NO149378B - PROCEDURE FOR TREATING A GAS FLOW FOR THE REMOVAL OF SULFUR STEAM - Google Patents
PROCEDURE FOR TREATING A GAS FLOW FOR THE REMOVAL OF SULFUR STEAM Download PDFInfo
- Publication number
- NO149378B NO149378B NO792680A NO792680A NO149378B NO 149378 B NO149378 B NO 149378B NO 792680 A NO792680 A NO 792680A NO 792680 A NO792680 A NO 792680A NO 149378 B NO149378 B NO 149378B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- sulfur
- gas stream
- gas
- catalytic material
- suspension
- Prior art date
Links
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 111
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims description 78
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 238000004326 stimulated echo acquisition mode for imaging Methods 0.000 title 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 95
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 41
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 34
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 34
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 27
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 14
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 25
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 14
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 12
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 8
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 7
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 4
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- MARCAKLHFUYDJE-UHFFFAOYSA-N 1,2-xylene;hydrate Chemical group O.CC1=CC=CC=C1C MARCAKLHFUYDJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N carbon disulfide-14c Chemical compound S=[14C]=S QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000012258 stirred mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår utvinning av svovel, mere spesielt fjerning av svovel som er tilstede i forskjellige former, så som elementær svoveldamp, flytende elementær svoveldråper og blandinger av svovelforbindelser, så som hydrogensulfid og svoveldioksyd, som alle kan være tilstede i fortynnede konsentrasjoner i gasstrømmer. Mer spesielt angår oppfinnelsen fjerning av betydelige deler av elementært og kombinert svovel som er tilstede i gasser fra Claus-prosessanlegg hvor man omdanner hydrogensulfid til elementært svovel som så utvinnes. The present invention relates to the extraction of sulphur, more particularly the removal of sulfur which is present in various forms, such as elemental sulfur vapour, liquid elemental sulfur droplets and mixtures of sulfur compounds, such as hydrogen sulphide and sulfur dioxide, all of which may be present in dilute concentrations in gas streams. More particularly, the invention relates to the removal of significant parts of elemental and combined sulfur which are present in gases from Claus process plants where hydrogen sulphide is converted into elemental sulphur, which is then extracted.
Såkalte Claus-prosessanlegg brukes i industrien så som petroleumsraffinerier og anlegg som behandler naturgasser, for å omdanne giftig hydrogensulfid som oppstår ved selve raffineringen eller som er vasket ut fra naturgass (som i enkelte tilfelle kan inneholde opptil 25 til 40% hydrogensulfid) . I Claus-prosessen blir hydrogensulfidet reagert med luft til elementært svovel og vann som hovedprodukter. Det elementære svovelet blir så kondensert fra damptilstanden og i alt vesentlig utvunnet fra de ukondenserte gassene som i alt vesentlig er vanndamp og nitrogen, sammen med noe ukon-densert svoveldamp, uomsatt hydrogensulfid, svoveldioksyd, noe karbondisulfid, og karbonoksysulfid enten som er dannet under selve behandlingen eller som er tilstede i selve utgangsmaterialet. So-called Claus process plants are used in industry such as petroleum refineries and plants that process natural gases, to convert toxic hydrogen sulphide that occurs during the refining itself or that is washed out of natural gas (which in some cases can contain up to 25 to 40% hydrogen sulphide). In the Claus process, the hydrogen sulphide is reacted with air to elemental sulfur and water as the main products. The elemental sulfur is then condensed from the vapor state and essentially extracted from the uncondensed gases which are essentially water vapor and nitrogen, together with some uncondensed sulfur vapor, unreacted hydrogen sulfide, sulfur dioxide, some carbon disulfide, and carbon oxysulfide either formed during the actual the processing or which is present in the source material itself.
De- ukondenserte utstrømmende gasser fra Claus-prosessen blir vanligvis forbrent slik at det gjenværende svovel blir sluppet ut som fortynnet svoveldioksyd fra forbrenningsovnen. Det totale utslipp av svoveldioksyd blir målt i pipen, og De-condensed effluent gases from the Claus process are usually incinerated so that the remaining sulfur is released as diluted sulfur dioxide from the incinerator. The total emission of sulfur dioxide is measured in the pipe, and
det er dette utslippet som er begrenset av offentlige be-stemmelser. Til tross for at det har vært gjort betydelig fremgang med hensyn til å redusere mengden av svovel i forskjellige former som føres ut sammen med avgassene og til slutt slippes ut som svoveldioksyd, så er det visse kjemiske og fysikalske likevekter som setter øvre grenser for an-leggenes effektivitet, og videre utvinning må derfor oppnås i separate anlegg og ved hjelp av separate fremgangsmåter it is this emission that is limited by public regulations. Despite the fact that considerable progress has been made with regard to reducing the amount of sulfur in various forms that are carried out with the exhaust gases and finally emitted as sulfur dioxide, there are certain chemical and physical equilibria that set upper limits for the the efficiency of the legs, and further recovery must therefore be achieved in separate facilities and using separate methods
hvor driftsbetingelsene muliggjør ytterligere svovelinn-vinning. Flere slike fremgangsmåter er kjente, og enkelte er i kommersiell drift. where the operating conditions enable further sulfur recovery. Several such methods are known, and some are in commercial operation.
Vann-vasking av gasstrømmen er meget brukt, men forsøk på å anvende denne fremgangsmåten på gassene fra Claus-prosessen støter på en alvorlig vanskelighet, nemlig en tendens til at det dannes kolloidalt svovel i det vandige medium. Kolloidalt svovel kan dannes ved kontakt mellom svoveldamp og vann. Det kan også fremstilles ved komplekse serier av kjemiske reaksjoner som opptrer når hydrogensulfid og svoveldioksyd rea-gerer i nærvær av vann. Ved denne sekvens av reaksjoner dannes det tiosvovelsyre og polytionsyrer, og enkelte av disse viser liten stabilitet og dekomponerer gradvis under dannelse av elementært svovel i kolloidal form. I denne formen er det ikke lett å skille svovelet fra vannet. Videre oppstår det alvorlige problemer ved at svovelet over tid felles ut i kritiske deler av anlegget. Water washing of the gas stream is widely used, but attempts to apply this method to the gases from the Claus process encounter a serious difficulty, namely a tendency for colloidal sulfur to form in the aqueous medium. Colloidal sulfur can be formed by contact between sulfur vapor and water. It can also be produced by a complex series of chemical reactions that occur when hydrogen sulphide and sulfur dioxide react in the presence of water. In this sequence of reactions, thiosulphuric acid and polythionic acids are formed, and some of these show little stability and gradually decompose to form elemental sulfur in colloidal form. In this form, it is not easy to separate the sulfur from the water. Furthermore, serious problems arise as the sulfur precipitates over time in critical parts of the plant.
Man har nå funnet at problemet med å regulere avsetningen av elementært svovel, enten dette er fra eksisterende elementære svoveldamper eller har oppstått ved vandige reaksjoner mellom hydrogensulfid og svoveldioksyd, kan løses ved at. det vandige vaskende medium tilsettes visse katalytiske faste stoffer i finfordelt form. Disse katalytiske faste stoffer er de som er kjente for sin evne til å katalysere dampfasereak-sjonen mellom hydrogensulfid og svoveldioksyd i systemer som opererer over vannets duggpunkt, dvs. aluminiumoksyd og aktivert karbon. Det kunne imidlertid ikke forutsies at et nærvær av disse katalytiske faste stoffer, for praktiske formål, i alt vesentlig vil fullstendig hemme de reaksjonssekvenser som finner sted i den vandige fase og som er nevnt ovenfor, og som fører til dannelsen av kolloidalt svovel, heller ikke ikke at slike katalytiske faste stoffer fullstendig ville hemme dannelsen av kolloidalt svovel når elementær svoveldamp kontaktet det vandige system. Man har nå funnet at en slik hemming skjer i nærvær av slike katalytiske faste partikler. På basis av denne oppdagelse er det nå blitt mulig å utforme fremgangsmåter for vasking av gasstrømmer fra Claus-prosessen hvor man anvender vandige suspensjoner av aktivert karbon eller aluminiumoksyd. It has now been found that the problem of regulating the deposition of elemental sulphur, whether this is from existing elemental sulfur vapors or has arisen from aqueous reactions between hydrogen sulphide and sulfur dioxide, can be solved by certain catalytic solids are added to the aqueous washing medium in finely divided form. These catalytic solids are those known for their ability to catalyze the vapor phase reaction between hydrogen sulphide and sulfur dioxide in systems operating above the dew point of water, i.e. aluminum oxide and activated carbon. However, it could not be predicted that a presence of these catalytic solids would, for practical purposes, essentially completely inhibit the reaction sequences which take place in the aqueous phase and which are mentioned above, and which lead to the formation of colloidal sulphur, nor not that such catalytic solids would completely inhibit the formation of colloidal sulfur when elemental sulfur vapor contacted the aqueous system. It has now been found that such inhibition occurs in the presence of such catalytic solid particles. On the basis of this discovery, it has now become possible to design methods for washing gas streams from the Claus process where aqueous suspensions of activated carbon or aluminum oxide are used.
Man har også funnet at de findelte katalytiske faste stoffer som er effektive i foreliggende fremgangsmåte og som akkumu-lerer svovel under fremgangsmåten ved at "svovelet avsettes på partiklene som derved får en nedsatt effektivitet, kan regenereres og i alt vesentlig få igjen sin opprinnelige aktivitet uten at man ødelegger eller forbruker en vesentlig del av det katalytiske materialet. It has also been found that the finely divided catalytic solids which are effective in the present method and which accumulate sulfur during the method by "the sulfur being deposited on the particles which thereby have a reduced efficiency, can be regenerated and essentially regain their original activity without that one destroys or consumes a significant part of the catalytic material.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt According to the present invention, it is thus provided
en fremgangsmåte for behandling av en gasstrøm for fjerning av svoveldamp, medførte væskeformige svoveldråper, og blandinger av hydrogensulfid og svoveldioksyd, som er tilstede i fortynnet konsentrasjon i nevnte gasstrøm, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved at gasstrømmen bringes i intim kontakt med en sur vandig suspensjon av minst 1 vekt-% av et findelt katalytisk materiale som er aluminiumoksyd eller aktivert karbon, idet suspensjonens surhet er den som utvikles ved absorpsjon av sure komponenter i gasstrømmen, hvorved elementært svovel, i gasstrømmen eller dannet fra gasser deri, avsettes på det katalytiske materiale, og ved at det katalytiske materiale deretter eventuelt regenereres ved behandling for å separere avsatt svovel derfra slik at dette materialet kan brukes på nytt for behandling av mer av gasstrømmen. a method for treating a gas stream for the removal of sulfur vapor, entrained liquid sulfur droplets, and mixtures of hydrogen sulfide and sulfur dioxide, which are present in dilute concentration in said gas stream, and this method is characterized in that the gas stream is brought into intimate contact with an acidic aqueous suspension of at least 1% by weight of a finely divided catalytic material which is aluminum oxide or activated carbon, the acidity of the suspension being that developed by absorption of acidic components in the gas stream, whereby elemental sulphur, in the gas stream or formed from gases therein, is deposited on the catalytic material , and in that the catalytic material is then optionally regenerated by treatment to separate deposited sulfur from it so that this material can be used again for treating more of the gas stream.
Det finfordelte katalytiske materialet hvorpå det er akkumulert svovel kan regenereres ved at man: 1) utskiller det findelte materialet fra det vandige medium i hvilket det er kontaktet gasstrømmen, 2) fører nevnte materiale i en fluid valgt fra gruppen be-stående av et flytende oppløsningsmiddel for svovel og gasser som er ikke-reaktive med nevnte materiale, hvistemperaturer som er tilstrekkelig til å oppløse svovelet når nevnte fluid er et flytende oppløsningsmiddel og å smelte og fordampe svovelet når væsken er en gass, inntil det absorberte svovelet er blitt skilt fra det katalytiske materialet tilstrekkelig til at dette har fått igjen sin katalytiske aktivitet. The finely divided catalytic material on which sulfur has accumulated can be regenerated by: 1) separating the finely divided material from the aqueous medium in which it is contacted with the gas stream, 2) passing said material into a fluid selected from the group consisting of a liquid solvent for sulfur and gases which are non-reactive with said material, the temperatures of which are sufficient to dissolve the sulfur when said fluid is a liquid solvent and to melt and vaporize the sulfur when said fluid is a gas, until the absorbed sulfur has been separated from the catalytic the material sufficiently for it to have regained its catalytic activity.
Oppfinnelsen angår videre nevnte fremgangsmåte for regenerering av det finfordelte katalytiske faste materiale og retur-nere dette i form av en vandig dispersjon som katalysatoren i en fremgangsmåte for behandling av en gass, slik dette er beskrevet ovenfor. The invention further relates to the aforementioned method for regenerating the finely divided catalytic solid material and returning this in the form of an aqueous dispersion as the catalyst in a method for treating a gas, as described above.
Den intime komtakten mellom gasstrømmen og den vandige suspensjonen, slik denne utføres i foreliggende fremgangsmåte, kan oppnås ved en rekke typer gassvaske-kontaktutstyr. Et slikt utstyr innbefatter f.eks. vasketårn, så som pakkede tårn og silplate eller bobletårn, syklonvaskere, strålevaskere, forstøvningsvaskere, kaskadevaskere og Venturi-vaskere. Den mest foretrukne og praktiske anordning for kontakt mellom gassen og suspensjonen er en Venturi-vasker. The intimate contact between the gas stream and the aqueous suspension, as is carried out in the present method, can be achieved by a number of types of gas washing contact equipment. Such equipment includes e.g. washing towers, such as packed towers and sieve plate or bubble towers, cyclone scrubbers, jet scrubbers, atomizing scrubbers, cascade scrubbers and Venturi scrubbers. The most preferred and practical device for contact between the gas and the suspension is a Venturi scrubber.
De vandige suspensjoner eller utrørte blandinger av aluminiumoksyd og aktivert karbon kan f.eks. lett fremstilles ved hjelp av kommersielt tilgjengelig finfordelte kvaliteter av aluminiumoksyd av den type 'som brukes i Claus-prosessen eller med forskjellige typer av pulverisert eller relativt fingranulert aktivert karbon. Mengden av suspenderte faste stoffer i den vandige suspensjonen i foreliggende fremgangsmåte ligger vanligvis i området fra 1 til 10 vekt-%. Mengder under 1% viser seg vanligvis å ha for lav kapasitet for fjerning av svovel i sine forskjellige former fra gassen, og mengder større enn 10% har en tendens til å skape problemer med behandlingen av suspensjonene. Et foretrukket konsen-trasjonsområde for faste stoffer i den vandige suspensjonen er fra 3 til 7%. The aqueous suspensions or stirred mixtures of aluminum oxide and activated carbon can e.g. easily prepared using commercially available finely divided grades of alumina of the type used in the Claus process or with various types of powdered or relatively finely granulated activated carbon. The amount of suspended solids in the aqueous suspension in the present process is usually in the range of 1 to 10% by weight. Amounts below 1% usually prove to have too low a capacity for removing sulfur in its various forms from the gas, and amounts greater than 10% tend to create problems with the treatment of the suspensions. A preferred concentration range for solids in the aqueous suspension is from 3 to 7%.
I den foreliggende fremgangsmåte så vil det finfordelte katalytiske materiale under kontaktingen virke som et av-setningssted for det svovel som fjernes fra gasstrømmen så-vel som en katalysator for reaksjonen mellom hydrogensulfid og svoveldioksyd, og det er følgelig en grense for den mengde svovel som kan fjernes fra en gasstrøm ved hjelp av en gitt mengde av det katalytiske materiale før dette må renses for akkumulert svovel. En praktisk grense for avsetningen av svovel på det katalytiske materialet er en vekt som er lik tørrvekten av selve materialet, og etter dette er det hensiktsmessig å regenerere materiale for ny bruk ved at man fjerner og utskiller svovelet. Deretter kan det katalytiske materialet igjen dispergeres i\ann, og suspensjonen kan så igjen brukes for kontakt med en gasstrøm for fjerning av mere svovel ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte. In the present method, the finely divided catalytic material during the contacting will act as a deposition site for the sulfur that is removed from the gas stream as well as a catalyst for the reaction between hydrogen sulfide and sulfur dioxide, and there is consequently a limit to the amount of sulfur that can is removed from a gas stream using a given amount of the catalytic material before this must be cleaned of accumulated sulphur. A practical limit for the deposition of sulfur on the catalytic material is a weight equal to the dry weight of the material itself, and after this it is appropriate to regenerate the material for new use by removing and excreting the sulphur. The catalytic material can then be dispersed again, and the suspension can then again be used for contact with a gas stream to remove more sulfur using the present method.
Ettersom gasstrømmer hvor det er ønskelig å fjerne svovel vanligvis har temperaturer over det atmosfæriske kokepunketet for vann og ikke er mettet med fuktighet, så vil det bli betydelige varmemengder som overføres til den vandige suspensjonen og det skjer en fordampning av vann fra denne. Man kan lett anvende en driftstemperatur på suspensjonen som er slik at fordampningen fra suspensjonen i alt vesentlig er null. Denne temperatur kan f.eks. opprettholdes ved at man tilveiebringer en varmeveksler i sirkulasjonsløpet for suspensjonen. Alternativt kan varmefjerningen oppnås ved at man lar vannet fordampe fra suspensjonen og tilfører mere vann for å opprettholde suspensjonens volum. Kombinasjoner av disse to fremgangsmåter kan også brukes. Ved hjelp av nevnte kjøling vil man kunne holde temperaturen på suspensjonen i-området 60-80°C, mest foretrukket fra 65°C til 75°C. As gas streams where it is desirable to remove sulfur usually have temperatures above the atmospheric boiling point of water and are not saturated with moisture, significant amounts of heat will be transferred to the aqueous suspension and water will evaporate from it. One can easily apply an operating temperature to the suspension which is such that the evaporation from the suspension is essentially zero. This temperature can e.g. is maintained by providing a heat exchanger in the circulation path for the suspension. Alternatively, heat removal can be achieved by allowing the water to evaporate from the suspension and adding more water to maintain the volume of the suspension. Combinations of these two methods can also be used. By means of said cooling, it will be possible to keep the temperature of the suspension in the 60-80°C range, most preferably from 65°C to 75°C.
Effektiviteten med hensyn til fjerning av svovel i alle dets forskjellige former fra en gasstrøm ved hjelp av foreliggende oppfinnelse er avhengig av flere faktorer. Disse innbefatter blant andre effektiviteten på det apparat som brukes for kontakt mellom gassen og væsken, den spesifikke type og den mengde av katalytisk materiale som anvendes, samt mengden av svovel som er tilstede på materialet før man utfører kontakten. Under gode og effektive driftsbetingelser kan man forvente at 50% eller mere av svovelet i alle dets forskjel- The efficiency with respect to the removal of sulfur in all its various forms from a gas stream by means of the present invention is dependent on several factors. These include, among others, the efficiency of the apparatus used for contact between the gas and the liquid, the specific type and amount of catalytic material used, as well as the amount of sulfur present on the material before making the contact. Under good and efficient operating conditions, one can expect that 50% or more of the sulfur in all its different
lige former vil kunne fjernes fra gasstrømmer fra et Claus-prosessanlegg, hvorved man reduserer med mer enn 50% den mengde svovel som må forbrennes og som slippes ut i atmos- similar forms will be able to be removed from gas streams from a Claus process plant, thereby reducing by more than 50% the amount of sulfur that must be burned and that is released into the atmosphere
færen eller føres til andre enheter for ytterligere svovel-utvinning. the ferry or taken to other units for further sulfur extraction.
Ettersom det er en grense for den mengde svovel som en gitt mengde av katalytisk materiale kan fjerne fra en gass før materialet blir ineffektivt, så er det nødvendig å regener- As there is a limit to the amount of sulfur that a given amount of catalytic material can remove from a gas before the material becomes ineffective, it is necessary to regenerate
ere materialet for å gjenskape dets effektivitet hvis prosessen skal kunne drives økonomisk. Regenerering av det katalytiske materiale oppnås lett så snart dette er skilt fra den vandige fasen, ved at man oppvarmer materialet over svovelets smeltepunkt, f.eks. ved hjelp av en luftstrøm, overopphetet damp, eller andre inerte gasser, eller blandinger av slike gasser, hvorved man driver av svovelet i en gasstrøm fra hvilken svovelet kan utkonsentreres. Det er foretrukket at man bruker overopphetet damp eller en blanding av varme for-brenningsgasser og overopphetet damp når man ønsker å regenerere aktivert karbon, ettersom slike gasser unngår et for- er the material to reproduce its effectiveness if the process is to be run economically. Regeneration of the catalytic material is easily achieved as soon as this is separated from the aqueous phase, by heating the material above the melting point of sulphur, e.g. by means of a stream of air, superheated steam, or other inert gases, or mixtures of such gases, whereby the sulfur is driven off in a gas stream from which the sulfur can be concentrated. It is preferred to use superheated steam or a mixture of hot combustion gases and superheated steam when you want to regenerate activated carbon, as such gases avoid a
bruk av karbonet ved partikkelforbrenning av dette. Det er også mulig å fjerne svovelet fra det katalytiske materialet og regenerere dette, ved at man oppløser det avsatte svovel ved hjelp av et egnet flytende oppløsningsmiddel for svovel, f.eks. karbondisulfid eller xylen, i en egnet ekstraksjons-prosess, hvoretter man skiller det faste katalytiske materialet fra væskeoppløsningen, f.eks. ved filtrering. Hele fremgangsmåten for innvinning av den regenererte katalysatoren fra den vandige suspensjonen lettes ved at det faste materialet lett kan skilles ut ved filtrering og kan regenereres in situ på filtermediet (etter tørkning hvis dette er ønskelig), ved at man fører enten en eller flere inerte gasser gjennom use of the carbon by particle combustion of this. It is also possible to remove the sulfur from the catalytic material and regenerate it, by dissolving the deposited sulfur using a suitable liquid solvent for sulphur, e.g. carbon disulphide or xylene, in a suitable extraction process, after which the solid catalytic material is separated from the liquid solution, e.g. by filtering. The entire process for recovering the regenerated catalyst from the aqueous suspension is facilitated by the fact that the solid material can be easily separated by filtration and can be regenerated in situ on the filter medium (after drying if this is desired), by introducing either one or more inert gases through
filtermediet for derved å avdrive svovelet, eller ved å føre et flytende oppløsningsmiddel for svovel gjennom filtermediet for derved å oppløse svovelet. Ved en slik opera- the filter medium to thereby remove the sulphur, or by passing a liquid solvent for sulfur through the filter medium to thereby dissolve the sulphur. In such an opera-
sjon kan det katalytiske materialet innvinnes fra filtrer-ingsmediet, kan igjen utrøres i vann og så resirkuleres for ny kontakt med en gasstrøm som inneholder svovel og svovelforbindelser . tion, the catalytic material can be recovered from the filtering medium, can be stirred again in water and then recycled for new contact with a gas stream containing sulfur and sulfur compounds.
De følgende eksempler er gitt for å illustrere anvendbarheten og den praktiske gjennomførbarheten av de forskjellige aspekter av fremgangsmåten. Eksemplene viser klart at man effektivt og i praksis kan anvende vandige suspensjoner av fast katalytisk materiale for å fjerne blandinger av hydrogensulfid og svoveldioksyd fra en gasstrøm og å fjerne svoveldamp fra en gasstrøm, i hvert enkelt tilfelle uten at det utvikles kolloidalt svovel i den vandige fasen. Eksemplene viser videre at det katalytiske materialet kan regenereres etterat det er pålagt svovel som er fjernet fra en gass- The following examples are given to illustrate the applicability and practical feasibility of the various aspects of the method. The examples clearly show that aqueous suspensions of solid catalytic material can be effectively and practically used to remove mixtures of hydrogen sulfide and sulfur dioxide from a gas stream and to remove sulfur vapor from a gas stream, in each case without the development of colloidal sulfur in the aqueous phase . The examples further show that the catalytic material can be regenerated after it has been charged with sulfur removed from a gas
strøm inneholdende svovel i en slik form at det avsettes fritt svovel på det faste stoff. Alle de angitte prosent-satser er pr. vekt hvis intet annet 'er angitt. stream containing sulfur in such a form that free sulfur is deposited on the solid substance. All the specified percentage rates are per weight unless otherwise stated.
Det følgende eksempel illustrerer effektiviteten for en The following example illustrates the effectiveness for a
vandig suspensjon av aktivert karbon for fjerning av svoveldamp fra en gasstrøm. aqueous suspension of activated carbon for removing sulfur vapor from a gas stream.
Eksempel 1 Example 1
Det ble fremstilt en suspensjon av aktivert karbon ved at 1,0 g "Aqua Nuchar A" aktivert karbon ble dispergert i 100 ml vann i et kraftig rørt kar ved romtemperatur. En strøm av for-varmet nitrogengass i en mengde på 1,2 liter/min. ble ført over en viss mangde smeltet svovel som ble holdt på 182°C, A suspension of activated carbon was prepared by dispersing 1.0 g of "Aqua Nuchar A" activated carbon in 100 ml of water in a vigorously stirred vessel at room temperature. A stream of pre-heated nitrogen gas in a quantity of 1.2 litres/min. was passed over a quantity of molten sulfur which was kept at 182°C,
og den resulterende strøm av fortynnet svoveldamp ble ført via et oppvarmet rør ved en temperatur på 160°C inn i den kraftige rørte suspensjonen. Den utgående gassen fra suspensjonen ble ført gjennom en plugg av glassull ved romtemperatur i et glassrør hvis diameter var 2,5 cm, for derved å and the resulting stream of dilute sulfur vapor was passed via a heated tube at a temperature of 160°C into the vigorously stirred suspension. The exiting gas from the suspension was passed through a plug of glass wool at room temperature in a glass tube whose diameter was 2.5 cm, thereby
få fjernet det svovel som var passert uabsorbert gjennom get rid of the sulfur that had passed through unabsorbed
den vandige suspensjonen. Etter to timers drift ble suspensjonen filtrert gjennom et filtrerpapir og ga et klart filtrat, noe som" indikerte et fravær av kolloidalt svovel som ellers kunne ha vært dannet ved kontakten mellom svovel-dampen og vannet. Filterkaken av karbon og svovel ble tørket i to timer ved 110°C, og så ekstrahert i et Soxhlet-apparat med karbondisulfid i to timer. Fra ekstraktet fikk man 0,244 g fast svovel. Samme type ekstraksjon av glass-ullpluggen med karbondisulfid ga 0,166 g fast svovel. Fremgangsmåten for fjerning av svovel fra gasstrømmen ved hjelp av den vandige suspensjonen av aktivert karbon hadde så- the aqueous suspension. After two hours' operation the suspension was filtered through a filter paper and gave a clear filtrate, which indicated an absence of colloidal sulfur which might otherwise have been formed by the contact of the sulfur vapor with the water. The filter cake of carbon and sulfur was dried for two hours at 110°C, and then extracted in a Soxhlet apparatus with carbon disulfide for two hours. From the extract, 0.244 g of solid sulfur was obtained. The same type of extraction of the glass wool plug with carbon disulfide gave 0.166 g of solid sulfur. The procedure for removing sulfur from the gas stream by means of the aqueous suspension of activated carbon had so-
ledes enn effekt på 59,5%. led than effect of 59.5%.
Det følgende eksempel illustrerer effektiviteten for bauxitt (aluminiumoksyd) i en vandig suspensjon for å fjerne fortynnet og blandet hydrogensulfid og svoveldioksyd fra en gasstrøm. The following example illustrates the effectiveness of bauxite (alumina) in an aqueous suspension for removing dilute and mixed hydrogen sulfide and sulfur dioxide from a gas stream.
Eksempel 2 Example 2
Finmalt bauxitt ble fremstilt ved å male en Claus-prosess pelletert katalysator av kommersiell type,i en mengde på Finely ground bauxite was prepared by grinding a commercial type Claus process pelleted catalyst, in an amount of
2,5 g, som ble dispergert i 250 ml vann i en laboratorie- 2.5 g, which was dispersed in 250 ml of water in a laboratory
kolbe som hadde et tilførselsrør for en gasstrøm-, et utløp for uttak av en vandig suspensjon, samt en toppåpning for forbindelse til bunnen av en kontaktanordning som bestod av en kommersiell laboratoriedestillasjonskolonne som kunne på-settes vakuum, og hvis indre diameter var 5 cm og hvor det var plassert 5 silplater med nedløp. En forskyvningspumpe ("Moyno") ble forbundet med kolben for å pumpe suspensjon fra denne kontinuerlig til toppen av destillasjonskolonnen, hvorfra suspensjonen strømmet ned gjennom kolonnen og inn i kolben, mens en gasstrøm som ble presset^inn i kolben gjennom gasstilførselsrøret, strømmet opp gjennom kolonnen og var i kontakt med suspensjonen på silplatene, hvoretter gassen ble ført ut ved hjelp av et utventileringsrør. En prøvegasstrøm ble fremstilt ved at man kontinuerlig førte nitrogengass, hydrogensulfidgass og svoveldioksyd i mengder på 3 liter/min., 60 ml/min., og 30 ml/min. respektivt, inn i innløpet, og de flask which had a supply tube for a gas stream, an outlet for withdrawal of an aqueous suspension, and a top opening for connection to the bottom of a contact device which consisted of a commercial laboratory distillation column capable of applying vacuum, and whose inner diameter was 5 cm and where 5 strainer plates with drains were placed. A displacement pump ("Moyno") was connected to the flask to pump suspension from it continuously to the top of the distillation column, from which the suspension flowed down through the column into the flask, while a stream of gas forced into the flask through the gas supply tube flowed up through the column and was in contact with the suspension on the sieve plates, after which the gas was discharged by means of a vent pipe. A sample gas flow was produced by continuously feeding nitrogen gas, hydrogen sulphide gas and sulfur dioxide in amounts of 3 litres/min., 60 ml/min., and 30 ml/min. respectively, into the inlet, and those
mengder som er gitt ovenfor gir en blanding som i alt vesentlig inneholder 2 volumprosent hydrogensulfid, 1 volumprosent svoveldioksyd, og 97 volumprosent nitrogen. Strømmen av gassen ble ført inn i kolben og opp gjennom destillasjonskolonnen hvor man fikk en kontinuerlig kontakt med suspensjonen iløpet av 50 minutter, og under hele sirkulasjonen ble suspensjonen holdt på 77°C ved at man tilførte kolben varme. Etter nevnte periode ble suspensjonen filtrert, og man fant at filtratet var klart og fritt for kolloidalt svovel. Den utvunnete bauxitten ble tørket og så ekstrahert med karbondisulfid, og man fant at den inneholdt 17,5% fritt svovel (basert på vekten av den opprinnelige svovelfrie bauxitten), som var blitt fjernet fra prøvegassen som ikke inneholdt noe fritt svovel. Man fant at effektiviteten ved fjerning av svovel fra prøvegassen var ca. 6,6%, og denne relativt lave effektiviteten skyldes dels den lave effektiviteten for aluminiumoksyd som katalysator i foreliggende fremgangsmåte, men også en viss mangel på tilstrekkelig kontakt mellom prøvegassen og den sirkulerende suspensjonen i denne enkle kontaktkolonnen med bare 5 silplater. amounts given above give a mixture essentially containing 2 volume percent hydrogen sulphide, 1 volume percent sulfur dioxide, and 97 volume percent nitrogen. The flow of the gas was led into the flask and up through the distillation column where continuous contact with the suspension was obtained during 50 minutes, and during the entire circulation the suspension was kept at 77°C by adding heat to the flask. After said period, the suspension was filtered, and it was found that the filtrate was clear and free of colloidal sulphur. The recovered bauxite was dried and then extracted with carbon disulfide and found to contain 17.5% free sulfur (based on the weight of the original sulfur-free bauxite), which had been removed from the sample gas which contained no free sulfur. It was found that the efficiency of removing sulfur from the sample gas was approx. 6.6%, and this relatively low efficiency is partly due to the low efficiency of aluminum oxide as a catalyst in the present method, but also to a certain lack of sufficient contact between the sample gas and the circulating suspension in this simple contact column with only 5 sieve plates.
Det følgende eksempel illustrerer effektiviteten for aktivert karbon i en vandig suspensjon for fjerning av fortynnet hydrogensulfid og svoveldioksyd fra en gasstrøm, og illustrerer videre regenereringen av det aktive karbonet for videre bruk etterat karbonet er blitt brukt så lenge at det er sterkt belagt med absorbert fritt svovel. Ved hjelp av hensiktsmessige og passende apparater illusterer også eksemplet hvor lett man kan utføre flere suksessive absorb-sjoner og regenereringer av det aktive karbon. The following example illustrates the effectiveness of activated carbon in an aqueous suspension for the removal of dilute hydrogen sulfide and sulfur dioxide from a gas stream, and further illustrates the regeneration of the activated carbon for further use after the carbon has been used so long that it is heavily coated with absorbed free sulfur . With the help of appropriate and appropriate devices, the example also illustrates how easily one can carry out several successive absorptions and regenerations of the active carbon.
Eksempel 3 Example 3
Det relativt enkle apparatet man bruke i dette eksempel besto The relatively simple apparatus used in this example consisted of
i alt vesentlig av et glassrør (ytre diameter 4,4 cm) med en sintret glassplate i bunnen, ca. 25 cm fra toppen. Forbindelser til topp og bunn av røret gjorde det mulig å til-føre en vandig suspensjon av karbon til toppen av den sintrede platen, samt å tilføre en gasstrøm under platen, slik essentially of a glass tube (outer diameter 4.4 cm) with a sintered glass plate at the bottom, approx. 25 cm from the top. Connections to the top and bottom of the tube made it possible to supply an aqueous suspension of carbon to the top of the sintered plate, as well as to supply a gas stream below the plate, so
at den boblet opp gjennom den vandige suspensjonen, samt an-ordninger for utventilering av gassen på toppen. Andre forbindelser gjorde det også mulig å tilføre damp eller andre regenererende væsker over den sintrede platen, samt å ta ut flytende medium under platen for et regenereringstrinn. Apparatet var innelukket i en oppvarmingsanordning, slik at temperaturen kunne heves til et høyt nivå under regenereringen av karbonet på platen. Ved starten av eksperimentet førte man en nitrogenstrøm i en mengde på 1,3 liter/min. inn i røret gjennom bunnen, og 5 g aktivert karbon ("Nuchar SN") suspendert i 100 ml vann ble tilsatt på toppen av platen, hvor suspensjonen holdt seg mens gassen boblet opp gjennom den. Varme ble påsatt ved hjelp av varmeanordningen for å holde den vandige suspensjonen på en temperatur ca. 70°C. Strømmer av hydrogensulfid og svoveldioksyd ble så tilsatt til nitrogenstrømmen i røret i mengder på 40 og 20 ml/min. hhv., og forsøket ble utført i 2 timer. Under hele for-søket ble konsentrasjonen av svoveldioksyd i uttaksgassen kontinuerlig målt ved hjelp av en infrarød-analysator ("Miran"). En svak økning av den målte konsentrasjonen som skjedde under 2-timers eksperimentet indikerte en i alt vesentlig jevn og bare svakt fallende effektivitet med hensyn til omdannelse av svoveldioksyd under eksperimentet. Under forsøket tilsatte man nå og da et par ml vann for å holde suspensjonens volum i alt vesentli på 100 ml, noe som var nødvendig for å kompensere for det vann som gikk tapt i gasstrømmen på grunn av fordampning. Ved periodevis iodometrisk titrering av prøver både av tilførselsgassen og uttaksgassen kunne man måle effektiviteten med hensyn til fjerning av svovelforbindelser fra gassen under passasjen gjennom karbonsuspensjonen, og man fant at effektiviteten var 41,5%. Etterat de to nevnte timene var gått, ble den tilførte gassen slått av, og et svakt trykk påsatt over den vandige suspensjonen slik at man presset vannet gjennom platen og etterlot en filterkake av karbon med absorbert svovel. En vannavkjølt kjøler ble så forbundet med bunnen a'v røret, dg en strøm av overopphetet damp ble tilført over karbonet, samtidig som temperaturen i røret ble hevet ved hjelp av nevnte overopphetede damp til ca. 482°C, noe som ble målt ved hjelp av en termokuppel som var nedsatt i karbonet, hvorved man smeltet, fordampet og førte vekk svovelet som var avsatt på det aktiverte karbon. Svovelet ble ført til kjøleren under røret hvor dampen og svovelet kondenserte og ble utvunnet som en melkehvit dispersjon av svovel i vann. Etter to timers dampbehandling fant man at regenereringen av det aktive karbon for fjerning av svovel var tilstrekkelig, og man påsatte igjen gasstrømmen av nitrogen, hydrogensulfid og svoveldioksyd i de samme mengder som tidligere, hvoretter man tilsatte 100 ml vann til det løse, pulveriserte karbonet på platen, hvorved man igjen fikk en suspensjon av dette. Igjen utførte man en kontinuerlig analyse av svoveldioksyd-konsentrasjonen i utløpsgassen, og iløpet av 2 timer så fikk man bare en svak økning av konsentrasjonen, noe som indikerte at effektiviteten med hensyn til omdannelsen bare av-tok meget svakt iløpet av det nevnte tidsrom. Man utførte også periodevis ionometriske analyser av prøver på tilfør-selsgassen og utløpsgassen, og fant at effektiviteten med hensyn til omdannelse av svovelforbindelsene til fritt svovel i suspensjonen var 50%. Etter nevnte to timer ble vannet i den vandige suspensjonen igjen filtrert gjennom platen, og karbonfilterkaken igjen dampbehandlet i to timer med en strøm av overopphetet damp som forklart ovenfor. Etter nevnte to timer ble gasstrømmen igjen påsatt, man tilsatte karbonet for fremstilling av suspensjon, og gasstrømmen ble boblet gjennom denne i ytterligere to timer, samtidig som man kontinuerlig målte konsentrasjonen i utløpsgassen. Igjen kunne man fastslå at det bare var en svak senkning that it bubbled up through the aqueous suspension, as well as devices for venting the gas at the top. Other connections also made it possible to supply steam or other regenerating liquids above the sintered plate, as well as to withdraw liquid medium below the plate for a regeneration step. The apparatus was enclosed in a heating device, so that the temperature could be raised to a high level during the regeneration of the carbon on the plate. At the start of the experiment, a nitrogen flow was introduced in a quantity of 1.3 litres/min. into the tube through the bottom, and 5 g of activated carbon ("Nuchar SN") suspended in 100 ml of water was added to the top of the plate, where the suspension remained while the gas bubbled up through it. Heat was applied using the heating device to maintain the aqueous suspension at a temperature of approx. 70°C. Streams of hydrogen sulfide and sulfur dioxide were then added to the nitrogen stream in the tube at rates of 40 and 20 ml/min. respectively, and the experiment was carried out for 2 hours. During the entire experiment, the concentration of sulfur dioxide in the outlet gas was continuously measured using an infrared analyzer ("Miran"). A slight increase in the measured concentration that occurred during the 2-hour experiment indicated a generally steady and only slightly decreasing efficiency with respect to sulfur dioxide conversion during the experiment. During the experiment, a few ml of water were added every now and then to keep the volume of the suspension essentially at 100 ml, which was necessary to compensate for the water lost in the gas stream due to evaporation. By periodic iodometric titration of samples of both the supply gas and the outlet gas, the efficiency with regard to the removal of sulfur compounds from the gas during the passage through the carbon suspension could be measured, and it was found that the efficiency was 41.5%. After the two hours mentioned had elapsed, the supplied gas was turned off, and a slight pressure applied over the aqueous suspension so as to force the water through the plate, leaving behind a filter cake of carbon with absorbed sulphur. A water-cooled cooler was then connected to the bottom of the tube, and a stream of superheated steam was supplied over the carbon, at the same time that the temperature in the tube was raised by said superheated steam to approx. 482°C, which was measured with the help of a thermodome that was lowered into the carbon, whereby the sulfur deposited on the activated carbon was melted, vaporized and carried away. The sulfur was taken to the cooler under the pipe where the steam and sulfur condensed and was recovered as a milky white dispersion of sulfur in water. After two hours of steam treatment, it was found that the regeneration of the active carbon for the removal of sulfur was sufficient, and the gas flow of nitrogen, hydrogen sulphide and sulfur dioxide was applied again in the same quantities as before, after which 100 ml of water was added to the loose, powdered carbon on the record, which again resulted in a suspension of this. Again, a continuous analysis of the sulfur dioxide concentration in the outlet gas was carried out, and within 2 hours only a slight increase in the concentration was obtained, which indicated that the efficiency with regard to the conversion only decreased very slightly during the said period of time. Periodic ionometric analyzes of samples of the supply gas and the outlet gas were also carried out, and it was found that the efficiency with regard to the conversion of the sulfur compounds into free sulfur in the suspension was 50%. After said two hours, the water in the aqueous suspension was again filtered through the plate, and the carbon filter cake again steam-treated for two hours with a stream of superheated steam as explained above. After the aforementioned two hours, the gas flow was switched on again, the carbon was added to produce a suspension, and the gas flow was bubbled through this for a further two hours, while the concentration in the outlet gas was continuously measured. Again, it could be determined that there was only a slight lowering
av omdannelseseffektiviteten under nevnte to timers drift, og en periodevis iodometrisk analyse av tilførselsgassen og utløpsgassen viste at omdannelseseffektiviteten under for-søket var 45,5%. Denne omdannelseseffektiviteten viser at det aktiverte karbon kan regenereres og brukes flere ganger uten at man taper særlig vesentlig med hensyn til effektivitet. For ytterligere å få en bekreftelse på effektiviteten med hensyn til svovelfjerningen etter nevnte tre suksessive to-timers perioder, ble den melkeaktige disper- of the conversion efficiency during the aforementioned two hours of operation, and a periodic iodometric analysis of the supply gas and the outlet gas showed that the conversion efficiency during the experiment was 45.5%. This conversion efficiency shows that the activated carbon can be regenerated and used several times without a particularly significant loss in terms of efficiency. In order to further confirm the effectiveness with regard to the sulfur removal after said three successive two-hour periods, the milky disper-
sjonen av svovel i vann som ble oppnådd fra kondensatoren under de første to regenereringsperiodene, separat fordampet ved 110°C. Man målte deretter vekten av svovel i resten, tion of sulfur in water obtained from the condenser during the first two regeneration periods, separately evaporated at 110°C. The weight of sulfur in the residue was then measured,
og karbonet med dets absorberte svovel etter tredje to-timers reaksjonsperiode ble ekstrahert i et Soxhlet- and the carbon with its absorbed sulfur after the third two-hour reaction period was extracted in a Soxhlet
apparat med karbondisulfid. Karbondisulfidet ble så fordampet og vekten av svovel bestemt. Vekten av svovel som således var fjernet ved tre suksessive regenereringstrinn var i tilfredsstillende overensstemmelse med de beregnede verdier for fjerning av svovel fra tilførselsgassene basert på analysen av tilførselsgassen og utløpsgassen. apparatus with carbon disulfide. The carbon disulfide was then evaporated and the weight of sulfur determined. The weight of sulfur thus removed by three successive regeneration steps was in satisfactory agreement with the calculated values for the removal of sulfur from the feed gases based on the analysis of the feed gas and the outlet gas.
Det følgende eksempel viser hvorledes aktivert karbon kan brukes i en vandig suspensjon for fjerning av hydrogensulfid og svoveldioksyd fra en gasstrøm. Videre viser eksemplet hvordan man kan regenerere det aktive karbon etterat dette i vesentlig grad er belagt med fritt svovel. Regenereringen ble utført ved at svovelet ble ekstrahert fra karbonet ved hjelp av varmt, flytende xylen. The following example shows how activated carbon can be used in an aqueous suspension to remove hydrogen sulphide and sulfur dioxide from a gas stream. Furthermore, the example shows how the activated carbon can be regenerated after it has been coated to a significant extent with free sulphur. The regeneration was carried out by extracting the sulfur from the carbon using hot, liquid xylene.
Eksempel 4 Example 4
Apparatet som ble brukt var det samme som i eksempel 3, dvs. at en fortynnet gass inneholdende svovelforbindelser ble ført inn i et glassrør, hvor det var en sintret glassplate i bunnen, samt at det var uttak på toppen for uttak av gasser, samt tilførsel av vandig medium og regenererende medium, samt forbindelser i bunnen av røret for tilførsel av gass og fjerning av flytende ekstraksjonsmiddel. Som i eksempel 3 brukte man også her en strøm på 1,3 l/min. av nitrogen, 40 ml/ min. av hydrogensulfid og 20 ml/min. av svoveldioksyd som ble boblet gjennom en suspensjon av 5 g av aktivert karbon ("Nuchar SN") i 100 ml vann som var plassert på den sintrede platen. Forsøket ble utført i 2 timer, suspensjonen hadde en temperatur på 70°C ved hjelp av varmeanordningen omkring røret, og små tilsetninger av vann ble utført for at suspensjonens volum skulle opprettholdes på omkring 100 ml. I hver av disse 2-timers reaksjonsperioder ble 9,4 g svovel tilført karbonsuspensjonen i form av gassformede svovelforbindelser. Konsentrasjonen av svoveldioksyd i utløpsgassene ble målt under hele eksperimentet og man fant at det bare var en svak økning i hvert 2-timers intervall. Ved slutten av hver av fem slike suksessive absorpsjoner, ble gasstrømmen stoppet og filtreringen begynt, ved at man påsatte et inert gass-trykk over karbonsuspensjonen. Ved slutten av hvert forsøk fikk man en våt karbonfilterkake på den sintrede platen. På dette tidspunktet ble bunnen av reaktorrøret forbundet med en tarert væskeutvinningskolbe via en vannfelle, og en strøm av xylendamp fra en kilde for kokende xylen ble forbundet med toppen av røret. Xylendampen presset den gjenværende vann-mengden igjennom den sintrede platen etterhvert som xylenet kondenserte på karbonet, og xylenet ble så filtrert gjennom karbonfilterkaken og gjennom den sintrede platen og inn i nevnte utvinningskolbe. Ved filtreringen gjennom filterkaken vil den varme xylenen oppløse det svovel som er absorbert på karbonet, og strømmen av xylendamp ble fortsatt inntil temperaturen i filterkaken var 127°C, dvs. godt over koke-punktet for azeotropen vannxylen, noe som indikerte at alt vann var fjernet fra filterkaken og karbonet fullstendig konkaktet xylenet. Da xylenstrømmen ble stoppet, ble det flytende xylenet i kolben destillert for bruk om igjen, og vekten av svovelet som var ekstrahert fra karbonet ble veid. Vektene av det svovel som ble oppnådd i fem suksessive regenereringer etter fem absorpsjonsforsøk, var hhv. 5,2, 3,9, 3,9, 4,2 og 4,4 gram. Disse vekter tilsvarer hhv. 55,3 41,5, 41,5, 44,7 og 46,8% av det tilførte svovelet (som svovelforbindelser) til den aktive karbonsuspensjonen under to-timers forsøket som gikk forut for hver regenerasjons-periode. Disse svovelutvinninger viser klart at varm, flytende xylen effektivt kan brukes for å fjerne absorbert svovel på det aktiverte karbon, og viser at den opprinnelige høye verdi for svovelfjerning ikke fullt kunne opprettholdes ved regenereringen, men at effekttapet var tolerabelt og ikke kontinuerlig. Utvinningen jevnet seg ut på et aksep-tabelt nivå omkring 50%. The apparatus used was the same as in example 3, i.e. that a diluted gas containing sulfur compounds was introduced into a glass tube, where there was a sintered glass plate at the bottom, and that there was an outlet at the top for the removal of gases, as well as supply of aqueous medium and regenerating medium, as well as connections at the bottom of the tube for supplying gas and removing liquid extractant. As in example 3, a flow of 1.3 l/min was also used here. of nitrogen, 40 ml/ min. of hydrogen sulphide and 20 ml/min. of sulfur dioxide which was bubbled through a suspension of 5 g of activated carbon ("Nuchar SN") in 100 ml of water which was placed on the sintered plate. The experiment was carried out for 2 hours, the suspension had a temperature of 70°C by means of the heating device around the tube, and small additions of water were carried out so that the volume of the suspension would be maintained at around 100 ml. In each of these 2-hour reaction periods, 9.4 g of sulfur was added to the carbon suspension in the form of gaseous sulfur compounds. The concentration of sulfur dioxide in the exhaust gases was measured throughout the experiment and it was found that there was only a slight increase in each 2-hour interval. At the end of each of five such successive absorptions, the gas flow was stopped and filtration commenced by applying an inert gas pressure over the carbon suspension. At the end of each experiment, a wet carbon filter cake was obtained on the sintered plate. At this point, the bottom of the reactor tube was connected to a tared liquid recovery flask via a water trap, and a stream of xylene vapor from a source of boiling xylene was connected to the top of the tube. The xylene vapor pushed the remaining amount of water through the sintered plate as the xylene condensed on the carbon, and the xylene was then filtered through the carbon filter cake and through the sintered plate and into the said extraction flask. During the filtration through the filter cake, the hot xylene will dissolve the sulfur absorbed on the carbon, and the flow of xylene vapor continued until the temperature in the filter cake was 127°C, i.e. well above the boiling point of the azeotrope water xylene, which indicated that all the water was removed from the filter cake and the carbon completely concacted the xylene. When the xylene flow was stopped, the liquid xylene in the flask was distilled for reuse, and the weight of the sulfur extracted from the carbon was weighed. The weights of the sulfur obtained in five successive regenerations after five absorption trials were respectively 5.2, 3.9, 3.9, 4.2 and 4.4 grams. These weights correspond respectively to 55.3 41.5, 41.5, 44.7 and 46.8% of the added sulfur (as sulfur compounds) to the activated carbon suspension during the two-hour experiment preceding each regeneration period. These sulfur recoveries clearly show that hot, liquid xylene can be effectively used to remove absorbed sulfur on the activated carbon, and show that the original high value for sulfur removal could not be fully maintained by the regeneration, but that the loss of efficiency was tolerable and not continuous. The recovery leveled off at an acceptable level of around 50%.
De foregående eksempler viser forskjellige aspekter av oppfinnelsen. I tillegg til dette kan det påpekes at foreliggende fremgangsmåte kan brukes for å oppnå en reduksjon av svovelmengden som er tilstede som svoveldioksyd i fortynnet konsentrasjon, f.eks. i ovensgasser eller i gasser fra røsteprosesser for sulfidmalmer. Slike gasstrømmer som normalt vil inneholde noe svoveldioksyd selv etter en første-behandling, vil ikke inneholde noe hydrogensulfid, og må derfor for å kunne behandles i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse,først tilsettes en støkiometrisk mengde hydrogensulfid foråt man skal oppnå ovennevnte reaksjon med svoveldioksyd for dannelse av elementært svovel. Deretter kan gasstrømmen kontaktes en vandig suspensjon av fast katalytisk materiale, slik det er beskrevet ovenfor. The preceding examples show various aspects of the invention. In addition to this, it can be pointed out that the present method can be used to achieve a reduction of the amount of sulfur that is present as sulfur dioxide in diluted concentration, e.g. in furnace gases or in gases from roasting processes for sulphide ores. Such gas streams which will normally contain some sulfur dioxide even after an initial treatment, will not contain any hydrogen sulphide, and therefore, in order to be treated in accordance with the present invention, a stoichiometric amount of hydrogen sulphide must first be added before the above-mentioned reaction with sulfur dioxide to form of elemental sulphur. The gas stream can then be contacted with an aqueous suspension of solid catalytic material, as described above.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO792680A NO149378C (en) | 1979-08-16 | 1979-08-16 | PROCEDURE FOR TREATING A GAS FLOW FOR THE REMOVAL OF SULFUR STEAM |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO792680A NO149378C (en) | 1979-08-16 | 1979-08-16 | PROCEDURE FOR TREATING A GAS FLOW FOR THE REMOVAL OF SULFUR STEAM |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO792680L NO792680L (en) | 1981-02-17 |
NO149378B true NO149378B (en) | 1984-01-02 |
NO149378C NO149378C (en) | 1984-04-11 |
Family
ID=19885010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO792680A NO149378C (en) | 1979-08-16 | 1979-08-16 | PROCEDURE FOR TREATING A GAS FLOW FOR THE REMOVAL OF SULFUR STEAM |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO149378C (en) |
-
1979
- 1979-08-16 NO NO792680A patent/NO149378C/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO149378C (en) | 1984-04-11 |
NO792680L (en) | 1981-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3790660A (en) | Process for recovering sulfur dioxide from gases | |
US3653812A (en) | Process for removal of sulfur dioxide from gas streams | |
AU2009202202A1 (en) | Method for Treating Carbonaceous Materials | |
US4675100A (en) | Treatment of sour hydrocarbon distillate | |
NO750537L (en) | ||
US3932584A (en) | Method for purifying hydrogen sulfide-containing gas | |
NO317171B1 (en) | Continuous process for simultaneous collection and precipitation of mercury in gases | |
US3442798A (en) | Oxidation and reclamation process | |
CA1073634A (en) | Recovery of sulfur values from spent sulfuric acid | |
NO149378B (en) | PROCEDURE FOR TREATING A GAS FLOW FOR THE REMOVAL OF SULFUR STEAM | |
US4250151A (en) | Recovery of sulfur from gas streams containing sulfur and sulfur compounds in dilute concentration | |
US3386922A (en) | Wet air oxidation of combustible materials adsorbed on carbonaceous adsorbent | |
CA1075879A (en) | Recovery of sulfur from gas streams containing sulfur and sulfur compounds in dilute concentration | |
JPH0134922B2 (en) | ||
GB2053870A (en) | Recovery of sulfur from gas streams containing sulfur and sulfur compounds in dilute concentration | |
NL7906195A (en) | Elimination of sulphur and sulphur cpds. from gases - by treatment with aq. suspension of catalytic material partic. active carbon | |
US3023084A (en) | Caustic regeneration process | |
US1897031A (en) | Recovering iodine from natural waters and the like | |
EP0463905B1 (en) | Process for separating silicon compounds from pickling baths and apparatus therefor | |
US2890931A (en) | Method of treating absorber solutions used in gas purification | |
US3044856A (en) | Caustic regeneration process | |
US2052892A (en) | Process for the recovery of sulphur from its combinations with hydrogen or oxygen | |
US1934234A (en) | Process for purifying and concentrating acid | |
US3316063A (en) | Process for heat-treating liquid sulfur containing carbonaceous impurities | |
JPS6112843B2 (en) |