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如何在工业化进程中，减少污染物排放、改善大气环境；如何将含硫烟气变为环境友好、可循环利用的物质？日前，南京工业大学食品与轻工学院院长胡永红教授团队研发的生物脱硫技术取得突破性进展。在中国石化西南油气分公司牵头组织的“十条龙”项目“高硫高酸天然气短流程低碳化净化技术开发与工业应用”出龙工作推进会上，生物脱硫技术的净化效果获得使用方肯定。
生物脱硫技术大多数都用在脱除天然气中的二氧化硫。为何需要脱硫？胡永红介绍说，天然气中含有的二氧化硫和硫化氢等气体，不仅影响人体健康，而且易燃易爆。
“为利用微生物这群‘环保卫士’，来一场针对硫化物的‘精准打击’，我们开发了生物滴滤塔技术。”胡永红解释，生物滴滤塔的装置主要由碱吸收池、厌氧反应器和好氧反应器三部分组成。
“我们集成了碱吸收、厌氧还原和好氧氧化三大核心反应过程，形成了完整且高效的工艺流程，实现气体净化与资源化利用。”胡永红介绍，团队重点突破了碱吸收与微生物代谢的匹配优化，开发出稳定、高效的脱硫解决方案，满足复杂工业环境的多样需求，并将脱硫工艺各关键环节紧密集成，打造出高效、环保的整体解决方案。生物滴滤塔通过优化内部填料设计与气液流动路径，大幅度的提高了反应效率，同时具备占地面积小、结构紧密相连、运行可靠等优点，为工业化应用提供了灵活性与可操作性。
“脱硫的过程就是将有害的二氧化硫气体转化为无害的、可用于农业生产的生物硫黄，达到绿色环保的目的。”胡永红补充说。
当下，业界含硫烟气净化方法近百种，常用技术分为湿法脱硫和干法脱硫，但这两种脱硫工艺均存在能耗高、处理费用贵、废水和污泥处置难等问题。为解决这样一些问题，科研工作者们竞相研发能耗低、效率高、绿色环保的新型脱硫技术。
生物脱硫技术像是请了一群微生物“清洁工”，它们悄无声息地潜入烟气中，将那些不受欢迎的硫化合物“请出”，整一个完整的过程温和而高效。胡永红举例说，就好比家里的鱼缸水脏后，并不是直接倒掉换水，而是放入一些能够分解杂质的鱼儿或水草。
胡永红带领团队经过数千次实验，成功筛选并驯化了那些能“吃掉”硫化物的微生物。它们便是硫酸盐还原菌系列、硫氧化细菌系列等一批拥有自主知识产权的高活性、高耐受性的特种微生物菌株。
该团队博士生王梓腾介绍，生物滴滤塔中碱液将烟气中二氧化硫吸收并转化为硫酸根和亚硫酸根后，正是通过硫酸盐还原菌，将硫酸根和亚硫酸根还原成硫离子。随后，硫氧化菌把硫离子转化为生物硫黄，进而实现烟气中硫的资源化利用。
历经十余年，胡永红团队的生物脱硫技术完成了从实验室、小试、中试、工业试验验证，再到长周期运行，其生物脱硫技术已在中国石化西南油气分公司川西气田彭州3号脱硫站实现了应用。
“尾气焚烧炉烟气经生物脱硫后，二氧化硫浓度从6500毫克/标准立方米降至小于10毫克/标准立方米，二氧化硫去除率达到99.8%。”胡永红介绍。
目前，团队已与中石油、中石化下属多家石化企业达成合作协议，助力天然气中含硫废气的脱除，帮企业实现超低排放。
胡永红表示，他们研发的“生物还原—生物氧化”联合工艺，通过微生物的还原和氧化作用，不仅实现了硫化物的高效转化和单质硫的回收，还解决了原络合铁脱硫系统硫黄堵塞问题。这种设计减少了占地面积，简化了操作的过程，降低了经营成本，提高了生物脱硫效率。
中国石油化工股份有限公司西南油气分公司高级工程师徐秦川表示，采用胡永红团队的设备与技术后，能耗较使用原有技术下降10%以上。
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