CN102065983A - 将硫化氢转化为氢 - Google Patents

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Abstract

一种用于从气体中基本消除杂质的方法和系统，以及用其产生的气体。

Description

将硫化氢转化为氢
技术领域
本发明涉及从气体中回收氢气，特别涉及从天然气和工业气体中除去和消耗硫化氢和其它杂质。
背景技术
许多天然气体和工艺气体都包含硫化氢、二氧化碳和其它杂质或污染物。在对该天然气进行商业应用之前，希望从该天然气中去除这些杂质或污染物。硫化氢天然存在于天然气中，并且当硫化氢浓度较高时被称为“酸气”。在精炼石油时以及在其它过程中也会产生硫化氢。天然气可包含高达90％的硫化氢含量。硫化氢是有毒的易燃物，不能合法地释放到空气中。
在自然界中可以找到元素形式的氢气，通常为痕量的，因为氢气是反应性的。氢气是一种理想的燃料，因为它是干净燃烧的燃料，即它的燃烧只产生水。然而，氢气的生产通常非常昂贵，并且非常难以贮存和运输。例如，在高达3,000psi(20,684kPa)的压力下，重约50磅(23kg)的钢筒通常仅包含约2.5盎司(71g)重的氢气。由于这种超高压和氢气的极度易燃性，这些钢筒可能非常危险。
从气体中除去硫化氢和二氧化碳的方法是已知的。例如，可借助溶剂萃取、吸附、吸收或其它手段从气体中分离硫化氢和二氧化碳。
从硫化氢中回收硫的方法也是已知的。例如，在称为Claus法的常规硫回收方法中，气体中至多约1/3的硫化氢可用空气或氧气氧化为二氧化硫，与平衡量的硫化氢反应并产生元素硫和水。该方法的一部分在高于850℃的温度下进行，并且一部分在催化剂如活性氧化铝或二氧化钛存在下进行。Claus法的化学反应是：
2H2S+3O2→2SO2+2H2O
4H2S+2SO2→3S2+4H2O
很多时候，由于主要由通常采用的胺萃取剂进入具有硫化氢的Claus反应器造成的污染，所产生的硫质量很低并且通常被认为是毒性废物。
美国公开文本2005/0191237号公开了另一种方法。该公开文本公开了用于从原料气中获得氢气产物和硫产物的方法和装置，其通过以下步骤来实现，对原料气进行分离，得到硫化氢为至少约90％体积比的纯化的硫化氢组分，离解该硫化氢组分中的硫化氢将其转化为元素氢和硫的纯化的硫化氢组分，分离该离解的纯化的硫化氢组分得到元素氢的富氢组分，以及获取元素氢的氢气产物。所述离解在介于1500℃和2000℃的温度下进行。
美国公开文本2002/0023538号也公开了去除硫化氢和其它杂质的方法。该两步法包括使用置于在约20-60℃温度下运行的流化床内的第一吸附剂来从气体中去除所述杂质中的至少一部分，以及使用置于在约100-300℃温度下运行的另一流化床内的第二吸附剂来从气体中去除所述杂质的另一部分。还公开了用于在低于400℃的温度下将所述杂质转化为元素硫和氢的转化元件，即非热能等离子电晕反应器。
发明内容
本发明一方面提供了用于从气体中基本消除杂质的方法，包括在反应器中提供具有硫化氢和烃的气体，使该气体通过温度约50℃-700℃的加热区，将硫化氢转化为硫和氢，并从所述气体中分离出硫。该方法可用以下化学反应表示：
xCH4(g)+8H2S(g)→xCH4(g)+8H2(g)+S8(s)；
其中x为任何数字，表示烃类气体对硫化氢的比例是可变的且不重要的，因为它保持不变。所述加热区通过包括催化剂和/或电阻丝的加热元件产生。
本发明的另一方面提供了用于从气体中基本去除杂质的方法，包括提供具有硫化氢、烃和二氧化碳的气体，使该气体通过温度约50℃-700℃的加热区，将硫化氢转化为硫和氢，使所述氢与二氧化碳反应形成水和碳和/或碳-硫化合物(carsuls)，借助所述二氧化碳的氧来氧化所述氢，并从所述气体中分离硫、水和碳和/或碳-硫化合物。该方法可用以下化学反应表示：
xCH4(g)+8H2S(g)+4CO2(g)→xCH4(g)+8H2O(l)+S8(s)+4C(s)；和/或
xCH4(g)+8H2S(g)+4CO2(g)→xCH4(g)+8H2O(l)+碳-硫化合物；
其中x为任何数字，表示烃类气体对硫化氢的比例是可变的且不重要的，因为它保持不变。所述加热区通过包括催化剂和/或电阻丝的加热元件产生。
本发明的另一方面提供了用于从硫化氢回收氢的方法，包括使硫化氢通过需要第一度量(measure)的能量的加热区，产生氢和硫，用空气或氧气氧化所述氢，并释放第二度量的能量，所述第二度量的能量比所述第一度量的能量高10-12倍。该方法可由以下化学反应表示：
8H2S(g)→8H2(g)+S8(s)；以及
8H2(g)+4O2(g)→8H2O(g)+能量。
所述加热区通过包括催化剂和/或电阻丝的加热元件产生。
本发明的另一方面提供了用于提供氢气作为燃料的方法，包括在容器中以液化气体形式贮存具有硫化氢的气体，提供与所述容器相连的反应器，其具有包括催化剂和电阻丝中至少一者的加热元件，将所述气体从所述容器释放到所述反应器中，使所述气体通过温度约50℃-700℃的加热区，将硫化氢转化为硫和氢，并从所述气体中分离硫。
本发明的另一方面提供了基本不含杂质的气体，所述杂质通过如下方法去除，所述方法包括在反应器中提供具有硫化氢和烃的气体，使所述气体通过温度约50℃-700℃的加热区，将硫化氢转化为硫和氢，并从气体中分离出硫。所述加热区通过包括催化剂和/或电阻丝的加热元件产生。
本发明的又一方面提供了用于从气体中基本消除杂质的系统，包括用于接收具有硫化氢和烃的气体的反应器，和位于所述反应器内的加热元件，其接触所述气体以产生基本不含硫化氢的产物。所述加热元件包括催化剂和/或电阻丝。
附图说明
图1是本发明采用的示例性的反应器的立体图。
图2是本发明方法的流程图。
图3是本发明采用的示例性反应腔的立体图。
图4是图2的示例性反应腔的剖视图“A”。
图5是本发明的示例性反应系统的立体图。
具体实施方式
本发明提供了用于从气体中基本消除杂质的方法。这些杂质包括硫化氢、二氧化碳和其它不希望的杂质，并且所述气体可以是天然气，当硫化氢含量较高时也称为“酸气”，和由石油精炼或其它工业过程产生的工业气体，或它们的组合。甲烷是天然气中的主要组分，并且可以是包含硫化氢的其它气体的组分。虽然，在所述方法中显示甲烷为反应物，但是在所述气体内可包括任何其它烃类，如未取代的和取代的烃类，包括碳原子数C1-C20、优选C1-C6的支链或无支链的烷类和烯类，环烷烃类、环烯烃类、芳香烃类或者它们的混合物。例子包括但不限于乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、乙烯和丙烯。所述烃取决于具体的气体。此外，天然和工业气体可包含许多在本文中未具体列出的其它不同的杂质和其它化学物质，例如氮和氦。
“基本”表示至少50％去除率，但是去除率可以高达100％。优选地，在本发明方法中至少70％的杂质被去除，更优选至少85％，且最优选至少95％。
用于从气体中基本消除杂质的方法包括在反应器中提供具有硫化氢和其它杂质的气体，使该气体通过温度约50℃-700℃的加热区，将硫化氢转化为硫和氢，并从所述气体中分离出硫。该方法可用以下化学反应表示：
xCH4(g)+8H2S(g)→xCH4(g)+8H2(g)+S8(s)；
其中x为任何数字，表示烃类气体对硫化氢的比例是可变的且不重要的，因为它保持不变。
所述气体可以连续方式进料到反应器中。在所述反应器内充入反应物之前，可将其密封并用惰性气体吹扫，例如氩气或氮气。特别地，如果将有多种气体进入所述反应器中，那么在进入所述反应器前，所述气体也可进给通过混合器。优选地，所述反应器是连续式管状或柱状反应器，并且可以多个串联。
在微实验室规模，可使用具有电阻丝的包裹在玻璃管内的热电偶。在中等尺寸实验室规模，柱式反应可用多颈玻璃烧瓶进行，其中所述颈装配有各种温度的加热反应柱，其设置用来将填料保持在适当位置并适用于反应物的添加、温度的监测和产物的排出。所述反应器可由耐高温硼硅酸盐玻璃或石英玻璃制成，例如由
Figure BDA0000039538070000051
Glass，United Glass Technologies或其它公司提供。温度可通过温度计或热电偶经由玻璃接触或者通过其它方式来检测，例如无接触激光导向红外读数。产物液体和固体可冷却并收集在具有Vigreux柱或其它装置的烧瓶中。冷却后的气体可输送通过液体/固体收集器到达气体取样装置和流量监测器。
在大规模上，所述反应器可以是填料塔型反应器或者通常用于接触反应物的各种类型反应器中的任何其它类型。所述反应器可以是玻璃内衬的和/或由耐硫化氢的金属或其它材料制成的，并且如果需要从所述气流中分离氢气，那么还可包含氢多孔陶瓷或其它类型的膜材料。在工业规模上，所述柱可在反应器区域内并入耐硫化氢的金属加热/冷却盘管，因为最好将催化剂预热到操作温度。一旦将所述气体进料到反应器内并且开始反应，同一盘管可用于去除放热反应中产生的过量的热。在一实施方式中，所述反应器是位于硫化氢圆筒内的催化剂涂覆的氢可渗透结构的陶瓷柱，其连续地分离释放的氢气。所述设备不限于本申请中描述的那些。任何设备均可使用，只要它能实施所述方法的各个步骤。
在反应器内配设有加热元件以产生加热区。所述加热元件可以是能供热的任何元件或装置，但是优选为催化剂涂覆的蒸汽管或者加热电阻丝。电阻丝的例子有镍-铬电阻丝，通常称为镍铬丝。可使用催化剂来加速反应器的加热区内的化学反应速率。优选的催化剂包括铜化合物如铜的碳酸盐、氢氧化物、氧化物或硫化物，钒化合物如钒的氧化物或硫化物，以及钨化合物如钨的氧化物或硫化物，以及它们的混合物，但是也可使用能加速所述反应的任何其它催化剂。示例性的催化剂包括但不限于矿物类如孔雀石和蓝铜矿，和化学品如五氧化二钒、硫化钒、镍铬丝、氧化铬、硫化钨、氧化钨、硫化钼和二氧化钛。其它催化剂包括美国专利6,099,819中具体公开的那些。所述催化剂可以为任何形式，包括粉末、颗粒和其它适用于给定反应器的形状。
所述催化剂可以是载体如环或小珠上的涂层，或者可以是颗粒，该颗粒不能细到足以阻碍气体流动通过加热的催化床层。例如，所述催化剂可以由具有氧化表面的钒屑组成。优选地，将所述催化剂置于具有特定组成的柱中，从而结构稳定并且能抵抗通过所述反应器的气体的冲击，并且置于用于接收或排放硫和纯化气体的收集器的上方或与其接触。根据需要，可采用多段式和额外的过滤过程来确保消除夹带的颗粒。
优选地，所述反应器的压力为大气压到3,000psi(20,684kPa)。在适当的情况下，也可采用更高的压力，以加速所述反应；低于大气压也能运行。加热所述反应器以形成温度为50℃-700℃的加热区。如果使用催化剂作为加热元件，在通过加热区不久即可看到硫从气流中分离。使用非电阻丝的催化剂，气体中硫化氢的分解反应可在从约50℃起始到高于硫熔点(大气压下约115℃)，到高达约700℃的温度范围内进行。当硫高于其熔点时，它可能会从催化剂中逸出而不会覆盖它。
如果使用电阻丝作为催化剂来接触所述气体，通常需要较高的温度。优选地，加热区的温度为400℃-700℃。也可使用更高的温度。
在本发明的过程中，将硫化氢转化为氢和硫，优选元素氢和元素硫。优选从所述气体中迅速分离出硫，从而释放出的氢不会与硫反应。
在本发明的一种实施方式中，使用收集器来去除所述硫。所述收集器可以是接收器、传送带、转筒或其它设计。所述收集器还可配设有设计用来去除固化硫的刮刀或其它装置。可采用多段式来消除所述硫化氢。如果反应器柱由对氢为可渗透而对所述气体、硫化氢或硫为不可渗透的材料组成，例如可控多孔性的陶瓷，并且所述柱位于对氢为不可渗透且具有适当设计的另一柱内，那么可从所述气体中去除氢并单独使用。如果在硫化氢分解反应后，未从所述气体中分离出任何的氢，那么所述气体则为氢强化的，并且具有较高的能量储量，在燃烧时与未经本发明方法处理的气体相比产生的二氧化碳更少。
通过本发明方法产生的氢气可通过常规的膜技术或其它手段从反应产物中分离，或者可以立即使用以将气体中所含的二氧化碳(天然的或故意添加的)转化为作为主要产物的水。当使用本发明方法来分解包含二氧化碳的气体中的硫化氢时，硫化氢分解过程中产生的氢与气体中的二氧化碳反应，并产生带有硫和碳的水和/或带有称为碳-硫化合物的碳硫化合物的水。
同样，本发明的另一方面提供了用于从气体中基本去除杂质的方法，包括提供具有硫化氢、烃和二氧化碳的气体，使该气体通过温度约50℃-700℃的加热区，将硫化氢转化为硫和氢，使所述氢与二氧化碳反应形成水和碳和/或碳-硫化合物，借助所述二氧化碳的氧来氧化所述氢，并从所述气体中分离硫、水和碳和/或碳-硫化合物。该方法可用以下化学反应表示：
xCH4(g)+8H2S(g)+4CO2(g)→xCH4(g)+8H2O(l)+S8(s)+4C(s)；和/或
xCH4(g)+8H2S(g)+4CO2(g)→xCH4(g)+8H2O(l)+碳-硫化合物；
其中x为任何数字，表示烃类气体对硫化氢的比例是可变的且不重要的，因为它保持不变。
二氧化碳可以已经是所述气体的成分或者是添加到高硫化氢含量的气体中的；硫化氢可以已经是所述气体的成分或者是添加到高二氧化碳含量的气体中的。硫化氢分解产生的氢与二氧化碳的氧反应，消除了气体中的二氧化碳。该反应中优选的温度是59℃以上，以使释放的氢与二氧化碳反应。
从硫化氢中释放氢气和元素硫的过程包括用氧燃烧，或者氧化，所述氢气以释放能量，并且如以下公式所示：
H2S(g)→H2(g)+S(s)；以及
2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+能量；或者
8H2S(g)→8H2(g)+S8(s)；以及
2H2(g)+02(g)→2H2O(g)+能量。
如下表1中所示，在该氢的氧化过程中释放的能量约为其中从其与硫的化学键中释放氢的第一反应中所需能量的12倍。
表1
本发明还提供了用于提供氢气作为燃料的方法，包括在容器中以液化气体形式贮存具有硫化氢的气体，提供与所述容器相连的具有加热元件的反应器，将所述气体从所述容器释放到所述反应器中，使所述气体通过温度约50℃-700℃的加热区，将硫化氢转化为硫和氢，并从所述气体中分离硫。在环境温度下，在约250psi(1,724kPa)的相对低压下，硫化氢为液体。可对其进行贮存和运输，并随后转化为氢气和副产物硫，硫可回收利用。此外，与其它燃料产生的污染物相反，燃烧氢仅产生水蒸气。
使用氢作为燃料特别适用于公用事业和运输业，因为氢是清洁燃料并且可以低压液化气体的形式贮存在常规容器例如圆筒中。氢本身是非常活跃并且可燃的。氢的贮存和运输通常需要高达3,000psi(20,684kPa)的非常高压的厚钢筒。另一方面，硫化氢远没有那么活跃或可燃，并且可以在低于300psi(2,068kPa)的非常低压的薄(因而重量非常轻)圆筒中运输。硫化氢圆筒保持的可利用氢的量为同等尺寸的氢圆筒的12倍。
在该实施方式中，可以包括所述反应器作为所述容器的一部分，或者可通过软管或其它设备连接到所述容器以提供硫化氢气体。当需要氢气时，使硫化氢流80通入腔室51(该腔室耐受硫化氢、硫和氢并且对它们而言为不可渗透的)，并且接触催化剂涂覆的加热区52，该加热区也是硫化氢和硫不可渗透的氢可渗透的膜。高纯氢81通过所述氢可渗透膜，并经由输送管流出反应器筒。在该实施方式中，加热区52通过镍铬丝61的方式加热。为了进一步去除硫化氢，还可通过另一氢可渗透膜进行最终过滤。此外，也可使用硫化氢吸收剂床来进行痕量硫化氢的去除。硫可收集在反应器底部下方。
本发明还提供了基本不含杂质的气体，其中所述杂质是通过上述方法去除的，以及用于基本消除气体中的杂质的系统。如图2所示，所述系统包括给反应器3供料的至少硫化氢和烃的气体源1。所述反应器3具有加热元件，该加热元件具有催化剂和/或电阻丝。可提供混合器2如静态混合器来混合来自气体源1的气体。反应器3产生了基本不含硫化氢的产物，包括基本不含硫的气体4和硫5。还可产生水。
虽然本发明方法可以在能够或者适用于实施本文所述方法的每一步骤的任何设备或系统中进行，但是所述方法优选采用本文所述系统的优选实施方式来进行。因此，针对一种方法和系统使用和定义的术语对于另一方法和系统而言也是同样适用的。
以下实施例用来说明本发明的方法、系统和所得的气体。这些实施例目的是帮助本领域技术人员理解本发明。然而，本发明不受其任何限制。
实施例
实施例1：从天然气中去除硫化氢的方法
将包裹在外径(OD)3mm的
Figure BDA0000039538070000101
玻璃管120中的热电偶110(用于检测反应温度)从装配有适当螺纹的适配器(adapter)145的
Figure BDA0000039538070000102
玻璃“T”140的两端插入内径(ID)约5mm的20cm长乘7mm OD的
Figure BDA0000039538070000103
玻璃管130的中心，从而形成微型反应器腔150，如图3和4所示。7mm玻璃管130外侧的一部分被75％镍和25％铬的镍铬电阻丝160螺旋线包裹，所述螺旋线的每根线之间的距离为约2mm，且该反应腔加热元件的温度通过实验室变阻器来控制。
将测试气体经由所述“T”140的第三端165进料到反应管130中。涉及催化剂的测试通过将催化剂(未示出)放置在位于所述热电偶玻璃管120和反应玻璃管130的内侧之间的空间内来进行。如图3所示，通过将反应管130以和水平成约10度角稍稍向下倾斜，并借助多孔玻璃纤维塞125阻止催化剂的向下运动来形成微反应器。通过将一段1/4”ID
Figure BDA0000039538070000111
管(挠性管)170连接到玻璃反应管130的下端，且挠性管170的另一端连接到玻璃起泡器或流量管(未示出)来监测离开反应管130的气体流量。测试气体是天然气和硫化氢的混合物，并且使用五氧化二钒作为该设备内的催化剂，在约115℃到700℃的温度和大气压下，没有从所述反应器中排出可通过人的鼻子检测到的硫化氢，因而处于非常低的ppb浓度范围(通常认为4.7ppb(十亿分之一)是人的鼻子可检测出的浓度)。
没有催化剂时，未观测到反应。当用置于玻璃管内而非玻璃管外的镍铬电阻丝替代所述化学催化剂时，观察到相同的反应，但是是在约400℃以上的温度下。
实施例2：从天然气中去除硫化氢和二氧化碳的方法
将包裹在OD 3mm的
Figure BDA0000039538070000112
玻璃管120中的热电偶110(用于检测反应温度)从装配有适当螺纹的适配器145的玻璃“T”140的两端插入内径约5mm的20cm长乘7mm OD的玻璃管130的中心，从而形成微型反应器腔150。7mm玻璃管130外侧的一部分被75％镍和25％铬的镍铬电阻丝160螺旋线包裹，所述螺旋线的每根线之间的距离为约2mm，且该反应腔加热元件的温度通过实验室变阻器来控制。
将测试气体经由所述“T”140的第三端165进料到反应管130中。涉及催化剂的测试通过将催化剂(未示出)放置在位于所述热电偶玻璃管120和反应玻璃管130的内侧之间的空间内来进行。通过将反应管130以和水平成约10度角稍稍向下倾斜，并借助多孔玻璃纤维塞125阻止催化剂的向下运动来形成微反应器。通过将一段1/4”ID管(挠性管)170连接到玻璃反应管的下端，且挠性管170的另一端连接到玻璃起泡器或流量管(未示出)来监测离开反应管130的气体流量。测试气体是天然气、硫化氢和二氧化碳的混合物，其中硫化氢的比例为每1摩尔二氧化碳2摩尔硫化氢，并且使用孔雀石作为该设备内的催化剂，在约115℃到300℃的温度和大气压下，没有从所述反应器中排出可通过人的鼻子检测到的硫化氢，因而处于非常低的ppb浓度范围(通常认为4.7ppb(十亿分之一)是人的鼻子可检测出的浓度)。
没有催化剂时，未观测到反应。当用置于玻璃管内而非玻璃管外的镍铬电阻丝替代所述化学催化剂时，观察到相同的反应，但是是在约400℃以上的温度下。
实施例3；用于从硫化氢回收氢的方法
将包裹在OD 3mm的
Figure BDA0000039538070000121
玻璃管120中的热电偶110(用于检测反应温度)从装配有适当螺纹的适配器145的
Figure BDA0000039538070000122
玻璃“T”140的两端插入内径约5mm的120cm长乘7mm OD的
Figure BDA0000039538070000123
玻璃管130的中心，从而形成微型反应器腔150。7mm玻璃管130外侧的一部分被75％镍和25％铬的镍铬电阻丝160螺旋线包裹，所述螺旋线的每根线之间的距离为约2mm，且该反应腔加热元件的温度通过实验室变阻器来控制。
将测试气体经由所述“T”140的第三端165进料到反应管中。涉及催化剂的测试通过将所述催化剂(未示出)放置在位于所述热电偶玻璃管120和反应玻璃管130的内侧之间的空间内来进行。通过将反应管130以和水平成约10度角稍稍向下倾斜，并借助多孔玻璃纤维塞125阻止催化剂的向下运动来形成微反应器。通过将一段1/4”ID
Figure BDA0000039538070000124
管(挠性管)170连接到玻璃反应管130的下端，且挠性管170的另一端连接到玻璃起泡器或流量管(未示出)来监测离开反应管130的气体流量。以硫化氢作为测试气体且五氧化二钒作为该设备中的催化剂，产生了没有硫化氢气味的氢。
没有催化剂时，未观测到反应。当用置于玻璃管内而非玻璃管外的镍铬电阻丝替代所述化学催化剂时，观察到相同的反应，但是是在约400℃以上的温度下。
实施例4：在更大的实验室规模从气体中去除硫化氢的方法
使用图5所示的具有由United Glass Technologies，Inc.建造的25mm OD硼硅酸盐柱的催化剂填充的立柱230。将包裹在玻璃管220中的热电偶210插入柱230和装配有适当螺纹的适配器245的“T”240，从而形成反应器腔250。柱230外侧的一部分被镍铬电阻丝260螺旋线包裹。
将测试气体经由所述“T”240的第三端265进料到柱230中。借助多孔玻璃纤维塞225来阻止任何催化剂的向下移动。通过接收器270接收离开柱230的气流，接收器270是
Figure BDA0000039538070000131
硼硅酸盐玻璃3颈500cc容量烧瓶。使用滴液管275来提取产物样品。使用一对夹套冷凝器280，利用在外部夹套中循环的极冷水来使水和硫冷凝。通过两个适配器246将作为流量计的转子流量计290保持在适当位置，以通过肉眼监测离开反应器的气流。第二“T”241与气体分析器和另一串联反应器相连。
如所述，在所述连续流反应器中，硫化氢和二氧化碳(比例为2摩尔H2S对1摩尔CO2)占气体混合物的50％且甲烷占气体混合物的另50％，在154℃下与作为催化剂的孔雀石短暂接触后，反应完成率达到约99.89％。液体和固态产物(水、硫和碳)收集在置于所述柱下方的3颈圆底烧瓶中，纯化的甲烷以连续流流出所述烧瓶、经由零下冷凝器到达气相色谱仪(大约每40分钟取样)。发现该反应在室温以上是热力学有利的，并且速度极快同时体积剧烈收缩，由于反应放热而温度升高。
虽然，具体地并参照具体实施方式对本发明进行了描述，但是对本领域技术人员明显的是，在不偏离本发明精神和范围的前提下可在其中进行各种改动和变更。因此，本发明试图涵盖本发明的这些变更和改动，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (24)

1.用于从气体中基本消除杂质的方法，包括：
在反应器中提供具有硫化氢和烃的气体；
使该气体通过温度约50℃-700℃的加热区，所述加热区通过包括催化剂和电阻丝中至少一者的加热元件产生；
将硫化氢转化为硫和氢；
从所述气体中分离出硫。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述烃包括甲烷。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体包括天然气、工业气体和精炼气体中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述温度包括约400-700℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述温度包括约至少115℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应器包括从约大气压到20,684kPa的压力。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述气体进料到氢可渗透的反应器中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述氢可渗透反应器包括陶瓷。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
提供二氧化碳，比例为约2摩尔硫化氢对1摩尔二氧化碳；
将所述二氧化碳转化成水、以及碳和碳-硫化合物中的至少一者；
用氢还原所述二氧化碳；以及
从所述气体中分离所述水以及所述碳和碳-硫化合物中的至少一者。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：
氧化所述氢；以及
在放热过程中释放能量，该能量为将硫化氢转化为硫和氢的吸热过程中所需的被吸收能量的10-12倍。
11.权利要求1所述的方法产生的气体。
12.用于从气体中基本消除杂质的方法，包括：
在反应器中提供具有硫化氢、烃和二氧化碳的气体；
使该气体通过温度约50℃-700℃的加热区，所述加热区通过包括催化剂和电阻丝中至少一者的加热元件产生；
将硫化氢转化为硫和氢；
使所述氢与二氧化碳反应形成水、以及碳和碳-硫化合物中的至少一者；以及
借助所述二氧化碳的氧来氧化所述氢；并且
从所述气体中分离硫、水、以及碳和碳-硫化合物中的至少一者。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述烃包括甲烷。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述气体包括天然气、工业气体和精炼气体中的至少一种。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述温度包括约400-700℃。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述温度包括约至少59℃。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述反应器包括从约大气压到20,684kPa的压力。
18.根据权利要求12所述的方法，还包括在放热过程中释放能量，该能量为将硫化氢转化为硫和氢的吸热过程中所需的被吸收能量的10-12倍。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述气体包括约2摩尔硫化氢对1摩尔二氧化碳的比例。
20.用于提供氢气作为燃料的方法，包括：
在容器中以液化气体形式贮存具有硫化氢的气体；
提供与所述容器相连的反应器，该反应器具有包括催化剂和电阻丝中至少一者的加热元件；
将所述气体从所述容器释放到所述反应器中；
使所述气体通过温度约50℃-700℃的加热区，其由所述加热元件产生；
将硫化氢转化为硫和氢；以及
从所述气体中分离硫。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述氢过滤通过仅氢可渗透膜和硫化氢吸收剂床中的至少一者。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述反应器包括氢可渗透的反应器。
23.一种基本不含杂质的气体，所述杂质通过包括如下步骤的方法去除：
在反应器中提供具有硫化氢和烃的气体；
使该气体通过温度约50℃-700℃的加热区，所述加热区通过包括催化剂和电阻丝中至少一者的加热元件产生；
将硫化氢转化为硫和氢；以及
从所述气体中分离出硫。
24.用于从气体中基本消除杂质的系统，包括：
用于接收具有硫化氢和烃的气体的反应器；和
位于所述反应器内的具有催化剂和电阻丝中至少一者的加热元件，其接触所述气体以产生基本不含硫化氢的产物。
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