CN102408098B - 处理酸性气体的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及处理酸性气体的装置和方法，尤其涉及处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物。通过变压吸附分离进料气体以提供富H2产物料流和与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2的两个酸性气体料流。在H2S至元素硫转化系统中加工酸性气体料流之一，其中将酸性气体中的H2S转化成元素硫以获得脱硫气体料流，由其形成CO2产物。在氧化系统中加工另一所述酸性气体料流，其中将酸性气体中的H2S氧化成SOx(SO2和SO3)，将来自氧化流出物的SO2或由其获得的硫酸/亚硫酸作为试剂引入H2S至元素硫转化系统。

Description

处理酸性气体的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于分离包含二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和氢气(H2)的进料气体以产生富H2产物和贫H2S并优选至少基本不含H2S的CO2产物的方法和装置。其特别涉及分离进料以形成富H2的产物气体和与进料气体相比贫H2并富CO2和H2S的一种或多种酸性气体(即含H2S)和随后加工所述酸性气体以获得CO2产物的方法和装置。本发明特别用于处理获自碳质原料的气化或重整的酸性合成气混合物。
背景技术
通过重整或气化碳质原料来生产合成气是公知的。如果原料含硫，如固体(例如煤、石油焦)或重质液体(例如沥青质)气化原料的常见情况那样，这种工艺产生含有氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和通常其它物类，如甲烷(CH4)、硫化羰(COS)和二硫化碳(CS2)的初始合成气体料流。通常，随后对该初始合成气混合物(粗制合成气)施以进一步处理。特别地，可以对该初始合成气混合物施以水煤气变换反应，其中初始合成气混合物中存在的至少一部分CO通过在合适的变换催化剂存在下与H2O反应来转化成另外的CO2和H2。这种工艺还会通过在水煤气变换反应过程中合成气中的其它硫物类(如COS和CS2)的附带转化产生另外的H2S。
由于担心温室气体排放，越来越希望在使用剩余的富H2产物(主要包含H2或H2和CO的混合物)作为燃烧燃料或用于化学品生产或精炼用途之前从合成气中除去CO2。可以压缩CO2以便储存在地下或用于提高油采收率(EOR)。还可能必须从合成气中除去H2S。如果该富H2产物要用于化学品生产或精炼，则如果存在H2S，其可能是这些下游工艺的毒物。同样地，如果该富H2产物要在燃烧轮机中燃烧产生动力，则如果存在H2S，其会转化成SOx(SO2和SO3)，对它们有排放限额，因此可能需要使用昂贵脱硫技术从燃烧废气中除去。同样地，与CO2一起储存H2S可能不实际或不允许。因此，还必须找到在管道运输或地质封存之前从CO2中成本有效地除去H2S的解决方案。
对于从酸性合成气混合物中捕获CO2和H2S的问题，目前最常用的商业解决方案是使用物理溶剂(即液体溶剂)吸收法，也称作酸性气体脱除(AGR)法，如SelexolTM或
Figure BSA00000555605400021
以将H2S、CO2和产物H2选择性分离成不同料流。通常通过与尾气处理单元(TGTU)联合的克劳斯法进一步处理典型地含有大约20-80摩尔％H2S的富H2S料流以产生硫。典型地压缩该CO2料流以符合管道或储存规格，并将产物H2作为燃料送往发电用的燃气轮机，或可通过变压吸附(PSA)进一步加工以实现用于精炼用途的“spec”纯度(通常99.99摩尔％或更高)。但是，这种AGR法的缺点在于它们昂贵并具有相当大的功率消耗。
如上所述，除去获自AGR法的富H2S料流中所含的H2S的典型方法是使用克劳斯法转化成元素硫。这种方法如公知的那样典型地包括初始热步骤，接着一个或多个催化步骤。在热步骤中，该富H2S料流在高温下在亚化学计量燃烧中反应以将一部分H2S转化成SO2。控制燃烧过程中氧化剂(即O2)与H2S的比率以使所有H2S的总共1/3转化成SO2。这为后继催化步骤提供恰当的2∶1H2S∶SO2摩尔比。更具体地，在所述后继催化步骤中，使获自热步骤的H2S/SO2的2∶1混合物在合适的催化剂(例如活性铝(III)或钛(IV)氧化物)上反应以经由反应2H2S+SO2→3/8S8+2H2O将H2S和SO2转化成元素硫。该克劳斯法通常实现高(例如94至97％)但不完全的硫回收水平，因此，如上所述，通常还使用TGTU以从克劳斯工艺尾气中回收和/或除去残留H2S。
当要生产大于20短吨/天(tpd)硫(大约18000千克/天硫)时和当该工艺的进料中的H2S浓度大于10摩尔％，更优选大于20摩尔％时，克劳斯法的经济最大化。对小于20tpd(18000千克/天)硫的生产率而言和/或对H2S浓度更稀的进料流而言，其它更经济的除硫手段通常是优选的。典型地，这些是可再生类型或“once-and-done”清除类型的催化剂基方法，并根据所处理的气体的加工条件而需要不同程度的工艺复杂性和运行成本。典型地，这些方法最适合处理H2S浓度小于5％的进料，和用于要生产小于20tpd(18000千克/天)的工艺(尽管已设计和建造更大的单元)。这些方法典型地能从进料中除去99％或更多的H2S。此类H2S处置技术的工业认可的实例包括LO-CAT和Stretford工艺。
用于从混合物中分离H2S和/或其它含硫化合物的已知现有技术方法的具体实例包括下列。
US-A1-2007/0178035，其公开内容经此引用并入本文，描述了处理包含H2、CO2和至少一种选自H2S、CO和CH4的可燃气体的气体混合物的方法。优选通过变压吸附(PSA)分离可获自碳质原料的部分氧化或重整的气体混合物，以产生分离的H2气体和包含可燃气体的粗制CO2气体。该粗制CO2气体随后在O2存在下燃烧以产生热和包含可燃气体燃烧产物的CO2产物气体。通过与分离的H2气体或由其衍生的气体间接热交换，回收来自至少一部分该CO2产物气体的热。当可燃气体是或包括H2S时，燃烧产物包括SO2和SO3(SOx)。在一个实施方案中，随后通过用水洗涤CO2产物气体以冷却该气体和除去SO3并将冷却的无SO3的气体在O2、水和NOx存在下保持在升高的压力下以将SO2和NOx转化成硫酸和硝酸来除去SOx，由此获得无SOx、贫NOx的CO2气体。
该文献中描述的方法因此是离开PSA的酸性尾气体料流中的H2S在燃烧形成SOx后最终转化成硫酸的一种硫处置途径。这种方法是常规元素硫处置途径的替代方案并另外可应付稀H2S浓度以及不同的硫总量。但是，市场状况可能限制这种硫处置途径的经济可行性，因为由这种方法产生的酸可能无法出售或品质差到可能需要昂贵的中和和处置。
US-B2-6,818,194描述了从酸性气体中除去H2S的方法，其中将酸性气体送入吸收器，在此通过包含元素硫的有机溶剂、溶解的元素硫、驱动被该液体吸收的H2S与溶解的硫之间的反应(以形成可溶于该吸收液的非挥发性多硫化物)的有机碱和防止形成多硫化物油的增溶剂的非水吸收液从该气体中除去H2S。该方法进一步包括将SO2添加到吸收器中以将多硫化物氧化成元素硫，由此通过降低H2S的平衡背压来实现H2S的更完全化学转化。来自吸收器的脱硫气离开该工艺，随后冷却吸收剂料流并送入结晶器以结晶足以平衡之前吸收的H2S量的硫。
在这种方法中，吸收器进料流中H2S/SO2的最佳摩尔比与克劳斯法的催化阶段的相同，即2∶1。在一个实施方案中，该方法用于已含有2∶1H2S/SO2摩尔比的进料流，如该进料流是运行产生具有这种组成的尾气的克劳斯工艺的尾气。在另一实施方案中，该方法可用于含H2S的进料流，在该料流流经吸收器容器之前先向其中加入SO2以获得所需2∶1比。可实现这一点的一种示例性方式是将进料流分成两个料流，使所述料流之一经过催化氧化反应器以将其中所含的至少一部分H2S转化成SO2，随后再合并这些料流。
US-A-4,356,161描述了降低包含CO2、H2S和COS的高CO2含量进料气体料流的总硫含量的方法。首先将该进料气体送往吸收塔，在此使其与对H2S呈选择性的可再生的液体聚链烷醇胺吸收剂接触。随后将包含CO2和COS并基本不含H2S的未吸收的气体料流送往还原步骤，在此将其与克劳斯废气合并并将COS还原成H2S。随后将该处理过的气体送往第二吸收塔并将未吸收的气体排放到大气中。来自这两个吸收塔的富H2S溶剂在共用汽提塔中汽提并将富H2S气体送往克劳斯单元以转化成元素硫。该文献中描述的吸收法在工业中常被称作“酸性气体富集”法。
US-A-5,122,351描述了对通过转化成元素硫来除去H2S的已知LO-CAT和Stretford方法的细化，由此回收和再使用所述方法中所用的催化多价金属氧化还原溶液。这通过在硫洗涤/过滤/回收工艺中插入闲环蒸发器/冷凝器工艺来实现以便将用于提纯硫的洗水和从硫熔炉中回收的任何多价金属氧化还原溶液送入蒸发器以将该氧化还原溶液浓缩至能有效吸收H2S的浓度并将该蒸发器中蒸发的水冷凝为用于洗涤和/或过滤回收的硫的纯水。
US-A1-2010/0111824描述了由烃质进料，如炼油厂残渣、石油、天然气、石油气、石油焦或煤制造H2的方法。在示例性实施方案中，通过气化渣油、骤冷粗合成气和对骤冷的合成气施以水煤气变换反应来形成包含H2、CO、CO2和H2S的粗制合成气。该合成气经由PSA分离成H2产物和富含CO2并还含有H2S、H2和CO的尾气。将该PSA尾气与克劳斯工艺尾气混合并将该混合物供应至尾气净化阶段，其使用液体溶剂，如MDEA或Flexsorb
Figure BSA00000555605400041
从气体混合物中选择性洗出H2S。随后从溶剂中释放H2S并添加到克劳斯工艺的进料流中。
US-A-5,248,321描述了从气体混合物，如来自发电厂的烟气、熔炉气体和各种工业操作排放的其它气体中除去硫氧化物的方法。该方法包括使该气体混合物与基本疏水的非官能化聚合吸着剂，如苯乙烯聚合物接触，该吸着剂可用在PSA系统中以选择性吸附SO2。富SO2的解吸料流可以与合适量的H2S一起送入克劳斯反应器以产生元素硫和水。
US-B2-7,306,651描述了使用PSA单元与膜的组合分离包含H2S和H2的气体混合物。PSA将进料流分离成H2料流和两个富H2S料流。一个富H2S料流作为废物料流回收，第二个压缩并经过膜以除去H2。H2S随后在压力下供应至PSA单元以供冲洗，H2送回PSA单元以供吹扫。该气体混合物可以例如是获自炼油厂中的加氢脱硫工艺的料流。可以将富H2S的废料流送入炼油厂的燃料/酸性气体管道之一中。
EP-B1-0444987描述了从煤气化产生的合成气体料流中分离CO2和H2S。含有H2S的该合成气体料流在催化CO-变换反应器中与蒸汽反应以将该料流中的基本所有CO转化成CO2。将该变换的料流送往PSA单元，其优先于H2吸附CO2和H2S，以将所述料流分离成H2产物气体和含CO2和H2S的料流。将含CO2和H2S的料流送往第二PSA单元，其优先于CO2吸附H2S，以提供据称具有高纯度的CO2产物和含H2S的料流，将后者送往克劳斯单元以将H2S转化成元素硫。
EP-A1-0633219描述了从含有硫化合物的气体料流，如来自克劳斯法的废气中除去硫化合物的方法。该方法包括下列步骤：(a)通过燃烧SO2以外的硫化合物以形成SO2并将SO2催化氧化成随后在水中形成硫酸的SO3，将硫化合物转化成硫酸；(b)将硫酸与气体料流分离；和(c)将该硫酸供应到克劳斯法的热阶段中以使硫酸与硫化氢反应形成元素硫。
类似地，US-A-4,826,670描述了通过将硫酸料流引入反应炉(克劳斯法的热阶段)以缓和氧诱发的高温来改进富氧克劳斯工艺的方法，其能使克劳斯工艺中的氧富集和附随吞吐量达到更高水平。
工业必须在选择用于加工酸性进料的技术时寻求精妙的平衡。成功的方案必须在确保所选技术能适当和稳定地满足日益严格的排放标准的同时使资本和运行成本最小化。H2S处置技术的最终选择可如上所述取决于被处理的酸性气体料流中存在的H2S浓度。如果要捕获CO2(用于地下储存或提高油采收率)，CO2产物中H2S的存在涉及规章问题且必须原位采取仔细的设计措施以确保产品纯度合格。
本发明的实施方案的一个目的是提供用于加工包含CO2、H2S和H2的进料气体(如酸性合成气)以产生富H2产物和贫H2S并优选至少基本不含H2S的CO2产物的新型方法和装置。
特别地，本发明的实施方案的一个目的是提供与常规技术(如使用液体溶剂吸收法，即酸性气体脱除法，如SelexolTM或
Figure BSA00000555605400051
将进料分离成单独的H2S、CO2和H2料流，接着在克劳斯单元中处理富H2S料流的标准商业布置)相比实现经济优点和/或具有降低的功率消耗的用于加工此类进料以获得此类产物的方法和装置。
本发明的实施方案的一个目的还在于提供用于加工包含CO2、H2S和H2的进料气体(如酸性合成气)以产生富H2产物和贫H2S的CO2产物的方法和装置，其中将H2S至少部分转化成元素硫并作为元素硫除去。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物的方法，该方法包括：
通过变压吸附(PSA)分离进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
在H2S至元素硫转化系统中通过使酸性气体与SO2、硫酸和/或亚硫酸接触来加工所述酸性气体料流之一，从而将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流，所述脱硫气体与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
在氧化系统中通过与O2反应以氧化酸性气体中的H2S和H2来加工另一所述酸性气体料流，从而产生热和形成氧化流出物，所述流出物包含CO2、SOx(SO2和SO3)和H2O并与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2，和：(i)将获自该氧化系统的至少一部分SO2引入H2S至元素硫转化系统，以提供在H2S至元素硫转化系统中与H2S反应用的至少一部分所述SO2；和/或(ii)将获自该氧化系统的至少一部分SOx转化成硫酸和/或亚硫酸，并将至少一部分所述酸引入H2S至元素硫转化系统以提供在H2S至元素硫转化系统中与H2S反应用的至少一部分所述酸；和
由获自H2S至元素硫转化系统的所述脱硫气体料流形成CO2产物。
根据本发明的另一些方面，提供适合实施根据第一方面的方法的装置。
附图说明
图1是描绘本发明的一个实施方案的流程图；
图2是描绘本发明的另一实施方案的流程图。
具体实施方式
本发明提供处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物的方法和装置。该方法包括：
通过变压吸附(PSA)分离进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
在H2S至元素硫转化系统中通过使酸性气体与SO2、硫酸和/或亚硫酸接触来加工所述酸性气体料流之一，从而将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流，所述脱硫气体与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
在氧化系统中通过与O2反应以氧化酸性气体中的H2S和H2来加工另一所述酸性气体料流，从而产生热和形成氧化流出物，所述流出物包含CO2、SOx(SO2和SO3)和H2O并与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2，和：(i)将获自该氧化系统的至少一部分SO2引入H2S至元素硫转化系统，以提供在H2S至元素硫转化系统中与H2S反应用的至少一部分所述SO2；和/或(ii)将获自该氧化系统的至少一部分SOx转化成硫酸和/或亚硫酸，并将至少一部分所述酸引入H2S至元素硫转化系统以提供在H2S至元素硫转化系统中与H2S反应用的至少一部分所述酸；和
由获自H2S至元素硫转化系统的所述脱硫气体料流形成CO2产物。
上述本发明的布置提供许多益处。特别地，使用变压吸附分离出富H2产物与使用如标准商业布置中所用的液体溶剂吸收法相比提供资本和运行成本节省和降低的功率消耗。
此外，在标准商业布置中，(通过液体溶剂吸收法)从进料流中分离并送往克劳斯单元中处理的酸性气体料流可以基本或完全不含酸性气体(即H2S和CO2)以外的组分，而在本发明的方法中，获自PSA系统的两个酸性气体料流仍含有一些H2。氧化系统中的H2氧化产生额外的热(即除H2S氧化产生的热以外的热)。因此，酸性气体料流中H2的存在能允许加工H2S浓度否则小于加工该料流所必须或最佳的水平(例如，当氧化系统是燃烧系统和不存在额外的H2时，酸性气体中的H2S浓度会不足以稳定燃烧，或当不存在额外的H2时，酸性气体中的H2S浓度会不足以在氧化系统中产生足以为H2S在H2S至元素硫转化系统中转化成硫提供最佳支持的热)的酸性气体料流。或者或另外，在H2S至元素硫转化系统不需要氧化系统中的H2氧化产生的热时，其可用于其它有用的作业。
此外，两个分开的酸性气体料流在并列的氧化和H2S至元素硫转化系统中根据本发明的加工与标准商业配置——其中将单一酸性气体料流(通过液体溶剂吸收法从进料流中分离)送往克劳斯单元的初始热氧化阶段并在其中部分燃烧，随后将来自所述热氧化阶段的所有部分燃烧流出物送往克劳斯单元的催化阶段或一系列催化阶段并在其中加工——相比提供提高的操作灵活性。特别地，如果这两个酸性气体料流的组成不同，所述料流的组成可使得有益地充分氧化一个料流和在H2S至元素硫转化系统中加工另一料流，而非混合这两个料流并将两者都送往部分氧化(例如，如果酸性气体料流之一含有较低的H2S含量和/或较高的H2和/或可氧化产生热的其它组分的含量，该料流的充分氧化和在H2S至元素硫转化系统中处理另一料流可能是优选的)。同样地，如果并非将来自氧化系统的所有流出物都转移到H2S至元素硫转化系统中，可以在氧化系统中氧化比向转化系统供应SO2或硫酸或亚硫酸所必需的量多的酸性气体，由此允许在氧化系统中产生并从中回收额外的热，而不干扰转化系统中所需的H2S与SO2和/或酸的比率。
本发明的方法和装置还保留标准商业布置的益处，即将至少一些H2S(直接或间接)转化成元素硫并以元素硫形式除去，由此避免或至少改善与如US-A1-2007/0178035中所述的方法相关的问题，其中硫以硫酸形式除去(其品质可以如上所述无法出售或需要昂贵的中和和处置。
如本文所用(和如本领域中所用)的术语“酸性”是指包含H2S的气体或料流。同样地，术语“脱硫”是指已从中除去至少一部分，优选基本全部，或全部H2S的气体或料流。
在本发明的方法中，进料气体如上所述包含至少CO2、H2S和H2。进料气体优选包含大约10至大约65摩尔％CO2，更优选大约10至大约45摩尔％CO2。进料气体优选包含最多大约5摩尔％或最多大约3摩尔％或最多大约1.5摩尔％H2S，优选包含至少大约50ppm H2S。进料气体优选包含至少大约30摩尔％，更优选至少大约50摩尔％H2。进料气体优选是获自碳质原料的气化或重整并可经过进一步工艺，例如水煤气变换反应(以将最初制成的粗制合成气中存在的一部分或所有CO转化成CO2和H2)的气体混合物。进料气体优选是酸性合成气混合物(其因此除所述CO2、H2S和H2外还含有至少一些CO)。进料气体还可例如含有：其它含碳物类，如CH4；其它含硫(即，含硫的)物类，如COS和CS2；惰性气体，如Ar和/或N2；和/或水。
如果进料气体还含有其它含硫物类(除H2S外)，优选在本发明的方法中和通过本发明的装置以与H2S相同的方式处理这些。因此，当例如料流在本文中被指出富集、脱除、贫或不含H2S时，所述料流优选也富集、脱除、贫或不含所有其它含硫物类(如果存在)；当在本文中提到吸附、除去、氧化或燃烧H2S时，则优选也吸附、除去、氧化或燃烧其它含硫物类(如果存在)。此外，当在本文中提到H2S的最大ppm或摩尔％时，这些优选也代表目标气体或料流中的所有含硫物类(总计)的最大ppm或摩尔％。因此，例如，当进料气体还含有其它含硫物类时，该进料气体优选包含最多大约5摩尔％、大约3摩尔％或大约1.5摩尔％的所有含硫物类(总计)。
通过变压吸附分离进料气体获得的富H2的产物气体与进料气体相比富集H2(即其具有比进料气体高的H2摩尔％)。其也与进料气体相比贫H2S和CO2(即其具有比进料气体更低的H2S摩尔％和更低的CO2摩尔％)。其优选不含或至少基本不含H2S。例如，富H2的产物气体优选具有小于大约20ppm，更优选小于大约10ppm，最优选小于大约5ppm的H2S浓度。其也可以不含或至少基本不含CO2。当进料气体还含有CO时，该富H2的产物气体可以根据所述产物的所需最终用途与进料气体相比富CO或贫CO(或甚至两者都不)。但是，通常优选的是，当进料流含有多于微小量的CO时，该富H2的产物气体富CO以及H2。因此，通常优选的是，只有在进料气体具有大约5摩尔％或更小，更优选大约2摩尔％或更小，最优选大约1摩尔％或更小的CO浓度时该富H2的产物气体才与进料气体相比不富集CO。
优选地，富H2的产物气体中的H2回收率(即在富H2产物中回收的进料气体中存在的H2百分比)为至少大约80％，更优选至少大约85％，更优选至少大约90％，最优选至少大约95％。如果进料流含有CO且希望富H2产物富集CO以及H2，该富H2产物中H2和CO的总回收率(即在富H2产物中回收的进料气体中存在的H2和CO(合计)的百分比)优选为至少大约75％，更优选至少大约80％，最优选至少大约90％。可以由进料气体和富H2的产物气体中目标组分(一种或多种)的摩尔数计算组分或组分组合在该富H2的产物气体中的回收百分比。因此，如果例如进料气体含有25kmol/hr的H2和25kmol/的CO且富H2的产物气体包含23kmol/hr的H2和20kmol/hr的CO，在这种情况下在富H2的产物料流中会回收92％的H2和在富H2的产物料流中回收86％的H2和CO(合计)。
富H2的产物气体优选包含至少大约90摩尔％H2或H2和CO的混合物并不含或至少基本不含H2S。富H2的产物气体可例如包含大约90摩尔％或更多H2，如该富H2气体要用作在例如燃气轮机中燃烧和膨胀以产生动力用的燃料时情况可能如此。或者，该富H2气体可例如包含至少大约99.99摩尔％H2，如该富H2气体要用于化学品或精炼用途而无需进一步提纯时情况可能如此。或者，该富H2气体可例如包含至少大约90摩尔％，更优选至少大约95摩尔％的H2和CO的混合物，具有产物预期用途所需的CO∶H2比，如大约1∶3至大约3∶1，更优选大约1∶1至大约1∶2.5的CO∶H2比(例如费托法中可能所需的那样)。
由通过变压吸附分离进料气体而得的两个酸性气体料流可具有相同或不同组成。这两个料流可以例如由最初获自进料气体分离的单一酸性气体料流形成，将该最初获得的料流分割以提供两个料流(这些料流在这种情况下因此具有相同组成，除非分别在H2S至元素硫转化系统和氧化系统中加工之前经受不同的工艺)。或者，这两个料流可作为具有相同或不同组成的分开的料流获自进料气体的分离。再或者，这两个料流可以由最初获自进料气体分离的不同料流形成，这些料流随后在至少一定程度上掺合以形成两个酸性气体料流(在这种情况下，根据用于形成这两个酸性气体料流各自的各个最初获得的料流的量，这些酸性气体料流仍可具有相同或不同的组成)。
这两个酸性气体料流各自如上所述包含CO2、H2S和至少一些H2。各酸性气体料流与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2(即具有比进料气体更低的H2摩尔％)。各酸性气体料流优选含有最多大约30摩尔％H2，典型地含有至少大约5摩尔％H2。各酸性气体料流优选包含最多大约10摩尔％，更优选最多大约6摩尔％，更优选最多大约3摩尔％或最多大约1摩尔％H2S，各酸性气体料流优选包含至少大约100ppm，更优选至少大约0.5摩尔％H2S。各酸性气体料流优选包含至少大约80摩尔％CO2。酸性气体料流可进一步包含如进料气体中可能已存在的其它含碳物类，如CO和/或CH4，和/或其它含硫物类，如COS和/或CS2。当酸性气体料流中存在CO和/或CH4时，该料流优选包含最多大约15摩尔％的CO、CH4或两者的组合。
如上所述通过变压吸附(PSA)分离进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流。实施分离的PSA系统包含选择性吸附CO2和H2S(即优先于H2吸附CO2和H2S)的一种或多种类型的吸附剂。如果该进料气体中存在其它含硫物类，如COS和/或CS2，则使用优选包含也选择性吸附这些附加含硫物类的一种或多种类型的吸附剂的PSA系统。如果该进料气体中还存在CO和/或其它含碳物类，则根据该富H2的产物气体的所需组成，可以使用或不使用选择性吸附一些或所有这些物类的吸附剂。示例性吸附剂包括碳、氧化铝、硅胶和分子筛。例如，如果产物要求是H2/CO混合物，可以使用单层硅胶，如果所需产物是燃气轮机级H2，可以使用单层硅胶或硅胶/碳拼合物(split)，如果所需产物是高纯H2，可以使用硅胶/碳/5A沸石拼合物(split)。适合用作吸附剂的硅胶类型是例如US-A1-2010/0011955中描述的高纯硅胶(大于99％SiO2)，其公开内容经此引用并入本文。
该系统可以如本领域中已知的那样包含多个吸附剂床。例如，该系统可包含多个床，各床的PSA周期大致交错以便在任何时间点始终有至少一个床在进行吸附，至少一个床在进行再生，以使该系统可连续分离供入其中的料流。该系统可包含串联和/或并联布置的床。该PSA系统可包含对要被所述系统选择性吸附的所有组分呈选择性的单一类型吸附剂，或联合提供所需选择性吸附的多于一种类型的吸附剂。当存在多于一种类型的吸附剂时，这些可以混杂和/或布置在床的分开的层/区域中，或存在于串联布置的分开的床中，或以适当和本领域中已知的任何其它方式布置。
该PSA系统可以以与用于将H2与CO2分离的已知PSA系统(在本文中也称作H2-PSA系统)相同的方式运行，采用适合这种技术领域的所有已知的周期选项(例如周期和步骤定时；吸附、平衡、再加压、降压和吹扫步骤的使用、次序和运行；等等)。PSA周期当然通常包括至少吸附、放空/降压和吹扫步骤。在吸附步骤过程中，进料气体在超大气压下送入进行吸附步骤的床，并选择性吸附CO2、H2S和该吸附剂有选择性的任何其它物类，在此步骤中推动穿过该床的至少一部分气体构成所有或至少一部分富H2的产物气体料流。在放空/降压步骤和吹扫步骤中，降低床中的压力，吹扫气体料流过该床以解吸在前一吸附步骤中吸附的CO2、H2S和任何其它物类，由此再生该床以准备用于下一吸附步骤，获自放空和/或吹扫步骤的至少一部分气体构成所有或至少一部分酸性气体料流。尽管如上所述，PSA系统中所用的吸附剂对CO2和H2S呈选择性，但由于PSA工艺的运行方式，在酸性气体料流中仍然还存在一些H2(例如由于一些H2也被吸附，存在于床的空隙空间中，和/或存在于用于吹扫床的气体中)。
这两个酸性气体料流可以由获自放空和/或吹扫步骤的气体以各种方式形成。例如，这两个酸性气体料流可以由将来自放空步骤的气体分成两个料流形成或由将来自吹扫步骤的气体分成两个料流形成。或者，可以合并来自放空和吹扫步骤的气体并作为单一混合料流从PSA中取出，随后将该料流分割形成这两个酸性气体料流。或者，酸性气体料流之一可由来自放空或吹扫步骤或来自放空或吹扫步骤的一个阶段的气体形成且另一酸性气体料流可由来自不同放空或吹扫步骤或来自相同放空或吹扫步骤的不同阶段的气体形成(例如，其中一个酸性气体料流由来自放空步骤的气体形成且另一酸性气体料流由来自吹扫步骤的气体形成；或其中这两个酸性气体料流各自由来自不同放空步骤的气体或来自不同吹扫步骤的气体形成；或其中酸性气体料流之一由在放空或吹扫步骤的一个阶段中提取的气体形成，且另一料流由在所述步骤的不同阶段中提取的气体形成)。再或者，酸性气体料流之一或两者可以由来自放空和吹扫步骤的气体的混合物形成，但其中两个酸性气体料流中来自放空和吹扫步骤的气体的比例不同(包括一个酸性气体料流由来自放空和吹扫步骤的气体的混合物形成且另一酸性气体料流由仅来自放空步骤的气体或仅来自吹扫步骤的气体形成)。
适合PSA系统的运行条件也是本领域中已知的。该吸附步骤可以例如通过在大约1-10MPa(10-100巴)绝对压力和大约10-60℃的温度下将进料气体送入该PSA系统来进行，在这种情况下，在大致相同的压力下获得富H2的产物气体。如果需要，该富H2的产物气体可以在所述产物气体投入进一步使用(例如用于化学品或精炼用途)之前膨胀产生动力。
从上面关于例如可以如何形成这两个酸性气体料流的描述中显而易见，这两个酸性气体料流可以在相同或不同的压力下获得。这两个酸性气体料流通常各自在大致大气压或略高于大气压的压力下，即在大致或略高于0.1MPa(1巴)绝对压力下获得，但也可以例如在最多大约0.5MPa(5巴)绝对压力的压力下或在低至大约0.01MPa(0.1巴)绝对压力的亚大气压下(在这种后一情况下该PSA系统是真空变压吸附系统)获得。如果需要，也可以在放空和吹扫步骤中使用更高压力(尽管当PSA的基础压力较高时PSA系统的性能降低，但由于PSA系统的动态容量降低，获自放空和吹扫步骤的气体在更高压力下获得，当需要压缩这些气体以供进一步使用时，这可能是有益的)。用于吹扫的气体可以在使用前至少部分预热。如果使用加热，则该吹扫气体升至的典型温度为大约150℃至大约300℃。
在优选实施方案中，使用与分离气化器产生的酸性合成气体料流(任选在进一步工艺步骤，如水煤气变换反应后)的PSA系统集成的燃烧化石燃料的气化系统进行该方法以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流。
如上所述，通过PSA分离进料气体而得的所述两个酸性气体料流之一在H2S至元素硫转化系统中通过使该酸性气体与SO2、硫酸和/或亚硫酸接触来加工，从而将H2S转化成元素硫(其随后例如作为液态硫料流除去)并形成脱硫气体料流，所述脱硫气体与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2。
获自H2S至元素硫转化系统的所述脱硫气体料流优选不含或基本不含H2S。H2S至元素硫转化系统优选除去在所述系统中加工的酸性气体料流中存在的H2S的至少大约90％，更优选至少大约97％，最优选至少大约99％，以使在脱硫气体料流中回收的酸性气体中存在的H2S的百分比优选为最多大约10％，更优选最多大约3％，更优选最多大约1％(同样由酸性气体料流与脱硫气体料流中存在的H2S的摩尔数计算H2S的回收百分比)。典型地和如同形成其用的酸性气体料流那样，该脱硫气体料流仍含有一些H2，因为这典型地不受H2S至元素硫转化工艺的影响。
该脱硫气体料流也如上所述用于形成CO2产物。这可以由简单地取脱硫气体料流作为CO2产物构成。或者和如下文更详细描述的那样，CO2产物可以由脱硫气体料流与一个或多个其它料流形成，在这种情况下可以合并所述料流并取作CO2产物。再或者和也如下文更详细描述的那样，CO2产物可以由单独或与一个或多个其它料流结合的脱硫气体料流的进一步加工形成，以获得具有所需CO2纯度(例如具有比脱硫气体料流或脱硫气体料流和与所述脱硫气体合并的其它料流高的纯度)的产物。在优选实施方案中，该CO2产物可特别是适合地质封存或用于提高油采收率(EOR)的包含例如至少大约98摩尔％，更优选至少大约99摩尔％，更优选至少大约99.9摩尔％CO2的高纯产物。在这种情况下，脱硫气体料流(和/或用于形成CO2产物的任何其它料流)的一定程度的进一步加工可能是必要的。
H2S至元素硫转化系统可以是适用于加工酸性气体料流以获得所需脱硫气体料流的任何类型的系统，并可包含单一类型的系统或两种或更多种不同类型的系统的组合。
如果该H2S至元素硫转化系统通过与SO2反应来将H2S转化成元素硫，该H2S至元素硫系统优选包含催化所述反应的催化剂。合适的催化剂包括例如标准克劳斯法的催化阶段中所用的催化剂(例如活性铝(III)或钛(IV)氧化物)。
H2S通过与硫酸反应转化成元素硫可根据反应3H2S+H2SO4→4S+4H2O进行，其中使H2SO4水溶液与气态H2S反应。类似地，H2S通过与亚硫酸反应转化成元素硫可根据反应2H2S+H2SO3→3S+3H2O进行，其中使H2SO3水溶液与气态H2S反应。例如在Reactions betweenHydrogen Sulfide and Sulfuric Acid：A Novel Process for Sulfur Removaland Recovery，Qinglin Zhang，Ivo G.Dalla Lana，，Karl T.Chuang，
Figure BSA00000555605400141
和HuiWang，Industrial & Engineering Chemistry Research 2000 39(7)，2505-2509；Kinetics of Reaction between Hydrogen Sulfide and SulfurDioxide in Sulfuric Acid Solutions，Ind.Eng.Chem.Res.2002，41，4707-4713；Thermodynamics and Stoichiometry of Reactions betweenHydrogen Sulfide and Concentration Sulfuric Acid，The Canadian Journalof Chemical Engineering，Volume 81，2003年2月；和Mass-TransferCharacteristics for Gas-Liquid Reaction of H2S and Sulfuric Acid in aPacked Column Ind.Eng.Chem.Res.2004，43，5846-5853中给出关于H2S和硫酸之间的反应的进一步细节；它们的公开内容经此引用并入本文。
如果需要，要在H2S至元素硫转化系统中加工的所述酸性气体料流在所述系统中加工之前可以压缩。这可以具有允许使用更小容器(和更少催化剂，如果使用气相反应的话)的优点，尽管其也可能造成额外的运行成本(与进行所述压缩相关联)。
当要在H2S至元素硫转化系统中加工的酸性气体料流除H2S外还含有一种或多种其它含硫物类时，该方法可进一步包括在H2S至元素硫转化系统中将H2S转化成元素硫之前处理一部分或所有所述酸性气体以将一种或多种所述含硫物类转化成H2S。当目标转化系统的最佳性能需要较高H2S浓度时，这可能特别优选。或者或另外，如果希望提高要在转化系统中加工的所述气体的总H2S浓度，现场可得或可从现场外输入的一个或多个其它含H2S和/或硫物类的气体料流可以与要在转化系统中加工的酸性气体掺合。
酸性气体中可能存在的其它硫物类特别(如上所述)包括COS和CS2。将此类物类转化成H2S的各种方法是已知的并可合适地使用。例如，COS可以在氧化铝和/或二氧化钛催化剂存在下经由水解反应COS+H2O→H2S+CO2转化成H2S和CO2。CS2可通过反应CS2+2H2→2H2S+C还原产生H2S，该反应通常在高温下有利并可以在Co-Mo-Al催化剂上进行。上述水解反应也在高温下有利。
如上所述，通过PSA分离进料气体而得的两个酸性气体料流中的另一个在氧化系统中通过经与O2反应来氧化酸性气体中的H2S和H2来加工，从而产生热和形成氧化流出物，所述流出物包含CO2、SOx(SO2和SO3)和H2O并与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2。该方法随之进一步包括下列步骤：(i)将获自该氧化系统的至少一部分SO2引入H2S至元素硫转化系统，以提供在H2S至元素硫转化系统中与H2S反应用的至少一部分所述SO2；和/或(ii)将获自该氧化系统的至少一部分SOx转化成硫酸和/或亚硫酸，并将至少一部分所述酸引入H2S至元素硫转化系统以提供在H2S至元素硫转化系统中与H2S反应用的至少一部分所述酸。
如果这两个酸性气体料流具有不同组成，其中所述料流之一具有(与另一所述料流相比)较低的H2S浓度和/或较高的H2和/或可氧化产生热的其它组分(即非H2S或H2的组分)浓度，(如上所述)优选在氧化系统中加工这种酸性气体料流(即具有较低的H2S浓度和/或较高的H2和/或可氧化产生热的其它组分浓度的酸性气体料流)。
获自氧化系统的所述氧化流出物优选不含或基本不含H2S。因此，优选将该氧化系统加工的酸性气体料流中的所有或基本所有H2S氧化成SOx和H2O。同样地，优选将该氧化系统加工的酸性气体料流中的所有或基本所有H2氧化成H2O(并优选也氧化该酸性气体料流中可氧化产生热的所有或基本所有的任何其它组分)。该氧化系统优选氧化在所述系统中加工的酸性气体料流中存在的H2S的至少大约90％，更优选至少大约97％，最优选至少大约99％，以使在氧化流出物中回收的酸性气体中存在的H2S的百分比为优选最多大约10％，更优选最多大约3％，更优选最多大约1％(仍可由酸性气体料流和氧化流出物中存在的H2S摩尔数计算H2S的回收百分比)。同样地，该氧化系统优选氧化在所述系统中加工的酸性气体料流中存在的H2(和优选可氧化产生热的任何其它组分)的至少大约90％，更优选至少大约97％，最优选至少大约99％。
该氧化系统可以是适用于加工酸性气体料流以获得所需氧化流出物的任何类型的系统，并可包含单一类型的系统或两种或更多种不同类型的系统的组合。
在一个实施方案中，该氧化系统包含催化氧化系统，所述系统中的酸性气体料流加工包括使该料流与氧化催化剂和O2接触以产生热和形成所述氧化流出物。该氧化催化剂可以例如是催化剂填充床形式，酸性气体料流和氧化剂料流(包含与H2S和H2反应用的O2)流经该床。氧化催化剂的合适形式是本领域中已知的。在要在所述系统中加工的酸性气体料流相对缺乏可氧化产生热的组分的情况中，催化氧化系统的使用可能特别优选。
在另一实施方案中，该氧化系统包含燃烧系统，所述系统中的酸性气体料流加工包括在O2存在下燃烧该料流以产生热和形成所述氧化流出物。可以使用任何适当类型的燃烧系统，适用于燃烧酸性气体料流的燃烧器和燃烧室是本领域中已知的。但是，该燃烧系统优选是富氧燃料燃烧系统(即，设计成使用包含多于21摩尔％，更优选至少大约90摩尔％氧气的氧化剂料流运行的燃烧系统，所述氧化剂料流是与酸性气体料流混合以为燃烧供氧的料流)。
供应至氧化系统(无论是催化氧化系统、燃烧系统还是其它)并与酸性气体料流混合以提供与H2S和H2反应用的O2的氧化剂料流优选包含多于21摩尔％氧气。该氧化剂料流更优选为至少大约90摩尔％氧气，最优选至少大约95摩尔％氧气。该氧化剂料流可以是富氧空气、富氧再循环烟气或基本纯或纯的氧气。如上所述，将优选所有或至少基本所有H2S和H2(和酸性气体中存在的可氧化产生热的任何其它组分)氧化形成它们的氧化产物(在H2S的情况下为SOx和H2O，在H2的情况下为H2O)。因此，优选地，氧化剂料流提供的O2的量至少等于，更优选超过要在氧化系统中加工的酸性气体料流中存在的所有H2S和H2(和优选可氧化产生热的所有其它组分)的氧化在理论上所需的化学计量量。
该方法优选进一步包括使氧化流出物通过热交换器以经由间接热交换从中回收热。回收的热可用于各种用途。例如，回收的热可用于生成蒸汽(其又可例如用于汽轮机以产生动力)、供应给其它工艺和/或与其它工艺料流交换。特别地，一部分或所有回收的热可用于供应H2S在H2S至元素硫转化系统中的最佳转化和/或要送入所述转化系统的酸性气体料流的最佳预处理以将额外的硫物类转化成H2S(如果进行这样的预处理)所可能必需的一部分或所有热载荷。当氧化系统是催化氧化系统时，也可以沿催化剂床长度间接提取热(例如通过在该填充床外部上或在催化剂填充管外部上发生蒸汽)。
该方法还可进一步包括使获自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流通过热交换器以经由间接热交换从中回收热。在这种情况下，所用热交换器可以是与用于从氧化流出物中回收热的热交换器相同的热交换器或不同的热交换器，从脱硫气体料流中回收的热可例如用于上文关于从氧化流出物中回收的热所描述的任何用途。
如果要在H2S至元素硫转化系统中处理的酸性气体料流要与SO2接触以将H2S转化成元素硫，可以将至少一部分氧化流出物引入所述转化系统以提供与H2S反应用的至少一部分所述SO2。在这种情况下，另一部分的所述氧化流出物可任选与来自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用以形成CO2产物。
或者或另外，如果要在H2S至元素硫转化系统中处理的酸性气体料流要与SO2接触以将H2S转化成元素硫，可以分离一部分或所有的氧化流出物以形成富SO2料流(相对于氧化流出物)和贫SO2料流的氧化流出物，将富SO2料流引入所述转化系统以提供与H2S反应用的至少一部分所述SO2。在这种情况下，一部分或所有的贫SO2的氧化流出物可任选与来自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用以形成CO2产物。
该贫SO2的氧化流出物优选不含或基本不含SO2。用于分离氧化流出物以形成富SO2料流和贫SO2的氧化流出物的系统(在本文中也称作“SO2/CO2分离系统”)可以是任何合适的类型。示例性系统包括基于吸收的系统、基于吸附的系统(使用例如如US-A-5,248,321中所述的吸附剂，其公开内容经此引用并入本文)和基于蒸馏的系统(例如EP-A1-0798032中所述的系统，其公开内容经此引用并入本文)。
如果要在H2S至元素硫转化系统中处理的酸性气体料流要与硫酸和/或亚硫酸接触以将H2S转化成元素硫，一部分或所有氧化流出物中的SOx可能转化成硫酸和/或亚硫酸并从氧化流出物中分离所述酸以形成贫SOx的氧化流出物，可以将至少一部分所述酸引入所述转化系统以提供与H2S反应用的一部分或所有的所述硫酸和/或亚硫酸。在这种情况下，一部分或所有的贫SOx的氧化流出物可任选与来自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用以形成CO2产物。
该贫SOx的氧化流出物优选不含或基本不含SOx。可以通过冷却氧化流出物以冷凝出水和将SO3转化成硫酸(典型地，这在与最初用于以上述方式从氧化流出物中回收有用的热的任何热交换器分开的热交换器中进行)并使该冷却的氧化流出物在O2、水和任选NOx存在下在升高的压力下保持足以将SO2转化成亚硫酸和/或将SO2转化成硫酸和将NOx转化成硝酸的时间来将该氧化流出物中的SOx转化成硫酸或硫酸和亚硫酸。
这种将SOx转化成酸的方法特别可以是如US-A1-2007/0178035中描述的方法，该方法的优选特征因此如该文献中所述。特别地，优选除去至少基本所有(和优选所有)的SOx和大部分，通常大约90％的任何NOx。该氧化流出物通常在大约0.1MPa(1巴)至大约0.7MPa(7巴)，更典型地大约0.1MPa(1巴)至大约0.2MPa(2巴)的压力下产生，至少部分取决于将该酸性气体料流引入氧化系统时的压力，并可以压缩至升高的压力。该升高的压力通常为至少大约0.3MPa(3巴)，优选大约1MPa(10巴)至大约5MPa(50巴)。在压力升高后气体组分与液态水之间的接触时间(或“停留时间”)影响SO2转化成H2SO4和NOx转化成HNO3的程度，不大于60秒的总“停留”时间通常足以实现SO2/NOx的最大转化。逆流式气体/液体接触装置，如塔或洗涤塔能使水与气体组分密切混合以连续除去SO2和NOx，因此构成适合提供转化所需的接触时间的装置。可以添加转化所需的O2，尽管氧化流出物中可能存在一定量的O2，例如当在氧化过程中使用化学计量过量的O2时。在氧化流出物中存在水作为氧化产物之一，但如果需要，可以进一步添加水。同样地，在氧化流出物中可能已存在NOx，和/或可按需要添加。
在引入H2S至元素硫转化系统之前，可以加热由氧化流出物中的SOx的转化获得的硫酸和/或亚硫酸料流以逐出过量水，由此在酸添加到转化系统中之前浓缩该酸。水的这种蒸发优选在大气压下或在真空下进行。
通过在该H2S至元素硫转化系统中引入从氧化流出物中分离的富SO2料流或由氧化流出物中的SOx转化的硫酸和/或亚硫酸或仅一部分氧化流出物(提供与H2S反应所需的SO2量所必需的)并与来自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用贫SO2-或SOx的氧化流出物或其余氧化流出物以形成CO2产物，可以提高与转化系统中处理的量相比将在氧化系统中氧化的酸性气体量而不影响转化系统中的反应化学计量学。这又能通过氧化系统生成并从氧化系统中回收额外的可用热。但是，如果一部分氧化流出物或仍含有一些SOx的贫SO2-或SOx-的氧化流出物也要用于形成CO2产物，应小心确保所用氧化流出物的量或贫SO2-或SOx的氧化流出物的量不会使CO2产物的SOx含量超过容许限。
在某些实施方案中，也可以由进料气体的分离获得第三酸性气体料流，所述第三酸性气体料流同样包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2。在这种情况下，该方法可进一步包括使所述第三酸性气体料流绕过H2S至元素硫转化系统和氧化系统并与来自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用所述料流以形成CO2产物。
在这些实施方案中，该第三酸性气体料流优选由最初获自进料气体分离的酸性气体料流形成，将该最初获得的料流分成第三料流和前两个酸性气体料流之一或两者，并响应所述酸性气体的H2S含量的变化调节酸性气体在第三料流与所述另外两个料流之一或两者之间的所述分配，以致如果H2S含量降低则提高绕过氧化系统和H2S至元素硫转化系统的所述酸性气体的比例，如果H2S含量提高，则降低该比例。
通过使酸性气体料流绕过氧化系统和H2S至元素硫转化系统以便在所述氧化系统和H2S至元素硫转化系统中仅加工将CO2产物(由绕过的料流、来自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流和任选地一部分氧化流出物或一部分或所有的贫SO2-或SOx-的流出物构成)的H2S含量降至可接受水平而必需的获自PSA系统的总酸性气体的一部分，可以避免不必要的或“过度的”H2S脱除程度和与其相关的额外运行成本。此外，通过响应酸性气体的H2S含量的变化调节在氧化系统和H2S至元素硫转化系统中处理的总酸性气体的比例(即在H2S含量提高时将相对更多的酸性气体送往氧化和转化系统且较少的绕过，和在H2S含量降低时将相对较少的酸性气体送往氧化和转化系统且较多的绕过)，可以减轻或消除酸性气体中的H2S含量的任何变化对CO2产物的H2S含量的影响。由此，在H2S含量提高时仍可将酸性气体的H2S含量降至符合空气排放标准和/或CO2产物纯度规格所必需的水平，同时在酸性气体的H2S含量较低时避免不必要的或“过度的”H2S脱除程度。
如上所述，为了获得具有所需纯度水平的CO2产物，获自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流和也用于形成CO2产物的任何其它料流(如上述绕过的料流、一部分氧化流出物和/或一部分或所有的贫SO2-或SOx-的流出物)的某种进一步加工可能是必须的。
在一个实施方案中，本发明的方法进一步包括分离脱硫气体料流(和可用于形成CO2产物的任何其它上述料流)以形成CO2产物和包含H2的料流。典型地，该包含H2的气体与进料气体相比富集H2，因此构成第二富H2气体(富H2的产物气体是“第一”富H2气体)。该CO2产物优选包含至少大约98摩尔％，更优选至少大约99摩尔％，更优选至少大约99.9摩尔％CO2。该包含H2的气体(第二富H2气体)优选为至少大约60摩尔％，更优选至少大约70摩尔％H2。该包含H2的气体(第二富H2气体)可用于其会具有价值的任何其它工艺。例如，根据其组成，该气体可以：与通过分离进料气体获得的富H2的产物气体(即“第一”富H2气体)掺合；再循环回用于分离进料气体的系统(例如，该包含H2的气体可以与进料气体合并，在PSA周期中的附加吸附步骤中分离以提供另一部分富H2的产物气体，用作PSA周期的冲洗步骤中的冲洗气体或用作PSA周期的再加压步骤中的再加压气体)；和/或用于一个或多个附加工艺。该CO2产物可以压缩(或泵抽)至足以封存或用于EOR用途的压力。
该脱硫气体料流和用于形成CO2产物的任何其它料流可例如通过部分冷凝或使用膜分离分离以形成CO2产物和包含H2的料流。
在部分冷凝的情况下，将要分离的料流冷却并例如使用一个或多个相分离器和/或蒸馏塔分离成冷凝物和蒸气。较重组分，特别是CO2浓缩在液相中，其因此形成CO2产物，气相形成包含H2的气体(第二富H2气体)。例如在US-A1-2008/0173585和US-A1-2008/0173584中描述了适用于分离脱硫气体料流(和可用于形成CO2产物的任何其它料流)的部分冷凝系统，它们的公开内容经此引用并入本文。
当使用部分冷凝时，同样重要的是，在引入部分冷凝系统以供分离的料流中不存在水和可能冻结的其它组分(例如NH3和痕量焦油)或仅以足以避免它们冻结和堵塞该冷凝系统热交换器(用于按必要冷却该气体以便随后分离成冷凝物和蒸气)或以其它方式影响该冷凝系统性能的小量存在。为了除去水，可以在该冷凝系统上游的任何位置使用干燥系统，如变温吸附(TSA)或吸收(例如二醇、甘油)系统。
当使用膜分离时，可以使用一个或多个具有选择性渗透率(即对要分离的料流的一种或多种组分比对所述料流的一种或多种其它组分更可透)的膜分离要分离的料流。例如，可以使用H2可透但CO2大体上不可透的膜和/或反之亦然，如Journal of Membrane Science 327(2009)18-31，“Polymeric membranes for the hydrogen economy：Contemporaryapproaches and prospects for the future”中所述，其公开内容经此引用并入本文。当例如使用H2可透但比较而言CO2大体上不可透的膜时，在膜分离法过程中，将要分离的料流引入(通常在升高的压力下)膜分离系统并通过膜分离成第二富H2气体(在较低压力下从膜的渗透侧获得)和CO2产物(在升高的压力下从膜的上游侧获得)。也可以使用氮气“吹扫”料流以提高分离的驱动力，从而用相同的膜表面积在较高压力下获得离开膜分离系统的富H2气体料流。膜分离技术充分记载在文献中并可大致分类为金属、无机物、多孔碳、有机聚合物和混合物或复合材料(参见例如，Membranes for Hydrogen Separation，Nathan W.Ockwig和Tina M.Nenoff，Chemical Reviews 2007 107(10)，4078-4110，其公开内容经此引用并入本文)。聚合物膜构成用于本发明的优选类型的膜。
或者，可以通过经与O2反应氧化残留H2来加工获自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流和用于形成CO2产物的任何其它料流以形成CO2产物。这种附加氧化步骤可以例如在附加燃烧系统或更优选附加催化氧化系统(即除了用于加工获自PSA系统的两个酸性气体料流之一的氧化系统外)中进行。
在这种附加氧化步骤中，可以同样氧化该脱硫气体料流中可能仍存在的其它残留组分，例如CO和/或CH4。如果通过与脱硫气体料流一起加工一部分氧化流出物或一部分或所有的贫SO2-或SOx的氧化流出物来形成CO2产物，将所述流出物与脱硫气体料流一起引入附加氧化系统可具有利用所述流出物中的残留O2的益处，由此即使所述流出物不再含有显著量的H2或易氧化的其它组分也提供益处。如果脱硫气体料流和与脱硫气体料流一起加工以形成CO2产物的任何其它料流中存在的任何O2的量不足以提供氧化所有残留H2和要氧化的任何其它残留组分所需的O2的化学计量量，则优选可按需要追加O2以提供该化学计量量，这种追加的O2最优选以基本纯或纯的氧气体料流的形式供应。同样地，如果要加工的料流中已存在大于化学计量量的O2并希望降低或将所得CO2产物中的O2量减至最低，则可以向附加氧化系统供应追加的H2和/或可氧化的其它组分，例如CO和/或CH4，并氧化以“耗尽”所述过量的O2。例如，在这种后一情况下，也可以将一部分富H2的产物气体料流引入该附加氧化系统并在其中氧化。
该附加氧化步骤可例如在大致环境压力下进行。或者，当例如由脱硫气体料流和贫SOx的氧化流出物形成CO2产物时，可以优选冷却和压缩脱硫气体料流，将其与贫SOx的氧化流出物合并，并对合并的冷却和压缩的料流进行氧化。
在任何和所有上述实施方案中，该方法可进一步包括在氧化和/或H2S至元素硫转化系统中与获自进料气体的PSA分离的所述酸性气体料流一起加工一个或多个附加的含H2S的料流。这些附加料流可来自该工厂内的工艺或可获自现场外。
本发明的装置适用于进行上述方法。一方面中，该装置包含：
用于分离进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流的变压吸附(PSA)系统，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
通过与O2反应氧化酸性气体中的H2S和H2来加工所述酸性气体料流之一以产生热和形成氧化流出物的氧化系统，所述流出物包含CO2、SOx(SO2和SO3)和H2O并与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
通过使酸性气体与SO2接触来加工另一所述酸性气体料流以将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流的H2S至元素硫转化系统，所述脱硫气体与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将所述酸性气体料流从PSA系统转移到氧化系统和H2S至元素硫转化系统的导管装置；
用于经间接热交换从氧化流出物中回收热的热交换器；
用于从氧化系统中提取氧化流出物、使该流出物通过热交换器和将其至少一部分引入H2S至元素硫转化系统以提供与H2S反应用的SO2的导管装置；和
用于从H2S至元素硫转化系统中提取脱硫气体料流的导管装置，CO2产物由所述料流形成。
所述装置可例如进一步包括：
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选一部分未引入H2S至元素硫转化系统的氧化流出物并分离所述料流(一个或多个)以形成CO2产物和包含H2的料流的分离系统(在本文中也称作“CO2/H2分离系统”)；或
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选一部分未引入H2S至元素硫转化系统的氧化流出物并通过与O2反应来氧化脱硫气体中的H2以形成CO2产物的附加氧化系统。
另一方面中，该装置包含：
用于分离进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流的变压吸附(PSA)系统，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
通过与O2反应氧化酸性气体中的H2S和H2来加工所述酸性气体料流之一以产生热和形成氧化流出物的氧化系统，所述流出物包含CO2、SOx(SO2和SO3)和H2O并与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于分离氧化流出物以形成富SO2料流和贫SO2的氧化流出物的SO2/CO2分离系统；
通过使酸性气体与SO2接触来加工另一所述酸性气体料流以将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流的H2S至元素硫转化系统，所述脱硫气体与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将所述酸性气体料流从PSA系统转移到氧化系统和H2S至元素硫转化系统的导管装置；
用于经间接热交换从氧化流出物中回收热的热交换器；
用于从氧化系统中提取氧化流出物、使该流出物通过热交换器和将该流出物引入SO2/CO2分离系统的导管装置；
用于将富SO2料流从SO2/CO2分离系统转移到H2S至元素硫转化系统以提供与H2S反应用的SO2的导管装置；和
用于从H2S至元素硫转化系统中提取脱硫气体料流的导管装置，CO2产物由所述料流形成。
所述装置可例如进一步包括：
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分贫SO2的氧化流出物并分离所述料流(一个或多个)以形成CO2产物和包含H2的料流的CO2/H2分离系统；或
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分贫SO2的氧化流出物并通过与O2反应来氧化脱硫气体中的H2以形成CO2产物的附加氧化系统。
另一方面中，该装置包含：
用于分离进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流的变压吸附(PSA)系统，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
通过与O2反应氧化酸性气体中的H2S和H2来加工所述酸性气体料流之一以产生热和形成氧化流出物的氧化系统，所述流出物包含CO2、SOx(SO2和SO3)和H2O并与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将氧化流出物中的SOx转化成硫酸和/或亚硫酸并从该流出物中分离所述酸以形成贫SOx的氧化流出物的SOx至酸转化系统；
通过使酸性气体与硫酸和/或亚硫酸接触来加工另一所述酸性气体料流以将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流的H2S至元素硫转化系统，所述脱硫气体与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将所述酸性气体料流从PSA系统转移到氧化系统和H2S至元素硫转化系统的导管装置；
用于经间接热交换从氧化流出物中回收热的热交换器；
用于从氧化系统中提取氧化流出物、使该流出物通过热交换器和将该流出物引入SOx至酸转化系统的导管装置；
用于将硫酸和/或亚硫酸从SOx至酸转化系统转移到H2S至元素硫转化系统以提供与H2S反应用的硫酸和/或亚硫酸的导管装置；和
用于从H2S至元素硫转化系统中提取脱硫气体料流的导管装置，CO2产物由所述料流形成。
用于将SOx转化成硫酸和/或亚硫酸的系统可例如包含用于冷却氧化流出物以冷凝出水和将SO3转化成硫酸的冷却系统、用于升高该冷却的氧化流出物的压力的压缩机和用于在升高的压力下在O2和任选NOx存在下用水洗涤该冷却的氧化流出物足以将SO2转化成亚硫酸和/或将SO2转化成硫酸和将NOx转化成硝酸的时间的逆流式气体/液体接触装置。
该装置可例如进一步包括：
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分贫SOx的氧化流出物并分离所述料流(一个或多个)以形成CO2产物和包含H2的料流的CO2/H2分离系统；或
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分贫SOx的氧化流出物并通过与O2反应来氧化脱硫气体中的H2以形成CO2产物的附加氧化系统。
从本发明的方法的优选特征和实施方案的上述描述中可看出本发明的装置的其它优选特征和实施方案。
本发明的方面包括：
#1.处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物的方法，该方法包括：
通过变压吸附(PSA)分离进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
在H2S至元素硫转化系统中通过使酸性气体与SO2、硫酸和/或亚硫酸接触来加工所述酸性气体料流之一，从而将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流，所述脱硫气体与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
在氧化系统中通过与O2反应以氧化酸性气体中的H2S和H2来加工另一所述酸性气体料流，从而产生热和形成氧化流出物，所述流出物包含CO2、SOx(SO2和SO3)和H2O并与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2，和：(i)将获自该氧化系统的至少一部分SO2引入H2S至元素硫转化系统，以提供在H2S至元素硫转化系统中与H2S反应用的至少一部分所述SO2；和/或(ii)将获自该氧化系统的至少一部分SOx转化成硫酸和/或亚硫酸，并将至少一部分所述酸引入H2S至元素硫转化系统以提供在H2S至元素硫转化系统中与H2S反应用的至少一部分所述酸；和
由获自H2S至元素硫转化系统的所述脱硫气体料流形成CO2产物。
#2.根据#1的方法，其中进料气体具有大约50ppm至大约5摩尔％的H2S浓度。
#3.根据#1或#2的方法，其中进料气体是获自碳质原料的气化或重整的包含CO2、H2S、H2和CO的酸性合成气混合物。
#4.根据#1至#3任一项的方法，其中富H2的产物气体包含至少大约90摩尔％H2或H2和CO的混合物并不含或基本不含H2S。
#5.根据#1至#4任一项的方法，其中各所述酸性气体料流包含大约10摩尔％或更少H2S。
#6.根据#1至#5任一项的方法，其中获自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流不含或基本不含H2S。
#7.根据#1至#6任一项的方法，其中获自氧化系统的氧化流出物不含或基本不含H2S。
#8.根据#1至#7任一项的方法，其中该氧化系统是燃烧系统，所述系统中的酸性气体料流加工包括在O2存在下燃烧该料流以产生热和形成所述氧化流出物。
#9.根据#1至#7任一项的方法，其中该氧化系统是催化氧化系统，所述系统中的酸性气体料流加工包括使该料流与氧化催化剂和O2接触以产生热和形成所述氧化流出物。
#10.根据#1至#9任一项的方法，其中供应至氧化系统并与酸性气体料流混合以提供与H2S和H2反应用的O2的氧化剂料流包含多于21摩尔％氧气。
#11.根据#1至#10任一项的方法，其中该方法进一步包括使氧化流出物通过热交换器以经由间接热交换从中回收热。
#12.根据#1至#11任一项的方法，其中要在H2S至元素硫转化系统中加工的酸性气体料流除H2S外还含有一种或多种其它含硫物类，且其中该方法进一步包括在H2S至元素硫转化系统中将H2S转化成元素硫之前处理一部分或所有所述酸性气体以将一种或多种所述含硫物类转化成H2S。
#13.根据#1至#12任一项的方法，其中：使在H2S至元素硫转化系统中处理的酸性气体料流与SO2接触以将H2S转化成元素硫；将至少一部分氧化流出物引入所述转化系统以提供与H2S反应用的至少一部分所述SO2；任选另一部分氧化流出物与来自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用以形成CO2产物。
#14.根据#1至#13任一项的方法，其中：使在H2S至元素硫转化系统中处理的酸性气体料流与SO2接触以将H2S转化成元素硫；分离该氧化流出物以形成富SO2料流和贫SO2的氧化流出物，将富SO2料流引入所述转化系统以提供与H2S反应用的至少一部分所述SO2；任选至少一部分贫SO2的氧化流出物与来自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用以形成CO2产物。
#15.根据#14的方法，其中该贫SO2的氧化流出物不含或基本不含SO2。
#16.根据#1至#15任一项的方法，其中：使在H2S至元素硫转化系统中处理的酸性气体料流与硫酸和/或亚硫酸接触以将H2S转化成元素硫；将氧化流出物中的SOx转化成硫酸和/或亚硫酸，并从该流出物中分离所述酸以形成贫SOx的氧化流出物；将至少一部分所述酸引入所述转化系统以提供与H2S反应用的至少一部分所述硫酸和/或亚硫酸；任选至少一部分贫SOx的氧化流出物与来自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用以形成CO2产物。
#17.根据#16的方法，其中通过冷却该氧化流出物以冷凝出水和将SO3转化成硫酸并使该冷却的氧化流出物在O2、水和任选NOx存在下在升高的压力下保持足以将SO2转化成亚硫酸和/或将SO2转化成硫酸和将NOx转化成硝酸的时间来将该氧化流出物中的SOx转化成硫酸或硫酸和亚硫酸。
#18.根据#16或#17的方法，其中该贫SOx的氧化流出物不含或基本不含SOx。
#19.根据#1至#18任一项的方法，其中也由进料气体的分离获得第三酸性气体料流，所述第三酸性气体料流同样包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2，且其中该方法进一步包括使所述第三酸性气体料流绕过H2S至元素硫转化系统和氧化系统并与来自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用所述料流以形成CO2产物。
#20.根据#19的方法，其中该第三酸性气体料流由最初获自进料气体分离的酸性气体料流形成，将该最初获得的料流分成第三料流和前两个酸性气体料流之一或两者，且其中响应所述酸性气体的H2S含量的变化调节酸性气体在第三料流与所述另外两个料流之一或两者之间的所述分配，以致如果H2S含量降低则提高绕过氧化系统和H2S至元素硫转化系统的所述酸性气体的比例，如果H2S含量提高，则降低该比例。
#21.根据#1至#20任一项的方法，其中该方法进一步包括分离获自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流以形成CO2产物和包含H2的料流。
#22.根据#21的方法，其中通过部分冷凝或膜分离法分离脱硫气体料流。
#23.根据#1至#20任一项的方法，其中该方法进一步包括通过经与O2反应氧化脱硫气体中的H2来加工获自H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流以形成CO2产物。
#24.处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物的装置，该装置包含：
用于分离进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流的变压吸附(PSA)系统，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
通过与O2反应氧化酸性气体中的H2S和H2来加工所述酸性气体料流之一以产生热和形成氧化流出物的氧化系统，所述流出物包含CO2、SOx(SO2和SO3)和H2O并与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
通过使酸性气体与SO2接触来加工另一所述酸性气体料流以将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流的H2S至元素硫转化系统，所述脱硫气体与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将所述酸性气体料流从PSA系统转移到氧化系统和H2S至元素硫转化系统的导管装置；
用于经间接热交换从氧化流出物中回收热的热交换器；
用于从氧化系统中提取氧化流出物、使该流出物通过热交换器和将其至少一部分引入H2S至元素硫转化系统以提供与H2S反应用的SO2的导管装置；和
用于从H2S至元素硫转化系统中提取脱硫气体料流的导管装置，CO2产物由所述料流形成。
#25.根据#24的装置，其中该装置进一步包含：
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选一部分未引入H2S至元素硫转化系统的氧化流出物并分离所述料流(一个或多个)以形成CO2产物和包含H2的料流的CO2/H2分离系统；或
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选一部分未引入H2S至元素硫转化系统的氧化流出物并通过与O2反应来氧化脱硫气体中的H2以形成CO2产物的附加氧化系统。
#26.处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物的装置，该装置包含：
用于分离进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流的变压吸附(PSA)系统，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
通过与O2反应氧化酸性气体中的H2S和H2来加工所述酸性气体料流之一以产生热和形成氧化流出物的氧化系统，所述流出物包含CO2、SOx(SO2和SO3)和H2O并与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于分离氧化流出物以形成富SO2料流和贫SO2的氧化流出物的SO2/CO2分离系统；
通过使酸性气体与SO2接触来加工另一所述酸性气体料流以将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流的H2S至元素硫转化系统，所述脱硫气体与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将所述酸性气体料流从PSA系统转移到氧化系统和H2S至元素硫转化系统的导管装置；
用于经间接热交换从氧化流出物中回收热的热交换器；
用于从氧化系统中提取氧化流出物、使该流出物通过热交换器和将该流出物引入SO2/CO2分离系统的导管装置；
用于将富SO2料流从SO2/CO2分离系统转移到H2S至元素硫转化系统以提供与H2S反应用的SO2的导管装置；和
用于从H2S至元素硫转化系统中提取脱硫气体料流的导管装置，CO2产物由所述料流形成。
#27.根据#26的装置，其中该装置进一步包含：
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分贫SO2的氧化流出物并分离所述料流(一个或多个)以形成CO2产物和包含H2的料流的CO2/H2分离系统；或
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分贫SO2的氧化流出物并通过与O2反应来氧化脱硫气体中的H2以形成CO2产物的附加氧化系统。
#28.处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物的装置，该装置包含：
用于分离进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流的变压吸附(PSA)系统，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
通过与O2反应氧化酸性气体中的H2S和H2来加工所述酸性气体料流之一以产生热和形成氧化流出物的氧化系统，所述流出物包含CO2、SOx(SO2和SO3)和H2O并与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将氧化流出物中的SOx转化成硫酸和/或亚硫酸并从该流出物中分离所述酸以形成贫SOx的氧化流出物的SOx至酸转化系统；
通过使酸性气体与硫酸和/或亚硫酸接触来加工另一所述酸性气体料流以将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流的H2S至元素硫转化系统，所述脱硫气体与进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将所述酸性气体料流从PSA系统转移到氧化系统和H2S至元素硫转化系统的导管装置；
用于经间接热交换从氧化流出物中回收热的热交换器；
用于从氧化系统中提取氧化流出物、使该流出物通过热交换器和将该流出物引入SOx至酸转化系统的导管装置；
用于将硫酸和/或亚硫酸从SOx至酸转化系统转移到H2S至元素硫转化系统以提供与H2S反应用的硫酸和/或亚硫酸的导管装置；和
用于从H2S至元素硫转化系统中提取脱硫气体料流的导管装置，CO2产物由所述料流形成。
#29.根据#28的装置，其中用于将SOx转化成硫酸和/或亚硫酸的系统包含用于冷却氧化流出物以冷凝出水和将SO3转化成硫酸的冷却系统、用于升高该冷却的氧化流出物的压力的压缩机和用于在升高的压力下在O2和任选NOx存在下用水洗涤该冷却的氧化流出物足以将SO2转化成亚硫酸和/或将SO2转化成硫酸和将NOx转化成硝酸的时间的逆流式气体/液体接触装置。
#30.根据#28或#29的装置，其中该装置进一步包含：
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分贫SOx的氧化流出物并分离所述料流以形成CO2产物和包含H2的料流的CO2/H2分离系统；或
用于接收从H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分贫SOx的氧化流出物并通过与O2反应来氧化脱硫气体中的H2以形成CO2产物的附加氧化系统。
仅作为实例，现在参照附图描述本发明的某些实施方案。
参照图1，将包含H2、CO、CO2和H2S的酸性合成气体料流10送入变压吸附(PSA)系统12，其通过变压吸附将酸性合成气分离成富H2的产物气体的高压料流14和酸性气体的两个低压料流16和18。各所述酸性气体料流包含H2、CO、CO2和H2S，但与酸性合成气相比富CO2和H2S并贫H2。这两个酸性气体料流可具有相同或不同的组成并可以(如所示)作为分开的酸性气体料流从PSA系统中取出(例如一个料流由来自放空步骤的气体形成且另一料流由来自吹扫步骤的气体形成)，或者这两个料流可作为单一酸性气体料流取出，随后将其分成两个分开的料流。富H2的产物料流14在例如作为燃料送往燃气轮机以产生动力(例如，当富H2产物包含燃气轮机燃料级纯度H2时)或输出用于化学品或精炼用途(例如，当富H2气体包含高纯度，例如99.99摩尔％或更高的H2产物或含所需H2/CO比的高纯合成气时)之前可以在任选膨胀器52中膨胀。
将酸性气体料流16引入氧化系统24，其可以是燃烧的富氧燃烧系统或催化氧化料流16中存在的所有或基本所有的H2、CO和H2S的催化氧化系统，由此产生包含CO2、SOx和H2O的氧化(燃烧或催化氧化)流出物26。燃烧或催化氧化所需的氧气由高纯氧料流20供应。任选地，当氧化系统24是燃烧系统时，可能需要在燃烧系统中也燃烧如料流22所示的额外燃料流。氧化流出物26随后通往热交换器28以经由间接热交换从中回收一些热。
将酸性气体料流18引入H2S至元素硫转化系统32，其包含催化H2S经由与SO2反应转化成元素硫的催化剂。料流18中的所有或基本所有H2S在催化剂上与SO2反应产生元素硫和H2O(经由反应2H2S+SO2→3/8S8+2H2O)并形成脱硫气体料流34。经由转化系统32内的硫处理法以液态硫料流54形式除去由此形成的元素硫。
在图1所示的实施方案中，通过将离开热交换器28的氧化流出物30的至少一部分36送入转化系统32来供应该反应所需的SO2，料流36的流速优选提供充足但不显著超过与H2S反应所需的化学计量量的SO2量。可以由在热交换器28中从氧化流出物中回收的热供应H2S最佳转化成硫所需的热。或者或另外，在热交换器28中从氧化流出物中回收的热可用于其它用途，例如在富H2的产物气体料流14在任选膨胀器52中膨胀之前加热所述料流。
热交换器28尽管被描绘为单一单元，但可包含串联或并联的一个或多个热交换器。在热交换器28中从料流26中回收热可例如经由通过使任何或所有料流16、20、22、18和14也通过热交换器28来与所述料流间接传热。或者，可以使用循环通过热交换器26的单独传热流体(例如蒸汽)和与任何或所有料流16、20、22、18和14相联的单独热交换器(未显示)以实现与这些料流的间接传热。在热交换器28中被料流26加热的单独传热流体(未显示)也可例如用于加热转化系统32的催化剂床。
获自转化系统32的脱硫气体料流34用于形成所需CO2产物。其可以独自使用或如图1中的虚线38所示，可以将离开热交换器28的氧化流出物30的未引入转化系统32以向所述系统供应SO2的部分38与料流34合并。但是，当以这种方式使用氧化流出物30的部分38时，重要的是，料流34和38的相逆流速使所得合并料流中SOx的量不超过可接受的水平。
在压缩机56中压缩脱硫气体料流34和如果提取，氧化流出物料流38。例如可以在压缩机56中压缩料流的过程中除去脱硫气体料流34和如果提取，氧化流出物料流38中存在的水。在所示实施方案中，混合料流34和38以形成在压缩机56中压缩的单一合并料流，但同样地，料流34和38可以在压缩机56内合并或可以分别压缩和随后合并。根据所需的CO2产物纯度和脱硫气体料流34组成，或视情况而定，可以取由脱硫气体料流34和氧化流出物料流38形成的合并料流、来自压缩机56的压缩脱硫气体料流或脱硫气体和氧化流出物的压缩合并料流作为CO2产物，或可以对所述料流施以进一步加工以获得更高纯度的CO2产物。脱硫气体料流或脱硫气体和氧化流出物的合并料流的进一步加工可以例如在附加氧化系统(未显示)中进行，其中将脱硫气体料流中的残留H2和CO氧化成CO2和H2O，或如图1中所示在分离系统(“CO2/H2分离系统”)中进行，其将脱硫气体料流或合并料流分离形成CO2产物和包含H2的料流。
更具体地，在图1中所示的实施方案中，CO2/H2分离系统是包含一个或多个H2可透但比较而言CO2大体上不可透的膜的膜分离系统40，尽管同样可以使用其它类型的系统，例如部分冷凝系统。将来自压缩机56的压缩脱硫气体料流或脱硫气体和氧化流出物的压缩合并料流在膜分离系统40中分离成在较低压力下从膜的渗透侧获得的富H2气体料流50和从膜的上游侧获得的高纯CO2产物气体料流42。任选也使用N2“吹扫”料流44以提高分离的驱动力，从而用相同的膜表面积在较高压力下获得离开膜分离系统的富H2气体料流50。根据其组成，富H2气体料流50可以与富H2的产物气体料流14掺合，再循环至PSA系统10(例如通过添加到酸性合成气体料流10中或通过用在PSA周期的冲洗或再加压步骤中)或用于另一工艺。该CO2产物料流42可以在作为料流48经管道输送至地质封存或EOR之前在压缩机46中进一步压缩。
在图1中所示的实施方案的一个变体(未描绘)中，获自氧化系统28的氧化流出物30可以不直接用于向H2S至元素硫转化系统32供应SO2，而是在将氧化流出物分离形成富SO2料流(相对于氧化流出物)和贫SO2的氧化流出物的系统(“SO2/CO2分离系统”)中加工。来自SO2/CO2分离系统的富SO2料流可随后引入(代替图1中所示的氧化流出物料流36)H2S至元素硫转化系统，如果需要，离开SO2/CO2分离系统的贫SO2的氧化流出物可以与离开H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流合并(代替图1中所示的氧化流出物料流38)。
参照图2，显示图1中所示的实施方案的另一变体，其中使用与图1中相同的标号表示共同构件。在此实施方案中，将图1的通过与SO2反应来将H2S转化成元素硫的H2S至元素硫转化系统32换成通过与硫酸(H2SO4)和/或亚硫酸(H2SO3)反应来将H2S转化成元素硫的H2S至元素硫转化系统62。将酸性气体料流16如上送入氧化系统24并氧化所述料流中的所有或基本所有的H2、CO和H2S，由此提供包含CO2、SOx和H2O的氧化流出物26。同样将酸性气体料流18送入转化系统62，其将料流18中的所有或基本所有H2S转化成元素硫，由此提供脱硫气体料流34和液态硫流54。也如图1中那样，随后使获自氧化系统24的氧化流出物26通过热交换器28以经由间接热交换从中回收一些热，如此回收的热可以按H2S的最佳转化所需再供应至H2S至元素硫转化系统和/或用于其它用途。
但是，在图2中所示的实施方案中，将离开热交换器28的氧化流出物30引入SOx至酸转化系统60，在此将其冷却(在另一热交换器中)，压缩并在O2、水和任选NOx存在下保持在升高的压力下以将氧化流出物中的所有或基本所有SOx转化成硫酸或硫酸和亚硫酸，由此形成贫SOx的氧化流出物料流64和硫酸或硫酸和亚硫酸水溶液料流66。将至少一部分这种酸水溶液料流(任选在蒸发一些水以获得更浓的酸溶液后)引入H2S至元素硫转化系统62，送入该转化系统的酸的量优选至少足以提供将酸性气体料流18中的所有H2S转化成元素硫所需的化学计量量，这在硫酸的情况下根据反应3H2S(g)+H2SO4(l)→4S+4H2O(l)进行和在亚硫酸的情况下根据反应2H2S(g)+H2SO3(l)→3S+3H2O(l)进行。如果需要，离开SOx至酸转化分离系统的贫SOx的氧化流出物64可随后与离开H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流34合并。可以取脱硫气体料流或如果合并，脱硫气体和贫SOx的氧化流出物的合并料流作为CO2产物或如之前联系图1所述进一步加工以获得CO2产物。
要认识到，本发明不限于上文参照优选实施方案描述的细节，而是可以在不背离如下列权利要求中规定的本发明的精神或范围的情况下做出许多修改和变动。

Claims (1)

1.处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物的方法，该方法包括：
通过变压吸附（PSA）分离该进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
在H2S至元素硫转化系统中通过使该酸性气体与SO2、硫酸和/或亚硫酸接触来加工所述酸性气体料流之一，从而将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流，所述脱硫气体与该进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
在氧化系统中通过与O2反应以氧化该酸性气体中的H2S和H2来加工另一所述酸性气体料流，从而产生热和形成氧化流出物，所述流出物包含CO2、SOx（SO2和SO3）和H2O并与该进料气体相比富CO2并贫H2S和H2，和：（i）将获自该氧化系统的至少一部分SO2引入该H2S至元素硫转化系统，以提供在该H2S至元素硫转化系统中与H2S反应用的至少一部分所述SO2；和/或（ii）将获自该氧化系统的至少一部分SOx转化成硫酸和/或亚硫酸，并将至少一部分所述酸引入该H2S至元素硫转化系统以提供在该H2S至元素硫转化系统中与H2S反应用的至少一部分所述酸；和
由获自该H2S至元素硫转化系统的所述脱硫气体料流形成CO2产物。
2. 权利要求1的方法，其中该进料气体具有50 ppm至5摩尔%的H2S浓度。
3. 权利要求1的方法，其中该进料气体是获自碳质原料的气化或重整的包含CO2、H2S、H2和CO的酸性合成气混合物。
4. 权利要求1的方法，其中该富H2的产物气体包含至少90摩尔%H2或H2和CO的混合物并不含或基本不含H2S。
5. 权利要求1的方法，其中各所述酸性气体料流包含10摩尔%或更少H2S。
6. 权利要求1的方法，其中获自该H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流不含或基本不含H2S。
7. 权利要求1的方法，其中获自该氧化系统的氧化流出物不含或基本不含H2S。
8. 权利要求1的方法，其中该氧化系统是燃烧系统，所述系统中的酸性气体料流加工包括在O2存在下燃烧该料流以产生热和形成所述氧化流出物。
9. 权利要求1的方法，其中该氧化系统是催化氧化系统，所述系统中的酸性气体料流加工包括使该料流与氧化催化剂和O2接触以产生热和形成所述氧化流出物。
10. 权利要求1的方法，其中供应至该氧化系统并与该酸性气体料流混合以提供与H2S和H2反应用的O2的氧化剂料流包含多于21摩尔%氧气。
11. 权利要求1的方法，其中该方法进一步包括使该氧化流出物通过热交换器以经由间接热交换从中回收热。
12. 权利要求1的方法，其中要在该H2S至元素硫转化系统中加工的酸性气体料流除H2S外还含有一种或多种其它含硫物类，且其中该方法进一步包括在该H2S至元素硫转化系统中将H2S转化成元素硫之前处理一部分或所有所述酸性气体以将一种或多种所述含硫物类转化成H2S。
13. 权利要求1的方法，其中：使在该H2S至元素硫转化系统中处理的酸性气体料流与SO2接触以将H2S转化成元素硫；将至少一部分该氧化流出物引入所述转化系统以提供与H2S反应用的至少一部分所述SO2；任选另一部分该氧化流出物与来自该H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用以形成CO2产物。
14. 权利要求1的方法，其中：使在该H2S至元素硫转化系统中处理的酸性气体料流与SO2接触以将H2S转化成元素硫；分离该氧化流出物以形成富SO2料流和贫SO2的氧化流出物，将富SO2料流引入所述转化系统以提供与H2S反应用的至少一部分所述SO2；任选至少一部分该贫SO2的氧化流出物与来自该H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用以形成CO2产物。
15. 权利要求14的方法，其中该贫SO2的氧化流出物不含或基本不含SO2。
16. 权利要求1的方法，其中：使在该H2S至元素硫转化系统中处理的酸性气体料流与硫酸和/或亚硫酸接触以将H2S转化成元素硫；将该氧化流出物中的SOx转化成硫酸和/或亚硫酸，并从该流出物中分离所述酸以形成贫SOx的氧化流出物；将至少一部分所述酸引入所述转化系统以提供与H2S反应用的至少一部分所述硫酸和/或亚硫酸；任选至少一部分该贫SOx的氧化流出物与来自该H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用以形成CO2产物。
17. 权利要求16的方法，其中通过冷却该氧化流出物以冷凝出水和将SO3转化成硫酸并使该冷却的氧化流出物在O2、水和任选NOx存在下在升高的压力下保持足以将SO2转化成亚硫酸和/或将SO2转化成硫酸和将NOx转化成硝酸的时间来将该氧化流出物中的SOx转化成硫酸或硫酸和亚硫酸。
18. 权利要求16的方法，其中该贫SOx的氧化流出物不含或基本不含SOx。
19. 权利要求1的方法，其中也由该进料气体的分离获得第三酸性气体料流，所述第三酸性气体料流同样包含CO2、H2S和H2但与该进料气体相比贫H2并富H2S和CO2，且其中该方法进一步包括使所述第三酸性气体料流绕过该H2S至元素硫转化系统和该氧化系统并与来自该H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流一起使用所述料流以形成CO2产物。
20. 权利要求19的方法，其中该第三酸性气体料流由最初获自进料气体分离的酸性气体料流形成，将该最初获得的料流分成该第三料流和前两个酸性气体料流之一或两者，且其中响应所述酸性气体的H2S含量的变化调节酸性气体在该第三料流与所述另外两个料流之一或两者之间的所述分配，以致如果H2S含量降低则提高绕过该氧化系统和H2S至元素硫转化系统的所述酸性气体的比例，如果H2S含量提高，则降低该比例。
21. 权利要求1的方法，其中该方法进一步包括分离获自该H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流以形成CO2产物和包含H2的料流。
22. 权利要求21的方法，其中通过部分冷凝或膜分离分离脱硫气体料流。
23. 权利要求1的方法，其中该方法进一步包括通过经与O2反应氧化脱硫气体中的H2来加工获自该H2S至元素硫转化系统的脱硫气体料流以形成CO2产物。
24. 处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物的装置，该装置包含：
用于分离该进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流的变压吸附（PSA）系统，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与该进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
通过与O2反应氧化酸性气体中的H2S和H2来加工所述酸性气体料流之一以产生热和形成氧化流出物的氧化系统，所述流出物包含CO2、SOx（SO2和SO3）和H2O并与该进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
通过使该酸性气体与SO2接触来加工另一所述酸性气体料流以将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流的H2S至元素硫转化系统，所述脱硫气体与该进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将所述酸性气体料流从PSA系统转移到该氧化系统和H2S至元素硫转化系统的导管装置；
用于经间接热交换从该氧化流出物中回收热的热交换器；
用于从该氧化系统中提取氧化流出物、使该流出物通过热交换器和将其至少一部分引入该H2S至元素硫转化系统以提供与H2S反应用的SO2的导管装置；和
用于从该H2S至元素硫转化系统中提取脱硫气体料流的导管装置，CO2产物由所述料流形成。
25. 根据权利要求24的装置，其中该装置进一步包含：
用于接收从该H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选一部分未引入该H2S至元素硫转化系统的氧化流出物并分离所述料流以形成CO2产物和包含H2的料流的CO2/H2分离系统；或
用于接收从该H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选一部分未引入该H2S至元素硫转化系统的氧化流出物并通过与O2反应来氧化脱硫气体中的H2以形成CO2产物的附加氧化系统。
26. 处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物的装置，该装置包含：
用于分离该进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流的变压吸附（PSA）系统，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与该进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
通过与O2反应氧化酸性气体中的H2S和H2来加工所述酸性气体料流之一以产生热和形成氧化流出物的氧化系统，所述流出物包含CO2、SOx（SO2和SO3）和H2O并与该进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于分离该氧化流出物以形成富SO2料流和贫SO2的氧化流出物的SO2/CO2分离系统；
通过使该酸性气体与SO2接触来加工另一所述酸性气体料流以将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流的H2S至元素硫转化系统，所述脱硫气体与该进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将所述酸性气体料流从该PSA系统转移到该氧化系统和H2S至元素硫转化系统的导管装置；
用于经间接热交换从该氧化流出物中回收热的热交换器；
用于从该氧化系统中提取氧化流出物、使该流出物通过该热交换器和将该流出物引入SO2/CO2分离系统的导管装置；
用于将富SO2料流从该SO2/CO2分离系统转移到该H2S至元素硫转化系统以提供与H2S反应用的SO2的导管装置；和
用于从该H2S至元素硫转化系统中提取脱硫气体料流的导管装置，CO2产物由所述料流形成。
27. 根据权利要求26的装置，其中该装置进一步包含：
用于接收从该H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分该贫SO2的氧化流出物并分离所述料流以形成CO2产物和包含H2的料流的CO2/H2分离系统；或
用于接收从该H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分该贫SO2的氧化流出物并通过与O2反应来氧化脱硫气体中的H2以形成CO2产物的附加氧化系统。
28. 处理包含CO2、H2S和H2的进料气体以产生富H2产物和CO2产物的装置，该装置包含：
用于分离该进料气体以获得富H2的产物气体料流和两个酸性气体料流的变压吸附（PSA）系统，各酸性气体料流包含CO2、H2S和H2但与该进料气体相比贫H2并富H2S和CO2；
通过与O2反应氧化酸性气体中的H2S和H2来加工所述酸性气体料流之一以产生热和形成氧化流出物的氧化系统，所述流出物包含CO2、SOx（SO2和SO3）和H2O并与该进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将该氧化流出物中的SOx转化成硫酸和/或亚硫酸并从该流出物中分离所述酸以形成贫SOx的氧化流出物的SOx至酸转化系统；
通过使该酸性气体与硫酸和/或亚硫酸接触来加工另一所述酸性气体料流以将H2S转化成元素硫并形成脱硫气体料流的H2S至元素硫转化系统，所述脱硫气体与该进料气体相比富CO2并贫H2S和H2；
用于将所述酸性气体料流从该PSA系统转移到该氧化系统和H2S至元素硫转化系统的导管装置；
用于经间接热交换从该氧化流出物中回收热的热交换器；
用于从该氧化系统中提取氧化流出物、使该流出物通过该热交换器和将该流出物引入该SOx至酸转化系统的导管装置；
用于将硫酸和/或亚硫酸从该SOx至酸转化系统转移到该H2S至元素硫转化系统以提供与H2S反应用的硫酸和/或亚硫酸的导管装置；和
用于从该H2S至元素硫转化系统中提取脱硫气体料流的导管装置，CO2产物由所述料流形成。
29. 根据权利要求28的装置，其中用于将SOx转化成硫酸和/或亚硫酸的系统包含用于冷却该氧化流出物以冷凝出水和将SO3转化成硫酸的冷却系统、用于升高该冷却的氧化流出物的压力的压缩机和用于在升高的压力下在O2和任选NOx存在下用水洗涤该冷却的氧化流出物足以将SO2转化成亚硫酸和/或将SO2转化成硫酸和将NOx转化成硝酸的时间的逆流式气体/液体接触装置。
30. 根据权利要求28或29的装置，其中该装置进一步包含：
用于接收从该H2S至元素硫转化系统中提取的脱硫气体料流和任选至少一部分该贫SOx的氧化流出物并分离所述料流以形成CO2产物和包含H2的料流的CO2/H2分离系统；或
用于接收从该H2S至元素硫转化系统中提取的该脱硫气体料流和任选至少一部分该贫SOx的氧化流出物并通过与O2反应来氧化脱硫气体中的H2以形成CO2产物的附加氧化系统。
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CA (1) CA2747166C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Families Citing this family (96)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009120779A2 (en) 2008-03-28 2009-10-01 Exxonmobil Upstream Research Company Low emission power generation and hydrocarbon recovery systems and methods
CA2718803C (en) 2008-03-28 2016-07-12 Exxonmobil Upstream Research Company Low emission power generation and hydrocarbon recovery systems and methods
PL2344738T3 (pl) 2008-10-14 2019-09-30 Exxonmobil Upstream Research Company Sposób i układ do sterowania produktami spalania
EA023673B1 (ru) 2009-11-12 2016-06-30 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Система и способ для низкоэмиссионного производства электроэнергии и извлечения углеводородов
US9903316B2 (en) 2010-07-02 2018-02-27 Exxonmobil Upstream Research Company Stoichiometric combustion of enriched air with exhaust gas recirculation
CA2801488C (en) 2010-07-02 2018-11-06 Exxonmobil Upstream Research Company Low emission triple-cycle power generation systems and methods
CN105863844B (zh) 2010-07-02 2017-11-14 埃克森美孚上游研究公司 低排放动力产生系统和方法
SG186156A1 (en) 2010-07-02 2013-01-30 Exxonmobil Upstream Res Co Stoichiometric combustion with exhaust gas recirculation and direct contact cooler
TWI563166B (en) 2011-03-22 2016-12-21 Exxonmobil Upstream Res Co Integrated generation systems and methods for generating power
TWI563165B (en) 2011-03-22 2016-12-21 Exxonmobil Upstream Res Co Power generation system and method for generating power
TWI564474B (zh) 2011-03-22 2017-01-01 艾克頌美孚上游研究公司 於渦輪系統中控制化學計量燃燒的整合系統和使用彼之產生動力的方法
TWI593872B (zh) 2011-03-22 2017-08-01 艾克頌美孚上游研究公司 整合系統及產生動力之方法
EP2572774A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-27 Linde Aktiengesellschaft CO2 recovery using the SURE process
US9810050B2 (en) 2011-12-20 2017-11-07 Exxonmobil Upstream Research Company Enhanced coal-bed methane production
US8790452B2 (en) 2012-02-22 2014-07-29 Richard Paul Posa Method and system for separating and destroying sour and acid gas
US9353682B2 (en) 2012-04-12 2016-05-31 General Electric Company Methods, systems and apparatus relating to combustion turbine power plants with exhaust gas recirculation
US10273880B2 (en) 2012-04-26 2019-04-30 General Electric Company System and method of recirculating exhaust gas for use in a plurality of flow paths in a gas turbine engine
US9784185B2 (en) 2012-04-26 2017-10-10 General Electric Company System and method for cooling a gas turbine with an exhaust gas provided by the gas turbine
US9574496B2 (en) 2012-12-28 2017-02-21 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US9631815B2 (en) 2012-12-28 2017-04-25 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US10215412B2 (en) 2012-11-02 2019-02-26 General Electric Company System and method for load control with diffusion combustion in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
US9708977B2 (en) 2012-12-28 2017-07-18 General Electric Company System and method for reheat in gas turbine with exhaust gas recirculation
US10107495B2 (en) 2012-11-02 2018-10-23 General Electric Company Gas turbine combustor control system for stoichiometric combustion in the presence of a diluent
US9611756B2 (en) 2012-11-02 2017-04-04 General Electric Company System and method for protecting components in a gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US9599070B2 (en) 2012-11-02 2017-03-21 General Electric Company System and method for oxidant compression in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
US10100741B2 (en) 2012-11-02 2018-10-16 General Electric Company System and method for diffusion combustion with oxidant-diluent mixing in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
US9803865B2 (en) 2012-12-28 2017-10-31 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US9869279B2 (en) 2012-11-02 2018-01-16 General Electric Company System and method for a multi-wall turbine combustor
US10208677B2 (en) 2012-12-31 2019-02-19 General Electric Company Gas turbine load control system
US9581081B2 (en) 2013-01-13 2017-02-28 General Electric Company System and method for protecting components in a gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US9512759B2 (en) 2013-02-06 2016-12-06 General Electric Company System and method for catalyst heat utilization for gas turbine with exhaust gas recirculation
WO2014124087A1 (en) 2013-02-06 2014-08-14 University Of Rochester Induced pluripotent cell-derived oligodendrocyte progenitor cells for the treatment of myelin disorders
US9938861B2 (en) 2013-02-21 2018-04-10 Exxonmobil Upstream Research Company Fuel combusting method
TW201502356A (zh) 2013-02-21 2015-01-16 Exxonmobil Upstream Res Co 氣渦輪機排氣中氧之減少
WO2014133406A1 (en) 2013-02-28 2014-09-04 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US20140250945A1 (en) 2013-03-08 2014-09-11 Richard A. Huntington Carbon Dioxide Recovery
WO2014137648A1 (en) 2013-03-08 2014-09-12 Exxonmobil Upstream Research Company Power generation and methane recovery from methane hydrates
TW201500635A (zh) 2013-03-08 2015-01-01 Exxonmobil Upstream Res Co 處理廢氣以供用於提高油回收
FR3002930B1 (fr) * 2013-03-08 2016-07-15 Air Liquide Procede et installation de production de dioxyde de carbone et d'hydrogene
US9618261B2 (en) 2013-03-08 2017-04-11 Exxonmobil Upstream Research Company Power generation and LNG production
US9631542B2 (en) 2013-06-28 2017-04-25 General Electric Company System and method for exhausting combustion gases from gas turbine engines
US9617914B2 (en) 2013-06-28 2017-04-11 General Electric Company Systems and methods for monitoring gas turbine systems having exhaust gas recirculation
TWI654368B (zh) 2013-06-28 2019-03-21 美商艾克頌美孚上游研究公司 用於控制在廢氣再循環氣渦輪機系統中的廢氣流之系統、方法與媒體
US9835089B2 (en) 2013-06-28 2017-12-05 General Electric Company System and method for a fuel nozzle
US9903588B2 (en) 2013-07-30 2018-02-27 General Electric Company System and method for barrier in passage of combustor of gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US9587510B2 (en) 2013-07-30 2017-03-07 General Electric Company System and method for a gas turbine engine sensor
US9951658B2 (en) 2013-07-31 2018-04-24 General Electric Company System and method for an oxidant heating system
US10030588B2 (en) 2013-12-04 2018-07-24 General Electric Company Gas turbine combustor diagnostic system and method
US9752458B2 (en) 2013-12-04 2017-09-05 General Electric Company System and method for a gas turbine engine
US10227920B2 (en) 2014-01-15 2019-03-12 General Electric Company Gas turbine oxidant separation system
US9915200B2 (en) 2014-01-21 2018-03-13 General Electric Company System and method for controlling the combustion process in a gas turbine operating with exhaust gas recirculation
US9863267B2 (en) 2014-01-21 2018-01-09 General Electric Company System and method of control for a gas turbine engine
US10079564B2 (en) 2014-01-27 2018-09-18 General Electric Company System and method for a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
SG11201607810VA (en) 2014-04-16 2016-10-28 Saudi Arabian Oil Co Improved sulfur recovery process for treating low to medium mole percent hydrogen sulfide gas feeds with btex in a claus unit
US10047633B2 (en) 2014-05-16 2018-08-14 General Electric Company Bearing housing
US9885290B2 (en) 2014-06-30 2018-02-06 General Electric Company Erosion suppression system and method in an exhaust gas recirculation gas turbine system
US10060359B2 (en) 2014-06-30 2018-08-28 General Electric Company Method and system for combustion control for gas turbine system with exhaust gas recirculation
US10655542B2 (en) 2014-06-30 2020-05-19 General Electric Company Method and system for startup of gas turbine system drive trains with exhaust gas recirculation
US9517431B2 (en) 2014-09-22 2016-12-13 Uop Llc Method for smoothing time-varying concentration of a fluid stream
NL2013759B1 (en) 2014-11-10 2016-09-07 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Improved process for removing and recovering H2S from a gas stream.
US9869247B2 (en) 2014-12-31 2018-01-16 General Electric Company Systems and methods of estimating a combustion equivalence ratio in a gas turbine with exhaust gas recirculation
US9819292B2 (en) 2014-12-31 2017-11-14 General Electric Company Systems and methods to respond to grid overfrequency events for a stoichiometric exhaust recirculation gas turbine
US10788212B2 (en) 2015-01-12 2020-09-29 General Electric Company System and method for an oxidant passageway in a gas turbine system with exhaust gas recirculation
US10253690B2 (en) 2015-02-04 2019-04-09 General Electric Company Turbine system with exhaust gas recirculation, separation and extraction
US10316746B2 (en) 2015-02-04 2019-06-11 General Electric Company Turbine system with exhaust gas recirculation, separation and extraction
US10094566B2 (en) 2015-02-04 2018-10-09 General Electric Company Systems and methods for high volumetric oxidant flow in gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US10267270B2 (en) 2015-02-06 2019-04-23 General Electric Company Systems and methods for carbon black production with a gas turbine engine having exhaust gas recirculation
CN105983331B (zh) * 2015-02-06 2018-06-08 上海东化环境工程有限公司 工业含硫尾气脱硫工艺
US10145269B2 (en) 2015-03-04 2018-12-04 General Electric Company System and method for cooling discharge flow
US10480792B2 (en) 2015-03-06 2019-11-19 General Electric Company Fuel staging in a gas turbine engine
KR20180004201A (ko) 2015-05-01 2018-01-10 벨로시스 테크놀로지스 리미티드 통합형 가스-액화 설비 작동 방법
AU2017356668B2 (en) 2016-11-09 2023-04-20 8 Rivers Capital, Llc Systems and methods for power production with integrated production of hydrogen
CN110167875A (zh) * 2016-12-23 2019-08-23 道达尔公司 用于元素硫处理的集成方法
US10106410B2 (en) 2017-03-10 2018-10-23 Saudi Arabian Oil Company Enhancement of Claus tail gas treatment by sulfur dioxide-selective membrane technology
US10106411B2 (en) * 2017-03-13 2018-10-23 Saudi Arabian Oil Company Enhancement of claus tail gas treatment by sulfur dioxide-selective membrane technology and sulfur dioxide-selective absorption technology
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
US11690876B2 (en) 2017-05-10 2023-07-04 University Of Rochester Methods of treating neuropsychiatric disorders
US10399852B2 (en) * 2017-05-11 2019-09-03 Uop Llc Process and apparatus for treating a sour synthesis gas
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
CN107670500A (zh) * 2017-09-29 2018-02-09 南通万舟船舶机械有限公司 一种船舶尾气的处理装置及其工作方法
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
GB2583139A (en) * 2019-04-18 2020-10-21 Linde Ag Method and apparatus for treating a gas mixture
AU2020292848A1 (en) 2019-06-13 2022-02-03 8 Rivers Capital, Llc Power production with cogeneration of further products
CN110844887B (zh) * 2019-11-25 2023-03-21 宜宾海翔化工有限责任公司 一种硫化氢处理的方法及装置
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
CN111450672A (zh) * 2020-03-31 2020-07-28 陕西聚能新创煤化科技有限公司 脱硫尾气及氨氮液的环保化处理系统及处理方法
US11596895B2 (en) 2020-07-17 2023-03-07 Air Products And Chemicals, Inc. Radial adsorber, adsorption system, and adsorption methods
CN114053839B (zh) * 2020-08-05 2023-06-23 中冶长天国际工程有限责任公司 一种含氰srg气体清洁治理及热风炉尾气净化的方法和系统
US20230027070A1 (en) 2021-07-21 2023-01-26 Air Products And Chemicals, Inc. Air separation apparatus, adsorber, and method
US20230087673A1 (en) 2021-09-23 2023-03-23 Air Products And Chemicals, Inc. Pre-purification arrangement for air separation and method of hybrid air purification
US11814288B2 (en) 2021-11-18 2023-11-14 8 Rivers Capital, Llc Oxy-fuel heated hydrogen production process

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4778670A (en) * 1984-03-02 1988-10-18 Imperial Chemical Industries Plc Technical hydrogen
CN101016490A (zh) * 2006-02-01 2007-08-15 气体产品与化学公司 一种处理包含氢及二氧化碳的气体混合物的方法
WO2008123337A1 (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Nippon Oil Corporation 水素製造および二酸化炭素回収方法ならびに装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356161A (en) 1981-08-24 1982-10-26 Shell Oil Company Process for reducing the total sulfur content of a high CO2 -content feed gas
US4826670A (en) 1985-03-20 1989-05-02 Air Products And Chemicals, Inc. Oxygen enriched claus system with sulfuric acid injection
AU638543B2 (en) 1990-02-09 1993-07-01 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Process for purifying high-temperature reducing gases and integrated coal gasification combined cycle power generation plant
ES2061189T3 (es) * 1990-11-16 1994-12-01 Texaco Development Corp Procedimiento para producir hidrogeno de alta pureza.
US5122351A (en) 1990-12-20 1992-06-16 Ari Technologies Inc. Method and apparatus for removing H2 S from a process gas and recovering sulfur
US5304361A (en) 1992-06-26 1994-04-19 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Removal of hydrogen sulfide
US5248321A (en) 1992-08-06 1993-09-28 The Research Foundation Of State University Of New York At Buffalo Process of removing sulfur oxides from gaseous mixtures
EP0633219A1 (en) 1993-07-06 1995-01-11 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Process for removing sulphur compounds from a gas stream
GB9606685D0 (en) 1996-03-29 1996-06-05 Boc Group Plc Gas separation
US6416729B1 (en) 1999-02-17 2002-07-09 Crystatech, Inc. Process for removing hydrogen sulfide from gas streams which include or are supplemented with sulfur dioxide
FR2836061B1 (fr) 2002-02-15 2004-11-19 Air Liquide Procede de traitement d'un melange gazeux comprenant de l'hydrogene et du sulfure d'hydrogene
WO2003082455A2 (en) 2002-03-25 2003-10-09 Tda Research, Inc. Catalysts and process for oxidizing hydrogen sulfide to sulfur dioxide and sulfur
DE102006045379B4 (de) 2006-09-26 2008-07-31 Lurgi Ag Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff
US7819951B2 (en) 2007-01-23 2010-10-26 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of carbon dioxide
US7850763B2 (en) 2007-01-23 2010-12-14 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of carbon dioxide
US7909913B2 (en) 2008-07-17 2011-03-22 Air Products And Chemicals, Inc. Gas purification by adsorption of hydrogen sulfide
US7901646B2 (en) * 2009-08-05 2011-03-08 General Electric Company System and method for sulfur recovery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4778670A (en) * 1984-03-02 1988-10-18 Imperial Chemical Industries Plc Technical hydrogen
CN101016490A (zh) * 2006-02-01 2007-08-15 气体产品与化学公司 一种处理包含氢及二氧化碳的气体混合物的方法
WO2008123337A1 (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Nippon Oil Corporation 水素製造および二酸化炭素回収方法ならびに装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Also Published As

Publication number Publication date
US20120027656A1 (en) 2012-02-02
CA2747166C (en) 2013-12-10
US8206669B2 (en) 2012-06-26
EP2412668A1 (en) 2012-02-01
CN102408098A (zh) 2012-04-11
CA2747166A1 (en) 2012-01-27

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