DE69706179T2

DE69706179T2 - Verfahren zur reinigung von schwefelwasserstoff-enthaltenden gasen

Info

Publication number: DE69706179T2
Application number: DE69706179T
Authority: DE
Inventors: Jan Buisman; Albert Jozef Hendrik Janssen; Gijsbrecht Kuenen; Lesley Anna Robertson; Yuri Sorokin
Original assignee: Paques Bio Systems BV
Current assignee: Paques Bio Systems BV
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1997-05-12
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: DE69706179D1; UA54423C2; EP0914192A1; NO985151D0; PL186482B1; CA2253936C; AU713082B2; US6156205A; WO1997043033A1; NO985151L; PL329723A1; DK0914192T3; RU2162729C2; ES2161461T3; EP0914192B1; AU2714197A; CN1098117C; EE9800391A; TW345498B; CA2253936A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Gas, das Schwefelwasserstoff und möglicherweise andere Verunreinigungen enthält, bei welchem Verfahren von Sulfid-oxidierenden Bakterien Gebrauch gemacht wird.
Die internationale Patentanmeldung WO 92/10270 offenbart ein Verfahren zur Reinigung eines Gases, welches Schwefelwasserstoff enthält, bei dem das Gas in einem Gaswäscher mit einer alkalischen Waschflüssigkeit gewaschen wird, die verwendete Waschflüssigkeit in einem aeroben Reaktor mit Sauerstoff in Gegenwart von Schwefel-oxidierenden Bakterien behandelt wird, der Ausfluß aus dem aeroben Reaktor erneut als Waschflüssigkeit verwendet wird und der während der Behandlung mit Sauerstoff gebildete elementare Schwefel von dem Ausfluß abgetrennt wird. Dieses Verfahren eignet sich zur Entfernung von Schwefelwasserstoff (H&sub2;S) und anderen reduzierten Schwefelverbindungen, wie z. B. Mercaptanen und Kohlenstoffdisulfid, oder zur Entfernung von Schwefeldioxid (SO&sub2;). Für die Entfernung von H&sub2;S wird der pH-Wert mit Hilfe von Pufferverbindungen zwischen 8 und 9 gehalten. Die verwendeten Schwefel-oxidierenden Verbindungen schließen die Gattungen Thiobacillus und Thiomicrospira ein.
Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist, daß relativ große Mengen an Waschflüssigkeit erforderlich sind, um den Schwefelwasserstoff effektiv zu absorbieren. Das bekannte Verfahren eignet sich auch nicht zur Entfernung anderer Verunreinigungen, welche neben H&sub2;S vorliegen können, wie z. B. Carbonylsulfid (COS).
Es wurde nun festgestellt, daß die biologische Überführung von Sulfid in elementaren Schwefel bei Einsatz ausgewählter autotropher Sulfid-oxidierender Bakterien bei hohem pH-Wert durchgeführt werden kann. Als Folge des höheren pH-Werts ist die erforderliche Menge an Waschflüssigkeit wesentlich reduziert und die erforderliche Anlage kann deshalb kleiner und weniger kostspielig sein. Die erfindungsgemäß zu verwendenden neuen Bakterien sind bei einem pH-Wert oberhalb von 9 bis etwa 11, insbesondere bei einem pH-Wert von 9,2 bis 10,5, wirksam. Die zu verwendenden Bakterien haben insbesondere ein pH-Optimum oberhalb von 9,0.
Die biologische Oxidation von Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid unter Verwendung der autotrophen alkaliphilen Bakterien resultiert überwiegend in der Produktion von elementarem Schwefel, wobei etwas Thiosulfat als Nebenprodukt gebildet wird.
Es wurde ferner festgestellt, daß Thiosulfat durch eine Behandlung in Gegenwart von Sauerstoff oder eines Stickstoffoxids unter Verwendung von Thiosulfatoxidierenden Bakterien effizient und unter Erhöhung des pH-Werts in Polythionat überführt werden kann. Solche Thiosulfat-oxidierenden Bakterien können bekannte Schwefel-Oxidatoren, wie z. B. diejenigen der Gattungen Thiobacillus und Thiomicrospira, oder heterotrophe Bakterien einschließen. Der Begriff Polythionat wird hier so verwendet, daß Trithionat (S&sub3;O&sub6;²&supmin;), Tetrathionat (S&sub4;O&sub6;²&supmin;) und mögliche höhere Polythionatspezies (SnO&sub6;²&supmin;, n > 4) eingeschlossen sind. Die Absorption von H&sub2;S, COS (Carbonylsulfld) und anderen Schwefelverbindungen durch die Waschlösung kann verbessert werden, indem die Lösung, welche die auf diese Weise erhaltenen Polythionationen enthält, eingesetzt wird, mit dem Ergebnis, daß diese Verunreinigungen aus Gasen effizientes und mit weniger Waschflüssigkeit entfernt werden können. Das Verfahren ergibt im wesentlichen nur festen elementaren Schwefel. Die fakultative Thiosulfat-oxidierende Behandlung mit Bakterien kann gleichzeitig mit der Sulfid-oxidierenden Behandlung durchgeführt werden - falls Sauerstoff als das Thiosulfat-oxidierende Mittel eingesetzt wird -, vorzugsweise wird die Oxidation von Thiosulfat jedoch anschließend in einem separaten Schritt durchgeführt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich besonders zur Reinigung von Brenngas, Kohlengas, Abgasen einer Claus-Anlage, chemischen Gasen, Prozeßgasen und anderen Gasen, die COS enthalten, und Gasen, die unter Druck stehen. Beispiele von unter Druck stehenden Gasen sind Brenngas (beispielsweise 30 Bar) und Erdgas (beispielsweise 70 Bar).
Als Folge des relativ hohen pH-Werts ist weniger Waschflüssigkeit erforderlich als in bekannten biologischen Verfahren zur Entfernung von Schwefelverbindungen. Die Menge der benötigten Waschflüssigkeit kann darüber hinaus als Folge der Anwesenheit von Polythionat in der Waschflüssigkeit, welche das H&sub2;S/HS&supmin;/S²&supmin;/COS- Niveau in der Flüssigkeit verringert, reduziert werden. Der Vorteil im Falle der Reinigung von Gasen unter Druck besteht ebenfalls darin, daß im Vergleich zu bekannten Verfahren relativ wenig Waschwasser erforderlich ist und deshalb weniger Energie verbraucht werden muß, um das Waschwasser unter Druck zu setzen.
Die aerobe Behandlung der Sulfid-enthaltenden Waschflüssigkeit wird vorzugsweise auf solche Weise durchgeführt, daß die Produktion von elementarem Schwefel maximiert wird. Dies kann erzielt werden, indem eine limitierende Menge an Sauerstoff eingesetzt wird, d. h., insbesondere 0,5-0,8 Mol O&sub2; pro Mol H&sub2;S/HS&supmin; oder COS.
Die Bakterien, welche zur Oxidation von Sulfid bei einem pH-Wert oberhalb von 9 in der Lage sind, können beispielsweise aus Natronseen durch bekannte mikrobielle Anreicherungs- und Reinigungsverfahren erhalten werden. Die gemäß der Erfindung einzusetzenden autotrophen Sulfid-oxidierenden Bakterien haben eine oder mehrere der folgenden charakteristischen Eigenschaften:
- Gramnegative Bakterien aus der β- oder γ-Subgruppe von Proteobakterien;
- Obligate autotrophe Organismen;
- Befähigt, HS&supmin;, S&sup0; und S&sub2;O&sub3;²&supmin; zu oxidieren;
- pH-Optimum oberhalb von 9,0, unterhalb von 10,4, insbesondere um 9,5;
- Kein Wachstum auf H&sub2;- oder C&sub1;-Verbindungen;
- Nicht denitrifizierend, befähigt, NO&sub2;&supmin; und/oder NO&sub3;&supmin;, nicht jedoch Harnstoff zu assimilieren;
- Temperaturoptimum zwischen 24 und 37ºC;
- Toleranz für NaCl und Na&sub2;CO&sub3;/NaHCO&sub3; bis zu jeweils mindestens 50 g/l.
Die folgenden Bakterien sind repräsentative Beispiele solcher autotropher Sulfidoxidierender Bakterien.

Stamm AL-2:

Dieser ist ein gramnegatives Bakterium, welches in beliebiger Gestalt von kurzen Stäbchen bis Vibrioden auftreten kann. Es ist mit Hilfe eines einzigen polaren Flagellums beweglich. Auf Thiosulfat-Mineralsalz-Agar mit Thiosulfat bei pH 10 können die Kolonien bis zu 3 mm Durchmesser aufweisen, sind rund, konvex und regelmäßig. Mit der Zeit werden sie durch abgeschiedenen Schwefel weißgelb. Der Stamm AL-2 kann interne Schwefelpartikel akkumulieren. Er enthält keine Carboxysomen. Seine DNA weist 65,5 Mol-% GC (Tm) auf: Vorläufige Ergebnisse einer 16S-RNA-Analyse weisen darauf hin, daß der Stamm AL-2 zur γ-Subgruppe der Proteobakterien gehört. Seine Gattung wird vorläufig als Thioalkalovibrio bezeichnet. Verwandte Gattungen sind Thiomicrospira, Methylomicrobium und Methylococcus.
Der Stamm AL-2 kann H&sub2;S/HS&supmin;, S&sup0;, S&sub2;O&sub3;²&supmin; und S&sub4;O&sub6;²&supmin; oxidieren. Bei S&sub2;O&sub3;²&supmin; ergibt er eine Ausbeute von 8-9 mg Trockengewicht pro mMol Substrat. Er kann nicht auf H&sub2;- oder C&sub1;-Verbindungen wachsen. Er denitrifiziert nicht. Er kann NO&sub2;&supmin; und NO&sub3;&supmin;, nicht jedoch NH&sub4;&spplus;, Harnstoff oder organische Stickstoffverbindungen als seine Stickstoffquelle nutzen.
Der Stamm AL-2 besitzt einen pH-Bereich für das Wachstum zwischen 8,0 und 10,4, mit einem Optimum bei etwa 9,5. Er wächst im Temperaturbereich von 10-39ºC, mit einem Optimum bei etwa 28ºC. Er besitzt eine breite Toleranz für NaCl (0-100 g/l) und Natriumcarbonate (0-150 g/l).
Der Stamm AL-2 wurde bei der Delft Culture Collection (einer Zweigstelle des Centraal Bureau voor Schimmelcultures), Delft, NL, unter der Hinterlegungsnummer LMD 96.55 hinterlegt, wo er unter den Bedingungen des Budapester Vertrags zugänglich ist.

Stamm AL-3

Dieser ist ein gramnegatives Stäbchenbakterium. Es ist mit Hilfe von 1-3 polaren Flagellae beweglich. Auf Thiosulfat-Mineralsalz-Agar mit Thiosulfat bei pH 10 können die Kolonien bis 2 mm Durchmesser aufweisen, sind rund, konvex, regulär, rötlich und transparent, ohne Schwefel zu akkumulieren. Der Stamm AL-3 akkumuliert keine internen Schwefelpartikel. Er enthält Carboxysomen. Seine DNA weist 49,5 Mol-%-Gehalt GC (Tm) auf. Vorläufige Ergebnisse einer 16S-RNA-Analyse weisen darauf hin, daß der Stamm AL-3 zur β-Subgruppe der Proteobakterien gehört. Seine Gattung wird vorläufig als Thioalkalobacter bezeichnet. Verwandte Gattungen sind Thiomicrospira, Methylomicrobium und Methylococcus.
Der Stamm AL-3 kann HS&supmin;, S&sup0; und S&sub2;O&sub3;²&supmin; oxidieren. Bei S&sub2;O&sub3;²&supmin; ergibt er eine Ausbeute von 4-4,5 mg Trockengewicht pro mMol Substrat. Er kann nicht auf H&sub2;- oder C&sub1;-Verbindungen wachsen. Er denitrifiziert nicht. Er kann NO&sub2;&supmin; und NO&sub3;&supmin; assimilieren. NH&sub4;&spplus; kann ebenfalls (in geringem Umfang) als N-Quelle verwendet werden, nicht jedoch Harnstoff oder organische Stickstoffverbindungen.
Der Stamm AL-3 besitzt einen pH-Bereich für das Wachstum zwischen 8,0 und 10,4, mit einem Optimum bei etwa 9,5. Er wächst in dem Temperaturbereich von 12- 41ºC, mit einem Optimum bei etwa 33ºC. Er besitzt eine breite Toleranz für NaCl (0- 70 g/l) und Natriumcarbonate (0-60 g/l). Der Stamm AL-3 wurde bei der Delft Culture Collection unter der Hinterlegungsnummer LMD 95.63 hinterlegt, wo er gemäß den Bedingungen des Budapester Vertrags zugänglich ist.
Andere Stämme als AL-2 und AL-3, die im wesentlichen dieselben charakteristischen Eigenschaften wie entweder AL-2 oder A-3 aufweisen und mutmaßlich zu denselben Gattungen gehören, wurden aus anderen Natronseen isoliert.
Ein repräsentatives Beispiel der alkaliphilen heterotrophen Bakterien, die zur Oxidation von Thiosulfat in der Lage sind, wird im folgenden gegeben.

Stamm ChG 3-3

Der Stamm ChG 3-3 wurde aus einer Wassersäule des Schwarzen Meers isoliert. Er ist ein obligater heterotropher Organismus.
Der Stamm ChG 3-3 ist ein gramnegatives, Catalase-positives, bewegliches Stäbchenbakterium. Es benötigt NaCl zum Wachstum. Der Stamm ChG 3-3 wurde unter Anwendung taxonomischer Standardtests (API 20 NE) untersucht und mit bekannten Spezies mit Hilfe einer Online-Datenbank verglichen. Verwandte Gattungen sind Pseudomonas, Deleya und Halomonas. Seine beste Entsprechung war Peudomonas stutzeri l sensu stricto (84,3% Ähnlichkeit). Es ist eindeutig eine neue Spezies, welche vorläufig als Pseudomonas-Stamm ChG 3-3 bekannt werden wird. Es weist 57,3 Mol-% G + C auf. Der Pseudomonas-Stamm ChG 3-3 kann in dem pH-Bereich zwischen 7,3 und 10,5, mit einem Optimum um 8, wachsen. Er wächst in einem Temperaturbereich zwischen 15 und 40ºC, mit einem Optimum um 20ºC. Er wächst nicht bei 50ºC. Er benötigt Carbonat und wird in einem Bereich von 0,2-0,8 M wachsen.
Der Pseudomonas-Stamm ChG 3-3 oxidiert S&sub2;O&sub3;²&supmin; zu S&sub4;O&sub6;²&supmin;, ohne aus der Reaktion Energie zu gewinnen. Er benötigt die Anwesenheit eines organischen Substrats (z. B. Acetat), um dies zu tun.
Der Pseudomonas-Stamm ChG 3-3 wurde bei der Delft Culture Collection unter der Hinterlegungsnummer LMD 96.32 hinterlegt, wo er gemäß den Bedingungen des Budapester Vertrags zugänglich ist.
In der bevorzugten Gestaltung des Verfahrens, bei dem die Thiosulfat-oxidierenden Bakterien eingesetzt werden, enthält die Waschflüssigkeit gewöhnlich mindestens 10 uMol/l Polythionat, vorzugsweise mindestens 100 uMol/l und insbesondere mindestens 1 mMol/l Polythionat. Für Gase, die unter Druck stehen, d. h., einen erhöhten Druck von mindestens 10 Bar aufweisen, in welchem Fall die Waschflüssigkeit deshalb ebenfalls einen erhöhten Druck aufweist, beträgt die Polythionat-Konzentration vorzugsweise mindestens 1 mMol/l; insbesondere mindestens 10 mMol/l und in speziellen Fällen (Drücke in der Größenordnung von 100 Bar oder höher) 100 mMol/l oder mehr. Wenn hier eine Polythionat- Konzentration erwähnt wird, ist diese so zu verstehen, daß die Konzentration von Trithionat und Tetrathionat, einschließlich der Konzentration von Thiosulfat, gemeint ist: [SnO&sub6;²&supmin;] + ¹/&sub2;[S&sub2;O&sub3;²&supmin;].
Das Thiosulfat wird mit Hilfe der Bakterien gemäß der folgenden Reaktion:
2S&sub2;O&sub3;²&supmin; + ¹/&sub2;O&sub2; + 2H&sub2;O → SnO&sub6;²&supmin; - 2 OH&supmin; + S4-n (1)
erneut zu Polythionat oxidiert.
Es ergibt sich somit ein cyclischer Prozeß, welcher im Prinzip keine Ergänzung des Thiosulfats/Polythionats erfordert. Erforderlichenfalls kann durch Oxidation von Sulfid eine Anfangskonzentration von Thiosulfat erhalten oder eine Wiederherstellung der Thiosulfat-Konzentration erzielt werden. Die Thiosulfat- Konzentration zu Beginn oder während des Waschprozesses kann deshalb erhöht werden, indem der Waschflüssigkeit über den Gasstrom oder auf andere Weise Sauerstoff zugegeben wird.
Die Reaktionen, welche bei der Entfernung von H&sub2;S bzw. COS mit Hilfe von Polythionat wahrscheinlich eine Rolle spielen; sind die folgenden:
H&sub2;S + OH&supmin; → SH&supmin; + H&sub2;O (2)
S&sub2;O&sub3;²&supmin; + SH&supmin; + OH&supmin; → So + 2S&sub2;O&sub3;²&supmin; + H&sub2;O (3)
S&sub4;O&sub6;²&supmin; + COS + 2OH&supmin; → Sº + 2S&sub2;O&sub3;²&supmin; + H&sub2;O + CO&sub2; (4)
Unter alkalischen Bedingungen reagiert Tetrathionat wie folgt weiter:
4S&sub4;O&sub6;²&supmin; + 3OH&supmin; → 2S&sub3;O&sub6;²&supmin; + 5S&sub2;O&sub3;²&supmin; + 3H&spplus; (5)
Trithionat reagiert mit H&sub2;S und COS:
S&sub3;O&sub6;²&supmin; + HS&supmin; + OH&supmin; → Sº + S&sub2;O&sub3;²&supmin; + SO&sub3;²&supmin; + H&sub2;O (6)
S&sub3;O&sub6;²&supmin; + COS + 2OH&supmin; → Sº + S&sub2;O&sub3;²&supmin; + SO&sub3;²&supmin; + CO&sub2; + H&sub2;O (7)
Thiosulfat kann auch durch chemische Autooxidation oder biologische Oxidation von Sulfid wie folgt gebildet werden:
2SH&supmin; + 2O&sub2; → H&sub2;O + S&sub2;O&sub3;²&supmin; (8)
Als Ergebnis der Anwesenheit von Polythionat in der Waschflüssigkeit werden H&sub2;S und COS bereits durch die Reaktionen (2) und (3) effektiv in dem Gaswäscher absorbiert und umgewandelt. Andere Schwefelverbindungen, wie z. B. Kohlenstoffdisulfid, Alkylmercaptane, Dialkylsulfide und Dialkyldisulfide, insbesondere Kohlenstoffdisulfid und Methylmercaptan, können ebenfalls durch Waschen unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens günstig entfernt werden.
Die autotrophe bakterielle Überführung von Sulfid in Schwefel wird vorzugsweise bei einem pH-Wert oberhalb von 9 bis zu 11, insbesondere zwischen 9,2 und 10,5, durchgeführt. Die fakultative heterotrophe bakterielle Überführung von Thiosulfat in Polythionat wird vorzugsweise bei einem pH-Wert von 9 bis 12, insbesondere bei einem pH-Wert von 9,5-11 oder sogar 10-11, durchgeführt. Erforderlichenfalls wird der pH-Wert durch Zugabe von Natronlauge oder Soda eingestellt. Die Bakterien sind auch in der Lage, Stickstoffoxide, wie z. B. Nitrat, anstelle von Sauerstoff zu nutzen, um das Thiosulfat zu oxidieren. Gewöhnlich enthält das Medium eine Kohlenstoffquelle, z. B. Acetat oder ein anderes organisches Substrat, um Bakterienwachstum zu ermöglichen.
Vorzugsweise weist die Waschflüssigkeit zum Zeitpunkt des Kontakts mit den Gasen einen pH-Wert von 8 bis 11, inbesondere oberhalb 9 oder sogar 9,5 bis 10,5, auf. Der pH-Wert kann erforderlichenfalls eingestellt werden, indem ein Wasserstrom mit einem niedrigeren pH-Wert, beispielsweise ein Kurzschluß-Strom des cyclischen Verfahrens, zugeführt wird.
Die Bildung von Schwefel vor und in dem aeroben Reaktor resultiert in einer Schwefelsuspension, welche abgeführt wird. Der Schwefel wird von der Suspension abgetrennt und durch Trocknen und eventuelle Reinigung aufgearbeitet und kann wiederverwendet werden.
Sogar wenn das zu reinigende Gas neben H&sub2;S andere flüchtige Schwefelverbindungen enthält, wie z. B. kleine Mengen an Alkylmercaptanen oder Kohlenstoffdisulfld, kann die verbrauchte Waschflüssigkeit, welche die Schwefelverbindungen enthält, direkt in den aeroben Reaktor mit den Sulfid-oxidierenden Bakterien eingeführt werden. Falls die genannten reduzierten Schwefelverbindungen gelöst sind, werden sie als "Sulfid" bezeichnet, dieser Begriff soll jedoch auch andere reduzierte Schwefelverbindungen bedeuten, wie z. B. gelösten Schwefelwasserstoff (H&sub2;S oder HS&supmin;), Disulfid, Polysulfid, Thiocarbonate, Alkanthiolate und dergleichen:
Falls das Gas auch CO&sub2; enthält, wird es ebenfalls partiell in der Waschflüssigkeit absorbiert werden. Das absorbierte Kohlendioxid in Form von Hydrogencarbonat wird eine vorteilhafte Pufferwirkung auf die Waschflüssigkeit ausüben.
Falls das zu reinigende Gas auch Kohlenstoffdisulfid und/oder Carbonylsulfid enthält, kann es günstig mit dem Verfahren gemäß der Erfindung entfernt werden.
Absorbiertes COS und CS&sub2; wird in dem aeroben Reaktor hauptsächlich in Carbonat und Schwefel überführt.
Der erfindungsgemäß einzusetzende Gaswäscher kann ein herkömmlicher Typ sein, vorausgesetzt, es wird ein effektiver Kontakt zwischen dem Gasstrom und der Waschflüssigkeit in dem Gaswäscher hergestellt.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden aeroben Reaktoren können von jedem geeigneten Typ sein. Vorzugsweise werden Reaktoren des Vertikalzirkulations-Typs verwendet, wie z. B. die in der internationalen Patentanmeldung WO 94129227 beschriebenen, in denen das zu verwendende Gas (in dem aeroben Reaktor ist es gewöhnlich Luft) für die vertikale Zirkulation sorgen kann.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wie oben beschrieben. Beispiele davon sind in den Begleitzeichnungen dargestellt.

Beschreibung der Figuren

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Reinigung von Gasen, die H&sub2;S und/oder COS enthalten, unter Verwendung einer kombinierten autotrophen und heterotrophen aeroben Behandlung. Der Gaswäscher 1 ist mit einer Zuführleitung für verunreinigtes Gas 2 und einer Abführleitung für gereinigtes Gas 3 versehen. Der Gaswäscher enthält eine Verteilervorrichtung 4 für Waschflüssigkeit, welche durch die Rückführleitung 5 zugeführt wird, und eine Reaktionszone 6, welche einen intensiven Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit sicherstellt. Die Leitung 7 führt beladene Waschflüssigkeit dem aeroben Reaktor 8 zu, welcher über eine Gaszuführung 9 auf kontrollierte Weise mit Luft von unten versorgt wird. In dem aeroben Reaktor 8 wird Sulfid durch Sulfid-oxidierende Biomasse zu elementarem Schwefel oxidiert. Die verbrauchte Luft wird über 10 entfernt. Der Ausfluß aus dem aeroben Reaktor wird über die Leitung 11 zu dem Schwefelabscheider 12 geleitet. Die Aufschlämmung des abgeschiedenen Schwefels wird über 13 entfernt und der behandelte Ausfluß verläßt den Abscheider über 14 und ein Teil davon kann direkt der Rückführleitung 5 zugeführt werden. Mindestens ein Teil des Ausflusses in 14 wird über 15 dem aeroben Reaktor 16 zugeführt, welcher ebenfalls mit einer Luftzuführung 17 und einer Gasabführung 18 versehen ist. In dem aeroben Reaktor 16 wird Thiosulfat durch eine Thiosulfat-oxidierende Biomasse zu Polythionat oxidiert. Eine Zufuhrleitung 19 für eine Nährstoffquelle (beispielsweise Acetat) ist ebenfalls vorhanden. Der Ausfluß aus dem Reaktor wird über 20 und die Rückführleitung 5 zurück zum Gaswäscher 1 geführt.
Fig. 2 zeigt eine Variante dieser Vorrichtung, bei der nur ein aerober Reaktor vorliegt. Diese Vorrichtung kann für ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem das zu reinigende Gas relativ geringe Konzentrationen an Schwefelverbindungen enthält und/oder bei dem die aerobe Behandlung mit autotrophen Sulfid-oxidierenden Bakterien nur geringe Niveaus an Thiosulfat ergibt. Die Gestaltung dieser Vorrichtung ist dieselbe wie die von Fig. 1, unter Weglassung des zweiten aeroben Reaktors, der Thiosulfat-oxidierende Bakterien enthält. Ein Teil der Waschflüssigkeit kann direkt über den Kurzschluß 21 zu dem Gaswäscher zurückgeführt werden.
Die Vorrichtung von Fig. 2 kann auch für ein Verfahren verwendet werden, bei dem der Thiosulfat-Reaktor mit dem Sulfid-Reaktor integriert ist, um den Reaktor 8 zu bilden. In diesem Fall wird restliches Sulfid darin zu Schwefel oxidiert und Thiosulfat wird zu Polythionat oxidiert. Der gewählte pH-Wert wird beispielsweise 9-10 betragen.

Claims

1. Verfahren zur Abtrennung von Schwefelwasserstoff und/oder Carbonylsulfid aus einem Gas durch:

(a) Waschen des Gases mit einer wäßrigen Waschlösung,

(b) biologisches Behandeln der verbrauchten Waschflüssigkeit mit Sulfidoxidierenden Bakterien in Anwesenheit von Sauerstoff, um elementaren Schwefel zu bilden,

(c) Abtrennen des elementaren Schwefels von der biologisch behandelten Waschflüssigkeit,

dadurch gekennzeichnet, daß die biologische Behandlung (b) unter Verwendung autotropher Sulfid-oxidierender Bakterien ausgeführt wird, die aus Natronseen erhältlich sind und ein pH-Optimum zwischen 9,0 und 10,4 aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Waschflüssigkeit einen höheren pH- Wert als 9,0, bevorzugt mindestens 9,5, aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die Behandlung mit Sulfidoxidierenden Bakterien bei einem pH-Wert zwischen 9,2 und 10,5 durchgeführt wird.

4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Sulfidoxidierenden Bakterien obligatorische autotrophe Bakterien sind, die in der Lage sind, Nitrat und/oder Nitrit zu assimilieren, insbesondere von den Spezies Thioalcalovibrio oder Thioalcalobacterium.

5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin die biologisch behandelte Waschflüssigkeit ferner mit Thiosulfat-oxidierenden Bakterien behandelt und anschließend zum Waschschritt (a) zurückgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin die Thiosulfat-oxidierenden Bakterien heterotrophe Bakterien sind.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, worin die heterotrophen Bakterien mit Pseudomonas verwandte Bakterien umfassen, insbesondere Bakterien, die hier als ChG3-3 bezeichnet werden.

8. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, worin die Behandlung mit Thiosulfat-oxidierenden Bakterien bei einem pH-Wert von 9 oder höher, insbesondere 9, 5 bis 11, durchgeführt wird, vorzugsweise im Anschluß an die Behandlung mit Sulfid-oxidierenden Bakterien.

9. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8, worin die Waschflüssigkeit, die mit den Thiosulfat-oxidierenden Bakterien behandelt wird, mindestens 100 uMol/l Trithionat und/oder Tetrathionat enthält.

10. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Schwefelwasserstoff und/oder Carbonylsulfid enthaltende Gas auch Kohlenstoffdisulfid und/oder organische Schwefelverbindungen enthält.