DDS脫硫技術(shù)簡介

1、概述DDS是脫硫脫碳溶液活化劑（Desulfuration&DecarburizationsolutionActivities）的英文縮寫。目前即生化鐵堿溶液催化法氣體脫硫方法。DDS脫硫技術(shù)自1997年工業(yè)化應(yīng)用成功以來獲得了迅速推廣，并且在不斷發(fā)展和完善，相繼在北京、天津、山東、山西、河南、河北、湖南、湖北、江蘇、福建、江西等省市百余家大中型化工企業(yè)的半水煤氣和變換氣脫硫工序成功地投入使用，在運行工程中充分體現(xiàn)了DDS技術(shù)特點和其它濕法脫硫技術(shù)相比的優(yōu)勢即：效率高，循環(huán)量小，綜合運行成本低，綜合經(jīng)濟(jì)效益高。一、DDS脫硫技術(shù)研發(fā)歷程1、簡述簡單的說鐵堿溶液催化法氣體脫碳脫硫脫氰方法生化鐵堿

2、溶液催化法氣體脫硫方法2、鐵一堿溶液催化法氣體脫碳脫硫脫氰方法（中國發(fā)明專利ZL99100596.1）鐵堿溶液催化法氣體脫碳脫硫脫氰方法的研究始于20世紀(jì)80年代末，試驗用一種或多種鐵化合物與一種或多種酚類物質(zhì)混合溶解在堿性溶液中進(jìn)行氣體脫硫?qū)嶒灐嶒炦^的鐵化合物有氧化（亞）鐵、羧酸類鐵、黃血鹽、赤血鹽、EDTA鐵或螯合鐵等一百多種鐵化合物；實驗過的酚類物質(zhì)有苯酚類、單寧類和茶多酚類等多種多酚類物質(zhì)；實驗過的堿性物質(zhì)有鈉鹽、鉀鹽等，并將這些研究成果總結(jié)成了“鐵堿溶液催化法氣體脫碳脫硫脫氰方法”。但實驗表明，在堿性溶液中加入一種或多種鐵化合物（主要是絡(luò)合鐵），會產(chǎn)生較多氫氧化（亞）鐵沉淀，當(dāng)氣體

3、中硫化物含量較高時還會產(chǎn)生大量的硫化（亞）鐵沉淀，引起溶液不穩(wěn)定、脫硫效率下降和沉淀物堵塔等現(xiàn)象。曾對該技術(shù)進(jìn)行了多次工業(yè)化實驗，但結(jié)果都不理想。因此，“鐵堿溶液”脫硫方法有較大的局限性。3、DDS催化劑的發(fā)明魏雄輝教授在從事脫硫技術(shù)研究的同時，還同時進(jìn)行抗癌機理與抗癌藥物研究，在對慢性粒細(xì)胞白血病進(jìn)行研究時,模仿正常血紅蛋白的載氧性質(zhì)和功能,由天然植物提取物經(jīng)半合成而得到一種全新的含鐵絡(luò)合物,它在堿性溶液中的穩(wěn)定性比現(xiàn)有的鐵絡(luò)合物的穩(wěn)定性要高出許多，同時又具有很強的載氧功能，這正是“鐵堿溶液”脫硫技術(shù)中對鐵化合物的要求，把它用于脫硫，效果果然遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于純的“鐵堿溶液”脫硫方法，這種物質(zhì)就是我們

4、通常說的“DDS催化劑”。DDS催化劑是含鐵的絡(luò)合（或螯合）物的聚合物.簡單地說，DDS催化劑的結(jié)構(gòu)，主要由氧柱和鐵柱組成，兩者之間的間距是820A。這么近的距離很容易將吸附在其表面的粒子產(chǎn)生靜電吸附而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時鐵柱將硫化物分解的能量迅速傳遞，使氧化還原反應(yīng)進(jìn)行很快。我們將加入了DDS催化劑的“鐵一堿溶液”脫硫法又稱為“DDS脫硫技術(shù)”?！癉DS脫硫技術(shù)”在溶液穩(wěn)定性和脫硫效果上較純“鐵堿溶液”脫硫法有了很大的進(jìn)步，但仍然會產(chǎn)生一些鐵鹽沉淀。4、生化鐵堿溶液催化法氣體脫硫方法（專利申請?zhí)枺?2130605.2；公開號：1398659）結(jié)合生物制藥的研究，魏博士考慮能否在溶液中加入某種能

5、夠分解鐵鹽沉淀的細(xì)菌，使生成的鐵鹽沉淀在細(xì)菌的作用下分解，然后再把鐵釋放回溶液中。在以后的日子里，尋找這種細(xì)菌就成了魏博士研究工作的主要內(nèi)容。經(jīng)過大量的試驗和篩選，最終找到了一種細(xì)菌具有這種功能。將這種細(xì)菌加入“鐵堿溶液”中，不但解決了溶液穩(wěn)定性差的問題，而且脫硫效果也有明顯的提高。將加了細(xì)菌的“鐵堿溶液”脫硫法稱為“生化鐵堿脫硫法”，為方便起見，也叫“DDS脫硫法”。“DDS脫硫法”不但延承了絡(luò)合鐵法脫硫效率高的優(yōu)點，而且克服了絡(luò)合鐵法不穩(wěn)定的缺點，使運行成本大幅度降低。因此，DDS催化劑和細(xì)菌是“DDS脫硫技術(shù)”的兩大核心技術(shù)。如何保證DDS催化劑及其相應(yīng)的菌類處于最佳活性狀態(tài)是本技術(shù)的關(guān)

6、鍵所在。二、基本原理1、簡述“生化鐵堿溶液催化法氣體脫硫方法”是用含好氧菌、酚類物質(zhì)和鐵離子（包括二價鐵離子和三價鐵離子或其它價態(tài)的離子）以及堿性物質(zhì)的水溶液（以下簡稱為“鐵堿溶液”），吸收氣體中的有機硫、無機硫，同時，在吸收過程中還產(chǎn)生少量氫氧化（亞）鐵、氧化（亞）鐵、硫化（亞）鐵等不溶性鐵鹽。溶液中的好氧菌在一些絡(luò)合配體的協(xié)助下，可以將生成的不溶性鐵鹽瓦解，使之返回鐵堿溶液中，保證溶液中各種形態(tài)鐵離子穩(wěn)定地存在。鐵堿溶液在酚類物質(zhì)與鐵離子的共同催化下，用空氣氧化再生時，副產(chǎn)硫磺，再生鐵堿溶液循環(huán)使用。為方便表述，以下僅用DDS表示DDS鐵的配體，用對苯二酚表示酚類物質(zhì)，好氧菌用表示，基本原

7、理如下2、吸收反應(yīng)氣體和鐵堿溶液接觸時，發(fā)生以下無機或有機反應(yīng)：CO+HO+NaCO2NaHCO(由于般氣體中含有CO)222332CS2+HO一2COS+HS2CS+2HO一CO+2HS2222COS，+HO2CO+HS222R-SH+Fe2+-Fe(R-S)2+2H+3R-SH+Fe3+-一Fe(R-S)3+3H+2SH+Fe2+-Fe(S)2+2H+3SH+Fe3+-Fe(S)3+3H+HS+NaCO-NaHS+NaHCO2233HS2+Fe2+_FeS+2H+3HS2+2Fe3+_-FeS+6H23CO+Fe2+HO一FeCO+2H+2233CO+Fe3+3HO一Fe(CO)+6H+2

8、2233SO+2HS一HO+3S222Fe2+2OH-一Fe(OH)2Fe3+3OH-Fe(OH)3以上反應(yīng)中CS,COS,R-SH,SH分別是二硫化碳，硫氧化碳，硫醇和硫酚，它們2屬于揮發(fā)性有機硫類化合物。以上吸收反應(yīng)可以簡單歸結(jié)為如下五類反應(yīng)：、HS、CO與堿及鐵離子的反應(yīng)。22、CS、COS的水解反應(yīng)。2、R-SH，SH與鐵離子的反應(yīng)。、SO與HS的氧化還原反應(yīng)。22、少量鐵離子在堿性溶液中的降解反應(yīng)。3、再生反應(yīng)吸收了硫和二氧化碳的含鐵的離子的堿性物質(zhì)的水溶液(即鐵堿溶液)，以下簡稱為“富液”。“富液”在酚類物質(zhì)與鐵離子的共同催化下，用空氣氧化再生，再生反應(yīng)如下：2NaHC0一NaCO

9、+HO+CO323224Fe2+O+2HO-4Fe3+4OH-222HOOH+OOO+2HO22S2-+OO+2HO,HOOH+2OH-+S22Fe2+OO+2HO一三HOOH+2Fe3+2OH-2S2-+2Fe3+=2Fe2+S經(jīng)空氣氧化再生后的“富液”轉(zhuǎn)變成“貧液”，“貧液”循環(huán)使用。以上再生反應(yīng)可以簡單歸結(jié)為如下三類反應(yīng)：、NaHCO與NaCO的轉(zhuǎn)換過程323、Fe3+氧化溶液中的S2-及HS-離子自身被還原為Fe2+,Fe2+再被空氣中的氧及醌類物質(zhì)氧化為Fe3+的反應(yīng)。、醌氧化溶液中的S2-、HS-及Fe2+離子自身被還原為酚，酚再被氧化為醌的酚醌轉(zhuǎn)換的過程。4、生化降解過程在DDS

10、配體的協(xié)助下，好氧菌可以將在吸收和再生過程中產(chǎn)生的不溶性鐵鹽瓦解，使之返回鐵堿溶液中，保證溶液中各種形態(tài)鐵離子穩(wěn)定地存在，其作用過程如下：O+FeCO3=O-FeO+CO2O+Fe(CO)-一O-FeO+3CO23323O+FeS-O-FeSO+FeS一O-FeS2323O+Fe(OH)一O-Fe(OH)22O+Fe(OH)-3-O-Fe(OH)3O-FeO+DDS-O-O+DDS-Fe2O-FeO+2DDS=O-3O+2DDS-Fe3+23O-FeS+DDLO-S+DDS-Fe2+O-FeS+2DDS一O-3S+2DDS-Fe3+23O-Fe(OH)+DDSO-O+DDS-Fe2+HO22O

11、-Fe(OH)+DDS+OHO-2O+DDS-Fe3+2HO32DDS+Fe3+-DDS-Fe3+以上降解反應(yīng)可以簡單歸結(jié)為如下四類反應(yīng)：（1）、細(xì)菌與不溶性鐵鹽氫氧化（亞）鐵、碳酸（亞）鐵、氧化（亞）鐵、硫化（亞）鐵結(jié)合并返回到溶液中。0-0+O-S+HO一20+2OH-+S20-20+2O-S+2H0一30+40H-+2S20-30+O-3S+3H0一20+60H-+6S2DDS+Fe2+-DDS-Fe2+（2）、在DDS配體的作用下瓦解不溶性鐵，重新結(jié)合為DDS鐵的形式。（3）、載氧菌氧化溶液中的S2-及HS-離子。三DD、S藥品1、DD脫硫技術(shù)主要S使用四種藥品，分別是DDS催化劑，D

12、DS催化劑輔料，B型DDS催化劑輔料，活性碳酸亞鐵。DDS催化劑生產(chǎn)技術(shù)已被江西省永豐縣博源實業(yè)公司獨家買斷，全國生產(chǎn)DDS的廠家僅此一家。DDS催化劑：DDS鐵、細(xì)菌的芽抱以及細(xì)菌生存所必需的一些物質(zhì)輔料：多元酚類物質(zhì)，通常以對苯二酚來代替其結(jié)構(gòu)細(xì)菌營養(yǎng)物質(zhì)B輔：鐵的無機、有機化合物（絡(luò)合物）細(xì)菌培養(yǎng)基物質(zhì)和活性載氧體活性FeCO：分子結(jié)構(gòu)比較蓬松，給催化劑提供反應(yīng)空間，在輔料、B輔及好氧菌的3作用下，生成一種類似DDS鐵的物質(zhì)。2、DDS加入四種藥品的原因主要目的是為了降低運行費用。由于DDS催化劑成本較高，因此價格相對也較高。加入DDS催化劑輔料、B型DDS催化劑輔料和活性碳酸亞鐵后，以

13、DDS催化劑作為“模板”在親硫性耗氧菌的作用下可生成DDS催化劑，從而減少DDS催化劑的加入量；另外，由于DDS催化劑對生存環(huán)境有嚴(yán)格要求，在親硫性耗氧菌的作用下，加入DDS催化劑輔料、B型DDS催化劑輔料和活性碳酸亞鐵后可以穩(wěn)定溶液組分，給DDS催化劑的生存及保持高活性提供環(huán)境保障。3、加藥過程中需要注意的問題加料過程中最忌諱將DDS催化劑和活性碳酸亞鐵加熱后加入脫硫液中，因為加熱后會使DDS催化劑和活性碳酸亞鐵的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞。所以，應(yīng)將DDS催化劑和活性碳酸亞鐵用脫硫液混合均勻后，直接加入貧液槽。在貧液槽中活化反應(yīng)以后，DDS催化劑轉(zhuǎn)型穩(wěn)定，活性碳酸亞鐵、DDS催化劑輔料和B型輔料形成

14、穩(wěn)定的“共同體”，此后，對DDS脫硫液加熱時，DDS催化劑和活性碳酸亞鐵就不會被破壞。但是，DDS催化劑輔料和B型DDS催化劑輔料需要加熱溶解后送入貧液槽。常見問題解答（附加）答：、脫硫效率高。無機硫脫除率99%，可將硫含量降至15mg/m3（標(biāo)態(tài)）；有機硫脫除率約90%，可將有機硫含量降至10mg/m3（標(biāo)態(tài)）以下。、溶液循環(huán)量小。與傳統(tǒng)濕法脫硫技術(shù)相比，溶液循環(huán)量可降低20%50%,大大節(jié)省電耗。、綜合經(jīng)濟(jì)效益好。大大減輕后工序精脫硫負(fù)荷；消除脫碳硫堵現(xiàn)象；減輕尿素系統(tǒng)設(shè)備腐蝕，提高尿素品質(zhì)；綜合運行費用大幅度降低，用于高硫含量氣體脫硫時經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。2、DDS脫硫技術(shù)前期投資大的原因

15、？答：DDS脫硫技術(shù)是一種全新的生化濕法脫硫技術(shù)，脫硫液中的總鐵含量（代表DDS催化劑含量）與氣體中的總硫含量有一定的正比對應(yīng)關(guān)系，使用前期需要大量加入藥劑來迅速達(dá)到溶液組成；對于原來使用其它脫硫方法而在其基礎(chǔ)上進(jìn)行改造時，由于溶液中存在大量的非同類的其它催化劑，而DDS催化劑具有較強的排外性（生物化學(xué)特性），因此需要消耗部分DDS催化劑來中和這部分物質(zhì)并排出系統(tǒng)，造成DDS催化劑及其各種輔料消耗量大。綜上原因DDS脫硫技術(shù)前期的投資會大一些。4、DDS脫硫技術(shù)使用初期溶液懸浮硫高會不會堵塔？答：DDS脫硫技術(shù)在系統(tǒng)中形成的單質(zhì)硫顆粒小，粘度低，不粘填料，不掛壁，因此不會堵塔。如：山西豐喜集團(tuán)

16、臨猗分公司三分廠，在原栲膠脫硫基礎(chǔ)上改用DDS技術(shù)后，熔硫釜日熔硫量遠(yuǎn)大于理論上脫出硫量，這就證明了DDS脫硫液具有洗塔作用。6、使用DDS脫硫技術(shù)為什么要添加四種藥品，而其他濕法脫硫只需要加一種或兩種藥品?答:主要目的是為了降低運行費用。由于DDS催化劑成本較高，因此價格相對也較高。加入DDS催化劑輔料、B型DDS催化劑輔料和活性碳酸亞鐵后，以DDS催化劑作為“模板”，在親硫性耗氧菌的作用下可生成DDS催化劑，從而減少DDS催化劑的加入量；另外，由于DDS催化劑對生存環(huán)境有嚴(yán)格要求，在親硫性耗氧菌的作用下，加入DDS催化劑輔料、B型DDS催化劑輔料和活性碳酸亞鐵后可以穩(wěn)定溶液組分，給DDS催化劑的生存及保持高活性提供環(huán)境保障。日常生產(chǎn)中只要加入三種藥品：DDS催化劑、輔料、碳酸亞鐵。7、從氣液吸收平衡角度講，濕法脫硫不可能將H2S脫至1mg/m3以下，為什么DDS脫硫技術(shù)可以？答：DDS催化劑具有特殊的結(jié)構(gòu)，被DDS催化劑吸附的H2S分子即使在再生過程中沒有轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，其在溶液中也不再表現(xiàn)游離S2-和HS-的物化性質(zhì)，因此，被DDS催化劑吸附的H2S與氣相中的H2S之間不存在氣液吸收平衡的問題，只有液相中極少量的游離的S2-和HS-會影響H2S的吸收。因此，可以將硫化氫脫