CS202188B1

CS202188B1 - Způsob odsíření plynů

Info

Publication number: CS202188B1
Application number: CS886777A
Authority: CS
Inventors: Jiri Zufnicek; Jan Zachar; Milan Netik
Original assignee: Jiri Zufnicek; Jan Zachar; Milan Netik
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1980-12-31

Abstract

Vynález se týká způsobu odsíření plynů, zejména plynů s obsahem kysličníku uhličitého od 10 do 99 % obj. jako je např. tzv. kyselý zemní plyn, generátorový plyn z tlakového zplyňování uhlí, expanzní plyny odpadající při čistění plynu a při chemické výrobě, v podstatě veškeré plyny obsahující sirovodík a kysličník uhličitý. Ze známých způsobů odsíření plynů jsou nejvýhodnější takové, které produkují přímo elementární síru oxidací sirovodíku, pohlceného ve vypíracím roztoku. Dosud však nebyl zvládnut proces odsíření u plynů s vyšším a vysokým obsahem CO2, protože tento CO2 silně mění (snižuje} koncentraci vodíkových iontů ve vypíracím roztoku, čímž jsou brzděny odsiřovací pochody. Zvlášť citlivý na změnu koncentrace vodíkových iontů je způsob odsíření těchto plynů solemi arsenu, protože při pohlcování většího množství CO2 ve vypíracím roztoku dochází k tvorbě sirníku arsenitého. Po vyprání sirovodíku z plynu je vypírací roztok odváděn k tzv. digesci, během níž dojde k ustavení chemických rovnováh, aby pak při následující oxidaci jemně rozptýleným vzduchem v podstatě došlo k oxidaci sirovodíku na elementární síru. Přítomnost současně pohlceného CO2 vede k okyselení vypírací kapaliny a v případě arsenových solí, použitých v ní jako aKtivní složka, způsobuje vysrážení nerozpustného sirníku. Tomu se předchází vypíráním sirovodíku z plynů při vyšších teplotách, jsou

Description

Vynález se týká způsobu odsíření plynů, zejména plynů s obsahem kysličníku uhličitého od 10 do 99 % obj. jako je např. tzv. kyselý zemní plyn, generátorový plyn z tlakového zplyňování uhlí, expanzní plyny odpadající při čistění plynu a při chemické výrobě, v podstatě veškeré plyny obsahující sirovodík a kysličník uhličitý.

Ze známých způsobů odsíření plynů jsou nejvýhodnější takové, které produkují přímo elementární síru oxidací sirovodíku, pohlceného ve vypíracím roztoku. Dosud však nebyl zvládnut proces odsíření u plynů s vyšším a vysokým obsahem CO₂, protože tento CO₂ silně mění (snižuje} koncentraci vodíkových iontů ve vypíracím roztoku, čímž jsou brzděny odsiřovací pochody.

Zvlášť citlivý na změnu koncentrace vodíkových iontů je způsob odsíření těchto plynů solemi arsenu, protože při pohlcování většího množství CO₂ ve vypíracím roztoku dochází k tvorbě sirníku arsenitého. Po vyprání sirovodíku z plynu je vypírací roztok odváděn k tzv. digesci, během níž dojde k ustavení chemických rovnováh, aby pak při následující oxidaci jemně rozptýleným vzduchem v podstatě došlo k oxidaci sirovodíku na elementární síru.

Přítomnost současně pohlceného CO₂ vede k okyselení vypírací kapaliny a v případě arsenových solí, použitých v ní jako aKtivní složka, způsobuje vysrážení nerozpustného sirníku. Tomu se předchází vypíráním sirovodíku z plynů při vyšších teplotách, jsou tím ale nepříznivě ovlivňovány pochody digesce a následné oxidace.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob odsíření plynů podle vynálezu, zejména plynů s obsahem kysličníku uhličitého od 10 do 99 % obj. s použitím oxidace vypíracího roztoku obsahujícího pohlcený sirovodík na elementární síru, provozovaný při teplotách 280 až 420 K, s výhodou 300 až 365 K, při tlacích 0,1 až 7,6 MPa, jehož podstata spočívá v tom, že po praní plynu před digesci anebo před oxidací se z vypíracího roztoku odstraní 50 až 96 % pohlceného kysličníku uhličitého, snížením tlaku na hodnotu danou hydrostatickou výškou hladiny, vypíracího roztoku v oxidéru.

Při provádění způsobu podle vynálezu — zejména při odsiřování plynu za tlaku — se desorpcí uvolní podstatná část pohlceného kysličníku uhličitého, čímž je příznivě ovlivněn průběh oxidace i digesce, buď samostatně nebo společně nezávisle na obsahu kysličníku uhličitého v odsiřovaném plynu a na teplotě vypírání sirovodíku. Další podstatnou výhodou způsobu podle vynálezu při odsiřování plynů obsahujících zapáchající látky, především organicky vázanou síru ve formě merkaptanů a disulfidů je, že tyto zapáchající látky, zčásti rozpuštěné ve vyníku uhličitého a je možno je spálením např. v kotelně likvidovat. Vlastní oxidace desorpíracím roztoku, se při desorpcí z velké části uvolní a přejdou do desorbovaného kyslič202 188

202 188 bovaného vypíracího roztoku pak probíhá bez ekologických závad.

Příklady provedení

Příklad 1

Vypíracím roztokem, obsahujícím 72 g arsenu v litru ve formě sodných solí (pH= = 7,4) se odsiřuje při tlaku 0,38 MPa plyn, obsahující 78 % CO₂, zbytek dusík a metan, přičemž v jednom m³ tohoto plynu je obsaženo 3,2 g H₂S. Teplota vypírání je 69 °C. Po odsíření plynu má odcházející vypírací roztok teplotu 51 °C, jeho pH se sníží na 6,3. Uvolnění tlaku na 0,09 MPa v desorpční koloně peště před digescí dojde k uvolnění pohlcených plynů, přičemž se obsah CO₂v roztoku sníží ze 4,48 % na 0,66 %, teplota na 45,8 °C, takže digesce probíhá při pH 7,1. Vlastní oxidace pak již nevyžaduje zvláštní desorpci, pouze teplota se snižuje tepelnými ztrátami na 41,5 °C, což je výhodné pro úplnou oxidaci.

Příklad 2

Plyn ve složení 93 % CO₂, zbytek hořlavé plyny a dusík, obsahující v jednom m³ 11,4 g H₂S, dále 960 mg organicky vázané síry, převážně ve formě merkaptanů a disulfidů, je při teplotě 52 °C odsiřován roztokem organicky vázaných železitých solí. Pracovní tlak je 0,42 MPa. Plyn odcházející z pračky obsahuje 490 mg H₂S/m³, vypírací roztok před vstupem do oxidéru je veden do desorpční kolony, v ρίζ snížením tlaku na 0,00 MPa se μνοίηί 23,8 1 CO₂ na 1 1 vypíracího roztoku a současně i 88 °/o pohlcených merkaptanů a disulfidů. Vlastní oxidace pak probíhá při teplotě 37 °C, 'přičemž exhaláty z oxidéru jsou prakticky bez zápachu.

Příklad 3

Plyn ze zplynění hnědého uhlí o tlaku 2,26 MPa, obsahující 31,7 % obj. CO₂, v 1 m³pak 3,6 g H2S a 116 mg organicky vázané síry, je při teplotě 42 °C odsířován roztokem organicky vázaných železitých solí. Po odsíření při daném tlaku se obsah sirovodíku sníží na 5,6 mg/m³ a obsah organických sloučenin síry klesne na 18 mg/m³. Před regenerací v oxidéru je tlak vypíracího roztoku snížen z 2,26 MPa na 0,13 MPa v desorpční koloně, z níž odchází uvolněný kysličník uhličitý v složení: 98,7 % CO2, dále zejména 0,6 % CH₄, 0,41 % H₂, 0,19 % CO (zbytek ostatní plyny], jakož i 920 mg/m³ organicky vázané síry ve formě merkaptanů a disulfidů. Vypírací roztok odchází z desorbéru obsahuje již jen 2,85 g/1 CO₂ a jeho regenerace oxidací probíhá bez obtíží a bez škodlivých exhalací.

Možnosti využití vynálezu jsou při těžbě tzv. kyselého zemního plynu, při odsiřování plynu z tlakového zplynění uhlí, při zpracování tzv. expanzních plynů v tlakových plynárnách, v podstatě u všech způsobů odsíření, při nichž se užívá oxidace pohlceného sirovodíku ve vypíracím roztoku, čímž se uvolňuje síra v elementárním stavu.

Claims

PŘEDMĚT

Zpťjsob odsíření plynů, zejména plynů s obsahem kysličníku uhličitého od 10 do 99 °/o objemových s použitím oxidace vypíracího roztoku obsahujícího pohlcený sirovodík na elementární síru, provozovány při teplotách 280 až 420 K, s výhodou 300 až 365 K, při tlacích 0,1 až 7,6 MPa, význačný

VYNÁLEZU tím, že po praní plynu před digescí anebo před oxidací se z vypíracího roztoku odstraní 50 až 96 °/o pohlceného kysličníku uhličitého, snížením tlaku na hodnotu danou hydrostatickou výškou hladiny vypíracího roztoku v oxidéru.