CS220208B1

CS220208B1 - Method of continuous regeneration of washing solvents for removing hydrogen sulphide from gaseous media

Info

Publication number: CS220208B1
Application number: CS260481A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Vodsedalek; Jiri Zufnicek; Miroslav Kustka
Original assignee: Jaroslav Vodsedalek; Jiri Zufnicek; Miroslav Kustka
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Způsob kontinuální regenerace pracích roztoků pro odstraňování sirovodíku z plynů. Vynález se týká způsobu kontinuální regenerace pracích roztoků pro odstraňování sirovodíku z plynů pomocí regeneračního plynu s obsahem elementárního kyslíku. Řeší tento problém za zvýšeného tlaku. Podstatou vynálezu je, že regenerace probíhá za vyššího tlaku, než je tlak plynu, ze kterého se sirovodík odstraňuje, přičemž regenerační plyn regeneračním zařízením cirkuluje a koncentrace kyslíku v regeneračním plynu je udržována na hodnotě parciálního tlaku kyslíku ve výši od 22 kPa až do 100'% provozního tlaku, při kterém regenerace probíhá.Method of continuous regeneration of works solutions for removing hydrogen sulfide from gases. The invention relates to a process for continuous regeneration washing solutions for removal of hydrogen sulfide from gases by means of regeneration gas containing elemental oxygen. It solves this problem at increased pressure. The essence the invention is that regeneration takes place after higher than the gas pressure from which it is hydrogen sulfide is removed while regenerating the gas by the regeneration device and oxygen concentration in the regeneration gas is maintained at the partial pressure value oxygen in the range of 22 kPa up to 100% of operating the pressure at which regeneration takes place.

Description

220208220208

Vynález se týká způsobu kontinuální re-generace pracích roztoků pro odstraňovánísirovodíku z plynů pomocí regeneračníhoplynu s obsahem elementárního kyslíku.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the continuous re-generation of washing solutions for the removal of hydrogen sulfide from gases by means of a regenerative gas containing elemental oxygen.

Jsou známy způsoby regenerace pracíchroztoků, používaných pro odstraňování siro-vodíku z plynů, při nichž je prací roztok u-váděn ve styik s oxidačním médiem, převáž-ně vzduchem, v tak zvaných oxidérech. Spo-lečnou nevýhodou těchto regeneračních po-stupů je roízměrnost zařízení, protože oxida-ce pracích roztoků probíhá velmi pomalu.Pomalý průběh regenerace je dán předevšímnízkým parciálním tlakem kyslíku ve vzdu-chu, [používaném většinou jako regenerační-ho plynu. Místo vzduchu je možno použítpři regeneraci, vzduch obohacený kyslíkem,případně i čistý kyslík, ,za předpokladu vy-sokého přebytku oxidačního média vzhle-dem ke stechiometrické spotřebě kyslíku,nutné pro regeneraci pracího roztoku. Z to-hoto důvodu je tento způsob nehospodárný,i když by se, s ohledem na zhruba pětkrátvyšší parciální tlak čistého kyslíku v po-rovnání se vzduchem, zvýšilo úměrně množ-ství rozpuštěného kyslíku v pracím roztokua tím i rychlost regenerace. Za stávajícíhostavu techniky si regenerace pracích rozto-ků vyžaduje poměrně dlouhou dobu, až 60minut, což znamená, že v oxidačním zařízenímusí být nashromážděno takové množstvípracího roztoku, které odpovídá době zdrže-ní pro průběh regenerace. Tím se podstatněZvyšuje objem pracího roztoku a zvyšují senáklady na jeho přípravu a uskladňování.Methods are known for the regeneration of laundry solutions used for the removal of sulfur hydrogen from gases in which the washing solution is introduced in contact with an oxidizing medium, predominantly air, in so-called oxidizers. A common disadvantage of these regeneration processes is the size of the device because the oxidation of the washing solutions proceeds very slowly. The slow regeneration is mainly due to the low partial pressure of oxygen in the air used mostly as a regenerative gas. Instead of air, regeneration, oxygen-enriched air or even pure oxygen can be used, assuming a high excess of oxidation medium due to the stoichiometric oxygen demand required to regenerate the wash solution. For this reason, this method is uneconomical, although, given the roughly five times the partial pressure of pure oxygen compared to the air, the amount of dissolved oxygen in the wash solution and the rate of regeneration will be increased accordingly. In the current state of the art, the regeneration of washing solutions requires a relatively long period of time, up to 60 minutes, which means that an amount of washing solution that corresponds to the residence time for the regeneration process must be collected in the oxidizer. This greatly increases the volume of the washing solution and increases the cost of its preparation and storage.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom,že regenerace probíhá za tlaku vyššího nežje tlak plynu, ze kterého se sirovodík od-straňuje, přičemž regenerační plyn regene-račním zařízením cirkuluje a koncentracekyslíku v regeneračním plynu je udržová-na na hodnotě parciálního tlaku kyslíku vevýši od 22 kPa až do 10(J% provozního tla-ku, při kterém regenerace probíhá.The above-mentioned disadvantages are avoided by the process according to the invention, characterized in that the regeneration takes place at a pressure higher than that of the gas from which hydrogen sulfide is removed, the regeneration gas being circulated by the regeneration device and the oxygen concentration in the regeneration gas being maintained at the oxygen partial pressure ranges from 22 kPa to 10 (J% of the operating pressure at which regeneration takes place).

Způsob podle vynálezu přináší výhodu vtom, že vyšší tlak, při kterém regeneraceprobíhá, umožňuje docílit vyšší rozpustnostkyslíku v pracím roztoku, úměrnou tlaku,čímž se doba regenerace zkrátí. Tím, že re-generační plyn je udržován v cirkulaci, jemožno k regeneraci použít například vzduchobohacený kyslíkem až i čistý kyslík, anižby docházelo k jeho ztrátám do atmosféry.Během oxidační regenerace pracího roztokupak dochází pouze lke spotřebě kyslíku, od-povídající stechiometriclkým podmínkámprůběhu chemických reakcí během oxidace.Při použití vzduchu k regeneraci pracíhoroztoku dochází vlivem spotřeby kyslíku kezvyšování obsahu dusíku v regeneračnímplynu. Proto je nutno část regeneračníhoplynu odpouštět do atmosféry, aby koncen-trace kyslíku v regeneračním plynu bylakonstantní. Protože však regenerace pracíhoroztoku probíhá za zvýšeného tlaiku, je mož-no při regeneraci vystačit dokonce s nižší koncentrací kyslíku v regeneračním plynunež činí jeho koncentrace ve vzduchu, po-kud je parciální tlak kyslíku dostatečně vy-soký. Další výhoda je v tom, že pro oběhpracího roztoku je zapotřebí jen jedno čer-padlo pro dopravu pracího rozteku do re-generačního zařízení, přičemž zpětná dopra-va zregenerovainého pracího roztoku je za-ručena vlastním tlakem v oxidačním zaříze-ní. Oběhový kompresor regeneračního plynupak vyrovnává pouze hydraulický odpor oxi-dačního zařízení. Doplňování oběhového re-generačního plynu závisí na koncentracikyslíku vněm. Je-li regenerační plyn tvořenčistým kyslíkem, je nutno na každý kilo-gram získané síry z plynu doplnit 0,35 m3kyslíku, přičemž koncentrace kyslíku v re-generačním plynu je stále stejná, tj. 100 °/o.Při použití vzduchu k regeneraci je nutnočást oběhového plynu odpouštět, aby se kon-centrace kyslíku v něm udržela konstantní.Oběhový regenerační plyn obsahuje vždyméně než 21'% obj. kyslíku, doplňuje-li setotéž množství vzduchu, kolik je odpouště-ného regeneračního plynu. Při použití vzdu-chu obohaceného kyslíkem je odpouštěnémnožství plynu tím nižší, čím je vyšší kon-centrace kyslíku v doplňovaném plynu. Připoužití čistého kyslíku pracuje regeneracebez odpouštění oběhového plynu. Další vý-hodou způsobu podle vynálezu, který je mož-no uplatnit při odsíření všech druhů plynůs obsahem sirovodíku, je nízká spotřeba re-generačního vzduchu, čímž se snižují ná-klady na električkou energii. V podstatnémíře se omezuje i množství exhalací z re-generačního zařízení, které jsou vždy zdro-jem zápachu. Malé množství plynu odpouš-těného z regeneračního zařízení je pak mož-no snadno likvidovat, například při spalová-ní. Při použití kyslíku exhalace praktickynevznikají. Cím vyššího tlaku se při regena-ci použije, tím menší jsou rozměry zařízení,což se příznivě promítne v investičních iprovozních nákladech.The process according to the invention has the advantage that the higher the pressure at which the regeneration takes place makes it possible to achieve a higher solubility of the oxygen in the wash solution, which is proportional to the pressure, thereby shortening the regeneration time. By keeping the re-generation gas in circulation, it is possible, for example, to use oxygen-enriched air to clean oxygen for regeneration without losing it to the atmosphere. During the oxidative regeneration of the washing solution, only oxygen consumption occurs, corresponding to the stoichiometric conditions of chemical reactions. during oxidation. When air is used to regenerate the wash, the nitrogen content of the regeneration gas is increased due to oxygen consumption. Therefore, part of the regenerative gas must be vented to the atmosphere so that the oxygen concentration in the regeneration gas is constant. However, since the regeneration of the effluent is effected under increased pressure, even with a lower oxygen concentration in the regeneration gas, its concentration in the air is sufficient to regenerate, if the oxygen partial pressure is sufficiently high. A further advantage is that only one pump is required for the two-way solution to convey the washing spreader to the regeneration device, wherein the return flow of the regenerated washing solution is assured by its own pressure in the oxidizer. The regenerative gas circulation compressor only balances the hydraulic resistance of the oxidizer. Recirculation gas replenishment is dependent on the oxygen concentration of the outside. If the regenerative gas is pure oxygen, 0.35 m 3 of oxygen must be added to each kilo-gram of the sulfur obtained from the gas, with the oxygen concentration still being equal to 100 ° / o. the recirculating gas must contain at least 21% by volume of oxygen if the same amount of air is added to the amount of regenerated gas being discharged. When using oxygen-enriched air, the amount of gas discharged is lower the higher the oxygen concentration in the make-up gas. The use of pure oxygen works by regenerating without circulating the gas. A further advantage of the process according to the invention, which can be applied in the desulphurisation of all types of hydrogen sulphide-containing gases, is the low consumption of regenerative air, thereby reducing the cost of the tram power. Also, the amount of exhalation from the re-generation device, which is always a source of odor, is substantially reduced. The small amount of gas discharged from the recovery plant can then be easily disposed of, for example, by combustion. Exhalation practically does not occur when oxygen is used. The higher the pressure applied, the smaller the dimensions of the device, which will be reflected in the investment operating costs.

Zařízení znázorněné na výkresu, sestává zvypíracího zařízení 3 pro čištění odsiřova-ného plynu, do něhož je zavedeno potrubí11 odsiřovaného plynu, dále z potrubí 1 od-vádějícího prací roztok, z vypínacího zaří-zení 3 a z potrubí 2 odvádějícího z vypíra-cího zařízení usazenou síru. Z hlavy vypí-racího zařízení 3 vyúsťuje potrubí 12 odvá-dějící vyčištěný plyn. Oběhový kompresor 7je spojen ,na svém vstupu potrubím 6 cirku-lujícího regeneračního plynu s hlavou re-generačního zařízení S. Výstup z oběhovéhokompresoru 7 je napojen do paty regenerač-ního zařízení 5. Do paty regeneračního za-řízení 5 je též napojen výstup kompresoru9 čerstvého regeneračního plynu přivádě-ného potrubím 8. K hlavě regeneračního za-řízení S je připojena armatura 10 pro od-pouštění regeneračního plynu.The apparatus shown in the drawing consists of a scrubbing gas scrubbing device 3 into which a desulfurized gas line 11 is introduced, a scrubbing solution line 1, a scrubbing device 3 and a pipe 2 draining from the scrubbing device settled sulfur. From the head of the scrubbing device 3, the line 12 delivers the cleaned gas. The circulating compressor 7 is connected at its inlet by the circulating regeneration gas line 6 with the head of the regeneration device S. The outlet of the circulation compressor 7 is connected to the base of the regeneration device 5. A fresh compressor outlet 9 is also connected to the base of the regeneration device 5. a regenerative gas fed through line 8. A fitting 10 is connected to the head of the regenerative device S to drain the regenerative gas.

Způsob kontinuální regenerace pracích roztoků pro odstraňování sirovodíku z plynůA method for continuously regenerating washing solutions for removing hydrogen sulfide from gases

Claims

220208 S according to the invention is carried out as follows: The washing solution leaving after the settling of sulfur from the scrubber 3 is conveyed by the pump 4 to a regeneration device 5 operating at a pressure higher than the gas pressure in the scrubber 3. Regenerative circulation the gas oxidizing the wash solution runs in the recovery device 5, the circulation of the regeneration gas between the head and the apparatus 5 being carried out by the circulating compressor 7. The fresh regenerating gas, in proportion to the oxygen consumed at regeneration is supplied by the compressor 9, the regenerative gas discharge is provided by the armature 10. The regenerated washing solution is again supplied by the pressure in the regeneration device S to the scrubber 3, to which the scrubbed gas enters and from which the purified gas and sulfur are discharged. EXAMPLE 1 A gas of 27 [deg.] C of CO2, 18 vol% Hz, 21 vol% CO, 29 vol% CH3 and 5 vol% N2 containing 4.3 g.mn-3HaS is desulphurized. The amount of desulfurized gas is 10,000 m 3. tr1. Desulphurization is carried out by dissolving the chelated iron, leaving elemental sulfur. After decanting the sulfur, the washing solution is pumped under a pressure of 0.5 MPaa and is fed to a regeneration column through which 2000 m 3 .h-1 of regeneration gas is circulated. The process of continuous regeneration of washing solutions for removing hydrogen sulfide from the gases by means of regeneration gas containing elemental oxygen, that the re-generation takes place at a higher pressure than the gas from which the hydrogen sulfide is removed from the gas containing 20.9% by volume of oxygen. The consumed oxygen is replenished with fresh air of 85 m3. h “1 using the compressor. From the top of the regeneration column, the regeneration gas is continuously discharged at a rate of 68 m 3. h-1. The regeneration takes place at a temperature of 40 ° C and the washing solution is regenerated in 28 minutes, while in the case of non-pressurized regeneration it is also necessary to regenerate 50 minutes. Example

2 The generator gas containing 9 g of mn 3 H 2 S is desulphurized with a wash solution containing organically bound iron, the solution being regenerated at a pressure of 0.25 MPa with oxygen having a purity of 97.5% by volume of oxygen. . The washing solution is contacted with 97.5% by volume oxygen, the circulating amount of which is recovered by the recovery column is 480 m 3 / h, with 10 m 3 being added to the system. h_1 oxygen of said concentration. less than 2 m < 3 > h '1 circulating gas containing 82% by volume oxygen, 9.6% by volume nitrogen and 8.4% by volume carbon dioxide. At a working temperature of 42%, the regeneration of the washing solution is completed within 18 minutes. The invention can be used in the industrial, petrochemical, chemical industry using oxidation-reduction processes to remove hydrogen sulfide from gases. EXPLANATORY, the regenerative gas is circulated through the regeneration device and the oxygen concentration in the regeneration gas is maintained at a partial oxygen pressure of 22 kPa to up to 100% of the operating pressure. 1 sheet of drawings