如何在工業化進程中，減少污染物排放、改善大氣環境？如何將含硫煙氣變為環境友好、可循環利用的物質？日前，南京工業大學食品與輕工學院院長、教授胡永紅團隊研發的生物脫硫技術取得突破性進展。在中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司牽頭組織的“十條龍”項目“高硫高酸天然氣短流程低碳化凈化技術開發與工業應用”工作推進會上，生物脫硫技術的凈化效果獲得使用方肯定。
微生物充當“清潔工”
生物脫硫技術主要用于脫除天然氣中的硫化物。為什么要脫硫？胡永紅解釋，天然氣中含有的二氧化硫和硫化氫等氣體，不僅影響人體健康，而且易燃易爆。
當前，業界含硫煙氣凈化方法雖多達近百種，但常用的濕法脫硫與干法脫硫工藝均面臨能耗高、處理費用昂貴、廢水和污泥處置難度大等問題。為解決這些問題，科研工作者們正積極研發能耗低、效率高、綠色環保的新型脫硫技術。
“為利用微生物這群‘環保衛士’，來一場針對硫化物的‘精準打擊’，我們在所研發的生物脫硫技術的基礎上，開發了生物滴濾塔裝置。”胡永紅介紹，生物滴濾塔裝置主要由堿吸收池、厭氧反應器和好氧反應器三部分組成。
“通過集成堿吸收、厭氧還原及好氧氧化三大核心反應步驟，我們構建了一套既完整又高效的工藝流程，實現氣體凈化與資源化利用。”胡永紅說，生物滴濾塔裝置通過優化內部填料設計與氣液流動路徑，大幅提升了反應效率，同時具備占地面積小、結構緊湊、運行可靠等優點，在工業化應用方面具有靈活性與可操作性。
“生物滴濾塔裝置中的關鍵環節就是脫硫，即將有害的二氧化硫氣體轉化為無害的、可用于農業生產的生物硫黃，達到環保的目的。”胡永紅說，團隊重點突破了堿吸收與微生物代謝的匹配優化，開發出穩定、高效、環保的脫硫解決方案，滿足復雜工業環境的多樣需求。
生物脫硫技術讓微生物“清潔工”悄無聲息地潛入煙氣中，將那些不受歡迎的硫化合物中和掉，整個過程溫和而高效。胡永紅形象比喻說：“這好比魚缸里的水變臟后，我們不是直接倒掉臟水進行換水，而是放入一些能夠分解雜質的魚兒或水草。”
胡永紅帶領團隊經過數千次實驗，成功篩選并馴化出能“吃掉”硫化物的微生物。它們便是硫酸鹽還原菌系列、硫氧化菌系列等一批擁有自主知識產權的高活性、高耐受性的特種微生物菌株。
該團隊博士生王梓騰介紹，在生物滴濾塔裝置中，堿液首先將煙氣中的二氧化硫吸收并轉化為硫酸根和亞硫酸根，隨后通過硫酸鹽還原菌的作用，將硫酸根和亞硫酸根還原成硫離子。最后，硫氧化菌再將硫離子轉化為生物硫黃，進而實現煙氣中硫的資源化利用。
從實驗室走向產業一線
歷經10余年，胡永紅團隊的生物脫硫技術完成了從小試、中試，到工業試驗驗證的全過程。技術已經在中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司川西氣田彭州3號脫硫站實現了應用。
“尾氣焚燒爐煙氣經生物脫硫后，二氧化硫濃度可從6500毫克每標準立方米降至小于10毫克每標準立方米，二氧化硫去除率達到99.8%。”胡永紅介紹。
目前，團隊已與中石油、中石化下屬多家石化企業達成合作協議，助力天然氣中含硫廢氣的脫除，幫助企業實現超低排放。
胡永紅說，他們研發的技術，通過微生物的還原和氧化作用，不僅實現了硫化物的高效轉化和單質硫回收，還解決了原絡合鐵脫硫系統硫黃堵塞問題。這種技術和裝置設備減少了占地面積，簡化了操作流程，降低了運營成本，提高了生物脫硫效率。
中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司高級工程師徐秦川介紹，采用胡永紅團隊研發的技術和裝置后，脫硫能耗較使用原有技術下降10%以上。
如何在工業化進程中，減少污染物排放、改善大氣環境？如何將含硫煙氣變為環境友好、可循環利用的物質？日前，南京工業大學食品與輕工學院院長、教授胡永紅團隊研發的生物脫硫技術取得突破性進展。在中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司牽頭組織的“十條龍”項目“高硫高酸天然氣短流程低碳化凈化技術開發與工業應用”工作推進會上，生物脫硫技術的凈化效果獲得使用方肯定。
微生物充當“清潔工”
生物脫硫技術主要用于脫除天然氣中的硫化物。為什么要脫硫？胡永紅解釋，天然氣中含有的二氧化硫和硫化氫等氣體，不僅影響人體健康，而且易燃易爆。
當前，業界含硫煙氣凈化方法雖多達近百種，但常用的濕法脫硫與干法脫硫工藝均面臨能耗高、處理費用昂貴、廢水和污泥處置難度大等問題。為解決這些問題，科研工作者們正積極研發能耗低、效率高、綠色環保的新型脫硫技術。
“為利用微生物這群‘環保衛士’，來一場針對硫化物的‘精準打擊’，我們在所研發的生物脫硫技術的基礎上，開發了生物滴濾塔裝置。”胡永紅介紹，生物滴濾塔裝置主要由堿吸收池、厭氧反應器和好氧反應器三部分組成。
“通過集成堿吸收、厭氧還原及好氧氧化三大核心反應步驟，我們構建了一套既完整又高效的工藝流程，實現氣體凈化與資源化利用。”胡永紅說，生物滴濾塔裝置通過優化內部填料設計與氣液流動路徑，大幅提升了反應效率，同時具備占地面積小、結構緊湊、運行可靠等優點，在工業化應用方面具有靈活性與可操作性。
“生物滴濾塔裝置中的關鍵環節就是脫硫，即將有害的二氧化硫氣體轉化為無害的、可用于農業生產的生物硫黃，達到環保的目的。”胡永紅說，團隊重點突破了堿吸收與微生物代謝的匹配優化，開發出穩定、高效、環保的脫硫解決方案，滿足復雜工業環境的多樣需求。
生物脫硫技術讓微生物“清潔工”悄無聲息地潛入煙氣中，將那些不受歡迎的硫化合物中和掉，整個過程溫和而高效。胡永紅形象比喻說：“這好比魚缸里的水變臟后，我們不是直接倒掉臟水進行換水，而是放入一些能夠分解雜質的魚兒或水草。”
胡永紅帶領團隊經過數千次實驗，成功篩選并馴化出能“吃掉”硫化物的微生物。它們便是硫酸鹽還原菌系列、硫氧化菌系列等一批擁有自主知識產權的高活性、高耐受性的特種微生物菌株。
該團隊博士生王梓騰介紹，在生物滴濾塔裝置中，堿液首先將煙氣中的二氧化硫吸收并轉化為硫酸根和亞硫酸根，隨后通過硫酸鹽還原菌的作用，將硫酸根和亞硫酸根還原成硫離子。最后，硫氧化菌再將硫離子轉化為生物硫黃，進而實現煙氣中硫的資源化利用。
從實驗室走向產業一線
歷經10余年，胡永紅團隊的生物脫硫技術完成了從小試、中試，到工業試驗驗證的全過程。技術已經在中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司川西氣田彭州3號脫硫站實現了應用。
“尾氣焚燒爐煙氣經生物脫硫后，二氧化硫濃度可從6500毫克每標準立方米降至小于10毫克每標準立方米，二氧化硫去除率達到99.8%。”胡永紅介紹。
目前，團隊已與中石油、中石化下屬多家石化企業達成合作協議，助力天然氣中含硫廢氣的脫除，幫助企業實現超低排放。
胡永紅說，他們研發的技術，通過微生物的還原和氧化作用，不僅實現了硫化物的高效轉化和單質硫回收，還解決了原絡合鐵脫硫系統硫黃堵塞問題。這種技術和裝置設備減少了占地面積，簡化了操作流程，降低了運營成本，提高了生物脫硫效率。
中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司高級工程師徐秦川介紹，采用胡永紅團隊研發的技術和裝置后，脫硫能耗較使用原有技術下降10%以上。
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