生物化学法脱除天然气中H_2S的工艺及理论研究

【摘要】： 能源短缺已成为制约中国经济持续发展的瓶颈,天然气资源由于其储量大,环境效益好,将成为今后几十年内的主体能源。我国天然气中普遍含有硫化氢,并且随着大规模的勘探开发,含硫化氢的油气井将愈来愈多,研究开发先进、经济和适合我国国情的天然气脱H_2S技术是我国今后实施能源战略必须解决的问题。 利用含Fe~(3+)离子的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)菌液脱除混合气体中的硫化氢,是目前H_2S脱除技术的一个研究热点。基于该工艺的技术特点和研究难点,本文针对性地研究了利用氧化亚铁硫杆菌菌液脱除天然气中硫化氢的可行性,并以菌种筛选为基础,结合不同条件下鼓泡式反应器中气体吸收过程中的参数变化,研究了利用细菌菌液脱除H_2S过程中的工艺条件优化,为该技术在天然气脱硫方面的应用提供了指导性的基础研究结果。筛选出耐低pH和高亚铁浓度的T.ferrooxidans菌菌株,该菌株在摇床转速160r/min,温度30℃的条件下,能够在pH1.6、亚铁浓度15g/L环境下快速氧化Fe~(2+)离子,比生长速率(μ,h-1)大于0.11,基本达到文献报道的最佳比生长速率。研究了在不同初始亚铁浓度(8.78,17.18,25.21,32.53g/L)下该菌株的生长动力学,确定了在8.78～25.21g/L亚铁浓度条件下,细菌生长基本满足方程Fe,生长过程中受到较小的Fe~(3+)抑制作用。利用correl相关系数分析工具,得到该方程的理论值与试验值相关性达0.91,说明该方程对于高亚铁浓度下的氧化亚铁硫杆菌生长已具有较好的模拟效果。 【关键词】：天然气脱硫 氧化亚铁硫杆菌 H_2S Fe~(3+) 循环脱硫
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TE644
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-7
• 目 录7-9
• 1. 前言9-25
• 引子9
• 1.1 硫化氢的天然气来源状况9-10
• 1.2 硫化氢气体的性质及危害10-12
• 1.3 国内外脱硫技术现状12-14
• 1.4 硫化氢脱除技术发展趋势14-17
• 1.5 生物化学法脱除硫化氢的工艺及研究现状17-23
• 1.6 小结23
• 1.7 本研究的出发点和研究内容简介23-25
• 2. 实验材料和方法25-33
• 2.1 实验材料25-27
• 2.2 实验方法27-33
• 3. 实验结果与分析33-58
• 3.1 菌种的筛选33-34
• 3.2 GERD 菌株的FE~(2+)氧化特性及生长动力学研究34-43
• 3.3 细菌菌液脱除天然气中硫化氢的可行性研究43-44
• 3.4 铁离子溶液及细菌菌液脱除H_2S 的实验研究44-50
• 3.5 间歇循环脱硫实验研究50-58
• 4. 结论58-60
• 4.1 主要结论58-59
• 4.2 对今后工作的建议59-60
• 参考文献60-64
• 附录64-69
• 附录一 9K 培养基64-65
• 附录二 邻菲啰啉分光光度法（G83049－82）65-66
• 附录三 亚甲基兰分光光度法（GB/T16489－1996）66-67
• 附录四 流量计校正67-68
• 附录五 利用FE~(2+)浓度变化求的比生长速率Μ的公式推导68-69
• 研究生期间发表论文69-70
• 声明70-71
• 致谢71

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