NL1006339C2 - Process for desulfurizing waste gases. - Google Patents

Process for desulfurizing waste gases. Download PDF

Info

Publication number
NL1006339C2
NL1006339C2 NL1006339A NL1006339A NL1006339C2 NL 1006339 C2 NL1006339 C2 NL 1006339C2 NL 1006339 A NL1006339 A NL 1006339A NL 1006339 A NL1006339 A NL 1006339A NL 1006339 C2 NL1006339 C2 NL 1006339C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
sulfur
gas
vol
gases
claus
Prior art date
Application number
NL1006339A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Jan Adolf Lagas
Original Assignee
Stork Eng & Contractors Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to NL1006339A priority Critical patent/NL1006339C2/en
Application filed by Stork Eng & Contractors Bv filed Critical Stork Eng & Contractors Bv
Priority to CN98807855A priority patent/CN1265604A/en
Priority to EP98931121A priority patent/EP0989902A1/en
Priority to BR9810187-0A priority patent/BR9810187A/en
Priority to HU0001892A priority patent/HUP0001892A3/en
Priority to PL98337501A priority patent/PL337501A1/en
Priority to JP50420299A priority patent/JP2002504858A/en
Priority to TW087109447A priority patent/TW386895B/en
Priority to KR1019997011927A priority patent/KR20010013905A/en
Priority to SK1820-99A priority patent/SK182099A3/en
Priority to CA002295443A priority patent/CA2295443A1/en
Priority to AU81321/98A priority patent/AU737133B2/en
Priority to PCT/NL1998/000342 priority patent/WO1998057731A1/en
Priority to ARP980102855A priority patent/AR016072A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1006339C2 publication Critical patent/NL1006339C2/en
Priority to NO996257A priority patent/NO996257L/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/52Hydrogen sulfide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/84Biological processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

Titel: Werkwijze voor het ontzwavelen van afgassenTitle: Method for desulfurizing waste gases

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het ontzwavelen van afgassen, die een hoog waterdampgehalte bevatten. Meer in het bijzonder omvat de uitvinding een werkwijze voor het verlagen van het totale zwavelgehalte 5 van afgassen van zwavelterugwinningsinstallaties.The invention relates to a method for desulfurizing waste gases containing a high water vapor content. More particularly, the invention includes a method for reducing the total sulfur content of waste gases from sulfur recovery plants.

De bereiding van elementaire zwavel uit zwavelwaterstof (H2S) door partiële oxidatie daarvan door middel van zuurstof of een zuurstofhoudend gas zoals lucht, gevolgd door reactie van het uit de zwavelwaterstof 10 gevormde zwaveldioxide (S02) met het resterende deel van de zwavelwaterstof, in aanwezigheid van een katalysator, staat bekend als het Claus proces. Dit proces wordt veelvuldig toegepast zowel op raffinaderijen als voor de verwerking van uit aardgas gewonnen zwavelwaterstof. Een conventionele 15 Claus-inrichting bestaat uit een brander met verbrandingskamer, de zogenaamde thermische trap, gevolgd door een aantal - in het algemeen twee of drie - reactoren, welke gevuld zijn met een katalysator. Deze laatste trappen vormen de zogenaamde katalytische trappen. In de 20 verbrandingskamer wordt de binnenkomende, aan H2S rijke, gasstroom met een hoeveelheid lucht verbrand bij een temperatuur van ca. 1200°C. De hoeveelheid lucht wordt zo ingesteld, dat 1/3 deel van het H2S verbrand wordt tot S02 volgens de reactie: 25 2H2S + 302 -> 2H20 + 2S02 (1)The preparation of elemental sulfur from hydrogen sulfide (H2S) by partial oxidation thereof by oxygen or an oxygen-containing gas such as air, followed by reaction of the sulfur dioxide (SO2) formed from the hydrogen sulfide with the remainder of the hydrogen sulfide, in the presence of a catalyst, is known as the Claus process. This process is frequently used both at refineries and for the processing of hydrogen sulphide extracted from natural gas. A conventional Claus plant consists of a burner with a combustion chamber, the so-called thermal stage, followed by a number of - generally two or three - reactors, which are filled with a catalyst. The latter steps form the so-called catalytic steps. In the combustion chamber, the incoming gas stream, rich in H2S, is burned with an amount of air at a temperature of approximately 1200 ° C. The amount of air is adjusted so that 1/3 of the H2S is burned to SO2 according to the reaction: 25 2H2S + 302 -> 2H20 + 2S02 (1)

Na deze gedeeltelijke verbranding van H2S reageert het niet omgezette gedeelte van het H2S (d.w.z. ongeveer 2/3 30 van de aangeboden hoeveelheid) en de gevormde S02 voor een belangrijk deel verder volgens de Claus reactie: 100 6339 2 4H2S + 2S02 <-> 4H20 + 3S2 (2)After this partial combustion of H 2 S, the unreacted part of the H 2 S (ie about 2/3 of the amount offered) and the SO 2 formed reacts largely further according to the Claus reaction: 100 6339 2 4H2S + 2S02 <-> 4H20 + 3S2 (2)

In de thermische trap wordt aldus ongeveer 60% van het H2S omgezet in elementaire zwavel. De uit de 5 verbrandingskamer komende gassen worden afgekoeld tot ongeveer 160°C in een zwavelcondensor, waarin de gevormde zwavel condenseert welke vervolgens via een sifon in een zwavelput stroomt. De niet gecondenseerde gassen, waarin de molaire verhouding van H2S : S02 nog steeds 2 : 1 is, 10 worden vervolgens opgewarmd tot ongeveer 250°C en door een eerste katalytische reactor geleid, waarin zich opnieuw het 6 evenwicht 4H,S + 2S0, <-» 4H,0 + — Sn instelt.Thus, in the thermal stage, about 60% of the H2S is converted into elemental sulfur. The gases coming out of the combustion chamber are cooled to about 160 ° C in a sulfur condenser, in which the sulfur formed condenses which then flows through a siphon into a sulfur pit. The uncondensed gases, in which the molar ratio of H 2 S: SO 2 is still 2: 1, are then warmed to about 250 ° C and passed through a first catalytic reactor, in which the equilibrium 4H, S + 2S0, <is again - »4H, 0 + - Sn set.

nn

De uit deze katalytische reactor komende gassen worden vervolgens weer gekoeld in een zwave1condensor, waarna de 15 gevormde vloeibare zwavel wordt gewonnen en de resterende gassen na herverhitting naar een tweede katalytische reactor worden geleid.The gases coming from this catalytic reactor are then cooled again in a sulfur condenser, after which the liquid sulfur formed is recovered and the residual gases after reheating are passed to a second catalytic reactor.

Afhankelijk van het aantal katalytische trappen bedraagt het zwavelterugwinningspercentage in een 20 conventionele Claus inrichting 94-97%. Er blijft dus een hoeveelheid H2S en S02 over.Depending on the number of catalytic stages, the sulfur recovery percentage in a conventional Claus plant is 94-97%. So an amount of H2S and SO2 remains.

Een van de belangrijkste beperkingen van het Claus proces is de toename van het watergehalte in het procesgas naar mate de conversie van H2S naar zwavel verloopt.One of the main limitations of the Claus process is the increase in the water content in the process gas as the conversion of H2S to sulfur proceeds.

25 De Claus reactie wordt thermodynamisch gelimiteerd door deze toename van het waterdampgehalte en tegelijkertijd door afname van de H2S and S02 concentratie met het gevolg dat het evenwicht van de Claus reactie (2) naar links verschuift. Condensatie van de waterdamp in het 30 procesgas zou wenselijk zijn om deze beperking zo veel mogelijk op te heffen. Aangezien het waterdauwpunt echter ver onder het stollingspunt van zwavel ligt, stuit condensatie van waterdamp in het Claus proces op onoverkomelijke problemen, zoals verstoppingen door het 1006339 3 stollen van zwavel en corrosie door vorming van zwaveligzuur.The Claus reaction is thermodynamically limited by this increase in the water vapor content and at the same time by a decrease in the H2S and SO2 concentration with the result that the equilibrium of the Claus reaction (2) shifts to the left. Condensation of the water vapor in the process gas would be desirable to overcome this limitation as much as possible. However, since the water dew point is far below the solidification point of sulfur, condensation of water vapor in the Claus process encounters insurmountable problems, such as clogging by the solidification of sulfur and corrosion due to sulfurous acid formation.

In het verleden werd afgas van het Claus proces verbrand in een naverbrander; echter in verband met de 5 verhoogde milieu-eisen is dit niet meer toegestaan.In the past, off-gas from the Claus process was burned in an afterburner; however, due to the 5 increased environmental requirements, this is no longer allowed.

Dit heeft geleid tot verbeteringen van het Claus proces en het ontwikkelen van Claus afgas verwijderingsprocessen. Een verbetering van het Claus proces is bekend als het SUPERCLAUS* proces, waarbij het 10 rendement van het Claus proces verhoogd wordt van 94-97% naar meer dan 99%. Het SUPERCLAUS* proces wordt beschreven in "SUPERCLAUS®11, the answer to Claus plant limitations'1, publ. 38th Canadian Chem. Eng. Conference, October 25th, 1988, Edmonton, Alberta, Canada.This has led to improvements in the Claus process and the development of Claus waste gas removal processes. An improvement of the Claus process is known as the SUPERCLAUS * process, in which the efficiency of the Claus process is increased from 94-97% to more than 99%. The SUPERCLAUS * process is described in "SUPERCLAUS®11, the answer to Claus plant limitations" 1, publ. 38th Canadian Chem. Eng. Conference, October 25th, 1988, Edmonton, Alberta, Canada.

15 Bij het SUPERCLAUS*-99 proces wordt reactie (2) in de thermische trap en in de Claus reactoren met overmaat H2S bedreven, waardoor in het gas uit de laatste Claus reactor het H2S gehalte ongeveer 1 vol. % en het S02 gehalte ongeveer 0,02 vol.% is. In een daarop volgende reactor trap 20 wordt de H2S selectief geoxideerd tot elementaire zwavel volgens de reactie: 2 2H2S + 02 2H20 + - Sn 3) n 25 in aanwezigheid van een speciale selectieve oxidatie- katalysator. Deze katalysatoren zijn onder meer beschreven in de Europese octrooien 0242920 en 0409353.In the SUPERCLAUS * -99 process, reaction (2) is operated with excess H2S in the thermal stage and in the Claus reactors, so that the H2S content in the gas from the last Claus reactor is about 1 vol. % and the SO2 content is about 0.02% by volume. In a subsequent reactor stage 20, the H 2 S is selectively oxidized to elemental sulfur according to the reaction: 2 2 H 2 S + 2 2 H 2 O + - Sn 3) n 25 in the presence of a special selective oxidation catalyst. These catalysts are described, inter alia, in European patents 0242920 and 0409353.

Zoals gezegd hebben verhoogde milieu-eisen niet alleen geleid tot verbeteringen van het Claus proces maar ook tot 30 ontwikkelingen van Claus tailgas processen, voor het verder ontzwavelen van afgas van zwavelterugwinningsinstallaties.As mentioned, increased environmental requirements have not only led to improvements in the Claus process, but also to developments in Claus tailgas processes, for the further desulphurisation of waste gas from sulfur recovery plants.

De meeste Claus tailgas processen maken gebruik van een hydrogenerings reactor, ook wel reductie reactor genoemd, waarin S02, koolwateroxisulfide (COS), 35 koolstofdisulfide (CS2), zwaveldamp en eventueel 1006339 4 meegesleurde zwaveldruppeltjes (zwavelmist) worden omgezet met waterstof (H2) of een reducerend gas, dat b.v. waterstof en koolmonoxide bevat, in zwavelwaterstof.Most Claus tailgas processes use a hydrogenation reactor, also known as a reduction reactor, in which S02, hydrocarbon oxidesulfide (COS), carbon disulfide (CS2), sulfur vapor and possibly 1006339 4 entrained sulfur droplets (sulfur mist) are converted with hydrogen (H2) or a reducing gas, e.g. hydrogen and carbon monoxide, in hydrogen sulfide.

De zwavelwaterstof wordt daarna verwijderd door 5 absorptie in een oplossing of door omzetting in de gasfase met behulp van een katalysator naar elementaire zwavel.The hydrogen sulfur is then removed by absorption in a solution or by conversion to the gaseous phase using a catalyst to elemental sulfur.

Er zijn slechts enkele tailgas processen ontwikkeld die na de verbranding van Claus tailgas, S02 absorberen uit schoorsteengas. Op deze processen wordt niet verder 10 ingegaan. Van de Claus tailgas processen die na hydrogenatie de gevormde H2S absorberen in een oplossing zijn SCOT, BSR-Stretford, BSR-MDEA, Trencor-M en Sulften, het meest bekend. Deze processen zijn beschreven in een publicatie van B.G. Goar: "Tail Gas Clean-Up Processes, a 15 review11, gepresenteerd op de 33rd Annual Gas Conditioning Conference, Norman, Oklahoma, March 7-9, 1983 en in Hydrocarbon Processing, February 1986.Only a few tailgas processes have been developed that absorb S02 from chimney gas after the combustion of Claus tailgas. These processes are not discussed further. Of the Claus tail gas processes that absorb the H2S formed in a solution after hydrogenation, SCOT, BSR-Stretford, BSR-MDEA, Trencor-M and Sulften are the best known. These processes are described in a publication by B.G. Goar: "Tail Gas Clean-Up Processes, a 15 review11, presented at the 33rd Annual Gas Conditioning Conference, Norman, Oklahoma, March 7-9, 1983 and in Hydrocarbon Processing, February 1986.

Het bekendste en tot nu toe meest effectieve proces voor ontzwavelen van tailgas is het SCOT proces beschreven 20 in Maddox "Gas and liquid sweetening'' (1977). Het SCOTThe best known and most effective tail gas desulfurization process to date is the SCOT process 20 described in Maddox "Gas and liquid sweetening" (1977).

proces bereikt een zwavel terugwinning van 99,8 tot 99,9%.process achieves a sulfur recovery of 99.8 to 99.9%.

Van de tailgas processen die na hydrogenering de gevormde H2S omzetten in de gasfase met behulp van een katalysator zijn slechts enkele processen gebouwd en bekend 25 geworden, zoals MODOP, CLINSULF, BSR-Selectox, Sulfreen, SUPERCLAUS-99.5. Deze processen worden beschreven in de bovengenoemde publicatie van B.G. Goar, in het tijdschrift C&EN van 11 mei 1987, het tijdschrift Sulphur Jan/Feb 1995, en in DE-A 2648190.Of the tailgas processes which, after hydrogenation, convert the formed H2S into the gas phase with the aid of a catalyst, only a few processes have been built and become known, such as MODOP, CLINSULF, BSR-Selectox, Sulfrene, SUPERCLAUS-99.5. These processes are described in the aforementioned publication of B.G. Goar, in C&EN magazine of May 11, 1987, Sulfur magazine Jan / Feb 1995, and in DE-A 2648190.

30 In al deze Claus tailgas processen wordt na de hydrogenatie het water, dat bij de Clausreactie (2) en bij de selectieve oxidatiereactie (3) is ontstaan, gecondenseerd, omdat de aanwezigheid van water een negatief effect heeft op de daarop volgende H2S verwijdering in een 35 absorptie vloeistof of bij de katalytische omzetting van H2S naar elementaire zwavel. De absorptie vloeistoffen die 1006339 5 in de bovengenoemde processen worden gebruikt zijn secondaire of tertiaire alkanolamine oplossingen zoals Di-isopropanol-amine (DIPA) of Methyl-di-ethanol-amine (MDEA) of complexe Redox oplossingen. Zonder verwijdering van 5 water zou het absorptie proces grondig worden verstoord, namelijk, of door de te hoge temperaturen waarbij geen of zeer geringe absorptie plaats vindt, of doordat het water in de absorber tijdens de absorptie condenseert en de circulerende oplossing voortdurend verdund wordt, waardoor 10 er geen absorptie meer plaats kan vinden.In all these Claus tail gas processes, after the hydrogenation, the water which is formed in the Claus reaction (2) and in the selective oxidation reaction (3) is condensed, because the presence of water has a negative effect on the subsequent H2S removal in an absorption liquid or in the catalytic conversion of H 2 S to elemental sulfur. The absorption liquids used in the above processes are secondary or tertiary alkanolamine solutions such as Di-isopropanol amine (DIPA) or Methyl diethanol amine (MDEA) or complex Redox solutions. Without removal of water, the absorption process would be thoroughly disrupted, namely, either by the excessively high temperatures at which little or no absorption takes place, or because the water in the absorber condenses during the absorption and the circulating solution is continuously diluted, whereby 10 no more absorption can take place.

Bij HZS omzetting in de gasfase met behulp van een katalysator wordt zonder waterverwijdering de thermodynamische omzetting van H2S volgens de Clausreactie (2) sterk gereduceerd en wordt een situatie verkregen 15 vergelijkbaar aan die in de laatste reactortrap in hetIn the case of HZS conversion in the gas phase using a catalyst, the thermodynamic conversion of H 2 S according to the Claus reaction (2) is greatly reduced without water removal and a situation is obtained comparable to that in the last reactor stage in the

Clausproces, zodat een totaal zwavelterugwinningsrendement van meer dan 99,5% onmogelijk bereikt kan worden.Claus process, so that a total sulfur recovery efficiency of more than 99.5% cannot be achieved.

Het gebruik van een selectieve oxidatie katalysator zoals gebruikt in het SUPERCLAUS proces, geeft weliswaar 20 een hoger rendement maar ook met SUPERCLAUS-99.5 is een totaal zwavelterugwinningsrendement van meer dan 99,5% in de praktijk niet haalbaar gebleken.The use of a selective oxidation catalyst as used in the SUPERCLAUS process, although it gives a higher efficiency, but also with SUPERCLAUS-99.5 a total sulfur recovery efficiency of more than 99.5% has not been feasible in practice.

In het algemeen kan gesteld worden, dat het nadeel van Claus tailgas processen, waarbij na hydrogenering de H2S in 25 de gasfase met behulp van een katalysator wordt omgezet in elementaire zwavel is, dat de huidige eisen van een totaal zwavelterugwinningsrendement van meer dan 99,90% niet bereikt kan worden.In general, it can be stated that the disadvantage of Claus tail gas processes, in which after hydrogenation the H2S in the gas phase is converted into elemental sulfur by means of a catalyst, is that the current requirements of a total sulfur recovery efficiency of more than 99.90 % cannot be reached.

Claus tailgas processen met hydrogenering gevolgd door 30 condensatie van water waarna de H2S wordt geabsorbeerd in een absorptie vloeistof zoals bijvoorbeeld in het SCOT proces kunnen wel meer dan 99,90% totale zwavelterugwinningsrendementen bereiken maar hebben als groot nadeel dat de investeringskosten en de energiekosten 35 enorm hoog zijn. Nieuwere versies van het SCOT proces, zoals SUPERSCOT en LS-SCOT halen een totaal 1006339 6 zwavelterugwinningsrendement van 99,95%, maar zijn nog duurder.Claus tail gas processes with hydrogenation followed by condensation of water after which the H2S is absorbed in an absorption liquid such as in the SCOT process can achieve more than 99.90% total sulfur recovery efficiencies, but have the major drawback that the investment costs and energy costs are enormous. be high. Newer versions of the SCOT process, such as SUPERSCOT and LS-SCOT, achieve a total 1006339 6 sulfur recovery efficiency of 99.95%, but are even more expensive.

Een ander nadeel van deze processen is, dat zuur zwavelwaterstof bevattend condensaat moet worden afgevoerd 5 en behandeld bijvoorbeeld in een Sour Water Stripper waarbij met stoom het opgeloste zure gas wordt afgescheiden. Ook dit is kostbaar.Another drawback of these processes is that acidic hydrogen sulphide-containing condensate must be discharged and treated, for example, in a Sour Water Stripper, whereby the dissolved acid gas is separated with steam. This is also expensive.

Niet alleen hebben de milieu-eisen een invloed gehad op de ontwikkeling van Claus en Claus tailgas processen, 10 maar ook op de ontwikkeling van schoorsteen gas processen, ook wel flue gas processen genoemd,, voor electriciteits-centrales. Diverse processen voor 1flue gas desulphurization' (FGD) zijn bekend, waarbij S02 met kalkmelk wordt omgezet in gips (Ca2S04) . Omdat er een 15 overschot aan gips is ontstaan, heeft men gezocht naar processen waarbij S02 kan worden omgezet in elementaire zwavel. Het Wellman Lord proces, beschreven in Gas Purification, fourth edition 1985, A.L. Kohl, F.C. Riesenfeld, page 351-356, is zo'n voorbeeld, waarbij S02 20 uiteindelijk als geconcentreerd gas vrijkomt. Nadat tweederde van de S02 in een hydrogenatie stap wordt omgezet in H2S, kan het H2S en S02 gas in een Claus plant worden omgezet in elementaire zwavel. Ook deze procesroute is kostbaar. Een andere ontwikkeling op dit terrein is de 25 biologische ontzwaveling van schoorsteengassen.Not only have the environmental requirements had an influence on the development of Claus and Claus tailgas processes, but also on the development of chimney gas processes, also known as flue gas processes, for power plants. Various processes for 1flue gas desulphurization '(FGD) are known, whereby S02 with lime milk is converted into gypsum (Ca2S04). Because a surplus of gypsum has arisen, processes have been sought in which SO2 can be converted into elemental sulfur. The Wellman Lord trial, described in Gas Purification, fourth edition 1985, A.L. Kohl, F.C. Riesenfeld, page 351-356, is one such example where SO2 20 is eventually released as a concentrated gas. After two thirds of the SO2 is converted to H2S in a hydrogenation step, the H2S and SO2 gas in a Claus plant can be converted to elemental sulfur. This process route is also expensive. Another development in this field is the biological desulphurisation of chimney gases.

Biologische ontzwaveling van schoorsteengassen, ook wel flue gas genoemd, wordt beschreven in het tijdschrift Lucht, nummer 4, december 1994. Het daarin beschreven BIO-FGD proces is voor verwijdering van S02 uit schoorsteengas 30 van electriciteits-centrales en bestaat uit een absorbeur waar S02 wordt opgelost in een verdunde natronloog-oplossing volgens de reactie S02 + NaOH -» NaHS03 (4) 35 1006339 7Biological desulfurization of chimney gases, also referred to as flue gas, is described in the journal Air, issue 4, December 1994. The BIO-FGD process described therein is for removal of SO2 from chimney gas 30 of power plants and consists of an absorber where SO2 is dissolved in a dilute sodium hydroxide solution according to the reaction S02 + NaOH - »NaHS03 (4) 35 1006339 7

Deze oplossing wordt vervolgens behandeld in twee biologische reactor stappen.This solution is then treated in two biological reactor steps.

In de eerste biologische stap, in een anaerobe, reactor, wordt met een elektrondonor het gevormde 5 natriumbisulfiet (NaHS03) omgezet in natriumsulfide (NaHS).In the first biological step, in an anaerobic reactor, the sodium bisulfite (NaHSO 3) formed is converted into sodium sulfide (NaHS) with an electron donor.

NaHSOj + 3H2 -► NaHS + 3H20 (5)NaHSOj + 3H2 -► NaHS + 3H20 (5)

Geschikte elektrondonors zijn b.v. waterstof, ethanol, waterstof en glucose. In de tweede stap, in een aerobe reactor, wordt de natriumsulfide geoxideerd tot elementaire 10 zwavel die wordt afgescheiden.Suitable electron donors are e.g. hydrogen, ethanol, hydrogen and glucose. In the second step, in an aerobic reactor, the sodium sulfide is oxidized to elemental sulfur which is separated.

NaHS + HOj NaOH + S (6)NaHS + HOj NaOH + S (6)

Schoorsteengassen bevatten na verbranding van steenkool of stookolie een geringe hoeveelheid waterdamp. Het watergehalte ligt veelal tussen 2-15 vol.%, wat 15 overeenkomt met een waterdauwpunt van 20-55°C.Chimney gases contain a small amount of water vapor after burning coal or fuel oil. The water content is usually between 2-15 vol.%, Which corresponds to a water dew point of 20-55 ° C.

Wanneer het BIO-FGD proces gebruikt zou worden voor ontzwaveling van Claus afgas dat is naverbrand en waarbij alle zwavel componenten zijn omgezet in S02, moet het gas gekoeld worden vanwege het hoge waterdampgehalte van het 20 Claus afgas. Dit gebeurt om te voorkomen, dat de waterdamp condenseert in de natronloog oplossing, wat tot gevolg zou hebben, dat constant een gedeelte van de natronloog oplossing zou moeten worden afgevoerd.If the BIO-FGD process were to be used for desulphurisation of Claus off-gas which has been afterburned and where all sulfur components have been converted into SO2, the gas must be cooled because of the high water vapor content of the Claus off-gas. This is to prevent the water vapor from condensing in the caustic soda solution, which would result in a portion of the caustic soda solution having to be constantly discharged.

Claus afgas moet dus worden gekoeld waarbij zuur 25 condensaat wordt gevormd en moet worden afgevoerd.Claus waste gas must therefore be cooled to form acid condensate and must be removed.

Bij ontzwaveling van afgas van een kolen of olie gestookte eletriciteitscentrale doet zich dit probleem niet voor, omdat het waterdauwpunt onder de werktemperatuur in de absorbeur ligt. Koeling van dit afgas kan dus op 30 eenvoudige wijze geschieden zonder dat er condensatie van water optreedt.This problem does not arise with desulphurisation of waste gas from a coal or oil-fired power plant, because the water dew point is below the working temperature in the absorber. Cooling of this waste gas can thus take place in a simple manner without condensation of water occurring.

Een eerste doel van de uitvinding is een werkwijze te verschaffen voor het ontzwavelen van afgassen met een hoog waterdampgehalte van 20 tot 40 vol.% en waarbij condensatie 35 van dit water niet nodig is zodat wordt voorkomen dat zuur 100 6339 8 zwavelwaterstofhoudend condensaat wordt gevormd en moet worden afgevoerd.A first object of the invention is to provide a method for desulphurizing waste gases with a high water vapor content of 20 to 40% by volume, whereby condensation of this water is not required, so that acid 100 6339 containing hydrogen sulphide-containing condensate is prevented and must be disposed of.

Een tweede doel van de uitvinding is een werkwijze te verschaffen, waarbij de na hydrogenering gevormde H2S kan 5 worden geabsorbeerd in een absorptie vloeistof bij een temperatuur die boven het dauwpunt van water in het gas ligt, zodat ook tijdens de absorptie van H2S geen condensatie van water optreedt.A second object of the invention is to provide a method in which the H2S formed after hydrogenation can be absorbed in an absorption liquid at a temperature above the dew point of water in the gas, so that no condensation of water occurs.

Een volgend doel van de uitvinding is een werkwijze te 10 verschaffen, waarbij een totaal zwavelterugwinningsrendement van meer dan 99,90% wordt bereikt zonder dat bovengenoemde nadelen zich voordoen.A further object of the invention is to provide a method in which a total sulfur recovery efficiency of more than 99.90% is achieved without the above drawbacks occurring.

De uitvinding berust op het verrassende inzicht, dat het mogelijk is H2S te absorberen uit een dergelijk gas met 15 een watergehalte van 20 tot 40 vol.% bij een temperatuur boven het waterdauwpunt, in een alkalische oplossing, waarna de gevormde sulfide bevattende oplossing aan een aerobe biologische oxidatie onderworpen wordt.The invention is based on the surprising insight that it is possible to absorb H 2 S from such a gas with a water content of 20 to 40% by volume at a temperature above the water dew point, in an alkaline solution, after which the sulphide-containing solution is formed on a aerobic biological oxidation.

De uitvinding betreft derhalve een werkwijze voor het 2 0 verwijderen van H2S uit afgassen, die ten minste 2 0 vol. % waterdamp bevatten, omvattende het behandelen van de afgassen bij een temperatuur boven het waterdauwpunt van de afgassen met een waterige, alkalische oplossing onder absorptie van de H2S, gevolgd door het onderwerpen van de 25 gevormde sulfide bevattende oplossing aan een biologische oxidatie van de sulfide.The invention therefore relates to a method for removing H2S from waste gases, which is at least 20 vol. % water vapor comprising treating the off-gases at a temperature above the water-dew point of the off-gases with an aqueous, alkaline solution while absorbing the H 2 S, followed by subjecting the formed sulfide-containing solution to a biological oxidation of the sulfide.

Verrassenderwijs is nu gebleken dat het mogelijk is om de in de alkalische oplossing, bij voorkeur een natronloog oplossing, opgeloste H2S in een biologische aerobe reactor 30 met lucht te oxideren tot elementaire zwavel bij een temperatuur die bij voorkeur dezelfde is als die waarbij de absorptie heeft plaatsgevonden.Surprisingly, it has now been found that it is possible to oxidize the H2S dissolved in the alkaline solution, preferably a sodium hydroxide solution, with air in a biological aerobic reactor 30 to elemental sulfur at a temperature which is preferably the same as that at which the absorption occurred.

Dergelijke gassen met een watergehalte van 20-40 vol. % hebben een waterdauwpunt van 60-80°C, hetgeen betekent, dat 35 in de praktijk de biologische oxidatie plaats zal vinden bij een temperatuur van ten minste 65°C, meer in het 1006339 9 bijzonder bij een temperatuur van 70 tot 90°C. Het is bijzonder verrassend dat het mogelijk is een efficiënte en goede biologische oxidatie uit te voeren bij dergelijk hoge temperaturen.Such gases with a water content of 20-40 vol. % have a water dew point of 60-80 ° C, which means that in practice the biological oxidation will take place at a temperature of at least 65 ° C, more in particular 1006339 9, at a temperature of 70 to 90 ° C . It is particularly surprising that it is possible to perform an efficient and good biological oxidation at such high temperatures.

5 In de werkwijze volgens de uitvinding wordt het totale zwavelgehalte van afgassen verlaagd door deze afgassen eerst in temperatuur te verhogen tot een temperatuur boven 200°C en vervolgens tezamen met een waterstof en/of koolmonoxide houdend gas over een gesulfideerde groep 10 VI/groep VIII metaal katalysator op een anorganische oxidische drager te voeren waarbij zwavelcomponenten zoals S02, zwaveldamp en zwavelmist worden omgezet met waterstof of een ander reducerend gas dat b.v. waterstof en koolmonoxide bevat, tot zwavelwaterstof volgens de 15 reacties: S02 + 3H2 -> H2S + H20 (7) S + H2 -> H2S (8) 20In the process according to the invention, the total sulfur content of waste gases is reduced by first raising these waste gases in temperature to a temperature above 200 ° C and then together with a hydrogen and / or carbon monoxide-containing gas over a sulfided group 10 VI / group VIII metal catalyst on an inorganic oxidic support in which sulfur components such as SO2, sulfur vapor and sulfur mist are reacted with hydrogen or another reducing gas, e.g. contains hydrogen and carbon monoxide, to hydrogen sulphide according to the 15 reactions: S02 + 3H2 -> H2S + H20 (7) S + H2 -> H2S (8) 20

Indien zuurstof in de afgassen aanwezig is, wordt een katalysator gebruikt uit bovenstaande groep die tevens de eigenschap heeft zuurstof te hydrogeneren volgens de reactie 25 02 + 2H2 -> 2H20 (9)If oxygen is present in the waste gases, a catalyst from the above group is used, which also has the property of hydrogenating oxygen according to the reaction 25 02 + 2H2 -> 2H20 (9)

Bij voorkeur wordt een katalysator gebruikt uit bovengenoemde groep die tevens de eigenschap heeft om COS 30 en CS2 te hydrolyseren volgens de reacties COS + H20 -» H2S + C02 (10) CS2 + 2H20 2H2S + C02 (11) 35 1006339 10Preferably, a catalyst from the above group is used, which also has the property of hydrolyzing COS 30 and CS2 according to the reactions COS + H20 - »H2S + CO2 (10) CS2 + 2H20 2H2S + CO2 (11) 35 1006339 10

In de werkwijze volgens de uitvinding worden de afgassen uit de hydrogenerings reactor gekoeld tot even boven het dauwpunt van de aanwezige waterdamp in het gas, zodanig dat geen condensatie optreedt. Bij voorkeur wordt 5 gekoeld tot 3 tot 5°C boven het dauwpunt.In the process according to the invention, the waste gases from the hydrogenation reactor are cooled to just above the dew point of the water vapor present in the gas, such that no condensation occurs. Preferably 5 is cooled to 3 to 5 ° C above the dew point.

Afgassen, in het bijzonder afgassen van een Claus terugwinningsinstallatie, met een waterdampgehalte van 20 tot 40 vol.%, hebben een dauwpunt dat tussen 60-80°C ligt.Waste gases, in particular waste gases from a Claus recovery installation, with a water vapor content of 20 to 40% by volume, have a dew point of between 60-80 ° C.

Deze afgassen worden vervolgens in een absorbeur 10 direct in contact gebracht met een verdunde alkalische oplossing, bij voorkeur natronloog, met een pH gelegen tussen 8 en 9, waarbij de in het gas aanwezige H2S wordt opgelost volgens de reactie: 15 H2S + NaOH -> NaHS + H20 (12)These off-gases are then directly contacted in an absorber 10 with a dilute alkaline solution, preferably caustic soda, with a pH between 8 and 9, the H2S present in the gas being dissolved according to the reaction: 15 H2S + NaOH -> NaHS + H20 (12)

Het niet geabsorbeerde deel van de genoemde afgassen wordt, eventueel na verbranding, aan de lucht afgevoerd.The non-absorbed part of the aforementioned waste gases is discharged to the air, possibly after combustion.

Omdat de geregenereerde alkalische oplossing geen H2S 20 bevat, wordt de H2S aanwezig in het afgas volledig geabsorbeerd en kan op deze wijze een totaal zwavelterugwinningsrendement van meer dan 99,90% worden bereikt. In de werkwijze volgens de uitvinding, wordt de oplossing bij dezelfde temperatuur naar de biologische 25 aerobe reactor gevoerd, bij voorkeur bij dezelfde temperatuur als waarbij absorptie heeft plaatsgevonden, zodat geen warmte behoeft te worden afgevoerd of toegevoerd. In de aerobe reactor wordt een hoeveelheid lucht toegevoerd, zodanig dat de opgeloste H2S met zuurstof 30 uit de lucht partieel wordt geoxideerd tot elementaire zwavel volgens de reactie: H2S + H 02 -► S + H20 (13) 35 In een zwavelafscheider wordt vervolgens bij voorkeur wederom bij dezelfde temperatuur de zwavel afgescheiden uit 1006339 11 de natronloog oplossing waarna de oplossing wordt gerecirculeerd naar de absorbeur. Het is mogelijk om de natronloogoplossing met de daarin geabsorbeerde H2S te koelen voordat deze aan de biologische aerobe reactor wordt 5 toegevoerd. Na de zwavelafscheiding, wordt de oplossing echter dan weer opgewarmd voordat deze aan de absorbeur wordt toegevoerd.Since the regenerated alkaline solution does not contain H 2 S 20, the H 2 S present in the off-gas is completely absorbed and a total sulfur recovery efficiency of more than 99.90% can be achieved in this way. In the method according to the invention, the solution is fed to the biological aerobic reactor at the same temperature, preferably at the same temperature at which absorption has taken place, so that no heat has to be removed or supplied. An amount of air is introduced into the aerobic reactor, such that the dissolved H2S with oxygen from the air is partially oxidized to elemental sulfur according to the reaction: H2S + H 02 -► S + H20 (13) 35 In a sulfur separator again preferably at the same temperature the sulfur is separated from the sodium hydroxide solution and the solution is recycled to the absorber. It is possible to cool the caustic soda solution with the H2S absorbed therein before it is fed to the biological aerobic reactor. However, after the sulfur separation, the solution is then reheated before being fed to the absorber.

10 FIGUUR BESCHRIJVING10 FIGURE DESCRIPTION

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een figuur 1, waarin in de vorm van een blokschema de werkwijze volgens de uitvinding beschreven wordt. Het afgas van een 15 niet getekende zwavelterugwinningsinstallatie wordt via leiding 1 onder toevoeging van waterstof of een ander reducerend gas via leiding 2 op de gewenste hydrogenerings temperatuur gebracht met verhitter 3, alvorens via leiding 4 in de hydrogenerings reactor 5 te worden geleid.The invention is now elucidated with reference to a figure 1, in which the method according to the invention is described in the form of a block diagram. The waste gas from a sulfur recovery installation (not shown) is brought via line 1 with the addition of hydrogen or another reducing gas via line 2 to the desired hydrogenation temperature with heater 3, before being led via line 4 to the hydrogenation reactor 5.

20 In de hydrogenerings reactor 5 worden de in het gas aanwezige zwaveldioxide, zwaveldamp en organische zwavelverbindingen met H2 omgezet in H2S. Indien zuurstof in het gas aanwezig is, wordt dit omgezet in HaO. Eventueel aanwezige COS en CS2 worden met de aanwezige waterdamp 2 5 omgezet in H2S en C02.In the hydrogenation reactor 5, the sulfur dioxide, sulfur vapor and organic sulfur compounds present in the gas are converted into H2S with H2. If oxygen is present in the gas, it is converted into HaO. COS and CS2, if present, are converted into H2S and CO2 with the water vapor present.

Het gas uit de hydrogeneringsreactor 5 wordt via leiding 6 op de gewenste absorptietemperatuur gebracht met koeler 7, alvorens via leiding 8 in de absorbeur 9 van een bioinstallatie te worden geleid. In de absorbeur wordt H2S 30 uit het gas gewassen met een verdunde natronloogoplossing, die vervolgens via leiding 10 naar een aerobe biologische reactor 11 wordt geleid, waarin H2S onder toevoeging van zuurstof uit de lucht toegevoerd via leiding 12 wordt omgezet in elementaire zwavel. Via leiding 13 wordt de 35 natronloogoplossing in een zwavelafschelder 14 geleid, waaruit de gevormde zwavel wordt afgevoerd via leiding 15.The gas from the hydrogenation reactor 5 is brought via line 6 to the desired absorption temperature with cooler 7, before being led via line 8 into the absorber 9 of a bio-installation. In the absorber, H 2 S 30 is washed from the gas with a dilute caustic soda solution, which is then passed via line 10 to an aerobic biological reactor 11, in which H 2 S is converted to elemental sulfur with line oxygen added from the air via line 12. The sodium hydroxide solution is led via line 13 into a sulfur separator 14, from which the sulfur formed is discharged via line 15.

1006339 121006339 12

De oplossing wordt gerecirculeerd via leiding 16 naar de absorbeur. Het gas uit de absorbeur, dat nu nog een zeer laag gehalte aan H2S bevat, wordt via leiding 17 naar de naverbrander 18 geleid voordat het gas wordt afgevoerd via 5 de schoorsteen 19.The solution is recycled through line 16 to the absorber. The gas from the absorber, which currently still contains a very low content of H2S, is led via line 17 to the afterburner 18 before the gas is removed via the chimney 19.

VOORBEELD 1EXAMPLE 1

Een hoeveelheid zuurgas van 9700 Nm1/h afkomstig van 10 een gaszuiveringsinstallatie had de volgende samenstelling bij 45°C en 1,6 bar absAn amount of acid gas of 9700 Nm1 / h from a gas treatment plant had the following composition at 45 ° C and 1.6 bar abs

60.0 Vol.% H2S60.0 Vol.% H2S

3.0 Vol. % NH3 15 30,0 Vol.% C02 5.0 Vol. % H20 2.0 Vol.% CH43.0 Vol. % NH3 15 30.0 Vol.% C02 5.0 Vol. % H 2 O 2.0 Vol.% CH4

Dit zuurgas werd aan een Clausinstallatie met twee 20 Claus reactoren toegevoerd. De in de zwavelterugwinningsinstallatie gevormde zwavel werd na de thermische trap en de katalytische reactortrappen gecondenseerd en afgevoerd. De hoeveelheid zwavel bedroeg 7768 kg/h. Het zwavelterugwinningsrendement van de 25 Clausinstallatie betrokken op het zuurgas bedroeg 93,3%.This acid gas was fed to a Claus plant with two Claus reactors. The sulfur formed in the sulfur recovery plant was condensed and discharged after the thermal and catalytic reactor steps. The amount of sulfur was 7,768 kg / h. The sulfur recovery efficiency of the Claus plant based on the sour gas was 93.3%.

De hoeveelheid afgas van 29749 Nm1/h afkomstig van de Claus installatie had de volgende samenstelling bij 164°C en een druk van 1,14 bar abs.The amount of waste gas of 29749 Nm1 / h from the Claus installation had the following composition at 164 ° C and a pressure of 1.14 bar abs.

10063391006339

0 0,47 Vol.% H2S0 0.47 Vol.% H2S

0,24 Vol.% S020.24 Vol.% SO2

0,03 Vol.% COS0.03 Vol.% COS

0,04 Vol.% CS2 0,01 Vol.% S60.04 Vol.% CS2 0.01 Vol.% S6

35 0,04 Vol.% SB35 0.04 Vol.% SB

1,38 Vol.% CO1.38 Vol.% CO

13 I, 53 Vol. % H2 II, 37 Vol.% C02 55,96 Vol.% N2 0,66 Vol.% Ar 5 28,27 Vol.% H2013 I, 53 Vol. % H2 II, 37 Vol.% CO2 55.96 Vol.% N2 0.66 Vol.% Ar 5 28.27 Vol.% H20

Aan dit afgas werd 103 Nm3/h waterstof als reducerend gas toegevoerd en daarna opgewarmd tot 280°C om alle aanwezige zwaveldioxide (S02) en zwaveldamp (S6, Se) te hydrogeneren 10 tot H2S en tevens de aanwezige carbonylsulfide (COS) en zwavelkoolstof (CS2) te hydrolyseren naar H2S in de hydrogeneringsreactor die een gesuifideerde groep 6 en/of groep 8 metaalkatalysator bevat, in dit geval een Co-Mo katalysator.103 Nm3 / h hydrogen as reducing gas was fed to this waste gas and then heated to 280 ° C to hydrogenate all sulfur dioxide (SO2) and sulfur vapor (S6, Se) present to H2S and also the carbonyl sulfide (COS) and carbon sulfur ( CS2) to hydrolyze to H2S in the hydrogenation reactor containing a sulfided Group 6 and / or Group 8 metal catalyst, in this case a Co-Mo catalyst.

1515

De hoeveelheid afgas uit de hydrogeneringsreactor bedroeg 31574 Nm3/h en had de volgende samenstelling bij 317°C en 1,10 bar abs.The amount of off-gas from the hydrogenation reactor was 31574 Nm3 / h and had the following composition at 317 ° C and 1.10 bar abs.

20 1,24 Vol.% H2S1.24 Vol.% H2S

28 ppm COS28 ppm COS

2 ppm CS2 2,02 Vol.% H2 12,64 Vol.% C02 25 56,62 Vol.% N2 0,67 Vol.% Ar 26,80 Vol.% H202 ppm CS2 2.02 Vol.% H2 12.64 Vol.% C02 25 56.62 Vol.% N2 0.67 Vol.% Ar 26.80 Vol.% H20

Het afgas werd daarna gekoeld tot 72°C, een 30 temperatuur die 3°C boven het dauwpunt van de in het afgas aanwezige waterdamp ligt.The waste gas was then cooled to 72 ° C, a temperature 3 ° C above the dew point of the water vapor contained in the waste gas.

Vervolgens werd het gekoelde afgas in een bioinstallatie behandeld bij 72°C, waarbij er geen watercondensatie uit het afgas plaatsvindt. In de absorbeur 35 van de bioinstallatie wordt H2S uit het afgas gewassen met verdunde natronloog oplossing waarna de oplossing met de 1006339 14 geabsorbeerde H2S naar een aerobe biologische reactor werd gevoerd waarin de H2S werd omgezet in elementaire zwavel.The cooled waste gas was then treated in a bio-installation at 72 ° C, with no water condensation from the waste gas. In the absorber 35 of the bio-installation, H2S is washed from the waste gas with dilute sodium hydroxide solution, after which the solution with the 1006339 14 absorbed H2S is fed to an aerobic biological reactor in which the H2S is converted into elemental sulfur.

In de bioinstallatie wordt geen warmte toe of afgevoerd, zodat de absorptie van H2S en omzetting naar 5 elementaire zwavel plaats vond bij dezelfde temperatuur van 72 °C.No heat is added or removed in the bio-installation, so that the absorption of H2S and conversion to elemental sulfur took place at the same temperature of 72 ° C.

Aan de aerobe reactor werd een hoeveelheid van 945 NmVh lucht toegevoerd voor de selectieve oxidatie van H2S naar zwavel. De hoeveelheid gas uit de absorber bedroeg 10 31189 Nm3/h en had de volgende samenstelling bij 72°C en 1,05 bar abs.An amount of 945 NmVh of air was supplied to the aerobic reactor for the selective oxidation of H 2 S to sulfur. The amount of gas from the absorber was 31,389 Nm3 / h and had the following composition at 72 ° C and 1.05 bar abs.

2 50 ppm H2S2 50 ppm H2S

2 8 ppm COS2 8 ppm COS

15 2 ppm CS2 2,04 Vol.% H2 12,80 Vol.% C02 57,32 Vol.% N2 0,68 Vol.% Ar 20 27,13 Vol.% H 2015 2 ppm CS2 2.04 Vol.% H2 12.80 Vol.% CO2 57.32 Vol.% N2 0.68 Vol.% Ar 20 27.13 Vol.% H 20

Via een naverbranding werd dit gas naar de schoorsteen gevoerd. De in de bioinstallatie gevormde hoeveelheid zwavel bedroeg 551 kg/h. De totale hoeveelheid zwavel 25 geproduceerd in de zwavelterugwinningsinstallatie en de bioinstallatie bedroeg 8319 kg/h, waarmee het totale ontzwavelingsrendement betrokken op het oorspronkelijke zuurgas werd verhoogd tot 99,87%.This gas was fed to the chimney through afterburning. The amount of sulfur formed in the bio plant was 551 kg / h. The total amount of sulfur produced in the sulfur recovery plant and the bio plant was 8319 kg / h, increasing the total desulfurization efficiency based on the original acid gas to 99.87%.

3 0 VOORBEELD 23 0 EXAMPLE 2

Een hoeveelheid zuurgas van 6481 Nm3/h afkomstig van een gaszuiveringsinstallatie had de volgende samenstelling bij 45°C en 1,6 bar abs 35 1006339 15An amount of acid gas of 6481 Nm3 / h from a gas purification plant had the following composition at 45 ° C and 1.6 bar abs. 35 1006339 15

90.0 Vol. % H2S90.0 Vol. % H2S

3.0 Vol. % NH3 5.0 Vol.% H20 2.0 Vol. % CH4 53.0 Vol. % NH3 5.0 Vol.% H20 2.0 Vol. % CH4 5

Dit zuurgas werd aan een SUPERCLAUS® installatie met twee Claus reactoren en een selectieve oxidatie-reactor toegevoerd. De in de zwavelterugwinningsinstallatie gevormde zwavel werd na de thermische trap en de 10 katalytische reactortrappen gecondenseerd en afgevoerd. De hoeveelheid zwavel bedroeg 8227 kg/h. Het zwavelterugwinningsrendement van de Clausinstallatie betrokken op het zuurgas bedroeg 98,5%.This acid gas was fed to a SUPERCLAUS® installation with two Claus reactors and a selective oxidation reactor. The sulfur formed in the sulfur recovery plant was condensed and discharged after the thermal step and the 10 catalytic reactor steps. The amount of sulfur was 8227 kg / h. The sulfur recovery efficiency of the Claus plant based on the sour gas was 98.5%.

De hoeveelheid afgas van 21279 Nm3/h afkomstig van de 15 Claus installatie had de volgende samenstelling bij 129°C en een druk van 1,14 bar absThe amount of exhaust gas of 21279 Nm3 / h from the 15 Claus installation had the following composition at 129 ° C and a pressure of 1.14 bar abs

0,03 Vol.% H2S0.03 Vol.% H2S

0,20 Vol.% S020.20 Vol.% SO2

20 20 ppm COS20 20 ppm COS

3 0 ppm CS2 10 ppm S6 0,01 Vol.% S83 0 ppm CS2 10 ppm S6 0.01 Vol.% S8

0,15 Vol.% CO0.15% by volume of CO

25 1,72 Vol.% H2 1,14 Vol. % C02 62,45 Vol.% N2 0,74 Vol.% Ar 33,05 Vol.% H20 3 0 0,50 Vol.% 0225 1.72 Vol.% H2 1.14 Vol. % C02 62.45 Vol.% N2 0.74 Vol.% Ar 33.05 Vol.% H20 3 0 0.50 Vol.% 02

Aan dit afgas werd 133 Nm3/h waterstof als reducerend gas toegevoerd en daarna opgewarmd tot 280°C om alle aanwezige zwaveldioxide (S02) , zwaveldamp (S6, S8) te 35 hydrogeneren tot H2S en H20 en tevens de aanwezige carbonylsulfide (COS) en zwavelkoolstof (CS2) te 1006339 16 hydrolyseren naar H2S in de hydrogeneringsreactor die een gesulfideerde groep 6 en/of groep 8 metaalkatalysator bevat, in dit geval een Co-Mo katalysator.133 Nm3 / h hydrogen as reducing gas was fed to this waste gas and then heated to 280 ° C to hydrogenate all sulfur dioxide (SO2), sulfur vapor (S6, S8) present to H2S and H2O and also the carbonyl sulfide (COS) present and sulfurize carbon (CS2) 1006339 16 to H2S in the hydrogenation reactor containing a sulfided group 6 and / or group 8 metal catalyst, in this case a Co-Mo catalyst.

De hoeveelheid afgas uit de hydrogeneringreactor 5 bedroeg 22863 Nm3/h en had de volgende samenstelling bij 367°C en 1,10 bar abs.The amount of off-gas from the hydrogenation reactor 5 was 22863 Nm3 / h and had the following composition at 367 ° C and 1.10 bar abs.

0,37 Vol.% H2S0.37 Vol.% H2S

2 ppm COS2 ppm COS

10 0,82 Vol.% H2 1,90 Vol.% C02 62,89 Vol.% N2 0,75 Vol.% Ar 33,27 Vol.% H20 15 Het afgas werd daarna gekoeld tot 76°C, een temperatuur die 3°C boven het dauwpunt van de in het afgas aanwezige waterdamp ligt.10 0.82 Vol.% H2 1.90 Vol.% CO2 62.89 Vol.% N2 0.75 Vol.% Ar 33.27 Vol.% H 2 O 15 The exhaust gas was then cooled to 76 ° C, a temperature which 3 ° C above the dew point of the water vapor present in the waste gas.

Vervolgens werd het gekoelde afgas in een bioinstallatie behandeld bij 76°C waarbij er geen 20 watercondensatie uit het afgas plaatsvindt. In de absorbeur van de bioinstallatie wordt H2S uit het afgas gewassen met een verdunde natronloog oplossing, waarna de oplossing met de geabsorbeerde H2S naar een aerobe biologische reactor werd gevoerd waarin de H2S werd omgezet in elementaire 25 zwavel.The cooled waste gas was then treated in a bio-installation at 76 ° C, with no water condensation from the waste gas taking place. In the absorber of the bio-installation, H 2 S is washed from the waste gas with a dilute sodium hydroxide solution, after which the solution with the absorbed H 2 S is passed to an aerobic biological reactor in which the H 2 S is converted into elemental sulfur.

In de bioinstallatie wordt geen warmte toe of afgevoerd, zodat de absorptie van H2S en de omzetting naar elementaire zwavel plaats vond bij dezelfde temperatuur van 76°C. Aan de aerobe reactor werd een hoeveelheid van 205 30 NmVh lucht toegevoerd voor de partiële oxidatie van H2SNo heat is added or removed in the bio-installation, so that the absorption of H2S and the conversion to elemental sulfur took place at the same temperature of 76 ° C. 205 30 NmVh of air was supplied to the aerobic reactor for the partial oxidation of H2S

naar zwavel. Het gas uit de absorber bedroeg 22780 Nm3/h en had de volgende samenstelling bij 76°C en 1,05 bar abs.to sulfur. The gas from the absorber was 22780 Nm3 / h and had the following composition at 76 ° C and 1.05 bar abs.

7 5 ppm H2S7 5 ppm H2S

35 2 ppm COS35 2 ppm COS

0,82 Vol.% H2 1UU6öö9 17 1,91 Vol.% C02 63,12 Vol.% N2 0,75 Vol.% Ar 33,39 Vol.% H20 50.82 Vol.% H2 1UU6öö9 17 1.91 Vol.% C02 63.12 Vol.% N2 0.75 Vol.% Ar 33.39 Vol.% H20 5

Via een naverbranding werd dit gas naar de schoorsteen gevoerd. De in de bioinstallatie gevormde hoeveelheid zwavel bedroeg 119 kg/h. De totale hoeveelheid zwavel geproduceerd in de zwavelterugwinningsinstallatie en de 10 bioinstallatie bedroeg 8346 kg/h, waarmee het totale ontzwavelingsrendement betrokken op het oorsponkelijk zuurgas werd verhoogd tot 99,97%.This gas was fed to the chimney through afterburning. The amount of sulfur formed in the bio plant was 119 kg / h. The total amount of sulfur produced in the sulfur recovery plant and the bio plant was 8346 kg / h, increasing the total desulfurization efficiency based on the original acid gas to 99.97%.

10063391006339

Claims (8)

1. Werkwijze voor het verwijderen van H2S uit afgassen, die ten minste 20 vol.% waterdamp bevatten, omvattende het behandelen van de afgassen bij een temperatuur boven het waterdauwpunt van de afgassen met een waterige, alkalische 5 oplossing onder absorptie van de H2S, gevolgd door het onderwerpen van de gevormde sulfide bevattende oplossing aan een biologische oxidatie van de sulfide.A method for removing H2S from off-gases containing at least 20% by volume of water vapor, comprising treating the off-gases at a temperature above the water dew point of the off-gases with an aqueous, alkaline solution under absorption of the H2S, followed by subjecting the formed sulfide-containing solution to a biological oxidation of the sulfide. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de absorptie en oxidatie geschieden bij in hoofdzaak dezelfde temperatuur.The method of claim 1, wherein the absorption and oxidation occur at substantially the same temperature. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de te behandelen afgassen afkomstig zijn van een zwavelverwijderingsinstallatie.A method according to claim 1 or 2, wherein the waste gases to be treated originate from a sulfur removal installation. 4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij de afgassen gehydrogeneerd zijn voorafgaand aan de absorptie.The method of claim 3, wherein the off-gases are hydrogenated prior to absorption. 5. Werkwijze volgens conclusie 1-4, waarbij de afgassen 20 tot 40 vol.% waterdamp bevatten.A method according to claims 1-4, wherein the waste gases contain 20 to 40% by volume of water vapor. 6. Werkwijze volgens conclusie 1-5, waarbij de sulfides in de aerobe biologische oxidatie omgezet worden in elementaire zwavel.A method according to claims 1-5, wherein the sulfides in the aerobic biological oxidation are converted into elemental sulfur. 7. Werkwijze volgens conclusie 1-6, waarbij de zwavel na de biologische oxidatie uit de vloeistof afgescheiden wordt.A method according to claims 1-6, wherein the sulfur is separated from the liquid after the biological oxidation. 8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij de vloeistof na afscheiding van de zwavel gerecirculeerd wordt als 25 absorptievloeistof. 10063398. A method according to claim 7, wherein the liquid after recycling of the sulfur is recycled as an absorption liquid. 1006339
NL1006339A 1997-06-17 1997-06-17 Process for desulfurizing waste gases. NL1006339C2 (en)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1006339A NL1006339C2 (en) 1997-06-17 1997-06-17 Process for desulfurizing waste gases.
KR1019997011927A KR20010013905A (en) 1997-06-17 1998-06-15 Method for desulfurizing off-gases
BR9810187-0A BR9810187A (en) 1997-06-17 1998-06-15 Process for removing h2s from exhaust gases
HU0001892A HUP0001892A3 (en) 1997-06-17 1998-06-15 Method for desulfurizing off-gases
PL98337501A PL337501A1 (en) 1997-06-17 1998-06-15 Method of desulphurising flue gases
JP50420299A JP2002504858A (en) 1997-06-17 1998-06-15 Off-gas desulfurization method
CN98807855A CN1265604A (en) 1997-06-17 1998-06-15 Method for desulfurizing off-gases
EP98931121A EP0989902A1 (en) 1997-06-17 1998-06-15 Method for desulfurizing off-gases
SK1820-99A SK182099A3 (en) 1997-06-17 1998-06-15 Method for desulfurizing off-gases
CA002295443A CA2295443A1 (en) 1997-06-17 1998-06-15 Method for desulfurizing off-gases
AU81321/98A AU737133B2 (en) 1997-06-17 1998-06-15 Method for desulfurizing off-gases
PCT/NL1998/000342 WO1998057731A1 (en) 1997-06-17 1998-06-15 Method for desulfurizing off-gases
TW087109447A TW386895B (en) 1997-06-17 1998-06-15 Method for dusulfurizing Off-gases
ARP980102855A AR016072A1 (en) 1997-06-17 1998-06-16 METHOD FOR DEULFURIZING EFFLUENT GASES
NO996257A NO996257L (en) 1997-06-17 1999-12-16 Process for desulfurization of exhaust gases

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1006339 1997-06-17
NL1006339A NL1006339C2 (en) 1997-06-17 1997-06-17 Process for desulfurizing waste gases.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1006339C2 true NL1006339C2 (en) 1998-12-21

Family

ID=19765181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1006339A NL1006339C2 (en) 1997-06-17 1997-06-17 Process for desulfurizing waste gases.

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP0989902A1 (en)
JP (1) JP2002504858A (en)
KR (1) KR20010013905A (en)
CN (1) CN1265604A (en)
AR (1) AR016072A1 (en)
AU (1) AU737133B2 (en)
BR (1) BR9810187A (en)
CA (1) CA2295443A1 (en)
HU (1) HUP0001892A3 (en)
NL (1) NL1006339C2 (en)
NO (1) NO996257L (en)
PL (1) PL337501A1 (en)
SK (1) SK182099A3 (en)
TW (1) TW386895B (en)
WO (1) WO1998057731A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1011490C2 (en) * 1999-03-08 2000-09-12 Paques Bio Syst Bv Process for desulfurizing gases.
KR101155844B1 (en) * 2004-03-03 2012-06-21 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. A process for the high recovery efficiency of sulfur from an acid gas stream
KR20070011346A (en) 2004-03-03 2007-01-24 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. A process for the high recovery efficiency of sulfur from an acid gas stream
EA010173B1 (en) * 2004-04-22 2008-06-30 Флуор Текнолоджиз Корпорейшн Methods of converting cos-containing streams in claus plants
CN100425324C (en) * 2006-01-10 2008-10-15 武汉加华科技有限公司 Top-push decreasing gas desulfurization at normal-pressure and apparatus thereof
US8765451B2 (en) * 2009-04-08 2014-07-01 Shell Oil Company Method of treating an off-gas stream and an apparatus therefor
EP3034157A1 (en) 2015-02-19 2016-06-22 Paqell B.V. Process for treating a hydrogen sulphide and mercaptans comprising gas
CN106139812A (en) * 2015-04-20 2016-11-23 兰州信元新型材料有限责任公司 Carbon disulfide Special desulfurizing agent and preparation method thereof
CN113209794B (en) * 2021-05-07 2022-05-17 南京飞锦环保科技有限公司 Biological soil deodorization system and deodorization method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2331367A1 (en) * 1975-11-11 1977-06-10 Courtaulds Ltd Removing sulphur smells from industrial exhaust gas - esp. hydrogen sulphide from the exhaust of viscose fibre spinning baths (SW 6.6.77)
US4499060A (en) * 1982-02-12 1985-02-12 Dr. C. Otto & Comp. G.M.B.H. Process for removing hydrogen sulfide from gases, particularly coal distillation gases
EP0224889A2 (en) * 1985-11-29 1987-06-10 Imhausen-Chemie Gesellschaft mit beschränkter Haftung Process for eliminating hydrogen sulfide from a flue gas
NL8801009A (en) * 1988-04-19 1989-11-16 Rijkslandbouwuniversiteit Oxidative biological removal of sulphide from waste water - using short-fall in oxygen, giving conversion largely to sulphur
WO1991019558A1 (en) * 1990-06-15 1991-12-26 Paques B.V. Process for the removal of hydrogensulphide (h2s) from biogas
WO1992010270A1 (en) * 1990-12-04 1992-06-25 Paques B.V. Process for the removal of sulphur compounds from gases
US5236677A (en) * 1992-03-13 1993-08-17 Grupo Cydsa S.A. De C.V. Biological process for the elimination of sulphur compounds present in gas mixtures
WO1994029227A1 (en) * 1993-06-10 1994-12-22 Paques B.V. Process for purifying sulphide-containing waste water

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2331367A1 (en) * 1975-11-11 1977-06-10 Courtaulds Ltd Removing sulphur smells from industrial exhaust gas - esp. hydrogen sulphide from the exhaust of viscose fibre spinning baths (SW 6.6.77)
US4499060A (en) * 1982-02-12 1985-02-12 Dr. C. Otto & Comp. G.M.B.H. Process for removing hydrogen sulfide from gases, particularly coal distillation gases
EP0224889A2 (en) * 1985-11-29 1987-06-10 Imhausen-Chemie Gesellschaft mit beschränkter Haftung Process for eliminating hydrogen sulfide from a flue gas
NL8801009A (en) * 1988-04-19 1989-11-16 Rijkslandbouwuniversiteit Oxidative biological removal of sulphide from waste water - using short-fall in oxygen, giving conversion largely to sulphur
WO1991019558A1 (en) * 1990-06-15 1991-12-26 Paques B.V. Process for the removal of hydrogensulphide (h2s) from biogas
WO1992010270A1 (en) * 1990-12-04 1992-06-25 Paques B.V. Process for the removal of sulphur compounds from gases
US5236677A (en) * 1992-03-13 1993-08-17 Grupo Cydsa S.A. De C.V. Biological process for the elimination of sulphur compounds present in gas mixtures
WO1994029227A1 (en) * 1993-06-10 1994-12-22 Paques B.V. Process for purifying sulphide-containing waste water

Also Published As

Publication number Publication date
AU737133B2 (en) 2001-08-09
NO996257D0 (en) 1999-12-16
BR9810187A (en) 2000-08-08
JP2002504858A (en) 2002-02-12
PL337501A1 (en) 2000-08-28
AR016072A1 (en) 2001-06-20
NO996257L (en) 2000-02-16
HUP0001892A2 (en) 2000-11-28
EP0989902A1 (en) 2000-04-05
HUP0001892A3 (en) 2002-02-28
WO1998057731A1 (en) 1998-12-23
AU8132198A (en) 1999-01-04
TW386895B (en) 2000-04-11
KR20010013905A (en) 2001-02-26
SK182099A3 (en) 2000-07-11
CN1265604A (en) 2000-09-06
CA2295443A1 (en) 1998-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Eow Recovery of sulfur from sour acid gas: A review of the technology
NL1011490C2 (en) Process for desulfurizing gases.
CA2586381C (en) Configurations and methods for sox removal in oxygen-containing gases
CN100376313C (en) A process for the removal of so2, hcn and h2s and optionally cos, cs2 and nh3 from a gas stream
CA1079029A (en) Process of increasing the yield in the production of sulfure
US8765451B2 (en) Method of treating an off-gas stream and an apparatus therefor
CA2562845C (en) Cos-claus configurations and methods
EP0073074B1 (en) Process for reducing the total sulphur content of a high co2-content feed gas
CA2745033A1 (en) A method of treating a syngas stream and an apparatus therefor
NL1006339C2 (en) Process for desulfurizing waste gases.
US20090004070A1 (en) Configurations and Methods for Effluent Gas Treatment
JP2000248286A (en) Purification process for coke oven gas
CN101641284B (en) Method for producing sulphuric acid and installation for carrying out said method
NL1002134C2 (en) Method for removing sulfur-containing impurities, aromatics and hydrocarbons from gas.
JPH0741309A (en) Method of desulfurizing gas containing sulfur dioxide
US20020094308A1 (en) Process and apparatus for processing hydrogen sulfide from a gas
US8709366B2 (en) Configurations and methods for effluent gas treatment
MX2014003315A (en) Oxygen application in claus units charged with an additional load -particularly a waste-gas stream containing so2 and coming from adsorbent regeneration.
MXPA99011904A (en) Method for desulfurizing off-gases
GB2114106A (en) Process for the production of elemental sulphur
CZ456699A3 (en) Process of removing H2S from waste gases
RU2210536C1 (en) Coke gas desulfurization process
CA1185768A (en) Process for the production of elemental sulphur
CA1095692A (en) Power generation
KR950005357A (en) Removal method of hydrogen sulfide (H₂S) in hydrogen sulfide-containing mixed gas containing excess water vapor and ammonia

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20030101