌属(Desulfococcus)、脱硫线菌属(Desulfonema)、脱硫八叠球菌属(Desulfosarcina)和脱硫杆菌属(Desulfobacterium)，硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为葡萄糖，硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比为18:1，硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为20℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为8，氧化还原电位为-300mv；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体（氢气）对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；反应过程中控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:2；
本实施例烟气中硫的回收率为57%。
实施例6：本实施例的烟气采用某燃煤锅炉烟气中二氧化硫浓度为5000mg/Nm3；
如图1所示，一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；通过脱盐、降温的预处理有利于得到洁净的二氧化硫吸收液，无需额外的化学药剂投加；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置（鼓泡塔）中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中55%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫叶菌属(Desulfobulbus)，硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为苯酚，硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比为8:1，硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为35℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为9，氧化还原电位为300mv；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体（CO和氢气）对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；反应过程中控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:0.5；
本实施例烟气中硫的回收率为55%。
实施例7：本实施例的烟气采用某燃煤锅炉烟气中二氧化硫浓度为4500mg/Nm3；
如图1所示，一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；通过脱盐、降温的预处理有利于得到洁净的二氧化硫吸收液，无需额外的化学药剂投加；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置（鼓泡塔）中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中60%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫八叠球菌属(Desulfosarcina)，硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为苯酚，硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比为0.1:1，硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为10℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为4，氧化还原电位为-600mv；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体（氮气）对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；反应过程中控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:0.1；
本实施例烟气中硫的回收率为60%。
实施例8：本实施例的烟气采用某燃煤锅炉烟气中二氧化硫浓度为4000mg/Nm3；
如图1所示，一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；通过脱盐、降温的预处理有利于得到洁净的二氧化硫吸收液，无需额外的化学药剂投加；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置（鼓泡塔）中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中50%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)，硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为乙烷，硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比为4:1，硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为15℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为5，氧化还原电位为-400mv；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体（氮气）对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；反应过程中控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:5；
本实施例烟气中硫的回收率为58%。
实施例9：本实施例的烟气采用某燃煤锅炉烟气中二氧化硫浓度为4000mg/Nm3；
如图1所示，一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；通过脱盐、降温的预处理有利于得到洁净的二氧化硫吸收液，无需额外的化学药剂投加；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置（鼓泡塔）中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中45%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫单胞菌属(Desulfomonas)，硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为消化污泥，硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比为10:1，硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为45℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为4，氧化还原电位为-200mv；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体（氮气）对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；反应过程中控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:8；
本实施例烟气中硫的回收率为56%。
实施例10：本实施例的烟气采用某燃煤锅炉烟气中二氧化硫浓度为4000mg/Nm3；
如图1所示，一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；通过脱盐、降温的预处理有利于得到洁净的二氧化硫吸收液，无需额外的化学药剂投加；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置（鼓泡塔）中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中50%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫杆菌属(Desulfobacterium)，硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为有机废水，硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比为25:1，硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为35℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为6，氧化还原电位为-500mv；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体（氮气）对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收；反应过程中控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:18；
本实施例烟气中硫的回收率为59%。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将含二氧化硫的烟气进行除尘、脱盐、降温的预处理使烟气中总悬浮颗粒物TSP的含量小于10%；
（2）将步骤（1）预处理的烟气通入吸收装置中并采用水吸收烟气中的二氧化硫得到二氧化硫吸收液和除硫烟气；
（3）将步骤（2）中40~60%的二氧化硫吸收液引入硫酸盐微生物还原菌生化反应器中，在厌氧条件下，二氧化硫吸收液中的亚硫酸根被微生物还原菌还原为硫化氢气体；其中微生物还原菌为脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)、脱硫单胞菌属(Desulfomonas)、脱硫叶菌属(Desulfobulbus)、脱硫菌属(Desulfobacter)、脱硫球菌属(Desulfococcus)、脱硫线菌属(Desulfonema)、脱硫八叠球菌属(Desulfosarcina)和脱硫杆菌属(Desulfobacterium)中的一种或多种；
（4）将步骤（2）中剩余的二氧化硫吸收液引入硫磺回收反应器中；采用吹脱气体对步骤（3）硫酸盐微生物还原菌生化反应器中的硫化氢气体进行吹脱，其中吹脱气体为氮气、氩气、CO、氢气的一种或多种，硫化氢气体随吹脱气体进入硫磺回收反应器中，硫化氢气体与硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液的亚硫酸根反应得到硫磺，固液分离得到硫磺和废水，废水返回步骤（2）中替代水进行烟气中的二氧化硫的吸收。
2.根据权利要求1所述烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，其特征在于：步骤（2）吸收装置为喷淋塔、筛板塔、鼓泡塔或填料塔。
3.根据权利要求1所述烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，其特征在于：步骤（3）中硫酸盐还原菌生化反应器中的电子供体为有机酸类、醇类、合成气、消化污泥、葡萄糖、苯酚、烷烃类、芳香烃或有机废水。
4.根据权利要求3所述烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，其特征在于：有机酸类为乳酸盐、乙酸盐或丙酸盐，醇类为甲醇、乙醇或丙醇。
5.根据权利要求3所述烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，其特征在于：电子供体为有机酸类、醇类、消化污泥、葡萄糖、苯酚、烷烃类、芳香烃或有机废水时，硫酸盐微生物还原菌溶液中COD与SO4 2-的摩尔比在(0.1~30):1。
6.根据权利要求3所述烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，其特征在于：合成气为CO/ H2混合气、CO2/ H2混合气或CO/ H2/CO2混合气，CO/ H2混合气中CO的体积分数为10%~90%，CO2/ H2混合气中CO2的体积分数为80%~99%，CO/ H2/CO2混合气中CO的体积分数为10%~90%，CO2的体积分数为1%~20%，其余为氢气。
7.根据权利要求1所述烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，其特征在于：步骤（3）中硫酸盐还原菌生化反应器内的反应温度为10~70℃，硫酸盐微生物还原菌溶液的pH值为3~9，氧化还原电位为+300~-600mv。
8.根据权利要求1所述烟气中二氧化硫脱除及硫回收的方法，其特征在于：步骤（4）控制硫磺回收反应器中二氧化硫吸收液与吹脱气体的流速使二氧化硫吸收液中的亚硫酸根与硫化氢气体的摩尔比为1:(0.1~20)。
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