從生物化學(xué)角度認識DDS脫硫技術(shù)
作者/來(lái)源:北京博源恒升高科技有限公司 日期:2012-05-15
DDS脫硫技術(shù)以其獨特的技術(shù)特點(diǎn)，自問(wèn)世以來(lái)就受到了廣泛關(guān)注，并逐漸被業(yè)內同行和廣大企業(yè)認可，同時(shí)，有些同行和專(zhuān)家對DDS脫硫技術(shù)也提出了一些質(zhì)疑。為了讓大家對DDS脫硫技術(shù)有更進(jìn)一步的了解，消除疑問(wèn)，筆者根據多年來(lái)DDS脫硫技術(shù)的研究和使用情況，從生物化學(xué)角度總結了一些有針對性的問(wèn)題和使用經(jīng)驗，與大家共同探討。
2. 鐵—堿溶液催化法氣體脫碳脫硫脫氰方法（中國發(fā)明專(zhuān)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80年代末，試驗用一種或多種鐵化合物與一種或多種酚類(lèi)物質(zhì)混合溶解在堿性溶液中進(jìn)行氣體脫硫實(shí)驗。實(shí)驗過(guò)的鐵化合物有氧化（亞）鐵、羧酸類(lèi)鐵、黃血鹽、赤血鹽、EDTA鐵或螯合鐵等一百多種鐵化合物；實(shí)驗過(guò)的酚類(lèi)物質(zhì)有苯酚類(lèi)、單寧類(lèi)和茶多酚類(lèi)等多種多酚類(lèi)物質(zhì)；實(shí)驗過(guò)的堿性物質(zhì)有鈉鹽、鉀鹽等，并將這些研究成果總結成了“鐵—堿溶液催化法氣體脫碳脫硫脫氰方法”。但實(shí)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(huì )產(chǎn)生較多氫氧化（亞）鐵沉淀，當氣體中硫化物含量較高時(shí)還會(huì )產(chǎn)生大量的硫化（亞）鐵沉淀，引起溶液不穩定、脫硫效率下降和沉淀物堵塔等現象。曾對該技術(shù)進(jìn)行了多次工業(yè)化實(shí)驗，但結果都不理想。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
為了解決堿性溶液中鐵離子的穩定性問(wèn)題，國外的技術(shù)往往采用在溶液中加入一些添加劑或者篩選一些絡(luò )合物配體來(lái)增加穩定性，如美國的LO-CAT技術(shù)，法國的Sulfint技術(shù)等，但效果不明顯。DDS脫硫技術(shù)發(fā)明人北京大學(xué)魏雄輝博士在從事脫硫技術(shù)研究的同時(shí)，還同時(shí)進(jìn)行抗癌機理與抗癌藥物研究，在對慢性粒細胞白血病進(jìn)行研究時(shí), 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定性比現有的鐵絡(luò )合物的穩定性要高出許多，同時(shí)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，效果果然遠遠優(yōu)于純的“鐵—堿溶液”脫硫方法，這種物質(zhì)就是我們通常說(shuō)的“DDS催化劑”。DDS催化劑是含鐵的絡(luò )合（或螯合）物的聚合物，它比現有已知的鐵絡(luò )合物在堿性溶液中的穩定性更強，并具有較強的載氧性。我們將加入了DDS催化劑的“鐵—堿溶液”脫硫法又稱(chēng)為“DDS脫硫技術(shù)”。“DDS脫硫技術(shù)”在溶液穩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(huì )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(zhuān)利號：02130605.2）
“生化鐵——堿溶液催化法氣體脫硫方法”（即改良DDS脫硫技術(shù)，為方便表述，統稱(chēng)為DDS脫硫技術(shù)）是在“鐵—堿溶液”脫硫方法的基礎上進(jìn)行改進(jìn)后得到的一種全新的濕法生化脫硫技術(shù)。為保證“鐵—堿溶液”的穩定性和活性，在脫硫液中增加了一些菌類(lèi)物質(zhì)。如何保證DDS催化劑及其相應的菌類(lèi)處于最佳活性狀態(tài)是本技術(shù)的關(guān)鍵所在。吸收了硫的脫硫液在DDS催化劑和酚類(lèi)物質(zhì)的共同作用下，用空氣氧化再生，副產(chǎn)硫磺，溶液循環(huán)使用。該技術(shù)的一個(gè)明顯特點(diǎn)就是具有生物特性，實(shí)際工業(yè)應用中出現的一些用戶(hù)難以理解的現象正是生物特性的具體表現。DDS催化劑和細菌是該技術(shù)的兩大核心。
5. 基本原理
“生化鐵——堿溶液催化法氣體脫硫方法”是用含好氧菌、酚類(lèi)物質(zhì)和鐵離子（包括二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子或其它價(jià)態(tài)的離子）以及堿性物質(zhì)的水溶液（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“鐵堿溶液” ），吸收氣體中的有機硫、無(wú)機硫，同時(shí)，在吸收過(guò)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)鐵離子穩定地存在。鐵堿溶液在酚類(lèi)物質(zhì)與鐵離子的共同催化下，用空氣氧化再生時(shí)，副產(chǎn)硫磺，再生鐵堿溶液循環(huán)使用。
實(shí)驗表明，鐵堿溶液的脫硫能力取決于溶液中各種形態(tài)的鐵離子的含量，與絡(luò )合鐵中配體的類(lèi)型和種類(lèi)關(guān)系不大，因此，只用總鐵離子濃度來(lái)表示鐵堿溶液中鐵化合物濃度即可，沒(méi)有必要用具體的某種鐵化合物濃度來(lái)表示。如果配體的濃度超過(guò)某一濃度值時(shí)，反而會(huì )降低脫硫效果，因此，一定要提高脫硫液中總鐵離子的濃度，同時(shí)又要設法降低溶液中的配體的濃度，這樣就可以顯著(zhù)提高脫硫液的脫硫能力，在脫硫液中加入親硫性耗氧菌就可以起到這種作用。同時(shí)實(shí)驗也證實(shí)，不同種類(lèi)的酚類(lèi)物質(zhì)的作用效果也相近。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(lèi)物質(zhì)，好氧菌用⊙表示，基本原理如下：
氣體和鐵堿溶液接觸時(shí)，發(fā)生以下無(wú)機或有機反應：
以上反應中CS2，COS，R-SH，
SH分別是二硫化碳，硫氧化碳，硫醇和硫酚，它們屬于揮發(fā)性有機硫類(lèi)化合物。 吸收了硫和二氧化碳的含鐵離子的堿性物質(zhì)水溶液（即“DDS脫硫液”），以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“富液”。 “富液”在酚類(lèi)物質(zhì)與鐵離子的共同催化下，用空氣氧化再生，再生反應如下：
DDS脫硫技術(shù)自1997年工業(yè)化應用成功以來(lái)獲得了迅速推廣，并且仍在不斷發(fā)展和完善，大家對DDS脫硫技術(shù)也已經(jīng)不再陌生。但調查發(fā)現，大多數人對DDS脫硫技術(shù)的認識仍然存在一定的誤區，沒(méi)有擺脫傳統脫硫理論的束縛，因此，我們根據多年來(lái)DDS脫硫技術(shù)的研究和使用情況，在原理和工業(yè)應用方面做了以下簡(jiǎn)單總結，希望能對大家更準確地認識DDS脫硫技術(shù)提供一些幫助。
1. DDS脫硫技術(shù)（生化鐵—堿溶液催化法氣體脫硫方法）的研發(fā)歷程
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80年代末，試驗用一種或多種鐵化合物與一種或多種酚類(lèi)物質(zhì)混合溶解在堿性溶液中進(jìn)行氣體脫硫實(shí)驗。實(shí)驗過(guò)的鐵化合物有氧化（亞）鐵、羧酸類(lèi)鐵、黃血鹽、赤血鹽、EDTA鐵或螯合鐵等一百多種鐵化合物；實(shí)驗過(guò)的酚類(lèi)物質(zhì)有苯酚類(lèi)、單寧類(lèi)和茶多酚類(lèi)等多種多酚類(lèi)物質(zhì)；實(shí)驗過(guò)的堿性物質(zhì)有鈉鹽、鉀鹽等，并將這些研究成果總結成了“鐵—堿溶液催化法氣體脫碳脫硫脫氰方法”。但實(shí)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(huì )產(chǎn)生較多氫氧化（亞）鐵沉淀，當氣體中硫化物含量較高時(shí)還會(huì )產(chǎn)生大量的硫化（亞）鐵沉淀，引起溶液不穩定、脫硫效率下降和沉淀物堵塔等現象。曾對該技術(shù)進(jìn)行了多次工業(yè)化實(shí)驗，但結果都不理想。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
為了解決堿性溶液中鐵離子的穩定性問(wèn)題，國外的技術(shù)往往采用在溶液中加入一些添加劑或者篩選一些絡(luò )合物配體來(lái)增加穩定性，如美國的LO-CAT技術(shù)，法國的Sulfint技術(shù)等，但效果不明顯。DDS脫硫技術(shù)發(fā)明人北京大學(xué)魏雄輝博士在從事脫硫技術(shù)研究的同時(shí)，還同時(shí)進(jìn)行抗癌機理與抗癌藥物研究，在對慢性粒細胞白血病進(jìn)行研究時(shí), 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定性比現有的鐵絡(luò )合物的穩定性要高出許多，同時(shí)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，效果果然遠遠優(yōu)于純的“鐵—堿溶液”脫硫方法，這種物質(zhì)就是我們通常說(shuō)的“DDS催化劑”。DDS催化劑是含鐵的絡(luò )合（或螯合）物的聚合物，它比現有已知的鐵絡(luò )合物在堿性溶液中的穩定性更強，并具有較強的載氧性。我們將加入了DDS催化劑的“鐵—堿溶液”脫硫法又稱(chēng)為“DDS脫硫技術(shù)”。“DDS脫硫技術(shù)”在溶液穩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(huì )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(zhuān)利號：02130605.2）
“生化鐵——堿溶液催化法氣體脫硫方法”（即改良DDS脫硫技術(shù)，為方便表述，統稱(chēng)為DDS脫硫技術(shù)）是在“鐵—堿溶液”脫硫方法的基礎上進(jìn)行改進(jìn)后得到的一種全新的濕法生化脫硫技術(shù)。為保證“鐵—堿溶液”的穩定性和活性，在脫硫液中增加了一些菌類(lèi)物質(zhì)。如何保證DDS催化劑及其相應的菌類(lèi)處于最佳活性狀態(tài)是本技術(shù)的關(guān)鍵所在。吸收了硫的脫硫液在DDS催化劑和酚類(lèi)物質(zhì)的共同作用下，用空氣氧化再生，副產(chǎn)硫磺，溶液循環(huán)使用。該技術(shù)的一個(gè)明顯特點(diǎn)就是具有生物特性，實(shí)際工業(yè)應用中出現的一些用戶(hù)難以理解的現象正是生物特性的具體表現。DDS催化劑和細菌是該技術(shù)的兩大核心。
5. 基本原理
“生化鐵——堿溶液催化法氣體脫硫方法”是用含好氧菌、酚類(lèi)物質(zhì)和鐵離子（包括二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子或其它價(jià)態(tài)的離子）以及堿性物質(zhì)的水溶液（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“鐵堿溶液” ），吸收氣體中的有機硫、無(wú)機硫，同時(shí)，在吸收過(guò)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)鐵離子穩定地存在。鐵堿溶液在酚類(lèi)物質(zhì)與鐵離子的共同催化下，用空氣氧化再生時(shí)，副產(chǎn)硫磺，再生鐵堿溶液循環(huán)使用。
實(shí)驗表明，鐵堿溶液的脫硫能力取決于溶液中各種形態(tài)的鐵離子的含量，與絡(luò )合鐵中配體的類(lèi)型和種類(lèi)關(guān)系不大，因此，只用總鐵離子濃度來(lái)表示鐵堿溶液中鐵化合物濃度即可，沒(méi)有必要用具體的某種鐵化合物濃度來(lái)表示。如果配體的濃度超過(guò)某一濃度值時(shí)，反而會(huì )降低脫硫效果，因此，一定要提高脫硫液中總鐵離子的濃度，同時(shí)又要設法降低溶液中的配體的濃度，這樣就可以顯著(zhù)提高脫硫液的脫硫能力，在脫硫液中加入親硫性耗氧菌就可以起到這種作用。同時(shí)實(shí)驗也證實(shí)，不同種類(lèi)的酚類(lèi)物質(zhì)的作用效果也相近。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(lèi)物質(zhì)，好氧菌用⊙表示，基本原理如下：
氣體和鐵堿溶液接觸時(shí)，發(fā)生以下無(wú)機或有機反應：
以上反應中CS2，COS，R-SH，
SH分別是二硫化碳，硫氧化碳，硫醇和硫酚，它們屬于揮發(fā)性有機硫類(lèi)化合物。 吸收了硫和二氧化碳的含鐵離子的堿性物質(zhì)水溶液（即“DDS脫硫液”），以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“富液”。 “富液”在酚類(lèi)物質(zhì)與鐵離子的共同催化下，用空氣氧化再生，再生反應如下：
經(jīng)空氣氧化再生，“富液”轉變成“貧液”， “貧液”再循環(huán)使用。
由于在吸收和再生過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生氫氧化鐵、氫氧化亞鐵、氧化鐵、氧化亞鐵、硫化鐵和硫化亞鐵等不溶性鐵鹽，在DDS絡(luò )合配體的協(xié)助下，好氧菌可以將生成的不溶性鐵鹽瓦解，使之返回DDS脫硫液中，保證溶液中各種形態(tài)鐵離子穩定存在，其作用過(guò)程如下：
6. 工業(yè)應用
DDS脫硫技術(shù)自1997年首次工業(yè)化試驗成功以來(lái)，獲得了快速發(fā)展，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，運行平穩，脫硫效率高，綜合運行成本低，給企業(yè)創(chuàng )造了可觀(guān)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
7、應注意的幾個(gè)問(wèn)題
DDS脫硫技術(shù)是一種生化脫硫技術(shù)，與傳統的脫硫方法有著(zhù)本質(zhì)的區別。使用過(guò)該技術(shù)的廠(chǎng)家，尤其是在使用過(guò)程中出現過(guò)問(wèn)題的企業(yè)對此都有所體會(huì )。DDS脫硫技術(shù)突破了傳統脫硫理論，用傳統的脫硫理論來(lái)解釋DDS脫硫技術(shù)，多數情況下是無(wú)法解釋的。DDS脫硫技術(shù)中的一大核心技術(shù)就是生物物質(zhì)—細菌，正是由于細菌的參與使得DDS脫硫技術(shù)具有生化反應的特點(diǎn)。在脫硫的過(guò)程中除了無(wú)機反應和有機反應外，還存在細菌的繁殖、生長(cháng)、成熟、死亡等過(guò)程。細菌的數量和活性是DDS脫硫技術(shù)超強脫硫能力能否充分發(fā)揮的決定性因素。DDS脫硫技術(shù)不是買(mǎi)來(lái)催化劑加到系統里就萬(wàn)事大吉那么簡(jiǎn)單，要不然DDS脫硫技術(shù)也不會(huì )在發(fā)明之初就引起一些發(fā)達國家同行的廣泛關(guān)注。
DDS脫硫技術(shù)在使用過(guò)程中也出現了一些問(wèn)題，而且有幾個(gè)用戶(hù)后來(lái)又改用了其它脫硫方法，出現這些問(wèn)題的原因是多方面的，有客觀(guān)的也有主觀(guān)的。總之一句話(huà)，要用好一項先進(jìn)技術(shù)，除了技術(shù)本身要有技術(shù)優(yōu)勢外，還需要其它諸多要素與之相適應，這樣才能真正發(fā)揮一項先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢。
下面結合DDS脫硫技術(shù)的特點(diǎn)，講一下在使用過(guò)程中應該注意的問(wèn)題。
脫硫液的堿度、總鐵、酚類(lèi)物質(zhì)和還原性物質(zhì)等組分可以通過(guò)化學(xué)分析的方法來(lái)確定其含量，企業(yè)自己一般都可以做到；但鑒定溶液中細菌的多少和細菌的活性卻比較困難，企業(yè)自己往往很難做到。DDS脫硫技術(shù)較之其它的脫硫方法對日常生產(chǎn)管理的要求更為嚴格，凡是能引起細菌數量減少、細菌中毒死亡和細菌疲勞的做法都是不允許的。
大量溶液損失是造成細菌數量減少的主要原因，雖然每天都補充催化劑，但催化劑中只有細菌的芽孢，要使其成長(cháng)為具有活性的細菌需要一定的時(shí)間，而隨脫硫液損失掉的大部分細菌卻是具有活性的成熟細菌。
細菌中毒或死亡的原因主要是細菌的生存環(huán)境遭到破壞。重金屬離子（如Co、Ni、Pb、Hg等）或殺菌物質(zhì)的加入、操作條件的惡化等都可能引起細菌中毒甚至死亡。因此，在沒(méi)有征得我們同意的情況下，最好不要往脫硫液中加入其它物質(zhì)。
細菌疲勞的現象有幾個(gè)企業(yè)已經(jīng)出現過(guò)，導致這一現象的直接原因是細菌的負載能力降低而且又長(cháng)時(shí)間處于超負荷工作狀態(tài)，從而最終疲憊失去脫硫能力。這時(shí)，脫硫效率會(huì )大幅度下降，整個(gè)脫硫和再生過(guò)程主要以無(wú)機或有機反應為主，生化反應基本停止。造成細菌疲勞的根本原因有以下幾點(diǎn)：
1.溶液配制初期（即溶液轉型期）沒(méi)有按照操作規程加藥，加藥量少；或轉型期操作條件控制不嚴格，導致形成的脫硫液負載能力低，沒(méi)有打好基礎。
2.正常生產(chǎn)過(guò)程中加藥量過(guò)少，甚至不加藥。（有的企業(yè)曾出現過(guò)這樣的問(wèn)題）
3.使用過(guò)程中負荷長(cháng)時(shí)間過(guò)大，如氣量、進(jìn)口硫化氫嚴重超過(guò)設計指標。
4.再生反應不完全，溶液長(cháng)時(shí)間處于欠再生狀態(tài)。
5.細菌數量少、活性低。
6.日常生產(chǎn)中操作條件控制不嚴格。
一旦出現細菌疲勞的現象將是一件比較麻煩的事情，在這種情況下，僅加大催化劑投入量往往無(wú)濟于事，唯一的解決辦法是降低負荷（如大幅度減氣量或降低進(jìn)口硫化氫的濃度），給細菌必要的休息時(shí)間，使之慢慢恢復活力。
需要強調的是，DDS脫硫技術(shù)用于原料氣脫硫的關(guān)鍵環(huán)節是再生，其對再生條件的要求與其它脫硫方法有很大的不同，從設計角度講，其設計思路和設計要點(diǎn)也有別于其它方法。另外，目前市面上已出現了假冒的DDS催化劑，由于 DDS催化劑的生產(chǎn)涉及細菌的培養等關(guān)鍵環(huán)節，生產(chǎn)工藝比較復雜，不是隨隨便便就能做到的。在此，也提醒廣大用戶(hù)不要為了貪圖一時(shí)的便宜，反而使自己遭受更大的損失。
舉例說(shuō)明：
1.山東某甲醇廠(chǎng)半脫使用DDS脫硫技術(shù)時(shí)，有機硫的脫除率可以達到90%以上，這在有關(guān)文章中也有介紹。由于該廠(chǎng)生產(chǎn)甲醇，因此，在用了DDS脫硫技術(shù)后變換就基本不開(kāi)了。但到2002年11月份，有機硫脫硫效率忽然下降，只有60%~70%。通過(guò)化驗和顯微鏡觀(guān)察，發(fā)現脫硫液中已沒(méi)有活的細菌，也就是說(shuō)脫硫液已經(jīng)完全失活。后來(lái)了解到，該廠(chǎng)曾往脫硫液中加入過(guò)其它脫硫催化劑。另外，脫硫工序沒(méi)有硫泡沫回收裝置，硫泡沫直接被處理掉，脫硫液損失比較嚴重。
2.湖南某化肥廠(chǎng)合成氨生產(chǎn)能力為7萬(wàn)噸/年，該廠(chǎng)是一個(gè)細菌疲勞現象比較典型的例子。半脫進(jìn)口硫化氫在3g/m3左右，運行正常時(shí)半脫出口硫化氫<10mg/m3,有時(shí)甚至到5 mg/m3以下；但當細菌疲勞時(shí)出口硫化氫能在2~3個(gè)小時(shí)的時(shí)間內迅速上升到500 mg/m3以上，這時(shí)，再生槽內泡沫消失，溶液顏色發(fā)生變化。此時(shí)，把氣量減下來(lái)，大約經(jīng)過(guò)4~8小時(shí)的時(shí)間，再生槽里開(kāi)始出現泡沫，溶液恢復脫硫能力。造成這種現象的原因一是該廠(chǎng)脫硫液損失嚴重，每天大概損失20m3左右；二是由于脫硫液損失嚴重，導致溶液轉型期內基礎沒(méi)有打好；三是再生槽結構不合理，再生槽內氣液分布不理想，導致溶液始終處于欠再生狀態(tài)。針對這種情況，廠(chǎng)方對設備進(jìn)行了初步改造，目前生產(chǎn)已經(jīng)穩定，脫硫效果也比較理想。
3.湖南另外一家氮肥廠(chǎng)使用DDS脫硫前，變脫進(jìn)口硫化氫一般在100~150 mg/m3，出口40~50 mg/m3。2002年11月份開(kāi)始使用DDS脫硫技術(shù)時(shí)，變脫前變換氣中硫化氫含量設計指標是<200mg/m3，脫硫后設計指標<5mg/m3。運行初期，變脫進(jìn)口硫化氫基本能穩定在200 mg/m3左右，出口硫化氫<5mg/m3。但過(guò)了沒(méi)多久，半脫出現問(wèn)題，導致變脫進(jìn)口硫化氫含量大幅度上升，最高時(shí)變脫進(jìn)口硫化氫含量達1.5g/m3，起初變脫出口硫化氫還能維持在10mg/m3左右，但時(shí)間一長(cháng)脫硫效果開(kāi)始下降，這種情況一直持續到2003年4月份，變脫進(jìn)口硫化氫一度在400~1500之間大幅度波動(dòng)。在這種情況下，細菌出現重度疲勞，當變脫進(jìn)口硫化氫在500 mg/m3左右時(shí)，出口硫化氫只能維持在20 mg/m3左右，當進(jìn)口硫化氫超過(guò)1 g/m3時(shí)，出口一般在30~40 mg/m3，高時(shí)能到60 mg/m3，嚴重影響了生產(chǎn)。目前變脫進(jìn)口硫化氫基本能穩定在100～300 mg/m3，變脫出口硫化氫在3～5mg/m3。
從目前DDS脫硫技術(shù)的工業(yè)應用情況看，各個(gè)企業(yè)的脫硫工序藥品消耗水平也參差不齊。半水煤氣脫硫噸氨藥品消耗一般在0.5～1.5元，變換氣脫硫噸氨藥品消耗一般在1.5元左右，生產(chǎn)管理水平較高的企業(yè)運行成本普遍較低。因此，使用DDS脫硫技術(shù)在生產(chǎn)管理和工藝控制上比其它方法要更為精心和嚴格,但并不是說(shuō)DDS脫硫技術(shù)的使用比較復雜，不容易掌握，只要按照我們的要求去做，大家就會(huì )發(fā)現使用DDS脫硫技術(shù)是一件很簡(jiǎn)單的事情，而且會(huì )給您帶來(lái)意想不到的收獲。
8. 結束語(yǔ)
DDS催化劑是一種全新的含鐵的絡(luò )合（或螯合）聚合物，對DDS脫硫技術(shù)以及DDS催化劑本身只能在研究和使用過(guò)程中發(fā)現其特點(diǎn)和規律，并以此來(lái)建立一種新的脫硫理論。DDS脫硫技術(shù)從誕生到今天走過(guò)了一段曲折的道路，主要原因還是由于擺脫不了傳統理論的束縛。對一種新生事物的認識是一個(gè)艱苦而漫長(cháng)的過(guò)程，為了徹底弄清DDS脫硫技術(shù)的特點(diǎn)和規律，北京大學(xué)魏雄輝博士為此付出了艱苦的努力，成立了專(zhuān)門(mén)的“生化鐵——堿溶液氣體脫硫”研究室，招集了一批國內和歸國的博士后以及研究生對DDS脫硫技術(shù)繼續進(jìn)行深入地研究。經(jīng)過(guò)不懈的努力，DDS脫硫理論正在不斷豐富和完善，我們相信，不久的將來(lái)DDS脫硫技術(shù)將會(huì )完全清晰地呈現在世人面前。雖然DDS脫硫理論本身還有待進(jìn)一步完善，但其工業(yè)應用方面已經(jīng)取得了豐富的經(jīng)驗，完全可以滿(mǎn)足廣大用戶(hù)的要求。DDS脫硫技術(shù)以其獨特的技術(shù)特點(diǎn)和突出的脫硫能力正逐漸被廣大企業(yè)所認可，并呈現出良好的市場(chǎng)前景。
DDS脫硫技術(shù)自1997年首次工業(yè)化試驗成功以來(lái)，獲得了快速發(fā)展，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，運行平穩，脫硫效率高，綜合運行成本低，給企業(yè)創(chuàng )造了可觀(guān)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
7、應注意的幾個(gè)問(wèn)題
DDS脫硫技術(shù)是一種生化脫硫技術(shù)，與傳統的脫硫方法有著(zhù)本質(zhì)的區別。使用過(guò)該技術(shù)的廠(chǎng)家，尤其是在使用過(guò)程中出現過(guò)問(wèn)題的企業(yè)對此都有所體會(huì )。DDS脫硫技術(shù)突破了傳統脫硫理論，用傳統的脫硫理論來(lái)解釋DDS脫硫技術(shù)，多數情況下是無(wú)法解釋的。DDS脫硫技術(shù)中的一大核心技術(shù)就是生物物質(zhì)—細菌，正是由于細菌的參與使得DDS脫硫技術(shù)具有生化反應的特點(diǎn)。在脫硫的過(guò)程中除了無(wú)機反應和有機反應外，還存在細菌的繁殖、生長(cháng)、成熟、死亡等過(guò)程。細菌的數量和活性是DDS脫硫技術(shù)超強脫硫能力能否充分發(fā)揮的決定性因素。DDS脫硫技術(shù)不是買(mǎi)來(lái)催化劑加到系統里就萬(wàn)事大吉那么簡(jiǎn)單，要不然DDS脫硫技術(shù)也不會(huì )在發(fā)明之初就引起一些發(fā)達國家同行的廣泛關(guān)注。
DDS脫硫技術(shù)在使用過(guò)程中也出現了一些問(wèn)題，而且有幾個(gè)用戶(hù)后來(lái)又改用了其它脫硫方法，出現這些問(wèn)題的原因是多方面的，有客觀(guān)的也有主觀(guān)的。總之一句話(huà)，要用好一項先進(jìn)技術(shù)，除了技術(shù)本身要有技術(shù)優(yōu)勢外，還需要其它諸多要素與之相適應，這樣才能真正發(fā)揮一項先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢。
下面結合DDS脫硫技術(shù)的特點(diǎn)，講一下在使用過(guò)程中應該注意的問(wèn)題。
脫硫液的堿度、總鐵、酚類(lèi)物質(zhì)和還原性物質(zhì)等組分可以通過(guò)化學(xué)分析的方法來(lái)確定其含量，企業(yè)自己一般都可以做到；但鑒定溶液中細菌的多少和細菌的活性卻比較困難，企業(yè)自己往往很難做到。DDS脫硫技術(shù)較之其它的脫硫方法對日常生產(chǎn)管理的要求更為嚴格，凡是能引起細菌數量減少、細菌中毒死亡和細菌疲勞的做法都是不允許的。
大量溶液損失是造成細菌數量減少的主要原因，雖然每天都補充催化劑，但催化劑中只有細菌的芽孢，要使其成長(cháng)為具有活性的細菌需要一定的時(shí)間，而隨脫硫液損失掉的大部分細菌卻是具有活性的成熟細菌。
細菌中毒或死亡的原因主要是細菌的生存環(huán)境遭到破壞。重金屬離子（如Co、Ni、Pb、Hg等）或殺菌物質(zhì)的加入、操作條件的惡化等都可能引起細菌中毒甚至死亡。因此，在沒(méi)有征得我們同意的情況下，最好不要往脫硫液中加入其它物質(zhì)。
細菌疲勞的現象有幾個(gè)企業(yè)已經(jīng)出現過(guò)，導致這一現象的直接原因是細菌的負載能力降低而且又長(cháng)時(shí)間處于超負荷工作狀態(tài)，從而最終疲憊失去脫硫能力。這時(shí)，脫硫效率會(huì )大幅度下降，整個(gè)脫硫和再生過(guò)程主要以無(wú)機或有機反應為主，生化反應基本停止。造成細菌疲勞的根本原因有以下幾點(diǎn)：
1.溶液配制初期（即溶液轉型期）沒(méi)有按照操作規程加藥，加藥量少；或轉型期操作條件控制不嚴格，導致形成的脫硫液負載能力低，沒(méi)有打好基礎。
2.正常生產(chǎn)過(guò)程中加藥量過(guò)少，甚至不加藥。（有的企業(yè)曾出現過(guò)這樣的問(wèn)題）
3.使用過(guò)程中負荷長(cháng)時(shí)間過(guò)大，如氣量、進(jìn)口硫化氫嚴重超過(guò)設計指標。
4.再生反應不完全，溶液長(cháng)時(shí)間處于欠再生狀態(tài)。
5.細菌數量少、活性低。
6.日常生產(chǎn)中操作條件控制不嚴格。
一旦出現細菌疲勞的現象將是一件比較麻煩的事情，在這種情況下，僅加大催化劑投入量往往無(wú)濟于事，唯一的解決辦法是降低負荷（如大幅度減氣量或降低進(jìn)口硫化氫的濃度），給細菌必要的休息時(shí)間，使之慢慢恢復活力。
需要強調的是，DDS脫硫技術(shù)用于原料氣脫硫的關(guān)鍵環(huán)節是再生，其對再生條件的要求與其它脫硫方法有很大的不同，從設計角度講，其設計思路和設計要點(diǎn)也有別于其它方法。另外，目前市面上已出現了假冒的DDS催化劑，由于 DDS催化劑的生產(chǎn)涉及細菌的培養等關(guān)鍵環(huán)節，生產(chǎn)工藝比較復雜，不是隨隨便便就能做到的。在此，也提醒廣大用戶(hù)不要為了貪圖一時(shí)的便宜，反而使自己遭受更大的損失。
舉例說(shuō)明：
1.山東某甲醇廠(chǎng)半脫使用DDS脫硫技術(shù)時(shí)，有機硫的脫除率可以達到90%以上，這在有關(guān)文章中也有介紹。由于該廠(chǎng)生產(chǎn)甲醇，因此，在用了DDS脫硫技術(shù)后變換就基本不開(kāi)了。但到2002年11月份，有機硫脫硫效率忽然下降，只有60%~70%。通過(guò)化驗和顯微鏡觀(guān)察，發(fā)現脫硫液中已沒(méi)有活的細菌，也就是說(shuō)脫硫液已經(jīng)完全失活。后來(lái)了解到，該廠(chǎng)曾往脫硫液中加入過(guò)其它脫硫催化劑。另外，脫硫工序沒(méi)有硫泡沫回收裝置，硫泡沫直接被處理掉，脫硫液損失比較嚴重。
2.湖南某化肥廠(chǎng)合成氨生產(chǎn)能力為7萬(wàn)噸/年，該廠(chǎng)是一個(gè)細菌疲勞現象比較典型的例子。半脫進(jìn)口硫化氫在3g/m3左右，運行正常時(shí)半脫出口硫化氫<10mg/m3,有時(shí)甚至到5 mg/m3以下；但當細菌疲勞時(shí)出口硫化氫能在2~3個(gè)小時(shí)的時(shí)間內迅速上升到500 mg/m3以上，這時(shí)，再生槽內泡沫消失，溶液顏色發(fā)生變化。此時(shí)，把氣量減下來(lái)，大約經(jīng)過(guò)4~8小時(shí)的時(shí)間，再生槽里開(kāi)始出現泡沫，溶液恢復脫硫能力。造成這種現象的原因一是該廠(chǎng)脫硫液損失嚴重，每天大概損失20m3左右；二是由于脫硫液損失嚴重，導致溶液轉型期內基礎沒(méi)有打好；三是再生槽結構不合理，再生槽內氣液分布不理想，導致溶液始終處于欠再生狀態(tài)。針對這種情況，廠(chǎng)方對設備進(jìn)行了初步改造，目前生產(chǎn)已經(jīng)穩定，脫硫效果也比較理想。
3.湖南另外一家氮肥廠(chǎng)使用DDS脫硫前，變脫進(jìn)口硫化氫一般在100~150 mg/m3，出口40~50 mg/m3。2002年11月份開(kāi)始使用DDS脫硫技術(shù)時(shí)，變脫前變換氣中硫化氫含量設計指標是<200mg/m3，脫硫后設計指標<5mg/m3。運行初期，變脫進(jìn)口硫化氫基本能穩定在200 mg/m3左右，出口硫化氫<5mg/m3。但過(guò)了沒(méi)多久，半脫出現問(wèn)題，導致變脫進(jìn)口硫化氫含量大幅度上升，最高時(shí)變脫進(jìn)口硫化氫含量達1.5g/m3，起初變脫出口硫化氫還能維持在10mg/m3左右，但時(shí)間一長(cháng)脫硫效果開(kāi)始下降，這種情況一直持續到2003年4月份，變脫進(jìn)口硫化氫一度在400~1500之間大幅度波動(dòng)。在這種情況下，細菌出現重度疲勞，當變脫進(jìn)口硫化氫在500 mg/m3左右時(shí)，出口硫化氫只能維持在20 mg/m3左右，當進(jìn)口硫化氫超過(guò)1 g/m3時(shí)，出口一般在30~40 mg/m3，高時(shí)能到60 mg/m3，嚴重影響了生產(chǎn)。目前變脫進(jìn)口硫化氫基本能穩定在100～300 mg/m3，變脫出口硫化氫在3～5mg/m3。
從目前DDS脫硫技術(shù)的工業(yè)應用情況看，各個(gè)企業(yè)的脫硫工序藥品消耗水平也參差不齊。半水煤氣脫硫噸氨藥品消耗一般在0.5～1.5元，變換氣脫硫噸氨藥品消耗一般在1.5元左右，生產(chǎn)管理水平較高的企業(yè)運行成本普遍較低。因此，使用DDS脫硫技術(shù)在生產(chǎn)管理和工藝控制上比其它方法要更為精心和嚴格,但并不是說(shuō)DDS脫硫技術(shù)的使用比較復雜，不容易掌握，只要按照我們的要求去做，大家就會(huì )發(fā)現使用DDS脫硫技術(shù)是一件很簡(jiǎn)單的事情，而且會(huì )給您帶來(lái)意想不到的收獲。
8. 結束語(yǔ)
DDS催化劑是一種全新的含鐵的絡(luò )合（或螯合）聚合物，對DDS脫硫技術(shù)以及DDS催化劑本身只能在研究和使用過(guò)程中發(fā)現其特點(diǎn)和規律，并以此來(lái)建立一種新的脫硫理論。DDS脫硫技術(shù)從誕生到今天走過(guò)了一段曲折的道路，主要原因還是由于擺脫不了傳統理論的束縛。對一種新生事物的認識是一個(gè)艱苦而漫長(cháng)的過(guò)程，為了徹底弄清DDS脫硫技術(shù)的特點(diǎn)和規律，北京大學(xué)魏雄輝博士為此付出了艱苦的努力，成立了專(zhuān)門(mén)的“生化鐵——堿溶液氣體脫硫”研究室，招集了一批國內和歸國的博士后以及研究生對DDS脫硫技術(shù)繼續進(jìn)行深入地研究。經(jīng)過(guò)不懈的努力，DDS脫硫理論正在不斷豐富和完善，我們相信，不久的將來(lái)DDS脫硫技術(shù)將會(huì )完全清晰地呈現在世人面前。雖然DDS脫硫理論本身還有待進(jìn)一步完善，但其工業(yè)應用方面已經(jīng)取得了豐富的經(jīng)驗，完全可以滿(mǎn)足廣大用戶(hù)的要求。DDS脫硫技術(shù)以其獨特的技術(shù)特點(diǎn)和突出的脫硫能力正逐漸被廣大企業(yè)所認可，并呈現出良好的市場(chǎng)前景。