RU2377057C1 - Equipment for gas cleaning out of hydrogen sulfide - Google Patents

Equipment for gas cleaning out of hydrogen sulfide Download PDF

Info

Publication number
RU2377057C1
RU2377057C1 RU2008135590/15A RU2008135590A RU2377057C1 RU 2377057 C1 RU2377057 C1 RU 2377057C1 RU 2008135590/15 A RU2008135590/15 A RU 2008135590/15A RU 2008135590 A RU2008135590 A RU 2008135590A RU 2377057 C1 RU2377057 C1 RU 2377057C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
absorbent
gas
hydrogen sulfide
absorber
container
Prior art date
Application number
RU2008135590/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рифхат Зиннурович Сахабутдинов (RU)
Рифхат Зиннурович Сахабутдинов
Равиль Рустамович Ибатуллин (RU)
Равиль Рустамович Ибатуллин
Рафаэль Махасимович Гарифуллин (RU)
Рафаэль Махасимович Гарифуллин
Алексей Николаевич Шаталов (RU)
Алексей Николаевич Шаталов
Штеффен Роберт Моекель (DE)
Штеффен Роберт Моекель
Залман Штейнгольц (DE)
Залман Штейнгольц
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Штеффен Роберт Моекель
Залман Штейнгольц
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
Application filed by Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина, Штеффен Роберт Моекель, Залман Штейнгольц filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority to RU2008135590/15A priority Critical patent/RU2377057C1/en
Priority to DE200910039590 priority patent/DE102009039590B4/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2377057C1 publication Critical patent/RU2377057C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/10—Oxidants
    • B01D2251/11—Air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/90—Chelants
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane

Landscapes

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

Abstract

FIELD: oil-and-gas production.
SUBSTANCE: invention can be used for reservoir hydrogen sulfide neutralisation systems, rubbish places, pit gases and biogas production plants, when refined gas is under pressure approximately equal to atmospheric one. Equipment contains tank with absorber 1, gas cleaning with absorber equipment, pumps for absorber circulation 9, 10, air compressor 11, sulphur extraction device 12 and control device 14. The tank with absorber 1 limited with hermetic case with exhausted air nozzle 2 and includes device for absorber regeneration 3, formed with air distributor 3' and walls 4 and 5. The wall 4 stiffly connected to the tank 1 case top part, and the wall 5 executed with gap relatively to the tank 1 case. The gas cleaning with absorber equipment includes two liquid jet injector pumps 6, two columns for gas cleaning 7, equipped with injection nozzles 8 and mist separators 18. The column for gas cleaning 7 bottom part located inside the tank with absorber 1, at that columns for gas cleaning 7 end part executed vertically up bended and connected under air distributor 3'.
EFFECT: gas cleaning efficiency increase, equipment dimensions reduction, production and installation casts cutting, power consumption and maintenance casts cutting.
4 cl, 3 dwg

Description

Предложение относится к области очистки газов, в частности к устройствам для удаления сероводорода из газов, и может быть использовано в системах нейтрализации сероводорода в резервуарных, свалочных, шахтных газах и на установках для производства биогаза в условиях, когда очищаемый газ находится при давлении, близком к атмосферному.The proposal relates to the field of gas purification, in particular, to devices for removing hydrogen sulfide from gases, and can be used in systems for neutralizing hydrogen sulfide in reservoir, landfill, mine gases and in plants for the production of biogas under conditions when the gas to be purified is at a pressure close to atmospheric.

Известна установка очистки газа от сероводорода (Патент US 4482524, МПК B01D 53/36. Опубл. 13.11.1984 г.), включающая емкость с абсорбентом, перегородку, делящую емкость на две зоны, и распределители газа и воздуха, расположенные каждый в своей зоне. Процесс очистки газа основан на жидкофазном окислении сероводорода в элементарную серу. Очистка газа от сероводорода осуществляется путем барботирования газа через слой абсорбента в зоне абсорбции с образованием твердых частиц элементарной серы, которая затем удаляется из аппарата. В качестве абсорбента используется водный раствор комплексов металлов с переменной валентностью - преимущественно хелатов железа. При окислении сероводорода ион металла в хелатном комплексе переходит в состояние с меньшей степенью окисления и абсорбент теряет свои сорбционные свойства в отношении сероводорода. Для восстановления сорбционных свойств осуществляется регенерация абсорбента - возврат ионов металла в исходное состояние путем окисления их кислородом воздуха. Это достигается продувкой абсорбента воздухом в зоне регенерации. За счет разности плотностей газожидкостных смесей вследствие различной газонасыщенности по разные стороны от перегородки осуществляется автоциркуляция абсорбента, позволяющая подавать в зону абсорбции отрегенерированный абсорбент.A known installation for cleaning gas from hydrogen sulfide (Patent US 4482524, IPC B01D 53/36. Publ. 11/13/1984), including a container with an absorbent, a partition dividing the tank into two zones, and gas and air distributors, each located in its own zone . The gas purification process is based on the liquid phase oxidation of hydrogen sulfide into elemental sulfur. Gas purification from hydrogen sulfide is carried out by bubbling gas through an absorbent layer in the absorption zone with the formation of solid particles of elemental sulfur, which is then removed from the apparatus. An absorbent is an aqueous solution of metal complexes with a variable valency - mainly iron chelates. During the oxidation of hydrogen sulfide, the metal ion in the chelate complex goes into a state with a lower degree of oxidation and the absorbent loses its sorption properties with respect to hydrogen sulfide. To restore the sorption properties, regeneration of the absorbent is carried out - the return of metal ions to their original state by oxidation of them with atmospheric oxygen. This is achieved by purging the absorbent with air in the regeneration zone. Due to the difference in densities of gas-liquid mixtures due to different gas saturations on either side of the septum, autocirculation of the absorbent is carried out, which allows the regenerated absorbent to be fed into the absorption zone.

Достоинством установки является то, что полнота извлечения сероводорода, достигаемая при жидкофазном каталитическом процессе с использованием комплексов металлов, составляет 99,9% и выше, чему способствует, в числе прочих, организация автоциркуляции раствора. Это позволяет реализовать высокоэффективные системы очистки газов.The advantage of the installation is that the completeness of the extraction of hydrogen sulfide achieved during the liquid-phase catalytic process using metal complexes is 99.9% and higher, which is facilitated, inter alia, by the organization of the autocirculation of the solution. This allows for the implementation of highly efficient gas cleaning systems.

Недостатком этой установки в случае очистки горючих газов является смешивание очищенного от сероводорода газа с содержащими кислород остатками воздуха, подаваемого на регенерацию, так как это приводит к опасности образования взрывоопасных смесей и, как минимум, к разбавлению газа балластом, снижающим его энергетическую ценность. Недостатком является также необходимость создания избыточного давления газа для преодоления гидростатического давления слоя абсорбента.The disadvantage of this installation in the case of purification of combustible gases is the mixing of gas purified from hydrogen sulfide with oxygen-containing residues of air supplied to the regeneration, since this leads to the danger of the formation of explosive mixtures and, at least, to dilution of the gas with ballast, which reduces its energy value. The disadvantage is the need to create excess gas pressure to overcome the hydrostatic pressure of the absorbent layer.

Известна также установка очистки газа от сероводорода на основе жидкофазного процесса с использованием водного раствора комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой (Патент RU 2016633, МПК B01D 53/18. Опубл. 30.07.1994 г.). Установка реализует процесс в двух раздельных устройствах - абсорбере для промывки газа и регенераторе для восстановления свойств абсорбента, служащих, по сути, емкостями для абсорбента. Имеются также распределители газа, подаваемого на очистку, и воздуха, подаваемого на регенерацию. Данная установка также без использования насоса обеспечивает автоциркуляцию абсорбента за счет разности плотностей насыщенной газом и свободной от газа жидкостей.Also known is a gas purification installation for hydrogen sulfide based on a liquid-phase process using an aqueous solution of a complex of iron with ethylenediaminetetraacetic acid (Patent RU 2016633, IPC B01D 53/18. Publ. 30.07.1994). The installation implements the process in two separate devices - an absorber for washing the gas and a regenerator for restoring the properties of the absorbent, which, in fact, serve as absorbent containers. There are also distributors of gas supplied for cleaning and air supplied for regeneration. This installation also without the use of a pump provides autocirculation of the absorbent due to the density difference between gas-saturated and gas-free liquids.

Достоинствами установки являются высокая степень очистки газа от сероводорода, характерная для всех жидкофазных процессов очистки с использованием хелатов железа, и обеспечение безнасосной циркуляции раствора, при том что зоны абсорбции и регенерации разделены, и это позволяет получить чистый газ без смешения с остаточным воздухом.The advantages of the installation are a high degree of gas purification from hydrogen sulfide, which is typical for all liquid-phase purification processes using iron chelates, and ensuring pump-free circulation of the solution, while the absorption and regeneration zones are separated, and this allows you to get clean gas without mixing with residual air.

Недостатком этой установки является необходимость создания избыточного давления газа для преодоления гидростатического давления слоя абсорбента. При очистке газов, находящихся при атмосферном давлении, например биогаза, резервуарного или свалочного газа, использование оборудования для повышения давления газа связано со значительными затратами. Недостатком установки можно назвать также конструктивно раздельное расположение абсорбера и регенератора, что является критичным при повышенных требованиях к рабочей площади, занимаемой установкой.The disadvantage of this installation is the need to create excess gas pressure to overcome the hydrostatic pressure of the absorbent layer. When cleaning gases at atmospheric pressure, such as biogas, reservoir or landfill gas, the use of equipment to increase gas pressure is associated with significant costs. The disadvantage of the installation can also be called the structurally separate arrangement of the absorber and regenerator, which is critical given the increased requirements for the working area occupied by the installation.

Известна установка для очистки газа от сероводорода с помощью абсорбента на основе водного раствора хелатного комплекса железа, где очистка осуществляется при минимальном избыточном давлении газа («Удаление сероводорода из синтез-газа», Нефтегазовые технологии, №5, 2008 г., с.86). Установка содержит скруббер Вентури, насадочный абсорбер и аппарат для регенерации абсорбента. Очистка газа от сероводорода осуществляется в две ступени: в скруббере Вентури при контакте газа и струй абсорбента и далее в абсорбере при контакте частично очищенного газа с абсорбентом на смоченной поверхности насадки. Регенерация абсорбента осуществляется в отдельном аппарате. Недостатком этой установки является необходимость поддержания некоторого, хотя и небольшого, избыточного давления газа, подаваемого на очистку от сероводорода, вследствие гидравлических потерь давления на абсорбере, а также использование дополнительного аппарата для регенерации абсорбента.A known installation for gas purification from hydrogen sulfide using an absorbent based on an aqueous solution of a chelated iron complex, where the purification is carried out with a minimum excess gas pressure ("Removal of hydrogen sulfide from synthesis gas", Oil and gas technology, No. 5, 2008, p. 86) . The installation comprises a Venturi scrubber, a nozzle absorber and an apparatus for regenerating the absorbent. Gas purification from hydrogen sulfide is carried out in two stages: in a Venturi scrubber when gas and jets of absorbent come in contact, and then in an absorber when partially purified gas comes into contact with absorbent on the wetted surface of the nozzle. Absorbent regeneration is carried out in a separate apparatus. The disadvantage of this installation is the need to maintain some, albeit small, excess pressure of the gas supplied to the cleaning of hydrogen sulfide, due to hydraulic pressure losses on the absorber, as well as the use of an additional apparatus for the regeneration of the absorbent.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является «Метод и установка для удаления сероводорода из газов» (Патент DE 3444252, МПК В01D 53/14. Опубл. 20.06.85 г.), включающий как минимум одно устройство промывки газа абсорбентом на основе хелатного комплекса металла, особенно хелата железа, представляющее собой жидкоструйный насос-инжектор, устройство регенерации абсорбента, распределитель воздуха, воздушный компрессор, подводящие и отводящие трубопроводы для газа и абсорбента, насосы для циркуляции абсорбента, емкость с абсорбентом, устройство выделения серы, устройство управления. С целью повышения эффективности регенерации абсорбента устройство регенерации выполнено в виде как минимум одной колонны, нижняя часть которой соединена с емкостью с абсорбентом и с насосом пульсирующего («гейзерного») действия, обеспечивающего интенсивное перемешивание абсорбента и нагнетаемого воздуха в колонне регенерации.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is the "Method and installation for removing hydrogen sulfide from gases" (Patent DE 3444252, IPC B01D 53/14. Publ. 20.06.85), including at least one device for washing the gas with absorbent based on a metal chelate complex, especially iron chelate, which is a liquid jet injector pump, an absorbent regeneration device, an air distributor, an air compressor, inlet and outlet pipelines for gas and absorbent, and pumps for circulation of absorbent one, a container with an absorbent, a sulfur recovery device, a control device. In order to increase the efficiency of regeneration of the absorbent, the regeneration device is made in the form of at least one column, the lower part of which is connected to the tank with the absorbent and to the pulsating (“geyser”) pump, which provides intensive mixing of the absorbent and the forced air in the regeneration column.

Недостатками данной установки являются, во-первых, ее значительные габариты, связанные с раздельным конструктивным расположением устройства промывки газа и устройства регенерации абсорбента, во-вторых, наличие застойных зон внутри емкости с абсорбентом, что приводит к повышенному отложению серных осадков и, как следствие, к нарушению нормального режима удаления серы и уменьшению межремонтного периода системы очистки, в-третьих, при изменяющейся концентрации сероводорода в газе на входе установки отсутствует возможность управления процессами абсорбции и регенерации, что не позволяет оптимизировать затраты электроэнергии и расход химреагентов.The disadvantages of this installation are, firstly, its significant dimensions associated with the separate structural arrangement of the gas flushing device and the absorbent regeneration device, and secondly, the presence of stagnant zones inside the absorbent container, which leads to increased deposition of sulfur deposits and, as a result, to a violation of the normal mode of sulfur removal and a decrease in the overhaul period of the treatment system, thirdly, with a changing concentration of hydrogen sulfide in the gas at the inlet of the installation, it is not possible processes of absorption and regeneration, which does not allow to optimize the cost of electricity and the consumption of chemicals.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности очистки газа, находящегося при давлении, близком к атмосферному, за счет оптимизации процесса очистки газа от сероводорода путем контроля концентрации сероводорода в очищенном газе и регулирования расхода абсорбента при изменяющейся концентрации сероводорода в очищаемом газе, контроля редокс-потенциала абсорбента и регулирования расхода воздуха на регенерацию абсорбента, исключения застойных зон внутри емкости с абсорбентом, снижение габаритов установки, стоимости ее изготовления и монтажа, снижение текущих затрат на электроэнергию и обслуживание установки.The technical task of the invention is to increase the efficiency of gas purification at a pressure close to atmospheric by optimizing the process of gas purification from hydrogen sulfide by controlling the concentration of hydrogen sulfide in the purified gas and regulating the flow rate of the absorbent with a changing concentration of hydrogen sulfide in the gas being cleaned, and monitoring the redox potential of the absorbent and regulation of air flow for regeneration of the absorbent, elimination of stagnant zones inside the container with absorbent material, reduction in size ki, the cost of its manufacture and installation, to reduce transaction costs for electricity and installation service.

Техническая задача решается предлагаемой установкой для очистки газа от сероводорода, содержащей устройство промывки газа абсорбентом на основе водного раствора комплекса металла, преимущественно хелата железа, представляющее собой как минимум один жидкоструйный насос-инжектор, включающей емкость с абсорбентом, устройство регенерации абсорбента, распределитель воздуха, воздушный компрессор, насосы для циркуляции абсорбента, устройство выделения серы, устройство управления, подводящие и отводящие трубопроводы для газа и абсорбента.The technical problem is solved by the proposed installation for gas purification from hydrogen sulfide, containing a gas washing device with absorbent based on an aqueous solution of a metal complex, mainly iron chelate, representing at least one liquid-jet injector pump, including an absorbent container, an absorbent regeneration device, an air distributor, and an air compressor, pumps for absorbent circulation, sulfur separation device, control device, supply and exhaust pipelines for gas and absorbent .

Новым является то, что устройство промывки газа абсорбентом дополнительно снабжено как минимум одной колонной промывки газа абсорбентом, нижняя часть колонны промывки газа размещена внутри емкости с абсорбентом, причем концевая часть колонны промывки выполнена изогнутой вертикально вверх и подведена под распределитель воздуха, при этом жидкоструйный насос-инжектор соединен с колонной и место соединения находится снаружи и выше корпуса емкости с абсорбентом, при этом устройство регенерации абсорбента находится в емкости с абсорбентом и образовано распределителем воздуха, и двумя перегородками, при этом одна из перегородок жестко соединена с верхней частью корпуса емкости с абсорбентом, а вторая выполнена с зазором относительно верхней части корпуса емкости.What is new is that the gas scrubbing device with an absorbent is additionally equipped with at least one gas scrubbing column with absorbent material, the lower part of the gas scrubbing column is located inside the container with absorbent material, and the end of the scrubbing column is curved vertically upward and brought under the air distributor, while the liquid-jet pump the injector is connected to the column and the junction is outside and above the body of the container with absorbent, while the device for regenerating the absorbent is in the container with absorbent m and is formed by an air distributor, and two partitions, while one of the partitions is rigidly connected to the upper part of the tank body with absorbent material, and the second is made with a gap relative to the upper part of the tank body.

Также новым является то, что в как минимум одной колонне промывки расположены рядами по высоте колонны под углом 90° друг к другу 4N (где N=1, 2, 3…) форсунки-распылители абсорбента, при этом форсунки-распылители, находящиеся на одной высоте под углом 180° (встречно) друг к другу, соединены попарно трубопроводами, при этом трубопровод каждой пары снабжен отдельным клапаном, соединенным с устройством управления.Also new is that in at least one washing column, rows are arranged in rows along the column height at an angle of 90 ° to each other 4N (where N = 1, 2, 3 ...) the absorbent nozzles, while the nozzles are located on one height at an angle of 180 ° (counter) to each other, are connected in pairs by pipelines, while the pipeline of each pair is equipped with a separate valve connected to the control device.

Также новым является то, что отводящие трубопроводы колонн промывки снабжены датчиками измерения концентрации сероводорода, соединенными через устройство управления с клапанами трубопроводов форсунок-распылителей и с насосом циркуляции абсорбента.Also new is that the outlet pipelines of the washing columns are equipped with hydrogen sulfide concentration measuring sensors connected via a control device to the valves of the pipelines of the atomizer nozzles and to the absorbent circulation pump.

Также новым является то, что емкость с абсорбентом снабжена датчиком измерения редокс-потенциала, при этом датчик соединен через устройство управления с воздушным компрессором.Also new is the fact that the container with absorbent is equipped with a redox potential measurement sensor, while the sensor is connected via an control device to an air compressor.

На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемой установки для очистки газа от сероводорода с двумя жидкоструйными насосами-инжекторами и двумя колоннами промывки газа абсорбентом. На фиг.2 показано сечение колонны промывки газа абсорбентом в зоне расположения форсунок-распылителей. На фиг.3 для наглядности представлен разрез емкости с абсорбентом.Figure 1 shows a schematic diagram of the proposed installation for the purification of gas from hydrogen sulfide with two liquid-jet injection pumps and two columns of gas washing with absorbent material. Figure 2 shows the cross section of the gas washing column with absorbent material in the area of the nozzle-atomizers. Figure 3 for clarity presents a section of the container with absorbent.

Установка (фиг.1) содержит емкость 1 с абсорбентом, ограниченную герметичным корпусом с патрубком выхода отработанного воздуха 2 и включающую в себя устройство регенерации абсорбента 3, образованное распределителем воздуха 3' и перегородками 4 и 5, устройство промывки газа абсорбентом, включающее два жидкоструйных насоса-инжектора 6, две колонны промывки газа абсорбентом 7, оснащенные форсунками-распылителями 8, насосы для циркуляции абсорбента 9 и 10, воздушный компрессор 11, устройство выделения серы 12, подводящие и отводящие трубопроводы 13 для газа и абсорбента, в частности выходной патрубок абсорбента 13', и устройство управления 14. Имеются также датчики концентрации сероводорода в газе 15 и 16, датчик 17 редокс-потенциала абсорбента, а также каплеотбойники 18. Для увеличения пути следования потока абсорбента и лучшего, вследствие этого, отстаивания и отделения серы может быть установлен приемный лоток 19. Имеются также регулирующие клапаны 20 и 21 (фиг.2).The installation (Fig. 1) contains a container 1 with an absorbent, limited by a sealed housing with an exhaust air outlet 2 and including an absorbent regeneration device 3 formed by an air distributor 3 'and partitions 4 and 5, an absorbent gas flushing device, including two liquid-jet pumps -injector 6, two gas washing columns with absorbent 7, equipped with spray nozzles 8, pumps for circulating absorbent 9 and 10, air compressor 11, sulfur recovery device 12, inlet and outlet pipelines 13 d I gas and absorbent, in particular the outlet pipe of the absorbent 13 ', and a control device 14. There are also sensors for the concentration of hydrogen sulfide in the gas 15 and 16, a sensor 17 of the redox potential of the absorbent, as well as droplets 18. To increase the path of the absorbent flow and better, as a result, sedimentation and sulfur separation, a receiving tray 19 can be installed. There are also control valves 20 and 21 (FIG. 2).

Установка работает следующим образом. Абсорбент из емкости 1 (фиг.1) через выходной патрубок 13' насосами для циркуляции абсорбента 9 и 10 подается под давлением соответственно в жидкоструйные насосы-инжекторы 6 и форсунки-распылители 8. Загрязненный сероводородом газ захватывается жидкоструйными насосами-инжекторами 6 и подается в колонны промывки газа 7. Жидкоструйные насосы-инжекторы соединены с колоннами и место соединения находится снаружи и выше корпуса емкости с абсорбентом. Количество колонн промывок газа и насосов-инжекторов зависит от требуемой степени очистки газа от сероводорода. Основная доля сероводорода поглощается абсорбентом при контакте газовой и жидкой фаз в насосах-инжекторах 6. Поглощение сероводорода абсорбентом сопровождается образованием элементарной серы в виде суспензии в абсорбенте. Доочистка газа происходит в колоннах промывки газа 7 при контакте газа с мелкораздробленными с помощью форсунок-распылителей 8 каплями абсорбента. Для улавливания уносимых потоком газа капель абсорбента под патрубком выхода очищенного газа колонн промывки 7 установлены каплеотбойники 18. После контакта с загрязненным газом отработанный абсорбент поступает в нижнюю часть колонн промывки 7.Installation works as follows. The absorbent from the tank 1 (Fig. 1) through the outlet pipe 13 'by pumps for circulating the absorbent 9 and 10 is supplied under pressure, respectively, to the liquid-jet pumps-injectors 6 and nozzles-sprayers 8. The gas contaminated with hydrogen sulfide is captured by the liquid-jet pumps-injectors 6 and is supplied to the columns gas flushing 7. Liquid-jet injection pumps are connected to the columns and the connection point is located outside and above the container body with absorbent material. The number of gas flushing columns and injection pumps depends on the required degree of gas purification from hydrogen sulfide. The bulk of the hydrogen sulfide is absorbed by the absorbent upon contact of the gas and liquid phases in the injector pumps 6. The absorption of hydrogen sulfide by the absorbent is accompanied by the formation of elemental sulfur in the form of a suspension in the absorbent. Gas after-treatment takes place in gas washing columns 7 upon contact of the gas with 8 drops of absorbent finely divided by atomizers-nozzles. To trap absorbent droplets carried away by the gas flow, drop eliminators 18 are installed under the outlet pipe of the purified gas of the washing columns 7. After contact with the contaminated gas, the spent absorbent enters the lower part of the washing columns 7.

На выходе газа из колонн промывки 7 установлены датчики концентрации сероводорода 15 и 16. По показаниям датчиков устройство управления 14 формирует сигналы управления приводами насосов 9 и 10. При низкой концентрации сероводорода первоначально отключается работа насоса 10, а затем снижается нагрузка на насос 9. Но прежде чем привести в действие управление насосами, устройство управления 14 формирует сигналы управления клапанами 20 и 21 (фиг.2), отвечающими за подачу абсорбента на форсунки-распылители 8. Форсунки-распылители абсорбента расположены рядами по высоте колонны под углом 90° друг к другу в количестве 4N (где N=1, 2, 3…). Противоположно расположенные на одной высоте форсунки-распылители под углом 180° (встречно) друг к другу а-с и b-d попарно соединены трубопроводами и подключены (каждая пара) соответственно к своим клапанам 21 и 20. При достаточно низкой концентрации сероводорода в газе происходит последовательное отключение клапанов на форсунках-распылителях.At the gas outlet from the wash columns 7, hydrogen sulfide concentration sensors 15 and 16 are installed. According to the sensors, the control device 14 generates control signals for the drives of the pumps 9 and 10. At a low concentration of hydrogen sulfide, the operation of pump 10 is initially turned off, and then the load on pump 9 is reduced. But before than to actuate the control of the pumps, the control device 14 generates control signals for the valves 20 and 21 (FIG. 2), which are responsible for supplying absorbent material to the spray nozzles 8. The absorbent spray nozzles are located adjustment of the column in rows at an angle of 90 ° to each other in an amount of 4N (where N = 1, 2, 3 ...). Opposite nozzles at the same height at an angle of 180 ° (opposite) to each other ac and bd are pairwise connected by pipelines and connected (each pair) to their valves 21 and 20, respectively. With a sufficiently low concentration of hydrogen sulfide in the gas, a sequential shutdown occurs valves on spray nozzles.

Отработанный абсорбент из концевых частей колонн промывки газа 7 (фиг.1), выполненных изогнутыми вертикально вверх и подведенных под распределитель воздуха, поступает в устройство регенерации абсорбента. Это позволяет качественно осуществить регенерацию отработанного абсорбента. Устройство регенерации образовано распределителем воздуха и двумя вертикальными перегородками 4 и 5 и находится в емкости с абсорбентом. Регенерация абсорбента осуществляется путем подачи компрессором 11 воздуха под слой абсорбента через распределитель воздуха 3'. При этом в абсорбенте за счет окисления кислородом воздуха металл, входящий в состав комплекса, переходит в более высокую степень окисления, в частности железо переходит из двухвалентной формы в трехвалентную. Одна из перегородок жестко соединена с верхней частью корпуса емкости, а вторая выполнена с зазором относительно верхней части корпуса емкости 1, достаточным для осуществления направленной циркуляции абсорбента. При этом к выходному патрубку абсорбента 13' благодаря организации потока за счет конструкции перегородок 4 и 5 (фиг.3) поступает отрегенерированный и достаточно отделенный от взвеси серы абсорбент.The spent absorbent from the end parts of the gas washing columns 7 (Fig. 1), made vertically curved and brought under the air distributor, enters the absorbent regeneration device. This allows high-quality regeneration of the spent absorbent. The regeneration device is formed by an air distributor and two vertical partitions 4 and 5 and is located in a container with absorbent material. The regeneration of the absorbent is carried out by supplying compressor 11 of air under the absorbent layer through the air distributor 3 '. At the same time, in the absorbent, due to oxidation by air oxygen, the metal, which is part of the complex, goes into a higher oxidation state, in particular, iron transfers from the divalent form to the trivalent one. One of the partitions is rigidly connected to the upper part of the tank body, and the second is made with a gap relative to the upper part of the tank body 1, sufficient for the directional circulation of the absorbent. At the same time, due to the organization of the flow due to the design of the partitions 4 and 5 (Fig. 3), the absorbent is regenerated and sufficiently separated from the suspension of sulfur due to the organization of the flow of absorbent 13 '.

Отработанный воздух из верхней части емкости 1 выходит через патрубок 2 в атмосферу. При низких концентрациях сероводорода в газе может осуществляться регулируемое снижение подачи воздуха на регенерацию. Для этого устройство управления 14 формирует сигналы управления работой компрессора 11 (на фиг.1 не показано) по показаниям датчика редокс-потенциала абсорбента 17, установленного в зоне регенерированного абсорбента (в емкости с абсорбентом).The exhaust air from the upper part of the tank 1 leaves through the pipe 2 into the atmosphere. At low concentrations of hydrogen sulfide in the gas, a controlled decrease in the air supply for regeneration can be carried out. For this, the control device 14 generates control signals for the operation of the compressor 11 (not shown in FIG. 1) according to the readings of the redox potential sensor of the absorbent 17 installed in the area of the regenerated absorbent (in a container with absorbent).

Накапливающаяся внизу емкости 1 сгущенная суспензия серы периодически сбрасывается на устройство выделения серы 12. Сера отправляется на утилизацию.The condensed sulfur suspension accumulating at the bottom of the tank 1 is periodically discharged to the sulfur recovery device 12. Sulfur is sent for disposal.

Нижняя часть колонны промывки газа размещена внутри емкости с абсорбентом. Благодаря этому газ в колоннах промывки 7 заперт снизу слоем абсорбента и не может попасть в зону регенерации абсорбента и смешаться там с воздухом. Аналогично воздух не может попасть в зону абсорбции сероводорода и смешаться там с горючим газом. Поэтому по газовой фазе зоны абсорбции и регенерации изолированы друг от друга.The lower part of the gas washing column is located inside the container with absorbent material. Due to this, the gas in the washing columns 7 is locked from below by a layer of absorbent material and cannot enter the regeneration zone of the absorbent and mix there with air. Similarly, air cannot enter the absorption zone of hydrogen sulfide and mix there with combustible gas. Therefore, in the gas phase, the absorption and regeneration zones are isolated from each other.

Предлагаемая установка позволяет осуществлять эффективную очистку газа, находящегося при давлении, близком к атмосферному, что в первую очередь актуально для очистки газов, поступающих из оборудования типа резервуаров, предельное избыточное давление в которых ограничено значением, составляющим примерно 2000 Па. Конструкция установки позволяет повысить эффективность очистки газа от сероводорода. Организация потока абсорбента позволяет исключить нежелательные застойные зоны в аппарате. Компоновка устройств для промывки газа и регенерации абсорбента в одном агрегате позволяет снизить габариты установки, материалоемкость, а следовательно, стоимость ее изготовления и монтажа. Контроль концентрации сероводорода в очищенном газе и автоматическое регулирование расхода абсорбента при изменяющейся концентрации сероводорода в очищаемом газе, а также регулирование расхода воздуха по изменению редокс-потенциала абсорбента позволяют повысить качество и долговечность работы установки за счет оптимизации работы насосно-компрессорного оборудования и снижения затрат на электроэнергию и обслуживание установки.The proposed installation allows efficient cleaning of gas at a pressure close to atmospheric pressure, which is primarily important for the purification of gases from equipment such as tanks, the maximum pressure in which is limited to a value of about 2000 Pa. The design of the installation allows to increase the efficiency of gas purification from hydrogen sulfide. The organization of the flow of the absorbent eliminates undesirable stagnant zones in the apparatus. The arrangement of devices for washing the gas and regenerating the absorbent in one unit allows to reduce the dimensions of the installation, material consumption, and therefore the cost of its manufacture and installation. Monitoring the concentration of hydrogen sulfide in the purified gas and automatically regulating the flow rate of the absorbent with a changing concentration of hydrogen sulfide in the gas being cleaned, as well as adjusting the air flow to change the redox potential of the absorbent, can improve the quality and durability of the installation by optimizing the operation of pump and compressor equipment and reducing energy costs and installation service.

На пилотной установке, построенной по предлагаемой схеме с использованием одного жидкоструйного насоса-инжектора и одной колонны промывки газа, была осуществлена очистка углеводородного газа от сероводорода с использованием в качестве абсорбента водного раствора хелата железа. Концентрация железа в абсорбенте в составе хелатного комплекса с ЭДТА (этилендиаминтетрауксусной кислотой) соответствовала 5 г/дм3 раствора. Расходы абсорбента и газа, подаваемого на очистку, составляли соответственно 0,3 м3/ч и 1,5 м3/ч. При исходной объемной доле сероводорода в углеводородном газе, составляющей 0,29% (или 4100 мг/м3), была осуществлена очистка газа до концентрации сероводорода 16 мг/м3, что соответствует степени очистки газа от сероводорода 99,6%. Прирост давления газа, осуществляемый насосом-инжектором, составил 450 Па при давлении очищаемого газа на входе в установку на уровне атмосферного. Полученные на пилотной установке результаты подтверждают высокую эффективность очистки газа от сероводорода на предлагаемой установке. При этом не требуется повышенного давления очищаемого газа.At a pilot plant, built according to the proposed scheme using one liquid-jet injector pump and one gas flushing column, hydrocarbon gas was purified from hydrogen sulfide using an aqueous solution of iron chelate as an absorbent. The concentration of iron in the absorbent in the chelate complex with EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) corresponded to 5 g / dm 3 of the solution. The consumption of absorbent and gas supplied to the purification was 0.3 m 3 / h and 1.5 m 3 / h, respectively. When the initial volume fraction of hydrogen sulfide in the hydrocarbon gas was 0.29% (or 4100 mg / m 3 ), the gas was purified to a concentration of hydrogen sulfide of 16 mg / m 3 , which corresponds to a degree of gas purification from hydrogen sulfide of 99.6%. The increase in gas pressure carried out by the injector pump was 450 Pa at the pressure of the gas to be purified at the inlet of the unit at atmospheric level. The results obtained in the pilot installation confirm the high efficiency of gas purification from hydrogen sulfide in the proposed installation. It does not require increased pressure of the purified gas.

Claims (4)

1. Установка для очистки газа от сероводорода, содержащая устройство промывки газа абсорбентом на основе водного раствора комплекса металла, преимущественно хелата железа, представляющее собой как минимум один жидкоструйный насос-инжектор, включающая емкость с абсорбентом, устройство регенерации абсорбента, распределитель воздуха, воздушный компрессор, насосы для циркуляции абсорбента, устройство выделения серы, устройство управления, подводящие и отводящие трубопроводы для газа и абсорбента, отличающаяся тем, что устройство промывки газа абсорбентом дополнительно снабжено как минимум одной колонной промывки газа абсорбентом, нижняя часть колонны промывки газа размещена внутри емкости с абсорбентом, причем концевая часть колонны промывки выполнена изогнутой вертикально вверх и подведена под распределитель воздуха, при этом жидкоструйный насос-инжектор соединен с колонной, и место соединения находится снаружи и выше корпуса емкости с абсорбентом, при этом устройство регенерации абсорбента находится в емкости с абсорбентом и образовано распределителем воздуха и двумя перегородками, при этом одна из перегородок жестко соединена с верхней частью корпуса емкости с абсорбентом, а вторая выполнена с зазором относительно верхней части корпуса емкости.1. Installation for cleaning gas from hydrogen sulfide, containing a device for washing gas with an absorbent based on an aqueous solution of a metal complex, mainly iron chelate, representing at least one liquid-jet injector pump, including an absorbent container, an absorbent regeneration device, an air distributor, an air compressor, pumps for absorbent circulation, sulfur recovery device, control device, inlet and outlet pipelines for gas and absorbent, characterized in that the washing device and the gas absorbent is additionally provided with at least one gas washing column with an absorbent, the lower part of the gas washing column is placed inside the container with absorbent, and the end of the washing column is curved vertically upward and led under the air distributor, while the liquid-jet injector pump is connected to the column, and the connection is located outside and above the body of the container with absorbent material, while the regeneration device of the absorbent is located in the container with absorbent material and is formed by an air distributor and two partitions, while one of the partitions is rigidly connected to the upper part of the container body with absorbent material, and the second is made with a gap relative to the upper part of the container body. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в как минимум одной колонне промывки расположены рядами по высоте колонны под углом 90° друг к другу 4N (где N=1, 2, 3…) форсунки-распылители абсорбента, при этом форсунки-распылители, находящиеся на одной высоте под углом 180° (встречно) друг к другу, соединены попарно трубопроводами, при этом трубопровод каждой пары снабжен отдельным клапаном, соединенным с устройством управления.2. Installation according to claim 1, characterized in that in at least one washing column, rows are arranged in rows along the height of the column at an angle of 90 ° to each other 4N (where N = 1, 2, 3 ...) the nozzles are absorbent nozzles, while the nozzles - sprays located at the same height at an angle of 180 ° (opposite) to each other are connected in pairs by pipelines, while the pipeline of each pair is equipped with a separate valve connected to the control device. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отводящие трубопроводы колонн промывки снабжены датчиками измерения концентрации сероводорода, соединенными через устройство управления с клапанами трубопроводов форсунок-распылителей и с насосом циркуляции абсорбента.3. Installation according to claim 1, characterized in that the outlet pipelines of the washing columns are equipped with hydrogen sulfide concentration measuring sensors connected via a control device to the valves of the pipelines of the atomizer nozzles and to the absorbent circulation pump. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкость с абсорбентом снабжена датчиком измерения редокс-потенциала, при этом датчик соединен через устройство управления с воздушным компрессором. 4. Installation according to claim 1, characterized in that the container with absorbent is equipped with a sensor for measuring the redox potential, while the sensor is connected through a control device to an air compressor.
RU2008135590/15A 2008-09-02 2008-09-02 Equipment for gas cleaning out of hydrogen sulfide RU2377057C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135590/15A RU2377057C1 (en) 2008-09-02 2008-09-02 Equipment for gas cleaning out of hydrogen sulfide
DE200910039590 DE102009039590B4 (en) 2008-09-02 2009-09-01 Plant for purifying a gas of hydrogen sulfide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135590/15A RU2377057C1 (en) 2008-09-02 2008-09-02 Equipment for gas cleaning out of hydrogen sulfide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2377057C1 true RU2377057C1 (en) 2009-12-27

Family

ID=41642893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008135590/15A RU2377057C1 (en) 2008-09-02 2008-09-02 Equipment for gas cleaning out of hydrogen sulfide

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009039590B4 (en)
RU (1) RU2377057C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103831002A (en) * 2014-03-07 2014-06-04 上海应用技术学院 Foul gas process device and method for urban garbage transfer station
RU2519726C1 (en) * 2010-06-07 2014-06-20 Меричем Компани Method and device for control over continuous multiple-zone heat exchange
CN111318153A (en) * 2020-03-09 2020-06-23 众升清源（天津）环保科技有限公司 Full-automatic wet oxidation hydrogen sulfide removal control system and use method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019098387A1 (en) * 2017-11-20 2019-05-23 住友金属鉱山株式会社 Detoxification method and detoxification device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4482524A (en) 1978-01-31 1984-11-13 Ari Technologies, Inc. Autocirculation apparatus
DE3444252A1 (en) 1983-12-12 1985-06-20 Chemengineering Co. Ltd., Zug Process and apparatus for removing hydrogen sulphides from gases
RU2016633C1 (en) 1991-04-01 1994-07-30 Научно-технический центр "Экотех" Plant for cleaning gas from hydrogen sulfide

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2519726C1 (en) * 2010-06-07 2014-06-20 Меричем Компани Method and device for control over continuous multiple-zone heat exchange
CN103831002A (en) * 2014-03-07 2014-06-04 上海应用技术学院 Foul gas process device and method for urban garbage transfer station
CN111318153A (en) * 2020-03-09 2020-06-23 众升清源（天津）环保科技有限公司 Full-automatic wet oxidation hydrogen sulfide removal control system and use method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009039590A1 (en) 2010-08-05
DE102009039590B4 (en) 2014-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2859935B1 (en) Method and apparatus for wet desulfurization spray towers
CN1089265C (en) Flue gas scrubbing apparatus
CN201832555U (en) Optimized two-circulating flue gas dust removal and desulfurization device
KR101722232B1 (en) Exhaust gas purification device of a ship engine
RU2377057C1 (en) Equipment for gas cleaning out of hydrogen sulfide
RU2552559C2 (en) Device and method of exhaust gas cleaning from electrolyser for aluminium production
CN101597529B (en) Methane bio-desulfurization device
CN203556247U (en) Gas-phase washing tower
EP0706814B1 (en) Wet flue-gas desulphurization system
CN105903335A (en) Dual-alkali flue gas desulfurization device and dual-alkali flue gas desulfurization method
KR101278171B1 (en) Method and device for separation of sulphur dioxide from a gas
CN102527219B (en) Smoke gas wet method sulfur removal and dust removal integral treatment system
CN212594923U (en) Waste incineration flue gas sprays deacidification tower
CN202270473U (en) Carbon black tail gas desulfurization device
CN109224798A (en) A kind of desulfurization sulphuric acid plant and vehicular desulphurization plant
CN212236674U (en) Boiler waste gas's processing apparatus
CN205683819U (en) Flue gas purification system
KR20070107379A (en) Refining system of syngas
US7101425B2 (en) Washer and method for purifying gases
KR102635282B1 (en) Wet-dry hybrid desulfurization device
RU2808683C1 (en) Engine exhaust gas purification system for autonomous power plant operating in closed cycle
CN220276656U (en) Integrated efficient chemical deodorization system
CN107921361A (en) Flue gas desulfurization with seawater absorbers combination
RU2788558C1 (en) Apparatus for two-stage gas purification with a vortex chamber and a failure plate
WO2017037076A1 (en) Method and device for flue gas desulfurization

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150903