KR20230049072A - 산성 가스 처리 - Google Patents

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Abstract

산성 가스의 전처리 후 암모니아 탈황의 다단계 흡수 사이클을 이용하여 산성 테일 가스를 처리하여, 산성 테일 가스를 효율적이고 저비용으로 처리하는 목적을 달성하는 산성 가스의 처리 방법 및 장치. 산성 테일 가스의 파라미터는, 암모니아 탈황 요건을 충족시키고, 산성 테일 가스 전처리와 암모니아 탈황 사이의 시너지를 달성하도록 산성 테일 가스의 엔탈피 값을 60-850 kJ/kg 건조 가스, 예를 들어 80-680 kJ/kg 건조 가스 또는 100-450 kJ/kg 건조 가스의 범위 내가 되도록 조절 시스템에 의해 조절될 수 있다. 또한, 황화수소는 조절 가능한 비율로 황/황산 및 암모늄 설페이트로 전환될 수 있다.

Description

산성 가스 처리{ACID GAS TREATMENT}
본 출원은 2018년 7월 20일에 출원된 중국 특허 출원번호 제201810804898.6의 35 U.S.C. § 119 하에서의 우선권을 주장하고, 이 내용 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 개시는 암모니아 탈황 공정을 이용함으로써 석유 화학, 천연 가스 화학, 석탄 화학 산업 및 다른 산업의 제조 공정에서 산성의 황화물 가스(acidic sulfide gas)(예를 들어, 황화수소(hydrogen sulfide), 이산화황(sulfur dioxide), COS, CS2, 등)를 제거하는 것에 관한 것이다. 본 개시는 구체적으로 산성 가스를 처리하는 것에 관한 것이고, 암모니아 탈황 공정은 산성 테일 가스(acid tail gas)를 처리하여, 순(net) 테일 가스가 다단계 순환 흡수를 통해 배출 기준을 충족시키는 목적을 달성하고, 특히 산성 테일 가스의 엔탈피 값이 조절 시스템(regulatory system)에 의해 먼저 조절된 후, 산성 테일 가스는 차후에 암모니아 탈황 공정에 공급된다. 또한, 본 개시는 석유 화학, 천연 가스 화학, 석탄 화학 산업 등의 기술 분야에 적용될 수 있는 산성 가스를 처리하기 위한 대응하는 장치에 관한 것이다.
산성 가스는 다른 것들 중에서 황화수소, 황산화물, 유기 황(organic sulfur) 등과 같은 황 함유 물질을 포함하는 공정 가스를 말하며, 이는 석유 화학, 천연 가스 화학, 석탄 화학, 셰일(shale) 오일 화학, 및 셰일 가스 화학 공업 등으로부터 유래된다. 산성 가스의 유해 성분은 주로 고농도의 H2S(일반적으로, 석유 화학 산업에서 70%-95%, 천연 가스 화학 산업에서 30%-80%, 및 석탄 화학 산업에서 20%-50%)를 갖는 황화수소, 이산화황, COS, CS2 등이고, 배출 기준을 충족하기 위해 처리될 필요가 있다.
황화물(sulfide)-함유 산성 가스의 처리 기술에는, 종래의 클라우스(Claus) 및 수소화 환원 흡수 재생(hydrogenation reduction absorption regeneration) (저온 SCOT) 기술, 황산 제조를 위한 건식 공정, 소각 및 테일 가스 탈황 기술, 황산 제조를 위한 습식 공정, 종래의 클라우스 및 수퍼(유로)클라우스(Super(Euro)Claus) 기술, 종래의 클라우스 및 테일 가스 소각(tail gas incineration) 및 테일 가스 탈황 기술, 종래의 클라우스 및 촉매적 산화, 종래의 클라우스 및 생물학적 탈황 등의 다양한 방법이 존재하며, 가장 일반적으로 사용되는 기술은 종래의 클라우스 및 수소화 환원 흡수 재생 기술이다.
클라우스 황 회수 단계에서, 85%-99%의 황화수소는 황으로 전환되고, 15% 미만의 황화물은 수소화에 의해 환원되고, 흡수 및 재생되어 H2S를 수득하며, 이는 클라우스 황 회수 장치로 되돌아간다.
그러나, 상기 처리 후, 산성 가스는 여전히 환경 기준을 충족하기 어렵고, 바로 배출될 수 없고, 추가 처리가 요구된다. 또한, 처리 기술은 알칼리법, 테일 가스 생-탈황(bio-desulfurization), 캔솔브(Cansolv) 등에 의한 테일 가스 탈황을 포함한다. 환경에 배출되는 황의 기준이 엄격해지면서, 강제적인 황 회수율이 99.9%에 달할 수 있고, 테일 가스에서 황 산화물의 농도는 100 mg/Nm3 또는 50 mg/Nm3 미만으로 조절될 필요가 있을 수 있다.
그러나, 일반적으로, 기존 공정들은 투자가 크고, 운영비가 높으며, 오염 물질 배출량이 높으며, 특히 기동 및 정지 기간 동안 배출 기준을 충족시키는데 어려움이 있다.
중국 특허 출원 번호 CN 200910188118에는 나트륨법 탈황(sodium-method desulfurization)을 사용하고, 동시에 부산물 소듐 설파이트(sodium sulfite)를 회수하는 고농도 연도 가스(flue gas)의 탈황법이 개시되어 있는데, 여기서 연도 가스는 탈황 전에 탈산화된다(deoxidize). 처리 전 연도 가스 중 이산화황의 농도는 10,000-100,000 mg/m3의 범위이고, 산소 함량은 2,000-10,000 mg/m3의 범위이고, 처리 후 연도 가스에서 이산화황의 농도는 200 mg/m3 미만이다. 일반적인 소듐 설파이트법과 비교하여, 이러한 방법에서 탈산화 단계는 이산화황의 일부가 유출량으로서 낮은 값의 저농도의 황산으로 전환되는 것을 필요로 하고, 연도 가스에서 이산화황의 회수율이 감소된다. 또한, 이러한 방법은 완전히 탈산화하기 어렵고, 생성물 소듐 설파이트의 순도는 낮고, 이러한 방법은 투자가 크고, 운영비가 높다.
중국 특허 출원 번호 CN 200580011908.X는 생물학적 탈황 기술을 개시하고, 이는 클라우스 테일 가스의 생물학적 탈황에 사용되어, 탈황된 테일 가스 및 황 생성물을 수득한다. 주요 공정은, 테일 가스를 흡수체로 도입하고, 린 솔벤트(lean solvent)와 접촉시켜, 탈황된 테일 가스 및 리치(rich)한 용매를 수득하고; 상기 리치한 용매를 바이오리액터 장치에 도입하고, 용해된 황화수소를 생-산화하여(bio-oxidized), 황 생성물 및 린 솔벤트를 수득하는 것이다. 산성 테일 가스에서 황화수소는 10 ppm 이하일 수 있다. 이러한 방법은 투자가 크고, 조작 및 액체 배출이 어려워, 지속적이고 안정한 생물학적 활동을 유지하기 어렵다.
중국 특허 출원 번호 US 5019361은 하기와 같은 캔솔브 공정 흐름을 나타낸다: 이산화황의 농도는 7×10-4-5×10-3이고, 유기 아민 액체의 질량 농도는 20% 이상이고, 흡수액의 온도는 10 ℃-50 ℃이고, 흡수액 1,000 g 당 흡수되는 이산화황은 100 g 초과이고, 흡수 온도는 70 ℃-90 ℃이고, 이산화황 1 g의 탈착(desorption) 당 4 g-10 g의 스팀이 소모된다. 이러한 방법은 투자가 크고, 폐산 배출 및 에너지 소모가 크다.
중국 특허출원 번호 CN 201210288895는 클라우스 공정 테일 가스를 처리하는 방법이 개시되고, 이산화황, 산소 및 물을 함유하는 클라우스 공정 테일 가스는 다공성 카본 탈황기(porous carbon desulfurizer)로 충전된 리액터로 연속적으로 첨가되고; 30 ℃-150 ℃의 반응 온도에서, 테일 가스 내의 이산화황 및 물은 다공성 탄소의 표면에 촉매적 산화를 겪게 하여 황산을 형성하고, 재생 세제(regeneration detergent)가 동시에 리액터로 연속적으로 도입된다. 이 방법에서, 탈황 속도는 93%까지 올라가고, 최종 테일 가스 배출은 높은 환경 보호 요건을 충족할 수 없으며, 부산물인 저농도 황산을 이용하기 어렵다. 다단계 클라우스 공정 테일 가스는 여전히 배출 기준을 충족하지 못한다.
전세계 각국에서는 이산화황을 서로 다른 수준으로 배출한다. 중국의 이산화황 배출은 크고, 환경 및 사회에 큰 영향을 미친다. 2014년 이산화황 배출의 총 량은 1974 만톤이고, 2015년 이산화황 배출의 총량은 1859.1 만톤이고, 세계에서 1등이며, 거대한 경제적 손실을 야기하며, 중국의 생태계적 환경 및 인간의 건강에 심각한 영향을 미친다.
상기 기술의 단점 및 중국에서 이산화황 배출 부하의 현실을 고려하여, 다양한 테일 가스 탈황 기술이 나타나고 있다. 현재, 성숙한 탈황 기술은 수백 가지가 있으며, 그 중 습식 탈황 공정은 세계에서 가장 많이 사용되며, 세계의 총 설치된 탈황 설비 용량의 약 85%를 차지한다. 일반적인 습식 연도 가스 탈황 기술은 석회석-석고법(limestone-gypsum method), 이중 알칼리법(double alkali-method), 소듐 카보네이트법(sodium carbonate-method), 암모니아법, 마그네슘 산화물법 등을 포함한다. 암모니아 탈황은 흡수체로서 암모니아를 사용하는 습식 탈황 공정이고, 이러한 방법은 SO2를 사용하여 암모늄 설페이트 비료(ammonium sulfate fertilizer)를 생성할 수 있고, 낮은 에너지 소비, 높은 부가 가치 및 자원의 재활용 이용의 구현을 갖는 녹색(green) 연도 가스 관리 계획이다. 많은 양의 이용 가능한 암모니아수가 화학 산업의 제조 공정에서 생성되기 때문에, 암모니아 탈황의 이용은 화학 산업에서 테일 가스에 바람직할 수 있다.
암모니아 탈황 공정은 주로 3가지 공정으로 이루어진다: 흡수, 산화 및 농축(결정화). 우선, 이산화황을 암모늄 설파이트로 흡수시켜, 암모늄 설파이트와 암모늄 수소 설파이트의 혼합 용액을 수득한 후, 암모니아 첨가에 의한 중화를 수행하여 암모늄 설파이트를 다시 수득했다:
(NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3
(NH4)XH(2-x)SO3+(2-x)NH3=(NH4)2SO3
산화된 공기를 용액에 도입하여 암모늄 (수소) 설파이트를 산화시켜 암모늄 (수소) 설페이트(sulfate)를 수득했다:
(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4
암모늄 설페이트를 함유하는 순환하는 흡수액에 농축, 결정화, 고체-액체 분리 및 건조를 수행하여, 최종 생성물인 암모늄 설페이트를 수득했다.
중국 특허 출원 번호 CN 201310130225.4는 구체적으로 하기 단계를 포함하는 산성 테일 가스의 암모니아법 연도 가스 관리 장치 및 방법이 개시된다: 1) 흡수탑(absorption tower)으로 도입되는 테일 가스에서 이산화황의 농도를 ≤ 30000 mg/Nm3로 조절하는 단계; 2) 스프레잉을 위해 흡수탑의 주입구 연도 파이프 내에 또는 흡수탑 내에 공정 용수 또는 암모늄 설페이트 용액을 제공하여, 온도를 낮추는 단계; 3) 상기 흡수탑 내에 산화 섹션(oxidation section)을 제공하고, 상기 산화 섹션 내에 산화 분배기(oxidation distributor)를 제공하여 탈황 흡수액의 산화를 실시하는 단계; 4) 상기 흡수탑 내에 흡수 섹션을 제공하고, 흡수액 분배기를 사용하여 흡수 섹션에서 암모니아 함유 흡수액에 의해 탈황 스프레이 흡수를 달성하고; 암모니아 함유 흡수액을 암모니아 저장 탱크를 통해 보충하는 단계; 5) 흡수탑 내의 흡수 섹션의 상부에 수 세정층(water washing layer)이 구비되고, 이는 테일 가스 내의 흡수액을 세정하여 흡수액의 누출을 감소시키는 단계; 6) 흡수탑에서 수 세정층(water washing layer)의 상부에 디포거(defogger)가 구비되어, 정제된 테일 가스에서 안개 방울의 함량을 조절하는 단계; 석탄 화학 산업에서, 클라우스 황 회수 및 암모니아 탈황의 통합된 탈황 기술의 사용은 처리 후 투자 비용을 감소시킬 수 있다. 흐름은 더 간단해지고, 공정은 석탄 화학 산업에서 산성 가스 처리에 주로 적용되며, 흡수탑으로 도입되는 테일 가스에서 이산화황의 농도가 ≤ 30,000 mg/Nm3로 조절될 필요가 있으며, 엔탈피 값 및 순도 함량과 같은 테일 가스의 다른 파라미터의 요건은 규정되어 있지 않다.
중국 특허 출원 번호 CN 201410006886.0은 하기 단계를 포함하는 암모니아 탈황 기술을 이용한 산성 황화물 가스를 효율적으로 제거하기 위한 방법이 개시된다: 1) 전처리: 산성 가스 중 황화물에 황 회수, 황산 생성 및/또는 소각과 같은 전처리 방법을 수행하고, 산성 가스에서 남아 있는 황을 황 산화물로 전환하여 황 산화물을 함유하는 산성 테일 가스를 수득하고; 산성 가스를 석유 화학, 천연 가스 화학, 석탄 화학 산업 등으로부터 수득하는(derived) 단계; 2) 황 산화물의 암모니아 흡수: 황 산화물을 함유하는 산성 테일 가스를 암모니아 흡수 장치로 도입하고, 황 산화물이 순환하는 흡수액에 의해 흡수되는 단계; 3) 암모늄 설페이트 후 처리(post-treatment): 황 산화물을 완전히 흡수하는 포화되거나 거의 포화된 흡수액에 농축, 결정화, 고체-액체 분리, 및 건조를 수행하여 고체 암모늄 설페이트 생성물을 수득하는 단계. 황 산화물(이산화황, 삼산화황, 및 이의 수화물)을 산성 테일 가스로부터 제거했다; 또한, 황산, 황 및 암모늄 설페이트 부산물이 생성되고, 클린 가스는 기준을 충족하여 배출된다. 성분, 밀도, 순환량 또는 흡수액의 다른 파라미터는 산성 테일 가스에서 다른 황 산화물의 농도 및 황 산화물의 흡수량에 따라 조절된다. 산성 가스에서 황 산화물의 농도가 30,000 mg/Nm3보다 낮아지는 경우, 산성 가스는 전처리 없이 암모니아 흡수 장치로 직접 도입된다. 전처리 후 엔탈피 값 및 산성 테일 가스의 불순물 함량은 이 공정뿐만 아니라 불순물이 암모니아 탈황 시스템에 들어간 후의 처리 방법에서 규정되지 않는다.
또한, 중국 특허 출원 번호 CN 201611185413.7, CN 201611185413.7, 및 CN 201810062243.6은 각각 암모니아 탈황에 의해 산성 테일 가스의 처리를 개선하려는 시도를 갖지만, 이러한 개선 방법은 여전히 이상적이지 않다. 또한, 산성 테일 가스의 엔탈피 값에 대한 제어는 이들 공개 문헌들에 개시되어 있지 않다.
따라서, 더욱 적합한 산성 테일 가스 파라미터를 결정하고, 탈황 방법을 더욱 개선하는 것이 요망된다. 이는 암모니아 탈황 장치에 대한 투자 및 운영비를 감소시킬 수 있고, 장기간 안정한 운영을 달성할 수 있으며, 산성 테일 가스 전처리 및 테일 가스의 암모니아 탈황의 시너지 제어를 달성할 수 있고, 에어로졸의 생성을 제어할 수 있으며, 생성물 품질을 개선할 수 있다.
"암모니아 회수율(Ammonia recovery)"은 차후 공정으로부터 포획 및 추출되는 가스 세정 공정에 첨가되는 암모니아 퍼센트 또는 분획을 의미한다.
"분진(Dust)"은 처리, 가공 또는 접촉될 때 가스성 흐름을 따라 퍼지기에 충분히 미세한 입자성 물질을 의미한다. 분진은 고체 에어로졸 입자 및 액체 에어로졸 입자, 그을음(soot), 숯(charcoal), 비연소된 석탄, 미세 미네랄, 모래, 자갈, 염, 및 이의 임의의 조합을 포함하는 에어로졸을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
"산화율(Oxidation rate)"은 물질의 식별되는 더욱 산화된 종들로 전환되는 제공된 물질의 몰 퍼센트로 산출된 퍼센트를 의미한다. 예를 들어, 암모니아 함유 종들 및 황 산화물을 함유하는 혼합물에서, 혼합물의 X mol%가 암모늄 설페이트인 경우, Y mol%는 암모늄 설파이트이고, 암모늄 설페이트가 식별된 가장 산화된 종이므로 Z mol%는 암모늄 설페이트보다 큰 산화 전위(oxidation potential)를 갖는 일부 다른 암모니아, 황, 및/또는 산소 함유 종이고, 혼합물의 산화율은 X mol%일 것이다.
"황 산화물(Sulfur oxides) 또는 SOx"는 황 및 산소를 함유하는 화학종을 의미한다. 황 산화물은 일산화황(SO), 이산화황(SO2), 삼산화황(SO3), 더 높은 황 산화물(SO3 및 SO4 및 이들의 중 축합물), 일산화이황(S2O), 이산화이황(S2O2) 및 더 낮은 황 산화물(S7O2, S6O2, 및 SnOx, 화학식 중 n 및 x는 임의의 가능한 화학양론적 수치값)과 같은 화합물을 포함한다.
본 출원의 다른 곳에서 언급되는 상기 정의 또는 설명이 일반적으로 사용되고, 사전에서 제시되거나, 본 출원에 참조로 포함되는 다른 출처에서 언급되는 의미(명시적 또는 암시적)와 불일치되는 경우에, 본 출원 및 청구항 용어는 특히 인반적인 정의, 사전적 정의 또는 참조로 포함되는 정의에 따르지 않고, 본 출원의 정의 또는 설명에 따라 이해되는 것으로 이해된다. 청구항 용어가 사전에 의해서만 해석될 수 있는 경우에는, 본 명세서에 제공되는 Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5th Edition, 2005, (John Wiley & Sons, Inc.)에서 제시되는 정의가 제어할 것이다.
본 개시는 산성 테일 가스를 처리하기 위해 암모니아 탈황을 사용하여 선행 기술의 하기 문제점들 중 일부, 또는 전부와 관련하여 산성 테일 가스를 처리하는 장치 및 방법을 제공한다: 장치의 장기간 안정한 작동을 달성할 수 없음, 불량한 생성물 품질, 및 암모니아 누출의 헤드스트림(headstream)-제어 및 에어로졸 생성의 어려움.
산성 테일 가스를 처리하기 위한 장치 및 방법은 산성 테일 가스를 처리하기 위한 암모니아 탈황 공정의 사용을 포함할 수 있고, 저비용으로 효율적인 산성 테일 가스 처리 및 다단계 순환 흡수를 통한 기준을 충족하는 순 테일 가스의 배출을 달성할 수 있다. 여기서, 암모니아 탈황의 다단계 순환 흡수는 냉각 사이클, SO2 흡수 사이클, 및 수 세정 사이클 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
우선 조절 시스템에 의해 상기 기재된 바와 같이 얻어지는 산성 테일 가스의 엔탈피 값을 조절한 후 차후 암모니아 탈황 공정으로 산성 테일 가스를 공급하는 것이 유리할 수 있다.
산성 테일 가스의 엔탈피 값은 탈황 장치의 안정한 표준화된 작동에 영향을 미칠 수 있다: 엔탈피 값이 높고, 흡수 온도가 높으면, 암모니아 누출이 현저할 수 있어, 흡수 효율을 보증할 수 없고; 반면에 엔탈피 값이 낮고, 흡수 온도가 낮으면, 순환하는 흡수액의 산화율은 낮아질 수 있어, 후-처리 시스템(post-treatment system)은 안정하게 작동될 수 없고, 또한 황-회수 테일 가스는 소각 시스템에서 불완전하게 소각될 수 있기 때문에, 황화수소는 저온에서 소각될 때 황으로 전환되는 경향이 있고, 황화수소, 원소상 황 및 유기 물질은 결국 암모늄 설파이트의 산화 및 암모늄 설페이트의 결정화에 영향을 줄 수 있어, 불량한 생성물 품질을 야기한다. 소각 시스템을 통해 황-회수 테일 가스 또는 산성 테일 가스에서 황화수소, 유기 물질 및 원소상 황의 사실상 전체를 소각하는 것이 바람직한 경우, 소각 온도는 1300 ℃ 이상으로 올릴 필요가 있을 수 있고, 과잉 공기 계수(coefficient of excess air)는 1.8로 올릴 필요가 있을 수 있고, 체류 시간은 7초로 올릴 필요가 있을 수 있다. 그러나, 이는 소각 시스템의 투자 및 운영비를 증가시킬 수 있고, 많은 양의 연료 가스를 소모할 수 있고; 또한, 소각된 연도 가스는 고농도의 질소 산화물을 함유할 수 있고, 탈질(denitrification) 설비 투자가 많아 운영비가 높을 수 있으며, 최종 배출 가스의 질소 산화물 함량은 기준을 쉽게 충족시킬 수 없을 수 있다.
산성 테일 가스의 엔탈피 값은 암모니아 탈황 공정에 들어가기 전에 60-850 kJ/kg 건조 가스, 예를 들어 80-680 kJ/kg 건조 가스 또는 100-450 kJ/kg 건조 가스의 범위 내로 적절히 조절되어야 한다.
조절 시스템은 온도 조절 유닛 및/또는 습도 조절 유닛 또는 온도 조절 유닛과 습도 조절 유닛 모두를 포함할 수 있다. 산성 테일 가스의 엔탈피 값은 암모니아 탈황 공정으로 들어가는 산성 테일 가스의 온도 및 습도를 측정함으로써, 및 조절 시스템으로 산성 테일 가스의 온도 및 습도를 조절함으로써 제어될 수 있다.
산성 테일 가스의 엔탈피 값의 예시적인 식은 H = (1.01 + 1.88b)*t + 2490b이고, 상기 식 중 t는 ℃의 온도이고, b는 kg/kg 건조 가스(dry gas)로 건조 가스 중 수증기의 함량이다.
당업자는 조절 시스템에서 처리되는 산성 테일 가스의 다양한 온도 및 습도에 따라 온도 조절 유닛이 가열 또는 냉각 장치, 예를 들어 가열기 또는 냉각기 또는 다른 온도 조절 장치를 포함할 수 있고, 질소나 이산화탄소 가스 분배를 수행하거나 수증기를 추가할 수 있는 장치와 같은 습도 조절 유닛이 가습 또는 제습 장치를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 적합한 온도 조절 장치 및 습도 조절 장치는 그 자체로 당업자에게 잘 알려져 있다.
조절 시스템은 황 제거 유닛, 분진 제거 유닛, 및 불순물 제거 유닛 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 따라서, 산성 테일 가스의 총 분진 함량은 조절 시스템에 의해 조절될 수 있으며, 조절 후 산성 테일 가스의 총 산성 분진 함량은 ≤200 mg/Nm3, 예를 들어 ≤50 mg/Nm3일 수 있다.
산성 테일 가스의 불순물 함량은 조절 시스템에 의해 조절될 수 있고, 조절 후 산성 테일 가스의 유기 물질 함량은 ≤ 30 ppm, 예를 들어 ≤ 10 ppm일 수 있거나/있고, 원소상 황 및 황화수소 함량은 ≤ 30 ppm, 예를 들어 ≤ 10 ppm일 수 있다.
암모니아 탈황의 순환하는 흡수액은 순환하는 흡수액 내의 현탁 물질의 함량이 ≤ 200 mg/L일 수 있거나/있고, 오일 함량이 ≤ 100 mg/L일 수 있도록 정제 처리가 수행될 수 있다.
석유 화학, 천연 가스 화학, 석탄 화학 산업 등에 일반적으로 사용되는 것이면 장치 및 방법에 적용 가능한 산성 테일 가스의 공급원에 특별한 제한은 없다. 여기서, 산성 테일 가스는 예시적으로 황 회수 및 소각, 황산 생성, 및 소각과 같은 공정으로 석유 화학, 천연 가스 화학, 및 석탄 화학 산성 가스를 처리한 후 수득되는 산성 테일 가스를 포함할 수 있고; 또는 산성 테일 가스는 예시적으로 접촉 분해(catalytic cracking) 재생 연도 가스를 포함할 수 있다.
황 회수는 1 내지 3단계 클라우스 황 회수 공정, 수퍼클라우스 황 회수 공정, 유로클라우스 황 회수 공정, 액상 촉매적 산화 황 회수 공정 또는 생물학적 황 회수 공정과 같은 황 회수 공정을 포함할 수 있고; 황산 생성 공정이 습식 황산 생성 공정 또는 건식 황산 생성 공정으로 수행될 수 있다.
황-회수 테일 가스에서 H2S/SO2의 몰 비는 1.2-3, 예를 들어 1.5-2.5로 조절될 수 있다.
황 회수 및 소각 공정 및 소각 공정에서, 소각 온도는 600 ℃-1,300 ℃, 예를 들어 650 ℃-950 ℃일 수 있고, 체류 시간은 1-6 초, 예를 들어 1.5-4 초일 수 있고, 산성 테일 가스의 산소 함량은 2%-5%, 예를 들어 3%-4%일 수 있고, 산성 테일 가스의 황 산화물 함량은 2,000-150,000 mg/Nm3, 예를 들어 5,000-55,000 mg/Nm3일 수 있다.
이 방법은 하기 공정 단계를 포함할 수 있다:
1) 산성 테일 가스는 황 회수 및 소각 또는 황산 생성 또는 소각에 의해, 또는 직접 접촉 분해 촉매 재생 공정에 의해 처리되어 산성 테일 가스를 수득하는 단계;
2) 산성 테일 가스를 조절 시스템에 공급하여, 산성 테일 가스의 엔탈피 값이 60-850 kJ/kg 건조 가스, 예를 들어 80-680 kJ/kg 건조 가스 또는 100-450 kJ/kg 건조 가스의 범위 내가 되도록 조절하는 단계;
3) 엔탈피 값 요건을 충족하는 산성 테일 가스를 처리를 위해 암모니아 탈황 공정으로 공급하여, 순 테일 가스가 다단계 순환 흡수를 통해 배출 기준을 충족시키는 목적을 달성하는 단계.
상기 단계 2)에서 수득된 산성 테일 가스는 암모니아 탈황 공정으로 공급되기 전에, 총 분진 함량이 ≤ 200 mg/Nm3이거나/이고, 유기 물질 함량이 ≤ 30 ppm이거나/이고, 원소상 황 함량이 ≤ 30 ppm이 되도록 조절 시스템 내에서 더 처리될 수 있다.
이 장치는 산성 테일 가스 전처리 시스템 및 암모니아 탈황 시스템을 포함하여 산성 테일 가스를 처리하기 위한 장치를 포함할 수 있다.
산성 테일 가스 전처리 시스템은 황 회수 시스템 및 소각 시스템, 황산 생성 시스템, 소각 시스템, 및 접촉 분해 촉매 재생 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 암모니아 탈황 시스템은 종래의 암모니아 탈황 장치일 수 있고, 그 구조는 해당 기술 분야에 알려져 있고, 예를 들어 출원인이 출원한 CN 201710379460.3, CN 201810057884.2가 참조될 수 있다. CN 201710379460.3, CN 201810057884.2는 그 내용 전체가 본 명세서에 포함된다.
황 회수 시스템은 1 내지 3단계 클라우스 황 회수 시스템, 수퍼클라우스 황 회수 시스템, 유로클라우스 황 회수 시스템, 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템 및 생물학적 황 회수 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이 장치는 온도 조절 장치 및/또는 습도 조절 장치 또는 온도 조절 장치와 습도 조절 장치 모두를 포함하는 조절 시스템을 포함할 수 있다. 조절 시스템은 황 제거 장치, 분진 제거 장치, 및 불순물 제거 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
산성 테일 가스 전처리 시스템, 조절 시스템, 및 암모니아 탈황 시스템은 연속적으로 연결될 수 있다. 산성 테일 가스 전처리 시스템은 황 회수 시스템 및 소각 시스템을 포함할 수 있다. 조절 시스템은 임의의 순서로 서로 연속적으로 연결될 수 있는 온도 조절 장치, 습도 조절 장치, 및 불순물 제거 장치 중 하나 이상, 또는 임의의 순서로 서로 연속적으로 연결될 수 있는 불순물 제거 장치, 온도 조절 장치, 습도 조절 장치 및 불순물 제거 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이 장치는 농축 장치, 고체-액체 분리 장치, 및 건조 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있는 흡수액 처리 시스템을 포함할 수 있다.
흡수액 처리 시스템은 용액 정제 장치 및 증발 결정 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 용액 정제 장치는 오일 제거 장치 및 현탁 물질 제거 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 현탁 물질 제거 장치는 현탁 물질의 함량이 ≤ 200 mg/L, 20-100 mg/L, 또는 30-50 mg/L인 순환하는 흡수액을 형성하도록 구성될 수 있다.
오일 제거 장치는 오일 함량이 ≤ 100 mg/L, 예를 들어 10-80 mg/L 또는 20-30 mg/L인 순환하는 흡수액을 형성하도록 구성될 수 있다. 오일 제거 장치는 공기 부상 장치(air flotation apparatus), 흡착 장치(adsorption apparatus) 또는 정밀 여과 장치, 또는 이들의 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
오일 제거 장치는 소각 시스템과 연결될 수 있다.
석유 화학 산업으로부터 유래되는 산성 테일 가스는 황 회수 및 소각(전처리)이 행해져 산성 테일 가스를 수득한 후, 산성 테일 가스의 엔탈피 값이 암모니아 탈황 공정으로 공급되기 전에 조절 시스템에서 조절될 수 있다. 여기서, 암모니아 탈황의 다단계 순환 흡수는 1단계 냉각 사이클, 2단계 SO2 흡수 사이클, 및 1단계 수 세정 사이클을 포함할 수 있다.
조절 시스템은 연속적으로 연결되는 온도 조절 유닛, 습도 조절 유닛 및 황 제거 유닛 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 산성 테일 가스의 엔탈피 값은 냉각 장치를 통해 우선 560-720 kJ/kg 건조 가스로 조절된 후, 저온의 낮은 엔탈피 질소 가스가 제습 장치를 통해 공급되어 산성 테일 가스의 엔탈피 값이 440-530 kJ/kg 건조 가스로 더 조절될 수 있다. 그 후, 테일 가스의 원소상 황 및 황화수소의 함량은 흡착 황-제거 장치를 통해 4-7.5 ppm으로 조절 및 제어될 수 있다.
산성 테일 가스의 황화수소 함량은, 예를 들어 약 90%일 수 있고, 나머지는 질소, 이산화탄소이고, 산성 테일 가스를 처리하기 위한 황 회수 시스템은 공기법 3단계 클라우스 황 회수 공정(air-method 3-stage Claus sulfur recovery process)을 포함할 수 있다. 황-회수 테일 가스에서 H2S/SO2의 몰 비는 1.7-2.8로 조절될 수 있고, 소각 시스템의 소각 온도는 850 ℃-950 ℃일 수 있고, 체류 시간은 2-4 초일 수 있고, 산성 테일 가스의 산소 함량은 약 3%일 수 있고, 소각된 테일 가스에서 황 산화물의 함량은 약 12,000-15,000 mg/Nm3일 수 있다.
산성 테일 가스의 예시적인 유속이 46,000 Nm3/h이면, 황 회수율은 96%일 수 있고, 연간 운영 시간은 8,400 시간일 수 있으며, 연 당 477,000톤의 황 및 연 당 80,500톤의 암모늄 설페이트가 처리 후 수득될 수 있다.
산성 테일 가스의 유기 물질 함량을 조절하기 위해 조절 시스템이 사용되지 않는 경우, 암모니아 탈황의 순환하는 흡수액은 오일 제거 처리를 수행하여, 순환하는 흡수액의 오일 함량이 ≤ 50 mg/L이 되도록 할 수 있다.
예시적인 산성 테일 가스 처리 장치는 산성 테일 가스 전처리 시스템(황 회수 시스템 및 소각 시스템), 조절 시스템, 및 암모니아 탈황 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
황 회수 시스템은 열 반응 및 3단계 클라우스 촉매적 반응 장치를 포함할 수 있고, 클라우스 촉매적 회수기(Claus catalytic recoverer)는 가수분해 촉매가 충전되지 않는 회수기일 수 있다.
조절 시스템은 서로 연속적으로 연결되는 온도 조절 장치, 습도 조절 장치, 및 황 제거 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
산성 테일 가스의 황 회수 시스템, 소각 시스템, 조절 시스템 및 암모니아 탈황 시스템은 연속적으로 연결될 수 있다. 온도 조절 장치는 2단계 폐열(waste heat) 회수 장치일 수 있고, 1단계 폐열 회수의 부산물은 포화된 스팀일 수 있고, 2단계 폐열 회수는 보일러 공급 용수를 예열할 수 있고; 습도 조절 장치는 질소 가스 분배 장치를 포함할 수 있다.
장치는 흡수액 처리 시스템을 포함하게 할 수 있고, 이는 농축 장치, 고체-액체 분리 장치, 및 건조 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
흡수액 처리 시스템은 용액 정제 장치를 포함할 수 있다. 용액 정제 장치는 오일 제거 장치를 포함할 수 있고, 이는 오일 함량이 ≤ 50 mg/L인 순환하는 흡수액을 형성하도록 구성될 수 있다. 오일 제거 장치는 공기 부상 장치 및 정밀 여과 장치를 포함할 수 있다.
오일 제거 장치는 소각 시스템에 연결될 수 있고, 폐유는 소각 시스템 내에서 물, 이산화탄소 및 이산화황으로 완전히 소각될 수 있다.
장치 및 방법에 대해서, CN 200510040801.1, CN 03158258.3, CN 201010275966.8, CN 200510040800.7, CN 03158257.5 등, 및 CN 201710379460.3, CN 201710379458.6, CN 201710154157.3, CN 201710800599.0, CN 201710865004.X와 같은 암모니아 탈황의 허가된 시리즈 출원, 및 심사중인 CN 201810329999.2 이 참조될 수 있다.
종래의 산성 가스 처리 공정과 비교하여, 산성 가스를 처리하기 위해 전처리 및 조절 및 암모니아 탈황 공정을 사용하여 산성 테일 가스 제어 파라미터를 특정함으로써, 특히 산성 테일 가스의 엔탈피 값을 제어함으로써, 장치 및 방법은 암모니아 탈황 시스템의 투자 및 운영비를 감소시킬 수 있고, 장기간 안정 운영을 달성할 수 있고, 산성 테일 가스 전처리 및 산성 테일 가스의 암모니아 탈황의 시너지적 제어를 달성할 수 있고, 암모니아 회수율을 개선할 수 있고, 에어로졸의 생성을 제어할 수 있고, 생성물 품질을 개선할 수 있다.
산성 테일 가스를 처리하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 이 장치는 하기를 포함할 수 있고, 이 방법은 산성 테일 가스 전처리 시스템; 및 유체 연통(fluid communication)하는 산성 테일 가스 전처리 시스템, 암모니아 탈황 시스템을 포함할 수 있다.
전처리 시스템은 황 회수 시스템 및 소각 시스템, 황산 생성 시스템; 및 접촉 분해 촉매 재생 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 황 회수 시스템은 클라우스 황 회수 시스템을 포함할 수 있다. 클라우스 황 회수 시스템은 1단계 클라우스 황 회수 시스템일 수 있다. 클라우스 황 회수 시스템은 2단계 클라우스 황 회수 시스템일 수 있다. 클라우스 황 회수 시스템은 3단계 클라우스 황 회수 시스템일 수 있다.
황 회수 시스템은 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템을 포함할 수 있다. 황 회수 시스템은 생물학적 황 회수 시스템을 포함할 수 있다.
황 회수 시스템은 유체 연통하는 클라우스 황 회수 시스템, 수퍼클라우스 황 회수 시스템을 포함할 수 있다.
황 회수 시스템은 유체 연통하는 클라우스 황 회수 시스템, 유로클라우스 황 회수 시스템을 포함할 수 있다.
황 회수 시스템은 유체 연통하는 클라우스 황 회수 시스템, 생물학적 황 회수 시스템을 포함할 수 있다.
황 회수 시스템은 유체 연통하는 클라우스 황 회수 시스템, 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템을 포함할 수 있다.
이 장치는 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하고, 암모니아 탈황 시스템으로부터 업 스트림에 조절 시스템을 포함할 수 있다. 조절 시스템은 조절 시스템에서 가스 온도를 조절하도록 구성되는 온도 조절기를 포함할 수 있다. 조절 시스템은 조절 시스템에서 가스 습도를 조절하도록 구성되는 습도 조절기를 포함할 수 있다.
이 장치는 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 황 제거 장치를 포함할 수 있다. 이 장치는 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 분진 제거 장치를 포함할 수 있다.
이 장치는 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 불순물 제거 장치를 포함할 수 있다.
이 장치는 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 황 제거 장치; 및 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 분진 제거 장치를 포함할 수 있다.
이 장치는 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 황 제거 장치; 및 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 불순물 제거 장치를 포함할 수 있다.
이 장치는 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 분진 제거 장치; 및 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 불순물 제거 장치를 포함할 수 있다.
산성 테일 가스 전처리 시스템; 조절 시스템; 및 암모니아 탈황 시스템은 다운 스트림 방향을 따라 연속적으로 연결될 수 있다.
산성 테일 가스 전처리 시스템은 황 회수 시스템 및 소각 시스템을 포함할 수 있다.
이 장치는 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하고, 암모니아 탈황 시스템으로부터 업 스트림에 조절 시스템을 포함할 수 있다. 조절 시스템은 조절 시스템에서 가스 온도를 조절하도록 구성되는 온도 조절기를 포함할 수 있다. 조절 시스템은 조절 시스템에서 가스 습도를 조절하도록 구성되는 습도 조절기를 포함할 수 있다.
이 장치는 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 황 제거 장치를 포함할 수 있다.
산성 테일 가스 전처리 시스템; 조절 시스템; 및 암모니아 탈황 시스템은 다운 스트림 방향을 따라 연속적으로 연결될 수 있다.
산성 테일 가스 전처리 시스템은 황 회수 시스템 및 소각 시스템을 포함할 수 있다. 조절 시스템에서, 온도 조절기, 습도 조절기 및 황 제거 장치는 다운 스트림 방향으로 연속적으로 연결될 수 있다. 조절 시스템에서, 온도 조절기, 습도 조절기 및 황 제거 장치는 다운 스트림 방향으로 연속적으로 연결된다.
암모니아 탈황 시스템은, 암모니아 함유 흡수액을 순환시키도록 구성될 수 있고; 흡수액을 수용하도록 구성되는 농축 장치; 액체 내에 현탁된 고체를 수집하도록 구성되는 고체-액체 분리 장치; 및 수집된 고체를 건조하도록 구성되는 건조 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있는 흡수액 처리 시스템을 포함할 수 있다.
이 흡수액 처리 시스템은 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하고, 고체-액체 분리 장치로부터 공정상 다운 스트림 방향으로 배치되는 용액 정제 장치를 포함할 수 있다. 흡수액 처리 시스템은 농축 장치; 및 고체-액체 분리 장치 중 하나 또는 이들 모두와 유체 연락될 수 있고, 농축 장치로부터 공정상 다운 스트림에, 고체-액체 분리 장치로부터 공정상 업 스트림에 배치될 수 있는 증발 결정화 장치를 포함할 수 있다.
이 흡수액 처리 시스템은 농축 장치; 및 고체-액체 분리 장치 중 하나 또는 이들 모두와 유체 연락될 수 있고, 농축 장치로부터 공정상 다운 스트림에, 고체-액체 분리 장치로부터 공정상 업 스트림에 배치될 수 있는 증발 결정화 장치를 포함할 수 있다.
용액 정제 장치는 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 오일 제거 장치를 포함할 수 있다.
이 용액 정제 장치는 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 현탁 물질 제거 장치를 포함할 수 있다.
이 용액 정체 장치는 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 현탁 물질 제거 장치를 포함할 수 있다.
이 현탁 물질 제거 장치는 현탁 물질의 함량이 200 mg/L 이하인 순환하는 흡수액을 제공하도록 구성될 수 있다. 현탁 물질의 함량은 20-100 mg/L의 범위 내일 수 있다. 현탁 물질의 함량은 30-50 mg/L의 범위 내일 수 있다.
오일 제거 장치는 유체 연통하는 고체-액체 분리 장치, 공기 부상 장치를 포함할 수 있다.
오일 제거 장치는 유체 연통하는 고체-액체 분리 장치, 흡착 장치를 포함할 수 있다.
오일 제거 장치는 유체 연통하는 고체-액체 분리 장치, 정밀 여과 장치를 포함할 수 있다.
오일 제거 장치는 유체 연통하는 고체-액체 분리 장치, 흡착 장치를 포함할 수 있다.
오일 제거 장치는 유체 연통하는 고체-액체 분리 장치, 정밀 여과 장치를 포함할 수 있다.
오일 제거 장치는 유체 연통하는 고체-액체 분리 장치, 정밀 여과 장치를 더 포함한다.
오일 제거 장치는 오일 함량이 100 mg/L 이하인 순환하는 흡수액을 생성하도록 구성될 수 있다. 오일 함량은 10-80 mg/L의 범위 내일 수 있다. 오일 함량은 20-30 mg/L의 범위 내일 수 있다. 오일 제거 장치는 소각 시스템과 유체 연통하고, 소각 시스템으로부터 공정상 업 스트림에 배치될 수 있다. 이 방법은 산성 테일 가스를 수용하는 단계; 및 상기 산성 테일 가스로부터 암모늄 설페이트; 및 배출 기준을 충족하는 순 테일 가스 중 하나 또는 이들 모두를 수득하는 단계를 포함할 수 있다. 배출 기준은 중국에서 공개된 GB31570-2015, "석유 정제 산업의 오염 물질의 배출 기준(Emission Standard of Pollutants for Petroleum Refining Industry)" 표제의 문헌에서 정의된 기준일 수 있고, 이 내용은 전체가 본 명세서에 포함된다.
배출 기준은 중국에서 공개된 GB31571-2015, "석유 화학 산업의 오염 물질의 배출 기준(Emission Standard of Pollutants for Petroleum Chemistry Industry)" 표제의 문헌에서 정의된 기준일 수 있고, 이 내용은 전체가 본 명세서에 포함된다.
오염 물질 배출 기준의 예시
하기에 발췌된 "오일 정제 산업의 오염 물질의 배출 기준(Emission Standard of Pollutant for Oil Refining Industry)"의 표 3, 4는 공정 가열 로(furnaces)의 재생된 연도 가스, FCC 촉매 재생 연도 가스, 산성 가스 회수 플랜트의 테일 가스의 입자성 물질, 니켈 및 이의 화합물, 이산화황 및 황산 미스크의 오염 물질 배출 기준을 보여준다.
"오일 정제 산업의 오염 물질의 배출 기준"으로부터, 표 3: 공기 오염 물질의 특정 배출 한계(측정 단위: mg/m3)
Figure pat00001
"오일 정제 산업의 오염 물질의 배출 기준"으로부터, 표 4: 공기 오염 물질의 특정 배출 한계(측정 단위: mg/m3)
Figure pat00002
(주석)
(1) 접촉 분해 폐열 보일러에서 재생 연도 가스 오염 물질의 농도의 최대값은 표에서 한계 값의 2배를 초과하지 않고, 각 시간의 기간은 1시간 미만이다.
하기에 발췌된 "석유 화학 산업의 오염 물질의 배출 기준"의 표 4 및 5는 공정 가열 로 장치의 테일 가스에서 입자성 물질 및 이산화황의 배출 기준을 보여준다.
"석유 화학 산업의 오염 물질의 배출 기준"으로부터, 표 4: 공기 오염 물질 (일부)의 배출 한계(측정 단위: mg/m3)
Figure pat00003
"석유 화학 산업의 오염 물질의 배출 기준"으로부터, 표 5: 공기 오염 물질 (일부)의 배출 한계(측정 단위: mg/m3)
Figure pat00004
수득하는 단계는 산성 테일 가스로부터 황을 회수하여 황-회수된 테일 가스를 생성하는 것; 그 후, 황-회수된 가스를 소각하는 것 중 하나 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.
수득하는 단계는 산성 테일 가스로부터 황산을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
수득하는 단계는 소각하는 것을 포함할 수 있다.
이 방법은 석유 화학적 화학 반응으로부터 산성 테일 가스를 채널링(channeling)하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 천연 가스 화학 반응으로부터 산성 테일 가스를 채널링하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 석탄 화학 반응으로부터 산성 테일 가스를 채널링하는 단계를 포함할 수 있다.
수득하는 단계는 접촉 분해 재생 연도 가스를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 산성 테일 가스는 재생 연도 가스를 포함할 수 있다.
수득하는 단계는 산성 테일 가스의 엔탈피 값을 조절하는 것을 포함할 수 있다.
수득하는 단계는 전체 암모니아 순환 탈황 리액터에서 냉각 단계, 흡수 단계, 및 수 세정 단계 중 하나 이상을 통해 조절된 테일 가스를 통과시키는 것을 포함할 수 있다.
조절하는 단계는 산성 테일 가스의 온도를 변화시키는 것을 포함할 수 있다.
조절하는 단계는 산성 테일 가스의 습도를 변화시키는 것을 포함할 수 있다.
조절하는 단계는 산성 테일 가스의 온도를 변화시키는 것을 포함할 수 있다.
조절하는 단계는 산성 테일 가스로부터 황을 제거하는 것을 포함할 수 있다.
조절하는 단계는 산성 테일 가스로부터 분진를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
조절하는 단계는 산성 테일 가스로부터 불순물을 제거하는 것을 포함할 수 있다.
조절하는 단계는 값을 60-850 kJ/kg 건조 가스로 조절할 수 있다. 조절하는 단계는 값을 80-680 kJ/kg 건조 가스로 조절할 수 있다. 조절하는 단계는 값을 100-450 kJ/kg 건조 가스로 조절할 수 있다.
회수하는 단계는 1단계를 갖는 클라우스 황 회수 시스템을 통해 산성 테일 가스를 흐르게 하는 것을 포함할 수 있다. 회수하는 단계는 2단계를 갖는 클라우스 황 회수 시스템을 통해 산성 테일 가스를 흐르게 하는 것을 포함할 수 있다. 회수하는 단계는 3단계를 갖는 클라우스 황 회수 시스템을 통해 산성 테일 가스를 흐르게 하는 것을 포함할 수 있다.
회수하는 단계는 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템을 통해 산성 테일 가스를 흐르게 하는 것을 포함할 수 있다. 회수하는 단계는 생물학적 황 회수 시스템을 통해 산성 테일 가스를 흐르게 하는 것을 포함할 수 있다. 회수하는 단계는 수퍼클라우스 황 회수 시스템을 통해 산성 테일 가스를 흐르게 하는 것을 포함할 수 있다. 회수하는 단계는 유로클라우스 황 회수 시스템을 통해 산성 테일 가스를 흐르게 하는 것을 포함할 수 있다. 회수하는 단계는 생물학적 황 회수 시스템을 통해 산성 테일 가스를 흐르게 하는 것을 더 포함한다. 회수하는 단계는 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템을 통해 산성 테일 가스를 흐르게 하는 것을 포함할 수 있다.
황산 생성은 습식 황산 생성을 포함할 수 있다. 황산 생성은 건식 황산 생성을 포함할 수 있다.
회수하는 단계는 H2S/SO2의 몰 비가 1.2-3의 범위 내인 황-회수된 가스를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 몰 비는 1.5-2.5의 범위 내일 수 있다.
소각하는 단계는 600 ℃-1,300 ℃의 범위 내의 온도에서 수행될 수 있다. 소각하는 단계는 산성 테일 가스를 생성할 수 있다.
소각하는 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1 내지 6 초의 범위 내일 수 있다.
산성 테일 가스는 산소 함량이 2%-5%의 범위 내일 수 있다.
산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 2,000 mg/Nm3 내지 150,000 mg/Nm3의 범위 내일 수 있다. 소각하는 단계는 650 ℃ 내지 950 ℃의 범위 내의 온도에서 수행될 수 있다.
소각하는 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1.5 내지 4 초의 범위 내일 수 있다.
산성 테일 가스는 산소 함량이 3%-4%의 범위 내일 수 있다.
산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 5,000 mg/Nm3 내지 55,000 mg/Nm3의 범위 내일 수 있다.
이 방법은 황 산화물의 함량이 2,000 mg/Nm3 내지 150,000 mg/Nm3의 범위 내인 산성 테일 가스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
소각하는 단계는 600 ℃-1,300 ℃의 범위 내의 온도에서 수행될 수 있다. 소각하는 단계는 산성 테일 가스를 생성할 수 있다.
이 방법은 소각 체류 시간이 1 내지 6 초의 범위 내인 황-회수된 테일 가스를 소각하는 단계를 포함할 수 있다.
산성 테일 가스는 산소 함량이 2%-5%의 범위 내일 수 있다.
소각하는 단계는 650 ℃ 내지 950 ℃의 범위 내의 온도에서 수행될 수 있다.
소각하는 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1.5 내지 4 초의 범위 내일 수 있다.
산성 테일 가스는 산소 함량이 3%-4%의 범위 내일 수 있다.
산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 5,000 mg/Nm3 내지 55,000 mg/Nm3의 범위 내일 수 있다.
이 방법은 산소 함량이 2%-5%의 범위 내인 산성 테일 가스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 2,000 mg/Nm3 내지 150,000 mg/Nm3의 범위 내일 수 있다.
소각하는 단계는 600 ℃-1,300 ℃의 범위 내의 온도에서 수행될 수 있다. 소각하는 단계는 산성 테일 가스를 생성할 수 있다.
소각하는 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1 내지 6 초의 범위 내일 수 있다.
소각하는 단계는 650 ℃ 내지 950 ℃의 범위 내의 온도에서 수행될 수 있다.
소각하는 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1.5 내지 4 초의 범위 내일 수 있다.
산성 테일 가스는 산소 함량이 3%-4%의 범위 내일 수 있다.
산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 5,000 mg/Nm3 내지 55,000 mg/Nm3의 범위 내일 수 있다.
소각하는 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1 내지 6 초의 범위 내일 수 있다.
이 방법은 산소 함량이 2%-5%의 범위 내인 산성 테일 가스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 방법은 황 산화물 함량이 2,000 mg/Nm3 내지 150,000 mg/Nm3의 범위 내인 산성 테일 가스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
소각하는 단계는 600 ℃-1,300 ℃의 범위 내의 온도에서 수행될 수 있다. 소각하는 단계는 산성 테일 가스를 생성할 수 있다.
소각하는 단계는 650 ℃ 내지 950 ℃의 범위 내의 온도에서 수행될 수 있다.
소각하는 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1.5 내지 4 초의 범위 내일 수 있다.
산성 테일 가스는 산소 함량이 3%-4%의 범위 내일 수 있다.
산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 5,000 mg/Nm3 내지 55,000 mg/Nm3의 범위 내일 수 있다.
수득하는 단계는 암모니아 탈황의 순환하는 흡수액의 현탁 물질의 함량을 200 mg/L 이하로 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
수득하는 단계는 암모니아 탈황의 순환하는 흡수액의 오일 함량을 100 mg/L 이하로 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
수득하는 단계는 암모니아 탈황의 순환하는 흡수액의 오일 함량을 100 mg/L 이하로 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
조절하는 단계는 유기 물질의 함량이 30 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성할 수 있다.
조절하는 단계는 원소상 황 및 황화수소의 함량이 30 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성할 수 있다.
조절하는 단계는 유기 물질의 함량이 10 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성할 수 있다.
조절하는 단계는 원소상 황 및 황화수소의 함량이 10 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성할 수 있다.
산성 테일 가스는 황 회수 및 소각 또는 황산 생성 또는 소각에 의해, 또는 직접적으로 접촉 분해 촉매 재생 공정에 의해 처리되어 산성 테일 가스를 수득할 수 있다.
산성 테일 가스는 조절 시스템에 공급되어, 테일 가스의 엔탈피 값이 60-850 kJ/kg 건조 가스, 예를 들어 80-680 kJ/kg 건조 가스, 또는 100-450 kJ/kg 건조 가스 내의 범위가 되도록 조절될 수 있다.
선택된 엔탈피 기준에 충족하는 산성 테일 가스는 처리를 위해 암모니아 탈황 공정으로 공급되어, 순 테일 가스가 다단계 순환 흡수를 통해 배출 기준에 충족하는 목적을 달성시킬 수 있다.
일부 양태는 예시적인 장치와 관련하여 도시 및/또는 기재된 특징을 생략할 수 있다. 일부 양태는 예시적인 장치와 관련하여 도시되거나 기재되지 않은 특징을 포함할 수 있다. 예시적인 장치 및 방법의 특징이 조합될 수 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 양태는 다른 예시적인 양태와 관련하여 도시된 특징을 포함할 수 있다.
예시적인 방법의 단계는 본 명세서에 도시 및/또는 기재되는 순서 이외의 순서로 수행될 수 있다. 일부 양태는 예시적인 방법과 관련하여 도시 및/또는 기재되는 단계를 생략할 수 있다. 일부 양태는 예시적인 방법과 관련하여 도시되거나 기재되지 않는 단계를 포함할 수 있다. 예시적인 방법 단계는 조합될 수 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 방법은 다른 예시적인 방법과 관련하여 도시된 단계를 포함할 수 있다.
양태는 예시적인 방법의 단계 중 일부 또는 전부 및/또는 예시적인 장치의 특징의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재되는 장치 및 방법은 예시적이다. 본 발명과 관련된 장치 및 방법은 이제 본 발명의 일부를 형성하는 실시예 및 도면과 관련하여 기재될 것이다. 도면은 본 발명의 원리에 따른 장치 및 방법 단계의 예시적인 특징을 도시한다. 다른 양태가 사용될 수 있고, 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 구조적, 기능적 및 절차상 변형이 이루어질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 도면과 관련하여 취해지는 하기 상세한 설명을 고려할 때 명백해질 것이며, 유사한 도면 부호는 유사한 부분을 지칭한다:
도 1은 본 발명의 원리에 따른 실시예 1의 예시적인 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 실시예 2의 예시적인 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 조절 시스템의 예시적인 장치를 도시한다.
예시적인 실시예
실시예 1
석유 화학 산업으로부터 유도한 산성 가스(1)를 사용했다. 산성 가스(1)를 황 회수 시스템(2)을 통과시켜, 황-회수된 테일 가스(6)를 수득한 후, 소각 시스템(5)을 통과시켜 산성 테일 가스(6)를 수득했다 (전처리 시스템). 산성 테일 가스의 엔탈피 값을 조절 시스템(7)에 의해 조절한 후, 조절된 테일 가스(8)를 암모니아(9)가 도입되는 암모니아 탈황 시스템(10)으로 공급했다. 암모니아 탈황 시스템(10)의 다단계 순환 흡수는 1단계 냉각 사이클, 2단계 SO2 흡수 사이클, 및 2단계 수 세정 사이클을 포함했다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 본 명세서에서 조절 시스템(7)은 연속적으로 연결되는 불순물 제거 장치(17), 냉각 장치(14), 제습 장치(15), 및 황 제거 장치(16)를 포함했다. 산성 테일 가스의 유기 물질 함량은 불순물 제거 장치(17)에 의해 4.5 ppm 이하로 감소되고, 산성 테일 가스(6)의 엔탈피 값은 냉각 장치(14)를 통해 600-810 kJ/kg 건조 가스로 더 조절된 후, 낮은 수증기 함량을 갖는 저온 이산화탄소 가스가 제습 장치(15)를 통해 공급되어, 산성 테일 가스(6)의 엔탈피 값이 410-505 kJ/kg 건조 가스로 더 조절되었다. 그 후, 조절된 테일 가스(8)의 원소상 황 및 황화수소 함량은 흡착 황-제거 장치(16)를 통해 테일 가스에서 황 및 황화수소를 흡착시킴으로써 3 ppm 이하로 조절되었다.
이 실시예에서, 산성 가스(1)의 황화수소 함량은 75%였고, 나머지는 질소, 이산화탄소, 수소, 및 일산화탄소였고; 황 회수 시스템(2)은 공기법 2단계 클라우스 황 회수 공정에 적용했다. 황-회수된 테일 가스(4)에서 H2S/SO2의 몰 비는 1.4-2.2로 조절되고, 소각 시스템(5)의 소각 온도는 750 ℃-810 ℃였고, 체류 시간은 2-2.8 초였고, 산성 테일 가스의 산소 함량은 2.8%였고, 황 산화물 함량은 22,400 mg/Nm3였다.
산성 가스(1)의 유속은 8,100 Nm3/h였고, 황 회수율은 93.6%였고, 연간 운영 시간은 8,400 시간이었고, 연 당 68,200톤의 황(3) 및 연 당 19,000톤의 암모늄 설페이트(11)가 수득되고, 암모니아 회수율은 99.1%였다.
따라서, 이 실시예에서 상기 언급된 처리 방법을 수행하기 위한 장치는 연속적으로 연결되는 산성 테일 가스 전처리 시스템(황 회수 시스템 및 소각 시스템), 조절 시스템, 및 암모니아 탈황 시스템을 포함했다.
황 회수 시스템은 송풍 장치(blower apparatus), 열 반응 장치 및 2단계 클라우스 촉매적 반응 장치를 포함했다.
또한, 조절 시스템은 연속적으로 연결되는 불순물 제거 장치, 냉각 장치, 제습 장치 및 탈황 장치를 포함했다. 불순물 제거 장치는 촉매적 산화 장치이고, 탈황 장치는 활성 탄소 흡착 장치이고, 냉각 장치는 0.3-0.5 MPa의 포화된 스팀의 부산물을 갖는 1단계 폐열 회수이고, 제습 장치는 이산화탄소 가스 공급원에 연결된다.
장치는 농축 순환 탱크, 고체-액체 분리 장치, 및 건조 장치를 포함하는 흡수액 처리 시스템을 포함했다. 암모니아 탈황 시스템은 탑에서 포화된 결정화 공정을 적용했다.
조절된 테일 가스의 양은 68,450 Nm3/h였고(표준 상태, 습윤 염기(wet base), 실제 산소), SO2 농도는 16,100 mg/Nm3였고, 탑은 직경이 3.2 m이고, 높이가 42 m이고, 순 테일 가스의 이산화황 함량은 32.4 mg/Nm3였고, 프리 암모니아는 1.3 mg/Nm3였고, 총 분진은 9.5 mg/Nm3였다.
이 실시예에서 암모니아 탈황 장치 및 방법에 CN 201710379460.3, CN 201710865004.X, 및 CN 201810329999.2가 참조될 수 있다.
실시예 2
천연 가스 화학 산업으로부터 유도한 산성 가스(1)를 사용했다. 산성 가스(1)를 황산 생성 시스템(13)을 통과시켜, 황산(3) 및 산성 테일 가스(6)를 수득한 후, 산성 테일 가스의 엔탈피 값을 조절 시스템(7)에 의해 조절했다. 그 후, 조절된 테일 가스를 암모니아(9)가 첨가되는 암모니아 탈황 시스템(10)으로 공급했다. 암모니아 탈황 시스템(10)의 다단계 순환 흡수는 1단계 냉각 사이클, 1단계 SO2 흡수 사이클, 및 1단계 수 세정 사이클을 포함했다.
여기서, 조절 시스템(7)은 수증기 첨가 장치이고, 산성 테일 가스(6)의 엔탈피 값을 수증기 첨가에 의해 320-410 kJ/kg 건조 가스로 조절했다.
사용되는 산성 가스(1)에서, 황화수소 함량은 45%였고, CO2 함량은 30%였고, 나머지는 질소, 수소, 일산화탄소 및 메탄이었다. 황산 생성 시스템(13)은 습식 황산 생성 공정을 적용했다. 산성 테일 가스에서 황 산화물의 함량은 5,350 mg/Nm3였다.
산성 가스(1)의 유속은 7,200 Nm3/h였고, 황산 회수율은 98%였고, 연간 운영 시간은 8,400 시간이었고, 연 당 119,000톤의 황산(3) 및 연 당 3,200톤의 암모늄 설페이트(11)가 수득되고, 암모니아 회수율은 99.4%였다.
따라서, 상기 언급된 방법을 수행하기 위한 장치는 연속적으로 연결되는 황산 생성 시스템, 조절 시스템, 및 암모니아 탈황 시스템을 포함했다.
습식 황산 생성 시스템은 소각 장치, 전환 장치 및 축합 장치를 포함했다.
조절 시스템은 수증기 첨가 장치를 포함했다.
이 장치는 고체-액체 분리 장치, 건조 장치를 포함하는 흡수액 처리 시스템을 포함했다. 암모니아 탈황 시스템은 탑에서 포화된 결정화 공정을 적용했다.
조절된 테일 가스의 양은 38,450 Nm3/h였고(표준 상태, 습윤 염기, 실제 산소), SO2 농도는 4,830 mg/Nm3였고, 탑은 직경이 2.6 m이고, 높이가 33 m이고, 순 테일 가스의 이산화황 함량은 16.8 mg/Nm3였고, 프리 암모니아 함량은 0.6 mg/Nm3였고, 총 분진은 4.5 mg/Nm3였다.
이 실시예에서 암모니아 탈황 장치 및 방법에 CN 201710379460.3, CN 201710865004.X, 및 CN 201810329999.2가 참조될 수 있다.
실시예 3
석유 화학 접촉 분해 촉매 재생으로부터 유도된 산성 테일 가스를 사용했다. 산성 테일 가스의 엔탈피 값을 조절 시스템에 의해 조절한 후, 산성 테일 가스를 암모니아 탈황 시스템으로 공급했다. 암모니아 탈황 시스템의 다단계 순환 흡수는 2단계 세정 사이클, 1단계 SO2 흡수 사이클, 및 1단계 수 세정 사이클을 포함했다.
조절 시스템은 냉각 장치, 분진 제거 장치 및 불순물 제거 장치이다. 유기 물질의 함량은 불순물 제거 장치에 의해 6.2 ppm 이하로 감소되었다. 산성 테일 가스의 엔탈피 값은 냉각 장치를 통해 370-408 kJ/kg 건조 가스로 더 조절되었다. 그 후, 총 분진 함량은 분진 제거 장치에 의해 20-30 mg/Nm3로 감소되었다.
산성 테일 가스의 유속은 210,000 Nm3/h였고, 황 산화물의 함량은 2,350 mg/Nm3였고, 총 분진 함량은 100-230 mg/Nm3였다. 연간 운영 시간은 8,400 시간이었고, 암모니아 탈황 시스템의 처리 후 연 당 4,100톤의 암모늄 설페이트가 수득되고, 암모니아 회수율은 99.3%였다.
따라서, 상기 언급된 처리 방법을 수행하기 위한 장치는 연속적으로 연결되는 접촉 분해 촉매 재생 시스템, 및 조절 시스템, 및 암모니아 탈황 시스템을 포함했다.
조절 시스템은 냉각 장치, 분진 제거 장치, 및 불순물 제거 장치를 포함했다.
이 장치는 증발 결정화 장치, 고체-액체 분리 장치, 및 건조 장치를 포함하는 흡수액 처리 시스템을 포함했다.
흡수액 처리 시스템은 용액 정제 장치를 포함했다. 용액 정제 장치는 오일 함량이 ≤ 80 mg/L이고, 현탁 물질의 함량이 ≤ 120 mg/L인 순환하는 흡수액을 형성하도록 구성되는 오일 제거 장치 및 현탁 물질 제거 장치를 포함했다. 오일 제거 장치는 공기 부상 장치 및 정밀 여과 장치이고, 현탁 물질 제거 장치는 플레이트(plate) 및 프레임 필터 프레스(frame filter press)와 같은 프레스 여과 장치이다.
오일 제거 장치는 소각 시스템에 연결되고, 폐유는 소각 시스템에서 물, 이산화탄소 및 이산화황으로 완전히 소각되었다.
흡수탑은 직경이 6 m이고, 높이가 32 m이고, 순 테일 가스의 이산화황 함량은 23.3 mg/Nm3였고, 프리 암모니아 함량은 0.75 mg/Nm3였고, 총 분진은 14.5 mg/Nm3였다.
이 실시예에서 암모니아 탈황 장치 및 방법에 본 출원인에 의해 출원된 CN 201710379460.3 및 CN 201810057884.2가 참조될 수 있다.
비교예 1
산성 테일 가스가 조절 시스템(7)에 의해 조절되지 않고, 1단계 폐열 회수가 수행되는 산성 테일 가스가 암모니아 탈황 시스템으로 직접 공급되는 것을 제외하고 실시예 1을 반복했다. 암모니아 탈황 시스템에 들어가는 테일 가스의 파라미터 및 조작 효과를 다음과 같이 비교했다:
Figure pat00005
비교예 1에서 이산화황 농도, 프리 암모니아 함량 및 총 분진 함량이 실시예 1보다 모두 더 높고, 암모니아 회수율이 단지 94.3%로 실시예 1보다 4.7% 낮아, 많은 양의 2차 오염을 야기한다는 점을 알 수 있었다.
비교예 2
산성 테일 가스가 조절 시스템(7)에 의해 조절되지 않고, 산성 테일 가스가 암모니아 탈황 시스템으로 직접 공급되는 것을 제외하고 실시예 2를 반복했다. 암모니아 탈황 시스템에 들어가는 테일 가스의 파라미터 및 조작 효과를 다음과 같이 비교했다:
Figure pat00006
비교예 2에서 이산화황 농도, 프리 암모니아 함량 및 총 분진 함량이 실시예 2보다 모두 더 높고, 암모니아 회수율이 단지 97.2%로 실시예 2보다 2.2% 낮아, 많은 양의 2차 오염을 야기한다는 점을 알 수 있었다.
비교예 3
산성 테일 가스가 조절 시스템에 의해 조절되지 않고, 폐열 회수 및 탈질이 수행되는 접촉 분해 촉매 재생 시스템의 산성 테일 가스가 암모니아 탈황 시스템으로 직접 공급되는 것을 제외하고 실시예 3을 반복했다. 암모니아 탈황 시스템에 들어가는 테일 가스의 파라미터 및 조작 효과를 다음과 같이 비교했다:
Figure pat00007
비교예 3에서 이산화황 농도, 프리 암모니아 함량 및 총 분진 함량이 실시예 3보다 모두 더 높고, 암모니아 회수율이 단지 91.3%로 실시예 3보다 8% 낮아, 많은 양의 2차 오염을 야기한다는 점을 알 수 있었다.
일부 예시적인 양태는 하기로 정의된다:
(A) 산성 가스의 처리 방법으로, 산성 테일 가스를 처리하기 위해 암모니아 탈황 공정이 사용되어, 순 테일 가스가 다단계 순환 흡수를 통해 배출 기준을 충족시키는 목적을 달성하는, 산성 가스의 처리 방법.
(B) (A)에 있어서, 상기 산성 테일 가스는 황 회수 및 소각, 황산 생성, 및 소각과 같은 공정으로 석유 화학, 천연 가스 화학, 및 석탄 화학 산성 가스를 처리한 후 수득되는 테일 가스를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(C) (A)에 있어서, 상기 산성 테일 가스는 접촉 분해 재생 연도 가스를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(D) (B)-(C)에 있어서, 상기 산성 테일 가스의 엔탈피 값은 우선 조절 시스템에 의해 조절된 후, 산성 테일 가스는 차후 암모니아 탈황 공정으로 공급되는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(E) (A)에 있어서, 상기 다단계 순환 흡수는 냉각 사이클, 흡수 사이클, 및 수 세정 사이클을 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(F) (D)에 있어서, 상기 조절 시스템은 온도 조절 유닛 및/또는 습도 조절 유닛, 또는 온도 조절 유닛과 습도 조절 유닛을 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(G) (F)에 있어서, 상기 조절 시스템은 황 제거 유닛, 분진 제거 유닛, 및 습도 제거 유닛 중 하나 이상을 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(H) (D)에 있어서, 조절 후 상기 테일 가스의 엔탈피 값은 60-850 kJ/kg 건조 가스, 예를 들어 80-680 kJ/kg 건조 가스 또는 100-450 kJ/kg 건조 가스의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(I) (B)에 있어서, 상기 황 회수는 1 내지 3단계 클라우스 황 회수 공정, 수퍼클라우스 황 회수 공정, 유로클라우스 황 회수 공정, 액상 촉매적 산화 황 회수 공정 또는 생물학적 황 회수 공정과 같은 황 회수 공정으로 수행되고, 황산 생성 공정은 습식 황산 생성 공정 또는 건식 황산 생성 공정으로 수행되는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(J) (I)에 있어서, 상기 황-회수된 테일 가스에서 H2S/SO2의 몰 비는 1.2-3, 예를 들어 1.5-2.5로 조절되는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(K) (B)에 있어서, 황 회수 및 소각 공정 및 소각 공정에서, 소각 온도는 600 ℃-1,300 ℃, 예를 들어 650 ℃-950 ℃이고, 체류 시간은 1-6초, 예를 들어 1.5-4초이고, 산성 테일 가스의 산소 함량은 2%-5%, 예를 들어 3%-4%이고, 산성 테일 가스의 황 산화물 함량은 2,000-150,000 mg/Nm3, 예를 들어 5,000-55,000 mg/Nm3인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(L) (A)에 있어서, 암모니아 탈황의 순환하는 흡수액은 순환하는 흡수액 중 현탁 물질이 ≤ 200 mg/L이거나/이고, 오일 함량이 ≤ 100 mg/L이 되도록 정제 처리를 수행하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(M) (G)에 있어서, 조절 후 상기 테일 가스의 유기 물질은 ≤ 30 ppm, 예를 들어 ≤ 10 ppm이거나/이고, 원소상 황 및 황화수소 함량은 ≤ 30 ppm, 예를 들어 ≤ 10ppm인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(N) (A)-(M) 중 어느 하나에 있어서, 특정 공정 단계는,
1) 상기 산성 가스를 황 회수 및 소각 또는 황산 생성 또는 소각에 의해, 또는 직접적으로 접촉 분해 촉매 재생 공정에 의해 처리하여 산성 테일 가스를 수득하는 단계;
2) 상기 산성 테일 가스를 조절 시스템에 공급하여 테일 가스의 엔탈피 값을 60-850 kJ/kg 건조 가스, 예를 들어 80-680 kJ/kg 건조 가스 또는 100-450 kJ/kg 건조 가스의 범위 내가 되도록 조절하는 단계;
3) 엔탈피 값 요건을 충족하는 상기 산성 테일 가스를 처리를 위한 암모니아 탈황 공정으로 공급하여, 순 테일 가스가 다단계 순환 흡수를 통해 배출 기준을 충족시키는 목적을 달성하는 단계;를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
(O) 산성 가스 처리용 장치로서, 상기 장치는 산성 테일 가스 전처리 시스템 및 암모니아 탈황 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(P) (O)에 있어서, 상기 전처리 시스템은 황 회수 시스템 및 소각 시스템, 황산 생성 시스템, 소각 시스템, 및 접촉 분해 촉매 재생 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(Q) (P)에 있어서, 상기 황 회수 시스템은 1 내지 3단계 클라우스 황 회수 시스템, 수퍼클라우스 황 회수 시스템, 유로클라우스 황 회수 시스템, 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템 또는 생물학적 황 회수 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(R) (O)에 있어서, 상기 장치는 온도 조절 장치 및/또는 습도 조절 장치, 또는 온도 조절 장치와 습도 조절 장치 모두를 포함하는 조절 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(S) (Q)에 있어서, 상기 조절 시스템은 황 제거 장치, 분진 제거 장치, 및 불순물 제거 장치 중 하나 이상을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(T) (S)에 있어서, 상기 산성 테일 가스 전처리 시스템, 조절 시스템, 및 암모니아 탈황 시스템은 연속적으로 연결되고, 상기 산성 테일 가스 전처리 시스템은 황 회수 시스템 및 소각 시스템을 포함하고; 상기 조절 시스템은 연속적으로 연결되는 온도 조절 장치, 습도 조절 장치 및 황 제거 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(U) (O)에 있어서, 상기 장치는 농축 장치, 고체-액체 분리 장치, 및 건조 장치를 포함하는 흡수액 처리 시스템을 더 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(V) (U)에 있어서, 상기 흡수액 처리 시스템은 용액 정제 장치 및 증발 결정화 장치 중 하나 이상을 더 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(W) (V)에 있어서, 상기 용액 정제 장치는 오일 제거 장치 및 현탁 물질 제거 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(X) (W)에 있어서, 상기 현탁 물질 제거 장치는 현탁 물질 함량이 ≤ 200 mg/L, 예를 들어 20-100 mg/L 또는 30-50 mg/L인 순환하는 흡수액을 형성하도록 구성되는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(Y) (W)에 있어서, 상기 오일 제거 장치는 공기 부상 장치, 흡착 장치 또는 정밀 여과 장치, 또는 이들의 조합인 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(Z) (Y)에 있어서, 상기 오일 제거 장치는 오일 함량이 ≤ 100 mg/L, 예를 들어 10-80 mg/L 또는 20-30 mg/L인 순환하는 흡수액을 형성하도록 구성되는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
(AA) (V)-(Z) 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 제거 장치는 소각 시스템에 연결되는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
1. 산성 가스 처리용 장치로서,
상기 장치는,
산성 테일 가스 전처리(pre-treatment) 시스템; 및
상기 산성 테일 가스 전처리 시스템과 유체 연통하는 암모니아 탈황 시스템;을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
2. 양태 1에 있어서,
상기 전처리 시스템은 황 회수(sulfur recovery) 시스템 및 소각(incineration) 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
3. 양태 1에 있어서,
상기 전처리 시스템은 황산 생성 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
4. 양태 1에 있어서,
상기 전처리 시스템은 접촉 분해(catalytic cracking) 촉매 재생 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
5. 양태 2에 있어서,
상기 황 회수 시스템은 1 단계를 갖는 클라우스(Claus) 황 회수 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
6. 양태 2에 있어서,
상기 황 회수 시스템은 2 단계를 갖는 클라우스(Claus) 황 회수 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
7. 양태 2에 있어서,
상기 황 회수 시스템은 3 단계를 갖는 클라우스(Claus) 황 회수 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
8. 양태 2에 있어서,
상기 황 회수 시스템은 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
9. 양태 2에 있어서,
상기 황 회수 시스템은 생물학적 황 회수 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
10. 양태 5 내지 7 중 어느 하나에 있어서,
상기 황 회수 시스템은 상기 클라우스 황 회수 시스템과 유체 연통하는 수퍼클라우스(SuperClaus) 황 회수 시스템을 더 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
11. 양태 5 내지 7 중 어느 하나에 있어서,
상기 황 회수 시스템은 상기 클라우스 황 회수 시스템과 유체 연통하는 유로클라우스(EuroClaus) 황 회수 시스템을 더 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
12. 양태 5 내지 7 중 어느 하나에 있어서,
상기 황 회수 시스템은 상기 클라우스 황 회수 시스템과 유체 연통하는 생물학적 황 회수 시스템을 더 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
13. 양태 5 내지 7 중 어느 하나에 있어서,
상기 황 회수 시스템은 상기 클라우스 황 회수 시스템과 유체 연통하는 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템을 더 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
14. 양태 1에 있어서,
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하고, 상기 암모니아 탈황 시스템으로부터 업 스트림에 있는 조절 시스템(regulatory system)을 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
15. 양태 14에 있어서,
상기 조절 시스템은 조절 시스템 내의 가스 온도를 조절하도록 구성되는 온도 조절기를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
16. 양태 15에 있어서,
상기 조절 시스템은 조절 시스템 내의 가스 습도를 조절하도록 구성되는 습도 조절기를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
17. 양태 14에 있어서,
상기 조절 시스템은 조절 시스템 내의 가스 습도를 조절하도록 구성되는 습도 조절기를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
18. 양태 14 내지 17 중 어느 하나에 있어서,
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 황 제거 장치를 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
19. 양태 14 내지 17 중 어느 하나에 있어서,
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 분진 제거 장치를 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
20. 양태 14 내지 17 중 어느 하나에 있어서,
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 불순물 제거 장치를 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
21. 양태 14 내지 17 중 어느 하나에 있어서,
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 황 제거 장치; 및
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 분진 제거 장치;를 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
22. 양태 14 내지 17 중 어느 하나에 있어서,
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 황 제거 장치; 및
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 불순물 제거 장치;를 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
23. 양태 14 내지 17 중 어느 하나에 있어서,
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 분진 제거 장치; 및
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 불순물 제거 장치;를 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
24. 양태 18 내지 23 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스 전처리 시스템;
상기 조절 시스템; 및
상기 암모니아 탈황 시스템은 다운 스트림 방향을 따라 연속적으로 연결되는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
25. 양태 24에 있어서,
상기 산성 테일 가스 전처리 시스템은 황 회수(sulfur recovery) 시스템 및 소각(incineration) 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
26. 양태 1에 있어서,
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하고, 상기 암모니아 탈황 시스템으로부터 업 스트림에 있는 조절 시스템(regulatory system)을 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
27. 양태 26에 있어서,
상기 조절 시스템은 상기 조절 시스템 내에서 가스 온도를 조절하도록 구성되는 온도 조절기를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
28. 양태 27에 있어서,
상기 조절 시스템은 상기 조절 시스템 내에서 가스 습도를 조절하도록 구성되는 습도 조절기를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
29. 양태 28에 있어서,
상기 암모니아 탈황 시스템과 유체 연통하는 황 제거 장치를 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
30. 양태 29에 있어서,
상기 산성 테일 가스 전처리 시스템;
상기 조절 시스템; 및
상기 암모니아 탈황 시스템은 다운 스트림 방향을 따라 연속적으로 연결되는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
31. 양태 30에 있어서,
상기 산성 테일 가스 전처리 시스템은 황 회수(sulfur recovery) 시스템 및 소각(incineration) 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
32. 양태 31에 있어서,
상기 조절 시스템 내에서, 온도 조절기, 습도 조절기 및 황 제거 장치는 다운 스트림 방향으로 연속적으로 연결되는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
33. 양태 30에 있어서,
상기 조절 시스템 내에서, 온도 조절기, 습도 조절기 및 황 제거 장치는 다운 스트림 방향으로 연속적으로 연결되는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
34. 양태 1에 있어서,
상기 암모니아 탈황 시스템은,
암모니아-함유 흡수액(ammonia-containing absorption liquid)을 순환시키도록 구성되고,
흡수액을 수용하도록 구성되는 농축(concentration) 장치;
상기 흡수액에 부유하는 고체를 수집하도록 구성되는 고체-액체(solid-liquid) 분리 장치; 및
수집된 고체를 건조시키도록 구성되는 건조 장치;를 포함하는 흡수액 처리 시스템을 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
35. 양태 34에 있어서,
상기 흡수액 처리 시스템은 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하고, 상기 고체-액체 분리 장치로부터 공정상 다운 스트림의 방향으로 배치되는 용액 정제 장치를 더 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
36. 양태 35에 있어서,
상기 흡수액 처리 시스템은,
상기 농축 장치; 및
상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하고,
상기 농축 장치로부터 다운 스트림에; 및
상기 고체-액체 분리 장치로부터 업 스트림에; 배치되거나 배치되지 않는 증발 결정화 장치를 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
37. 양태 34에 있어서,
상기 흡수액 처리 시스템은,
상기 농축 장치; 및
상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하고,
상기 농축 장치로부터 다운 스트림에; 및
상기 고체-액체 분리 장치로부터 업 스트림에; 배치되거나 배치되지 않는 증발 결정화 장치를 더 포함하는, 산성 가스 처리용 장치.
38. 양태 35 또는 36에 있어서,
상기 용액 정제 장치는 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 오일 제거 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
39. 양태 38에 있어서,
상기 용액 정제 장치는 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 현탁 물질 제거 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
40. 양태 35 또는 36에 있어서,
상기 용액 정제 장치는 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 현탁 물질 제거 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
41. 양태 39 또는 40에 있어서,
상기 현탁 물질 제거 장치는 현탁 물질의 함량이 200 mg/L 이하인 순환하는 흡수액(circulating absorption liquid)을 제공하도록 구성되는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
42. 양태 41에 있어서,
상기 현탁 물질의 함량은 20-100 mg/L의 범위 내인 것인, 산성 가스 처리용 장치.
43. 양태 42에 있어서,
상기 현탁 물질의 함량은 30-50 mg/L의 범위 내인 것인, 산성 가스 처리용 장치.
44. 양태 38에 있어서,
상기 오일 제거 장치는 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 공기 부유(air flotation) 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
45. 양태 44에 있어서,
상기 오일 제거 장치는 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 흡착 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
46. 양태 45에 있어서,
상기 오일 제거 장치는 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 정밀 여과 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
47. 양태 38에 있어서,
상기 오일 제거 장치는 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 흡착 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
48. 양태 38에 있어서,
상기 오일 제거 장치는 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 정밀 여과 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
49. 양태 47에 있어서,
상기 오일 제거 장치는 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 정밀 여과 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
50. 양태 44에 있어서,
상기 오일 제거 장치는 상기 고체-액체 분리 장치와 유체 연통하는 정밀 여과 장치를 포함하는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
51. 양태 44 내지 50 중 어느 하나에 있어서,
상기 오일 제거 장치는 오일 함량이 100 mg/L 이하인 순환하는 흡수액을 생성하도록 구성되는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
52. 양태 51에 있어서,
상기 오일 함량은 10-80 mg/L의 범위 내인 것인, 산성 가스 처리용 장치.
53. 양태 52에 있어서,
상기 오일 함량은 20-30 mg/L의 범위 내인 것인, 산성 가스 처리용 장치.
54. 양태 44 내지 53 중 어느 하나에 있어서,
상기 오일 제거 장치는 소각 시스템과 유체 연통하고, 소각 시스템으로부터 공정상 업 스트림에 배치되는 것인, 산성 가스 처리용 장치.
55. 산성 가스의 처리 방법으로서,
상기 방법은,
산성 가스를 수용하는 단계; 및
상기 산성 가스로부터 암모늄 설페이트, 및 배출 기준(discharge standard)을 충족하는 순(net) 테일 가스(tail gas)를 수득하는 단계;를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
56. 양태 55에 있어서,
상기 배출 기준은 중국 GB31570-2015로 공개된 "석유 정제 산업의 오염 물질 배출 기준"이라는 표제의 문서에 정의되는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
57. 양태 55에 있어서,
상기 배출 기준은 중국 GB31571-2015로 공개된 "석유 화학 산업의 오염 물질 배출 기준"이라는 표제의 문서에 정의되는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
58. 양태 55에 있어서,
상기 수득하는 단계는 산성 가스로부터 황을 회수하여 황-회수된 테일 가스를 생성하는 단계; 및, 그 후, 상기 황-회수된 테일 가스를 소각하는 단계;를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
59. 양태 55에 있어서,
상기 수득하는 단계는 산성 가스로부터 황산을 생성하는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
60. 양태 55에 있어서,
상기 수득하는 단계는 소각하는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
61. 양태 55 내지 60 중 어느 하나에 있어서,
석유 화학적 화학 반응으로부터 산성 가스를 채널링(channelling)하는 단계를 더 포함하는, 산성 가스의 처리 방법.
62. 양태 55 내지 60 중 어느 하나에 있어서,
천연 가스 화학 반응으로부터 산성 가스를 채널링(channelling)하는 단계를 더 포함하는, 산성 가스의 처리 방법.
63. 양태 55 내지 60 중 어느 하나에 있어서,
석탄 화학 반응으로부터 산성 가스를 채널링(channelling)하는 단계를 더 포함하는, 산성 가스의 처리 방법.
64. 양태 55에 있어서,
상기 수득하는 단계는 접촉 분해(catalytic cracking) 재생 연도 가스를 생성하는 단계를 포함하고, 산성 테일 가스는 재생 연도 가스를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
65. 양태 55 내지 64 중 어느 하나에 있어서,
상기 수득하는 단계는 산성 테일 가스의 엔탈피 값을 조절하는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
66. 양태 55에 있어서,
상기 수득하는 단계는 조절된 테일 가스를 암모니아 순환 탈황 반응기 내에서 냉각 단계, 흡수 단계, 및 물-세정 단계를 통과시키는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
67. 양태 65에 있어서,
상기 조절하는 단계는 산성 테일 가스의 온도를 변화시키는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
68. 양태 65에 있어서,
상기 조절하는 단계는 산성 테일 가스의 습도를 변화시키는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
69. 양태 68에 있어서,
상기 조절하는 단계는 산성 테일 가스의 온도를 변화시키는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
70. 양태 67 내지 69 중 어느 하나에 있어서,
상기 조절하는 단계는 산성 테일 가스로부터 황을 제거하는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
71. 양태 67 내지 69 중 어느 하나에 있어서,
상기 조절하는 단계는 산성 테일 가스로부터 분진를 제거하는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
72. 양태 67 내지 69 중 어느 하나에 있어서,
상기 조절하는 단계는 산성 테일 가스로부터 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
73. 양태 70에 있어서,
상기 조절하는 단계는 산성 테일 가스로부터 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
74. 양태 71에 있어서,
상기 조절하는 단계는 산성 테일 가스로부터 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
75. 양태 65에 있어서,
상기 조절하는 단계는 상기 값을 60-850 kJ/kg 건조 가스로 조절하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
76. 양태 75에 있어서,
상기 조절하는 단계는 상기 값을 80-680 kJ/kg 건조 가스로 조절하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
77. 양태 76에 있어서,
상기 조절하는 단계는 상기 값을 100-450 kJ/kg 건조 가스로 조절하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
78. 양태 55에 있어서,
상기 회수하는 단계는 1 단계를 갖는 클라우스 황 회수 시스템을 통해 산성 가스를 흐르게 하는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
79. 양태 55에 있어서,
상기 회수하는 단계는 2 단계를 갖는 클라우스 황 회수 시스템을 통해 산성 가스를 흐르게 하는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
80. 양태 55에 있어서,
상기 회수하는 단계는 3 단계를 갖는 클라우스 황 회수 시스템을 통해 산성 가스를 흐르게 하는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
81. 양태 55에 있어서,
상기 회수하는 단계는 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템을 통해 산성 가스를 흐르게 하는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
82. 양태 55에 있어서,
상기 회수하는 단계는 생물학적 황 회수 시스템을 통해 산성 가스를 흐르게 하는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
83. 양태 78 내지 80 중 어느 하나에 있어서,
상기 회수하는 단계는 수퍼클라우스 황 회수 시스템을 통해산성 가스를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
84. 양태 78 내지 80 중 어느 하나에 있어서,
상기 회수하는 단계는 유로클라우스 황 회수 시스템을 통해 산성 가스를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
85. 양태 78 내지 80 중 어느 하나에 있어서,
상기 회수하는 단계는 생물학적 황 회수 시스템을 통해 산성 가스를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
86. 양태 78 내지 80 중 어느 하나에 있어서,
상기 회수하는 단계는 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템을 통해 산성 가스를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
87. 양태 59에 있어서,
상기 황산 생성 단계는 습식(wet) 황산 생성을 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
88. 양태 59에 있어서,
상기 황산 생성 단계는 건식(dry) 황산 생성을 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
89. 양태 78 내지 88 중 어느 하나에 있어서,
상기 회수 단계는 H2S/SO2의 몰 비가 1.2-3의 범위 내인 황-회수 가스를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
90. 양태 89에 있어서,
상기 몰 비가 1.5-2.5의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
91. 양태 56에 있어서,
상기 소각 단계는,
600 ℃ 내지 1,300 ℃의 범위 내의 온도에서 수행되고; 및
산성 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
92. 양태 91에 있어서,
상기 소각 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1 내지 6초의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
93. 양태 91 또는 92에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 산소 함량이 2%-5%의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
94. 양태 91 내지 93 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 2,000 mg/Nm3 내지 150,000 mg/Nm3의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
95. 양태 91 내지 94 중 어느 하나에 있어서,
상기 소각 단계는 650 ℃ 내지 950 ℃의 범위 내의 온도에서 수행되는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
96. 양태 91 내지 95 중 어느 하나에 있어서,
상기 소각 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1.5 내지 4초의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
97. 양태 91 내지 96 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 산소 함량이 3%-4%의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
98. 양태 91 내지 97 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 5,000 mg/Nm3 내지 55,000 mg/Nm3의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
99. 양태 56에 있어서,
황 산화물 함량이 2,000 mg/Nm3 내지 150,000 mg/Nm3의 범위 내인 산성 테일 가스를 생성하는 단계를 더 포함하는, 산성 가스의 처리 방법.
100. 양태 99에 있어서,
상기 소각 단계는,
600 ℃ 내지 1,300 ℃의 범위 내의 온도에서 수행되고; 및
산성 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
101. 양태 99 또는 100에 있어서,
소각 체류 시간이 1 내지 6초의 범위 내인 황-회수된 테일 가스를 소각하는 단계를 더 포함하는, 산성 가스의 처리 방법.
102. 양태 99 내지 101 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 산소 함량이 2%-5%의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
103. 양태 99 내지 102 중 어느 하나에 있어서,
상기 소각 단계는 650 ℃ 내지 950 ℃의 범위 내의 온도에서 수행되는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
104. 양태 99 내지 103 중 어느 하나에 있어서,
상기 소각 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1.5 내지 4초의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
105. 양태 99 내지 104 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 산소 함량이 3%-4%의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
106. 양태 99 내지 105 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 5,000 mg/Nm3 내지 55,000 mg/Nm3의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
107. 양태 56에 있어서,
산소 함량이 2%-5%의 범위 내인 산성 테일 가스를 생성하는 단계를 더 포함하는, 산성 가스의 처리 방법.
108. 양태 107에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 2,000 mg/Nm3 내지 150,000 mg/Nm3의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
109. 양태 107 또는 108에 있어서,
상기 소각 단계는,
600 ℃ 내지 1,300 ℃의 범위 내의 온도에서 수행되고; 및
산성 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
110. 양태 107 내지 109 중 어느 하나에 있어서,
상기 소각 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1 내지 6초의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
111. 양태 107 내지 110 중 어느 하나에 있어서,
상기 소각 단계는 650 ℃ 내지 950 ℃의 범위 내의 온도에서 수행되는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
112. 양태 107 내지 111 중 어느 하나에 있어서,
상기 소각 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1.5 내지 4초의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
113. 양태 107 내지 112 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 산소 함량이 3%-4%의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
114. 양태 107 내지 113 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 5,000 mg/Nm3 내지 55,000 mg/Nm3의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
115. 양태 56에 있어서,
상기 소각 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1 내지 6초의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
116. 양태 115에 있어서,
산소 함량이 2%-5%의 범위 내인 산성 테일 가스를 생성하는 단계를 더 포함하는, 산성 가스의 처리 방법.
117. 양태 115 내지 116 중 어느 하나에 있어서,
황 산화물 함량이 2,000 mg/Nm3 내지 150,000 mg/Nm3의 범위 내인 산성 테일 가스를 생성하는 단계를 더 포함하는, 산성 가스의 처리 방법.
118. 양태 115 내지 117 중 어느 하나에 있어서,
상기 소각 단계는,
600 ℃ 내지 1,300 ℃의 범위 내의 온도에서 수행되고; 및
산성 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
119. 양태 115 내지 118 중 어느 하나에 있어서,
상기 소각 단계는 650 ℃ 내지 950 ℃의 범위 내의 온도에서 수행되는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
120. 양태 115 내지 119 중 어느 하나에 있어서,
상기 소각 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1.5 내지 4초의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
121. 양태 115 내지 120 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 산소 함량이 3%-4%의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
122. 양태 115 내지 121 중 어느 하나에 있어서,
상기 산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 5,000 mg/Nm3 내지 55,000 mg/Nm3의 범위 내인 것인, 산성 가스의 처리 방법.
123. 양태 55에 있어서,
상기 수득하는 단계는 암모니아 탈황 순환 흡수액의 현탁 물질의 함량을 200 mg/L 이하로 감소시키는 단계를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
124. 양태 123에 있어서,
상기 수득하는 단계는 암모니아 탈황 순환 흡수액의 오일 함량을 100 mg/L 이하로 감소시키는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
125. 양태 55에 있어서,
상기 수득하는 단계는 암모니아 탈황 순환 흡수액의 오일 함량을 100 mg/L 이하로 감소시키는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
126. 양태 67에 있어서,
상기 조절하는 단계는 유기 물질의 함량이 30 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
127. 양태 67에 있어서,
상기 조절하는 단계는 원소상 황 및 황화수소의 함량이 30 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
128. 양태 126 또는 127에 있어서,
상기 조절하는 단계는 유기 물질의 함량이 10 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
129. 양태 126 내지 128 중 어느 하나에 있어서,
상기 조절하는 단계는 원소상 황 및 황화수소의 함량이 10 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
130. 양태 68에 있어서,
상기 조절하는 단계는 원소상 황 및 황화수소의 함량이 30 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
131. 양태 68에 있어서,
상기 조절하는 단계는 유기 물질의 함량이 30 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
132. 양태 130 또는 131에 있어서,
상기 조절하는 단계는 유기 물질의 함량이 10 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
133. 양태 130 내지 132 중 어느 하나에 있어서,
상기 조절하는 단계는 원소상 황 및 황화수소의 함량이 10 ppm 이하인 조절된 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
134. 선행하는 양태 중 어느 하나에 있어서,
특정 공정 단계는,
a) 산성 가스가 황 회수 및 소각 또는 황산 생성 또는 소각에 의해 처리되거나, 접촉 분해 촉매 재생 공정에 의해 직접 처리되어 산성 테일 가스를 수득하는 단계;
b) 산성 테일 가스가 조절 시스템으로 공급되어, 테일 가스의 엔탈피 값을 60-850 kJ/kg 건조 가스, 예를 들어 80-680 kJ/kg 건조 가스 또는 100-450 kJ/kg 건조 가스의 범위 내로 조절하는 단계;
c) 엔탈피 값 요건을 충족하는 산성 테일 가스가 처리를 위해 암모니아 탈황 공정으로 공급되어, 순 테일 가스가 다단계 순환 흡수를 통해 배출 기준을 충족시키는 목적을 달성하는 단계;
를 포함하는 것인, 산성 가스의 처리 방법.
따라서, 산성 가스를 처리하는 방법 및 장치가 제공된다. 당업자는 본 발명이 기재된 실시예 이외로 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이며, 이는 설명을 위한 것이지 제한하려는 것이 아니다. 본 발명은 다음에 이어지는 청구범위에 의해서만 제한된다.
1. 산성 가스(Acid gas)
2. 황 회수 시스템(Sulfur recovery system)
3. 황/황산(Sulfur/sulfuric acid)
4. 황-회수 테일 가스(Sulfur-recovered tail gas)
5. 소각 시스템(Incineration system)
6. 산성 테일 가스(Acid tail gas)
7. 조절 시스템(Regulatory system)
8. 조절된 테일 가스(Adjusted tail gas)
9. 암모니아(Ammonia)
10. 암모니아 탈황 시스템(Ammonia desulfurization system)
11. 암모늄 설페이트(Ammonium sulfate)
12. 순 테일 가스(Net tail gas)
13. 황산 생성 시스템(Sulfuric acid production system)
14. 냉각 장치(Cooling apparatus)
15. 제습 장치(Dehumidifying apparatus)
16. 황 제거 장치(Sulfur removal device)
17. 분진 제거/불순물 제거 장치(Dust removal/impurity removal apparatus).

Claims (23)

  1. 산성 테일 가스의 처리 방법으로서,
    상기 방법은,
    산성 테일 가스를 수용하는 단계; 및
    상기 산성 테일 가스로부터 암모늄 설페이트, 및 배출 기준(discharge standard)을 충족하는 순(net) 테일 가스(tail gas)를 수득하는 단계;를 포함하고,
    상기 수득하는 단계는 산성 테일 가스의 엔탈피 값을 조절하는 단계를 포함하고, 상기 산성 테일 가스의 엔탈피 값은 건조 가스 kg 당 60-505 kJ의 범위 내에서 조절되고,
    상기 엔탈피 값은 하기의 식을 이용하여 얻어지는 것인:
    [식 1]
    H = (1.01 + 1.88b)*t + 2490b
    (상기 식에서 H는 엔탈피 값이고, t는 ℃의 온도이고, b는 건조 가스(dry gas) kg 중 수증기의 kg 함량임),
    산성 테일 가스의 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수득하는 단계는 황-회수된 테일 가스를 생성하기 위해 산성 테일 가스로부터 황을 회수하는 단계; 및
    이어서 상기 황-회수된 테일 가스를 소각하는 단계;를 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수득하는 단계는 산성 테일 가스로부터 황산을 생성하는 단계, 및 소각하는 단계 중 하나 이상을 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방법은, 석유 화학적 화학 반응, 천연 가스 화학 반응 및 석탄 화학 반응 중 하나 이상으로부터 산성 테일 가스를 채널링(channelling)하는 단계를 더 포함하는, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수득하는 단계는 접촉 분해(catalytic cracking) 재생 연도 가스(regeneration flue gas)를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 산성 테일 가스는 재생 연도 가스를 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수득하는 단계는 엔탈피 값이 조절된 산성 테일 가스를, 암모니아 순환 탈황 반응기 내에서, 냉각 단계, 흡수 단계, 및 물-세정 단계 모두를 통과시키는 것을 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는, i) 산성 테일 가스의 온도 및 산성 테일 가스의 습도 중 하나 이상을 변화시키는 단계를 포함하거나, ii) 산성 테일 가스로부터 황, 분진 및 불순물 중 하나 이상을 제거하는 단계를 더 포함하거나, 또는 i) 및 ii)의 이들 모두인 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는 상기 엔탈피 값을 건조 가스 kg 당 80-505 kJ, 또는 건조 가스 kg 당 100-450 kJ로 조절하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는 유기 물질의 함량이 30 ppm 이하, 또는 10 ppm 이하인, 엔탈피 값이 조절된 산성 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는 원소상 황 및 황화수소의 함량이 30 ppm 이하, 또는 10 ppm 이하인, 엔탈피 값이 조절된 산성 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 회수하는 단계는 1 단계, 2 단계 또는 3 단계를 갖는 클라우스 황 회수 시스템, 액상 촉매적 산화 황 회수 시스템, 생물학적 황 회수 시스템, 수퍼클라우스 황 회수 시스템, 및 유로클라우스 황 회수 시스템 중 하나 이상을 통해 산성 테일 가스를 흐르게 하는 단계를 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 황산을 생성하는 단계는 습식(wet) 황산 생성 및 건식(dry) 황산 생성 중 하나 이상을 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 회수하는 단계는 H2S/SO2의 몰 비가 1.2-3의 범위 내이거나, 또는 1.5-2.5의 범위 내인 황-회수된 테일 가스를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 소각하는 단계는,
    600 ℃ 내지 1,300 ℃의 범위 내, 또는 650 ℃ 내지 950 ℃의 범위 내의 온도에서 수행되고; 및
    산성 테일 가스를 생성하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 소각하는 단계에서, 황-회수된 테일 가스는 체류 시간이 1 내지 6초의 범위 내이거나, 또는 1.5 내지 4초의 범위 내인 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  16. 제5항에 있어서,
    상기 산성 테일 가스는 산소 함량이 2%-5%의 범위 내이거나, 또는 3%-4%의 범위 내인 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  17. 제5항에 있어서,
    상기 산성 테일 가스는 황 산화물 함량이 2,000 mg/Nm3 내지 150,000 mg/Nm3의 범위 내이거나, 또는 5,000 mg/Nm3 내지 55,000 mg/Nm3의 범위 내인 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수득하는 단계는 암모니아 탈황 순환 흡수액의 현탁 물질의 함량을 200 mg/L 이하로 감소시키는 단계를 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수득하는 단계는 암모니아 탈황 순환 흡수액의 오일 함량을 100 mg/L 이하로 감소시키는 단계를 더 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  20. 제5항에 있어서,
    상기 산성 테일 가스는 석유 화학, 천연 가스 화학, 및 석탄 화학 산성 가스를 공정으로 처리한 후 수득되는 산성 테일 가스를 포함하거나; 또는 상기 산성 테일 가스는 접촉 분해 재생 연도 가스를 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  21. 제5항에 있어서,
    상기 산성 테일 가스의 엔탈피 값은 조절 시스템에 의해 먼저 조절된 후, 상기 산성 테일 가스는 후속 암모니아 탈황 공정으로 공급되는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 하기 공정 단계:
    1) 산성 테일 가스가 황 회수 및 소각, 또는 황산 생성 또는 소각에 의해 처리되거나, 접촉 분해 촉매 재생 공정에 의해 직접 처리되어 산성 테일 가스를 수득하는 단계;
    2) 산성 테일 가스가 조절 시스템으로 공급되어, 산성 테일 가스의 엔탈피 값을 건조 가스 kg 당 80-505 kJ 또는 건조 가스 kg 당 100-450 kJ의 범위 내로 조절하는 단계;
    3) 엔탈피 값 요건을 충족하는 산성 테일 가스가 처리를 위해 암모니아 탈황 공정으로 공급되어, 순 테일 가스가 다단계 순환 흡수를 통해 배출 기준을 충족시키는 목적을 달성하는 단계;
    를 더 포함하는 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 공정은 황 회수 및 소각, 황산 생성, 및 소각으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인, 산성 테일 가스의 처리 방법.
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