化石燃料生物脱硫

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•Coal
Coal reserves are more evenly distributed than petroleum.
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•Oil
Oil reserves are not equally distributed around the world. The majority
术是在金属催化剂的作用下,对石油进行高温高压下的脱硫
处理,将有机硫化合物转变为H2S,再进一步还原为单质硫。
HDS技术存在着高温高压、使用大量氢气、能耗大、环境
污染大、污染脱硫系统中的催化剂等缺点,这使得高含硫石
油的HDS技术变得更复杂。由于HDS技术的局限性及各国
环境微生物工程
第五章 化石燃料的生物脱硫
化石燃料生物脱硫
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目录
概述 生物脱硫的反应机制
– 化石燃料中的硫 – 传统的脱硫方法 – 微生物脱硫的机制 煤炭生物脱硫技术 石油生物脱硫技术
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概述
每天大约8000万桶(约1 000万吨)原油从地下被抽上来。90％以上取自 地下的烃用来做能源。
硫原油的重要组分。这些硫醚与长链脂肪烃有机地结合在
一起。
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二、传统的脱硫方法
1、煤炭脱硫 煤炭脱硫主要从三方面考虑：
– ①煤炭燃烧前脱硫； – ②燃烧过程中固硫； – ③燃烧后烟气脱硫。 有意义的脱硫应该是燃烧前脱硫。
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along the Great Lakes
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•AMD
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第一节 生物脱硫的反应机制
一、化石燃料中的硫
1．煤炭中的硫 无机硫主要是硫化物和硫酸盐，大部分是黄铁矿(FeS2)。 有机硫和无机硫在数量上往往差不多，有硫醚型、硫
醇型、噻吩型。有机硫多与构成煤的碳原子以化学键 (C-S)结构形式存在(如图5-1)。比无机硫难以除去。
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2．原油中的硫
原油中的硫含量相差很大，根据78种原油的总硫分析 结果，为0.03％～7.89 %。
少量元素硫、H2S、FeS2等溶解或悬浮在油中。
主要是有机硫，包括硫醇、硫醚及含硫的杂环化合物
如噻吩等，共分为13类，包括176种不同结构， 其中
噻吩含量最多。
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煤炭脱硫
燃烧前预脱硫方法一般采用物理的浮选、重选和磁选 等方法。 – 消耗大量能量、造成细粒煤的损失 – 对有机硫和结构复杂及嵌布粒度很细的无机硫黄铁 矿无能为力。
化学法一般用强碱试剂在高温下进行，能除去部分无 机硫和有机硫 – 能耗高、费用大 – 煤分子的结构被破坏而使热值降低。
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Cont.
世界各国对含硫量高的化石燃料的开采都有严格的规定。多年的持续开 采使得现有含硫量低的化石燃料越来越少。高硫化石燃料的开采成为必 然。高硫化石燃料必须预先经过脱硫处理才能进一步使用。
美国环保局（EPA）已提出将柴油含硫量由现在300ppm减少到2006年 15ppm的提案。
of the oil reserves are located in化th石e燃M料生id物d脱le硫East.
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•Oil
The map of oil consumption shows that the major
petroleum consumers a化re石燃th料e生d物e脱v硫eloped nations.
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硫醇：原油中的硫醇大部分是低分子量的，它们在石油的 炼制过程中被除去，并且在200℃以上沸点的石油产品中几 乎很少存在。
硫醚:
– 脂肪族硫醚是沸点200℃以上石油产品如柴油中硫化物的 主要成分
– 芳香族硫醚在较重的馏分中含量较低
噻吩：衍生物很多。苯并噻吩、二苯并噻吩、萘噻吩是高
大多数液体和固体化石燃料(原油和煤)都含有硫。燃烧时放出大量的二 氧化硫等毒性气体，转化成大面积酸雨。
中国的二氧化硫排放量已经高居世界榜首 。 2003年我国煤炭消耗量已占世界煤炭消耗总量的30％ 。 目前，全球石油产量为30亿吨，美国年耗油量10亿吨，日本年耗油量接
近3亿吨， 2003年我国的石油用量约为2.5亿吨， 2004年达3亿吨左右， 相当于世界第一大产油国沙特阿拉伯年产量的2/3，也相当于伊朗和科 威特两国年产量的总和。继美国之后世界第二大石油消费国。
Primary energy consumption
•OECD 经化济石合燃料作生物与脱硫发展组织
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Fossil Fuel
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•Coal
在我国，由东向西， 由北向南，煤炭含硫 量逐渐增加，四川和 贵州煤含硫3%-5%， 广西煤高达5%－7%。
欧盟已经要求到2005年汽油和柴油含硫量都达到最大50ppm 我国自2000年7月1日起首先在北京、广州和上海等城市实施新的燃油标
准，到2003年1月1日，国内其它地区也已执行这一标准。新标准的规定， 汽油中硫化物的含量不得超过800ppm(旧标准1200ppm)。 脱无机硫研究国内外已比较成熟。然而，因为化石燃料中含有的有机硫 化合物成分复杂，大部分是杂环化合物，其中的C—S化学共价键十分 牢固，一般常规的物理和化学方化石法燃无料生法物有脱效硫 地除去杂环中的有机硫。 4
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•Acid rain
Acid rain has been cited as the cause of the decline in forest of the eastern
U.S. and Canada， which are located downwind of major industrial areas
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2．炼油过程中的除硫
燃料脱硫主要方法
– 加氢脱硫(HDS)
– 非加氢脱硫
– 选择性氧化/萃取法
– 吸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ脱硫
– 生物脱硫
近年来，采用生物技术脱硫越来越为人们所关注。
原油中大多数的H2S是在油井现场的油气分离过程中除去
的。
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加氢脱硫—HDS
现在,石油脱硫的主要方法是加氢脱硫(简称HDS)。 HDS技