CN101094805B - 从含氧气体中去除SOx的配置和方法 - Google Patents

从含氧气体中去除SOx的配置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101094805B
CN101094805B CN200580045777.9A CN200580045777A CN101094805B CN 101094805 B CN101094805 B CN 101094805B CN 200580045777 A CN200580045777 A CN 200580045777A CN 101094805 B CN101094805 B CN 101094805B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
oxygen
equipment
producer
contained substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200580045777.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101094805A (zh
Inventor
T·K·仇
V·W·王
J·格布尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fluor Technologies Corp
Original Assignee
Fluor Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/US2004/037556 external-priority patent/WO2005108286A1/en
Application filed by Fluor Technologies Corp filed Critical Fluor Technologies Corp
Publication of CN101094805A publication Critical patent/CN101094805A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101094805B publication Critical patent/CN101094805B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02—Preparation of oxygen
    • C01B13/0229—Purification or separation processes
    • C01B13/0233—Chemical processing only
    • C01B13/024—Chemical processing only by reduction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8603—Removing sulfur compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8603—Removing sulfur compounds
    • B01D53/8609—Sulfur oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • C01B17/0408—Pretreatment of the hydrogen sulfide containing gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • C01B17/046—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process without intermediate formation of sulfur dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/202—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/204—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/208—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20746—Cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20769—Molybdenum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/104—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/10—Gas phase, e.g. by using aerosols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0064—Hydrogen sulfide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0071—Sulfur oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0098—Other impurities

Abstract

经由配置和方法从含氧酸性气体(102)中去除氧化硫，其中在相对高温下使用还原气体从酸性气体中去除氧气。然后将如此处理的酸性气体进料至直接还原反应器(130)，含硫物质在其中被转化为元素硫(132)。预期的配置是特别有效并在经济上引人关注的，因为其一般不受如Claus反应中存在的反应平衡所限制，并且不需要溶剂和溶剂相关设备。

Description

从含氧气体中去除SOx的配置和方法
本申请要求我们在2004年11月9日提交的序号为PCT/US04/37556的同时待审国际专利申请的利益，并进一步参考我们在2004年4月22日提交的序号为PCT/US04/12599的同时待审国际专利申请，两篇专利申请都通过引用结合到本文中。
发明领域
本发明的领域是废气处理，特别是从含氧气体中去除二氧化硫和三氧化硫。
发明背景
目前已知的用于从含氧气体中去除二氧化硫的方法通常采用苛性碱(caustic)方法(参见例如：美国专利第3,719,742号，Terrana等；美国专利第3,920,794号，LaMantia等)，或者使用胺类溶剂从废气中吸收SO2的方法(参见例如：美国专利第3,904,735号，Atwood等)。然而，这类方法中依然存在几个困难。其中尤其是，大多数苛性碱方法消耗相对大量的能量用于汽提(stripping)和溶剂循环，而许多烷醇胺对SO2的选择性相对低并易于吸收大量CO2。
或者，如我们序号为PCT/US02/25998(公布号WO03/045544)的国际专利申请中描述的，将含有二氧化硫的废气引入还原气体发生器，其使用天然气、空气和氢气来操作，以提供足够的还原气体至所述废气。选择通常的操作条件，以致基本完全地从废气中去除氧气。如此形成的加氢处理的进料气体包含硫化氢，然后使用接触器(contactor)和适当溶剂去除所述硫化氢。这种配置在大多数条件下有利地提高了硫的去除。但是，常常需要高温操作和补加燃料气体，其易于增加操作的成本和复杂性。而且，这种方法常常消耗大量能量用于溶剂循环和再生。
为排除与高温操作相关的问题，可以采用配置，其中使用独立的催化反应在适中温度下(例如，600-900℉)去除含硫物质，所述催化反应进一步利用了Claus反应的优点。我们序号为PCT/US04/12599的同时待审国际申请中公开了示例性的配置。我们序号为PCT/US04/37556的同时待审国际申请中进一步公开了其他可供选择的配置，该配置采取从含有氧化硫的进料气体中催化脱氧。虽然这种配置对优选溶剂操作的设备是特别有利的，但可能依然存在各种缺点。其中尤其是，这种配置至少部分地依赖Claus型反应，而Claus型反应受相对不利的、朝向硫形成的反应平衡所限制。同样地，如美国专利第6,214,311号所描述的，Claus过程的同时，使用适当的催化剂和过量空气将来自上游Claus反应的硫化氢直接氧化为元素硫。再有，虽然这种配置常常获得相对清洁的流出物(effluent)，但是，一般受Claus反应的反应平衡所限制。
因此，尽管现有技术中已知许多配置和方法来降低含氧气流出气流(effluentstreams)中的硫浓度，但其全部或几乎全部都有一个或多个缺点。因此，依然需要提供改善的方法和配置以降低这种气流中的硫含量。
发明概述
本发明涉及从含氧酸性气体中去除硫的配置和方法，其中使用还原气体发生器从所述酸性气体中去除氧气，并且其中如此处理的脱氧酸性气体被进料至直接还原反应器，含硫物质在所述还原反应器中被还原为元素硫。使用这种配置的设备是特别经济的，因为大致全部(至少85％，更通常至少95％，最通常99％)含硫物质在非Claus反应的过程中被转化为元素硫，而Claus反应通常受反应平衡所限制。
本发明主题的一个方面，设备包括用以提供包含多种含硫物质的含氧酸性气体的气体源。还原气体发生器与所述气体源结合，用以接收所述含氧酸性气体，并进一步用以：(1)在有效去除所述含氧酸性气体中的氧气的条件下操作，和(2)生成富含氢气和一氧化碳的脱氧气体。预期的设备进一步包括催化反应器，该催化反应器与所述还原气体发生器结合并用以接收所述脱氧气体，其中直接还原催化剂被置于所述催化反应器中，并且其中所述催化反应器用以将所述多种含硫物质的至少一种转化为元素硫和脱去了所述含硫物质的废气。
最通常地，所述含氧酸性气体是或包括来自催化剂再生器流出物、流体催化裂化烟气、焦炭烟气和/或熔炼炉闪蒸气(smelterflashgas)的气体，并且其氧气浓度在2％体积至15％体积之间。因此，这种气体一般包括总量少于50％体积的二氧化硫、三氧化硫、氧硫化碳和/或二硫化碳。关于压力，一般优选的是，含氧酸性气体的压力不超过50psia。
优选的催化剂为所有辅助含硫物质直接还原至元素硫的催化剂，并且最优选不催化Claus反应。因此，除了其他适当的催化剂，特别优选的直接还原催化剂包括：铁/γ氧化铝，和CoMo催化剂，以及在美国专利第6,214,311和5,384,301号中描述的那些催化剂。因此，优选地在约400-1000℉之间的温度下进行直接还原。当需要时，可以提供额外的氢气至还原气体发生器，所述还原气体发生器优选地在1100-1300℉之间的温度下进行操作。
从另一方面看，设备可以包括直接还原反应器，该反应器用以使来自脱氧气体的氧化硫和硫化氢在所述反应器中被转化为元素硫。预期设备还将包括还原气体发生器，该发生器在上游与所述还原反应器结合，用以在足以从包含所述氧化硫和所述硫化氢的进料气体(例如：流体催化裂化烟气、催化剂再生器流出物、焦炭烟气和/或熔炼炉闪蒸气)中脱去氧的条件下操作，从而生成所述脱氧气体。
在这种设备中，所述氧化硫和所述硫化氢优选地以不超过15％体积的浓度存在于所述脱氧气体中，并且所述还原气体发生器通常用以在1000-1500℉之间的温度下操作，而所述直接还原反应器用以在400-1000℉之间的温度下操作。这种设备将通常(但非必须)包括流出物冷却器，该冷却器被置于所述还原气体发生器和所述直接还原反应器之间。
因此，本发明人预期了处理酸性气体的方法，在该方法的一个步骤中提供了包含多种含硫物质的含氧酸性气体。然后，至少一部分所述含氧酸性气体被进料至还原气体发生器，并在有效去除所述含氧酸性气体中的氧气的条件下操作该还原气体发生器，从而形成富含氢气和一氧化碳的脱氧气体。在另外一个步骤中，所述氢气和/或一氧化碳在直接还原催化剂存在下与所述含硫物质的至少一种反应，从而形成元素硫和脱去了所述含硫物质的废气。
通常，所述还原气体发生器在1100-1400℉之间的温度下操作，而所述还原气体发生器在400-1000℉之间的温度下操作。当需要时，根据脱氧气体的组成，可以提供额外的氢气。然后，如此生成的废气可以被烧弃或排放至大气。
本发明的各种目的、特征、方面或优点将通过附图和下面本发明优选实施方案的详细描述而变得更加显而易见。
附图简述
图1是预期设备的示例性配置
发明详述
本发明人已经发现：可以在设备配置中将各种含硫物质、特别是SOx(二氧化硫和三氧化硫)从含氧酸性气体中有效去除，在所述设备配置中，通过在还原气体发生器中燃烧酸性气体清除氧气(O2)。应注意，这种过程不仅从酸性气体中清除氧气，而且还提供还原气体(H2和CO)，用于随后将含硫物质直接还原至元素硫。然后，在下游的使用直接还原催化剂的反应器中，用还原气体发生器的流出物(通常为冷却的)进行直接还原。
在如图1示意说明的一个示例性配置中，设备100包括还原气体发生器110，其接收来自催化剂再生器的含氧酸性气体102(例如，来自Z-Sorb过程的流出物；未显示)。通常，酸性气体102的压力小于50psia(最通常介于20psia和40psia之间)并含有约2％体积至约15％体积之间的氧气。如本文使用的，与一个数字结合的术语“约”指该数字的+/-10％的范围，包括+/-10％。除了其他含硫物质，酸性气体还预期包括总共约2.2％体积的SO2和SO3，以及总共少于0.5％体积的H2S和COS。还原气体发生器110使用天然气104和空气(和/或任选O2)106来保持约1200℉的火焰温度，以消耗大致全部的氧气。因此，还原气体发生器流出物112是富含氢气和一氧化碳的脱氧气体。优选地，从酸性气流112中去除氧，至足以维持适当催化剂功能的程度。因此，氧气将以少于0.5％体积，更通常少于0.1％体积，最通常少于0.01％体积的浓度存在于气流112中。当需要时，额外的还原剂(例如，H2和/或CO)108可以被添加至还原气体发生器。
还原气体发生器流出物112的温度一般约1200℉，并且至少一部分流出物112在反应器进料冷却器120中被冷却而形成冷却流112′，后冷却流112′(与流出物112混合)将形成温度约400-600℉之间的冷却的脱氧气体112″。最优选地，冷却的脱氧气体112″被直接进料至直接还原反应器130，其中直接还原催化剂辅助含硫物质还原至元素硫。预期使用这种配置可以获得超过90％的转化率。然后，反应器流出物132被进料至硫冷凝器140，元素硫作为流体144从该冷凝器被回收(其随后可以脱气或可以不脱气)，并且该冷凝器释放脱硫的流出物142至排气管(stack)或焚烧炉(incinerator)。
本发明主题的一个可供选择的方面，应该理解：除催化剂再生器流出气流外，许多其它的气体源也被认为是适合的，并且所有包括至少一种含硫物质的含氧气流也被认为适合本发明使用。最通常的，预期含氧酸性气体的氧气含量为约20％体积至0.1％体积，甚至更少。例如，当含氧酸性气体是再生器流出物时，可以存在较高水平(例如，约5％体积至约20％体积)的氧气。另一方面，特别是当含氧酸性气体是流体催化裂化烟气、焦炭烟气、Claus尾气、熔炼炉闪蒸气或燃烧气体时，氧气含量可以是相对中等至低的(例如，介于约2％体积和约15％体积之间至介于约0.5％体积和约5％体积之间)。
同样地，取决于含氧酸性气体的特定性质，含硫物质和浓度将显著变化。除了其他预期化合物，特别预期的含硫物质包括SO2和SO3。然而，进一步预期的含硫物质包括烷基硫醇、CS2、COS和H2S。关于含硫物质的浓度，一般预期：含硫物质可以0.1％体积至约50％体积(最通常等于或少于50％体积)的总量存在。然而，更通常地，含硫物质将以约0.1％体积至约2.0％体积的范围存在，甚至更通常地以约0.5％体积至约5.0％体积的范围(在一些情况下以约2.0％体积至约25％体积的范围)存在。而且，虽然并非对本发明主题的限制，但一般预期：在预期含氧酸性气体中的氧化硫是所述酸性气体中的主要部分(即，SO2和/或SO3以总含硫物质的至少50％摩尔的量存在)。
特别适合用于还原气体发生器的燃料是天然气、甲烷或合成气(syngas)，但应理解：已知用于还原气体发生器的所有其他燃料也被认为是适当的。根据燃料和含氧酸性气体的性质，预期：燃烧可以由空气、氧气和/或纯化气体的混合物所支持，以获得适当的火焰温度和反应条件，从而：(a)生成还原气体，优选地，其量足以还原下游反应器中的含硫物质；和(b)从所述酸性气体中大致清除全部氧气。当需要时，应理解可以添加H2(和/或CO)至还原气体发生器或流出物。同样，当可用时，可以添加包括一种或多种含硫物质的无氧气流(例如，来自设备内的再循环气流)。次优选的方面，还预期：可以通过燃烧从酸性气体中去除氧气，并可以将一种还原气体或多种还原气体分别添加至脱氧气体。不论从含氧酸性气体中去除氧气的方式如何，预期：脱氧气体富含氢气和一氧化碳，并且氧气含量少于1％体积，更通常少于0.5％体积，甚至更通常少于0.1％体积，最通常少于0.01％体积。为此目的，还原气体发生器将因此在约1000至约1600℉之间的温度下操作，最通常在约1100至约1300℉之间的温度下操作。
在大多数情况下，如此生成的还原气体发生器流出物的温度通常将远远超过下游直接还原反应器的操作温度。因此，优选的是：在如图1所示的单独的反应器进料冷却器中将所述流出物冷却至适合进料至直接还原反应器的温度(例如，优选400-600℉之间)，和/或在还原气体发生器出口冷却所述流出物(例如，生成蒸汽)。根据特定的配置，应该理解全部或只有部分流出物被冷却。当只有部分流出物被冷却时，一般优选的是，然后将冷却的部分与未冷却的流出物部分混合以获得约300-750℉的温度，最优选地约400-600℉的温度。
直接还原反应器通常用以直接接收冷却的流出物并可以进一步用于接收额外进料的还原剂(例如，H2和/或CO)。然而，可供选择的方面，可以将其它含有含硫物质的进料气流进料至反应器(直接地，或者作为与流出物的混合物)。而且，适当的进料气流可以是湿气流或者干气流。不论至直接还原反应器的进料气流的性质如何，一般预期：所述反应器包括一种或多种直接还原催化剂，所述催化剂将催化含硫物质(并且最优选地是氧化硫)直接还原至元素硫。此外，一般优选的是，所述直接还原催化剂将不会或仅小程度地(例如，仅对于少于10％、更通常少于5％的含硫物质)催化Claus反应。现有技术中已知有许多用于直接还原氧化硫和其他硫化合物的催化剂，它们全部被认为适合用于本发明。然而，特别优选的催化剂包括铁/γ氧化铝，和CoMo催化剂，以及在美国专利第6,214,311和5,384,301号中描述的那些催化剂，这两篇专利都通过引用结合到本文中。
因此，在各种可供选择的操作条件中，所述直接还原反应器优选地在约400-600℉之间的温度和等于或小于50psia的压力下操作。然而，当需要时，所述还原反应器可以在各种其他温度下操作，确切的操作温度将至少部分取决于所使用的特定催化剂、含硫物质的浓度和反应器流出物中残余含硫物质的浓度。例如，适合的温度可以介于约600和700℉之间，次通常地约700和900℉之间，更次通常的达到1200℉。然而，较低的温度通常受元素硫熔点所限制。同样地，冷却的反应器进料气体的压力可以显著变化。虽然压力在大多数情况下将介于约10-50psia之间，但也预期了较高的压力。除了其他优点，较高的压力可以为直接还原提供动力学优势。因此，可以在所述还原反应器的上游加入增压装置(鼓风机、压缩机等)以增加反应器进料的压力。关于所述直接还原反应器的配置，应该理解：所述反应器可以具有现有技术已知的全部配置，并将最通常地被配置为填充床反应器或流化床反应器。
因此，应该理解，发明人预期了设备配置，其中的气体源提供了包含多种含硫物质的含氧酸性气体。还原气体发生器用以接收含氧酸性气体，并被进一步用以在有效去除含氧酸性气体中的氧气的条件下操作，从而生成富含氢气和一氧化碳的脱氧气体。预期设备配置还将包括催化反应器，该催化反应器与所述还原气体发生器结合并用以接收所述脱氧气体。直接还原催化剂置于所述催化反应器中，其中所述催化反应器用以将多种含硫物质的至少一种转化为元素硫和脱去了所述含硫物质的废气。
从另一个方面看，优选的设备包括直接还原反应器，该反应器用以使来自脱氧气体的氧化硫和硫化氢被转化为元素硫，其中还原气体发生器结合于所述还原反应器的上游，用以在足以从包含氧化硫和硫化氢的进料气体中脱去氧气的条件下操作，从而产生脱氧气体(和提供至少一部分还原剂)。在这种设备中，一般期望氧化硫和硫化氢以等于或不超过15％体积的浓度存在于脱氧气体中。但是，不特别排除较高的浓度(如上)。除了其他操作条件，优选的是，所述还原气体发生器用以在1000-1500℉之间的温度下操作，并且所述直接还原反应器用以在400-1000℉之间的温度下操作。
因此，处理酸性气体的方法可以包括以下步骤，提供包括多种含硫物质的含氧酸性气体，并且将至少一部分含氧酸性气体进料至还原气体发生器。最优选地，所述还原气体发生器在有效去除含氧酸性气体中的氧气的条件下操作，从而形成富含氢气和一氧化碳的脱氧气体。在另外的步骤中，氢气和一氧化碳的至少一种在直接还原催化剂存在下与至少一种含硫物质反应，从而形成元素硫和脱去了所述含硫物质的废气。
因此，已经公开了用于去除含氧气体中的SOx的改善的配置和方法的具体实施方案和应用。然而，对本领域技术人员显而易见的是，除了那些已经描述的实施方案，许多改变是可能的，且不脱离本发明的概念。因此，除所附权利要求的精神以外，不应以其它方式限制本发明的主题。另外，在解释说明书和权利要求书时，应该以符合上下文的可能的最宽泛的方式解释所有术语。特别地，术语“包含”和“包含”应该解释为以非排他的方式指明元件、组件或步骤，这表示所指明的元件、组件或步骤可以与其他没有被特别指明的元件、组件或步骤一起存在或利用或结合。

Claims (19)

1.一种设备，所述设备包括：
用以提供包含多种含硫物质的含氧酸性气体的气体源，其中，在所述含硫物质中，氧化硫是主要部分；
还原气体发生器，该发生器与所述气体源结合，用以接收所述含氧酸性气体，并且进一步用以在1000至1600oF的温度下操作以去除所述含氧酸性气体中的氧气并生成富含氢气和一氧化碳的脱氧气体；
与所述还原气体发生器结合的催化反应器和位于所述催化反应器和所述还原气体发生器之间的冷却器，其中所述催化反应器用于直接接收来自冷却器的至少一部分脱氧气体形成的冷却的脱氧气体；和
位于所述催化反应器中的直接还原催化剂，其中所述催化反应器用以将所述多种含硫物质的至少一种转化为元素硫和脱去了所述含硫物质的废气且
其中所述还原气体发生器、直接还原催化剂和催化反应器进一步用于防止所述多种含硫物质的至少一种在Claus反应中还原。
2.权利要求1的设备，其中所述含氧酸性气体包括来自催化剂再生器流出物、流体催化裂化烟气、焦炭烟气和熔炼炉闪蒸气中至少一种的气体。
3.权利要求1的设备，其中所述含氧酸性气体包括0.1%体积至2.0%体积或者0.5%体积至5.0%体积的含硫物质。
4.权利要求1的设备，其中所述含氧酸性气体中的含硫物质选自二氧化硫、三氧化硫、氧硫化碳、硫化氢和二硫化碳。
5.权利要求1的设备，其中所述含氧酸性气体中的含硫物质以不超过50％体积的浓度存在。
6.权利要求1的设备，其中所述直接还原催化剂为掺杂的萤石型氧化物。
7.权利要求1的设备，该设备进一步包括氢气源，该氢气源用以提供氢气至所述还原气体发生器。
8.权利要求1的设备，其中所述含氧酸性气体的压力不超过50psia。
9.权利要求1的设备，其中所述还原气体发生器在1100至1300oF下操作。
10.权利要求1的设备，其中所述冷却器将所述脱氧气体的温度降低至400至600oF。
11.一种设备，该设备包括：
直接还原反应器，该反应器含有直接还原催化剂，并用以使来自脱氧气体的氧化硫和硫化氢转化为元素硫；
位于该直接还原反应器和还原气体发生器之间的冷却器，其中直接还原反应器用于直接接收来自冷却器的至少一部分脱氧气体形成的冷却的脱氧气体；
其中所述还原气体发生器在上游与所述还原反应器结合并用以在1000至1600oF的温度下操作以从包含所述氧化硫和所述硫化氢的进料气体中脱去氧气，从而生成所述脱氧气体，其中，在所述进料气体的含硫物质中，进料气体中的氧化硫是主要部分；且
其中所述直接还原反应器、直接还原催化剂和还原气体发生器用于防止所述氧化硫和硫化氢在Claus反应中还原，
其中所述设备包括用以提供包含多种含硫物质的进料气体的气体源。
12.权利要求11的设备，其中所述氧化硫和所述硫化氢以不超过15%体积的浓度存在于所述脱氧气体中。
13.权利要求11的设备，其中所述还原气体发生器用以在1000至1500oF下操作，且其中所述直接还原反应器用以在400至1000oF下操作。
14.权利要求11的设备，其中所述进料气体包括来自催化剂再生器流出物、流体催化裂化烟气、焦炭烟气和熔炼炉闪蒸气中至少一种的气体。
15.一种处理酸性气体的方法，该方法包括：
提供含氧酸性气体，该气体包含多种含硫物质，并将所述含氧酸性气体的至少一部分进料至还原气体发生器；
在1000至1600oF的温度下操作所述还原气体发生器以去除所述含氧酸性气体中的氧气，从而形成富含氢气和一氧化碳的脱氧气体；
直接将冷却的脱氧气体加入催化反应器，其中来自还原气体发生器的至少一部分脱氧气体在冷却器中被冷却以形成冷却的脱氧气体；和
在所述催化反应器中，使所述氢气和一氧化碳的至少一种在直接还原催化剂存在下，并且在能有效防止Claus反应的条件下，与所述多种含硫物质的至少一种反应，从而生成元素硫和脱去了所述含硫物质的废气。
16.权利要求15的方法，其中所述还原气体发生器在1100至1400oF下操作，且其中所述还原气体发生器在400至1000oF下操作。
17.权利要求15的方法，其中所述含氧酸性气体包括来自催化剂再生器流出物、流体催化裂化烟气和焦炭烟气中至少一种的气体。
18.权利要求15的方法，该方法进一步包括提供氢气流至所述脱氧气体的步骤。
19.权利要求15的方法，其中所述废气被排放至大气。
CN200580045777.9A 2004-11-09 2005-10-20 从含氧气体中去除SOx的配置和方法 Expired - Fee Related CN101094805B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
USPCT/US2004/037556 2004-11-09
PCT/US2004/037556 WO2005108286A1 (en) 2004-04-22 2004-11-09 Improved configurations and methods for effluent gas treatment
PCT/US2005/038023 WO2006052424A2 (en) 2004-11-09 2005-10-20 Configurations and methods for sox removal in oxygen-containing gases

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101094805A CN101094805A (zh) 2007-12-26
CN101094805B true CN101094805B (zh) 2015-12-09

Family

ID=36336940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200580045777.9A Expired - Fee Related CN101094805B (zh) 2004-11-09 2005-10-20 从含氧气体中去除SOx的配置和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7910077B2 (zh)
EP (1) EP1819636B1 (zh)
CN (1) CN101094805B (zh)
AU (1) AU2005305204B2 (zh)
CA (1) CA2586381C (zh)
EA (1) EA012470B1 (zh)
WO (1) WO2006052424A2 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4951564B2 (ja) * 2008-03-25 2012-06-13 住友化学株式会社 再生硫黄回収装置
US8992838B1 (en) * 2011-02-02 2015-03-31 EcoVapor Recovery Systems, LLC Hydrocarbon vapor recovery system
CN102895873B (zh) * 2011-07-28 2014-10-29 中国石油化工股份有限公司 同时脱除烟气中硫氧化物、氮氧化物和一氧化碳的方法
US9266062B2 (en) 2011-07-28 2016-02-23 China Petroleum & Chemical Corporation Method of removing sulfur oxides and nitrogen oxides in the flue gas
US9370745B2 (en) 2013-04-24 2016-06-21 Jiangsu New Century Jiangnan Environmental Protection Co., Ltd Flue gas-treating method and apparatus for treating acidic tail gas by using ammonia process
CN103979500B (zh) * 2014-05-21 2015-09-09 中国石油集团工程设计有限责任公司 综合制氢的硫磺回收及尾气处理系统及工艺
CN106552492B (zh) * 2015-09-30 2019-01-25 中国石油化工股份有限公司 一种己内酰胺尾气的处理方法及装置
CN108144428A (zh) 2017-03-15 2018-06-12 江苏新世纪江南环保股份有限公司 一种氨法高效脱除气体中硫氧化物和尘的方法及装置
CN107213769B (zh) 2017-05-25 2019-09-20 江苏新世纪江南环保股份有限公司 一种分室加氨的氨法脱硫方法及装置
CN107213785B (zh) 2017-05-25 2020-08-07 江苏新世纪江南环保股份有限公司 一种fcc尾气氨法脱硝脱硫除尘的方法及装置
CL2017001700A1 (es) 2017-06-14 2018-04-20 Jiangnan Environmental Prot Group Inc Sistema y método para agregar amoniaco de manera automatica para un dispositivo de desulfurizacion a base de amoniaco.
CN107213770B (zh) 2017-07-03 2023-03-17 江苏新世纪江南环保股份有限公司 氨法脱硫吸收塔及其建立方法和运行方法
CN108722163B (zh) 2017-09-07 2019-06-07 江苏新世纪江南环保股份有限公司 一种氨法脱硫控制吸收过程气溶胶产生的方法
CN110368816A (zh) 2018-04-13 2019-10-25 江苏新世纪江南环保股份有限公司 一种氨法脱硫溶液的氧化方法及装置
CN110732227B (zh) 2018-07-20 2023-02-21 江南环保集团股份有限公司 一种酸性气处理的方法和装置
CN108905594B (zh) * 2018-09-14 2020-11-03 东北大学 一种抑制铅冶炼烟气中三氧化硫浓度的方法
CN109806751B (zh) * 2019-03-25 2021-08-24 周岩 一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统
CN110694470A (zh) * 2019-10-31 2020-01-17 中国华能集团有限公司 一种用甲烷进行烟气脱硫脱硝的系统及方法
CN111957183A (zh) 2019-12-26 2020-11-20 江苏新世纪江南环保股份有限公司 一种改进的氨法脱硫控制吸收过程气溶胶产生的方法
CN111167274B (zh) * 2020-01-19 2021-11-12 中南大学 一种从冶炼烟气中脱除三氧化硫的方法及其脱除装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1105178A (zh) * 1993-03-16 1995-07-12 埃尔夫·阿奎坦生产公司 从气体中除去硫化氢并回收硫的方法
US6214311B1 (en) * 1998-09-21 2001-04-10 Kam-Wang Vincent Kwong Process for direct reduction of sulfur compounds to elemental sulfur in combination with the claus process
EP1090675A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-11 Gastec N.V. Process for the removal of sulphur compounds from gases
CN1343621A (zh) * 2000-09-12 2002-04-10 加斯特克股份有限公司 选择性氧化硫化氢成元素硫的方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6615007A (zh) * 1966-10-24 1968-04-25
US3719742A (en) 1970-07-23 1973-03-06 Wellman Lord Inc Process for the removal of sulfur dioxide from a sulfur dioxide-containing gas
US3725531A (en) 1971-02-22 1973-04-03 Kaiser Aluminium Chem Corp Catalytic conversion of organic sulfur components of industrial off-gases
US3789060A (en) * 1971-11-03 1974-01-29 Wisconsin Alumni Res Found Fluorinated camphor derivatives and europium and praseodymium chelates thereof
US3904735A (en) 1972-03-07 1975-09-09 Union Carbide Corp Process for the selective removal of sulfur dioxide from effluent gases
US3920794A (en) 1972-09-28 1975-11-18 Little Inc A Method for removal of sulfur dioxide from gases
SU729121A1 (ru) * 1976-03-22 1980-04-25 Институт Газа Ан Украинской Сср Способ получени серы из сернистых газов
SU793931A1 (ru) * 1979-02-23 1981-01-07 Институт Газа Академии Наук Укра-Инской Ccp Способ получени элементарнойСЕРы
FR2527473A1 (fr) * 1982-05-25 1983-12-02 Inst Francais Du Petrole Procede pour l'hydrodesulfuration d'un gaz contenant de l'oxygene et des composes organiques du soufre
SU1401009A1 (ru) * 1986-06-18 1988-06-07 Институт неорганической и физической химии АН АзССР Способ получени серы
SU1699545A1 (ru) * 1989-11-02 1991-12-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа Способ очистки газа от сернистых соединений
US5384301A (en) 1991-11-12 1995-01-24 Massachusetts Institute Of Technology Catalyst for elemental sulfur recovery process
RU2137705C1 (ru) * 1998-07-06 1999-09-20 АО "Норильский горно-металлургический комбинат" Способ восстановления кислородсодержащего сернистого технологического газа природным газом
US7384611B2 (en) 2001-11-28 2008-06-10 Fluor Technologies Corporation Configurations and methods for effluent gas treatment
JP4467872B2 (ja) * 2002-08-09 2010-05-26 三菱重工業株式会社 ガス化ガス用のｃｏｓ処理装置とｃｏｓ処理方法
EA010000B1 (ru) * 2004-04-22 2008-06-30 Флуор Текнолоджиз Корпорейшн Усовершенствованная установка для удаления серы и способ обработки отходящих газов
CA2562848C (en) * 2004-04-22 2013-06-25 Fluor Technologies Corporation Configurations and methods for effluent gas treatment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1105178A (zh) * 1993-03-16 1995-07-12 埃尔夫·阿奎坦生产公司 从气体中除去硫化氢并回收硫的方法
US6214311B1 (en) * 1998-09-21 2001-04-10 Kam-Wang Vincent Kwong Process for direct reduction of sulfur compounds to elemental sulfur in combination with the claus process
EP1090675A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-11 Gastec N.V. Process for the removal of sulphur compounds from gases
CN1343621A (zh) * 2000-09-12 2002-04-10 加斯特克股份有限公司 选择性氧化硫化氢成元素硫的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1819636A4 (en) 2011-01-05
AU2005305204B2 (en) 2010-04-22
EA200701038A1 (ru) 2007-10-26
US20090004080A1 (en) 2009-01-01
EP1819636B1 (en) 2017-05-10
WO2006052424B1 (en) 2006-09-28
EA012470B1 (ru) 2009-10-30
EP1819636A2 (en) 2007-08-22
WO2006052424A2 (en) 2006-05-18
CN101094805A (zh) 2007-12-26
AU2005305204A1 (en) 2006-05-18
WO2006052424A3 (en) 2006-08-17
CA2586381A1 (en) 2006-05-18
CA2586381C (en) 2011-02-08
US7910077B2 (en) 2011-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101094805B (zh) 从含氧气体中去除SOx的配置和方法
JP4847949B2 (ja) 酸ガス流からの硫黄の高効率回収方法
JP4847950B2 (ja) 酸ガス流からの硫黄の高効率回収方法
US7648692B2 (en) COS-Claus configurations and methods
CN1972864B (zh) 排气处理的构型和方法
KR20120020113A (ko) 산 가스 스트림의 처리 방법 및 장치
JP2010514853A (ja) 硫黄回収プロセスのｌｎｇ及び／又はｇｔｌプロセスとの統合
JP3602268B2 (ja) 天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去方法およびその装置
NL1002135C2 (nl) Werkwijze voor het verwijderen van zwavelbevattende verontreinigingen, aromaten en koolwaterstoffen uit gas.
US6960548B2 (en) Method for regenerating used absorbents derived from treatment of thermal generator fumes
EP0880395A1 (en) Method for removing sulfur-containing contaminants, aromatics andhydrocarbons from gas
ZA200403598B (en) Configurations and methods for effluent gas treatment
US10933372B2 (en) Method for the removal of oxygen from an industrial gas feed
US8709366B2 (en) Configurations and methods for effluent gas treatment
US9987591B2 (en) Method for removing sulphur dioxide from gas streams, using titanium dioxide as catalyst
JP3868078B2 (ja) 発電設備
EP2961685A1 (en) Method for removing sulphur dioxide from gas streams, using titanium dioxide as catalyst
JPH11300154A (ja) 硫黄分回収方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151209

Termination date: 20181020