RU2474533C1 - Method of producing elementary sulphur from sulphur dioxide-containing exhaust gas - Google Patents

Method of producing elementary sulphur from sulphur dioxide-containing exhaust gas Download PDF

Info

Publication number
RU2474533C1
RU2474533C1 RU2011129352/05A RU2011129352A RU2474533C1 RU 2474533 C1 RU2474533 C1 RU 2474533C1 RU 2011129352/05 A RU2011129352/05 A RU 2011129352/05A RU 2011129352 A RU2011129352 A RU 2011129352A RU 2474533 C1 RU2474533 C1 RU 2474533C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sulfur
gas
sulphur
catalytic
water
Prior art date
Application number
RU2011129352/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Семенович Немировский
Михаил Андреевич Лебедской-Тамбиев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка"
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 "Гипрогазоочистка" filed Critical Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка"
Priority to RU2011129352/05A priority Critical patent/RU2474533C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2474533C1 publication Critical patent/RU2474533C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to chemistry and can be used to produce elementary sulphur from exhaust gas which contains sulphur dioxide at chemical, petrochemical, gas processing and metallurgical companies. The method involves concentrating sulphur dioxide extracted from exhaust gas; partial high-temperature reduction of the concentrated sulphur dioxide with a gaseous reducing agent to sulphur, hydrogen sulphide and water; condensation of the formed sulphur vapour with removal of liquid sulphur into a sulphur collecting tank; processing the exhaust process gas by successive catalytic Claus conversion and subsequent cleaning of the process gas from the last catalytic stage, which contains residual amounts of H2S, SO2, H2 and water vapour. To this end, the process gas is fed into the reactor of a cleaning unit in which H2S reacts with SO2 in aqueous solution to form a suspension of sulphur in water and in which temperature gradient of 20-60°C is maintained in the cold part and 70-100°C in the hot part, and counter flow of the gaseous and liquid phases is formed. Gas which consists of unreacted hydrogen, traces of hydrogen sulphide and sulphur dioxide is separated from the suspension and returned to the high-temperature reduction step.
EFFECT: high efficiency of the method.
4 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения элементной серы из отходящего газа, содержащего диоксид серы, на предприятиях химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и металлургической промышленности.The invention relates to the field of chemistry and can be used to obtain elemental sulfur from exhaust gas containing sulfur dioxide at the enterprises of the chemical, petrochemical, gas processing and metallurgical industries.

Известен способ получения элементной серы из отходящего газа путем термического восстановления диоксида серы, в котором углеводородное топливо, газообразное или жидкое, частично окисляется в реакционной печи для получения HA known method of producing elemental sulfur from exhaust gas by thermal reduction of sulfur dioxide in which hydrocarbon fuel, gaseous or liquid, is partially oxidized in a reaction furnace to produce H 22 и CO. SO and CO. SO 22 добавляют в термическую реакционную зону с целью взаимодействия H add to the thermal reaction zone for the purpose of interaction H 22 и в некоторой степени с CO. Степень сжигания регулируют в молярном соотношении 2:1 для получения смеси H and to some extent with CO. The degree of combustion is regulated in a molar ratio of 2: 1 to obtain a mixture of H 22 S и SOS and SO 22 . Конкурирующими реакциями в этой технологии являются образование COS и CS. The competing reactions in this technology are the formation of COS and CS 22 при взаимодействии CO и свободного углерода с SO in the interaction of CO and free carbon with SO 22 и серой. Потенциальную сажу вымывают из системы путем введения жидкой серы, которую рециркулируют для того, чтобы дать возможность использовать экстрагированный углерод. Получающийся технологический газ быстро охлаждают до температуры 425°C или ниже, для того чтобы подавить в дальнейшем образование нежелательных органических сернистых побочных продуктов. Элементарная сера может быть регенерирована и возвращена в реактор для газификации экстрагированных углеродных твердых продуктов и смол. В дальнейшем технологический газ проходит через серию стандартных каталитических стадий Клауса (патент США №4207304, МПК C01B 17/04). and gray. Potential soot is washed out of the system by the introduction of liquid sulfur, which is recycled to allow the use of extracted carbon. The resulting process gas is rapidly cooled to a temperature of 425 ° C or lower in order to further suppress the formation of undesirable organic sulfur by-products. Elemental sulfur can be regenerated and returned to the reactor for gasification of the extracted carbon solid products and resins. Subsequently, the process gas passes through a series of standard Klaus catalytic stages (US Pat. No. 4,207,304, IPC C01B 17/04).

Недостатком этого способа является тот факт, что получающаяся в результате сера загрязнена углеродом, и для ее очистки требуются дополнительные технологические операции, что приводит к дополнительным капитальным и эксплуатационным затратам.The disadvantage of this method is the fact that the resulting sulfur is contaminated with carbon, and additional technological operations are required to clean it, which leads to additional capital and operating costs.

Известен способ получения элементной серы из отходящего газа, содержащего диоксид серы, по патенту РФ №2221742, МПК C01B 17/04.A known method of producing elemental sulfur from an exhaust gas containing sulfur dioxide, according to the patent of the Russian Federation No. 2221742, IPC C01B 17/04.

Известный способ включает охлаждение отходящего металлургического газа, содержащего диоксид серы, концентрирование SOThe known method includes cooling the waste metallurgical gas containing sulfur dioxide, concentrating SO 22 путем его полного или частичного сжижения с последующим испарением нагреванием, обогащение кислородом до заданной концентрации, восстановление углеводородным газом при повышенной температуре с охлаждением продуктов и конденсацией полученной элементной серы. Далее следует каталитическая переработка восстановленного газа, по меньшей мере, на двух ступенях каталитической конверсии с конденсацией полученной серы и дожигом токсичных и горючих сернистых соединений в хвостовом газе до SO by its complete or partial liquefaction followed by evaporation by heating, enrichment with oxygen to a predetermined concentration, reduction with hydrocarbon gas at an elevated temperature with cooling of the products and condensation of the obtained elemental sulfur. This is followed by the catalytic processing of the reduced gas, at least at two stages of catalytic conversion with condensation of the obtained sulfur and afterburning of toxic and combustible sulfur compounds in the tail gas to SO 22 . Перед первой каталитической ступенью осуществляют подогрев восстановленного газа путем смешивания с продуктами сжигания углеводородного топлива в кислородсодержащем газе, подаваемыми в соотношении 0,5-1,0 от стехиометрического, что обеспечивает в газовой смеси на входе первой ступени каталитической конверсии отношение концентраций суммы окиси углерода и водорода к SO. Before the first catalytic stage, the reduced gas is heated by mixing with the products of the combustion of hydrocarbon fuel in oxygen-containing gas supplied in a ratio of 0.5-1.0 from the stoichiometric one, which ensures the ratio of the concentrations of the sum of carbon monoxide and hydrogen in the gas mixture at the inlet of the first catalytic conversion stage to SO 22 свыше двух. over two.

Однако в соответствии с этим способом равновесное содержание целевого продукта - паров серы - не превышает величины, которая соответствует 40-60% степени извлечения серы от исходного ее содержания в SOHowever, in accordance with this method, the equilibrium content of the target product — sulfur vapor — does not exceed a value that corresponds to 40-60% of the degree of sulfur extraction from its initial content in SO 22 , а дальнейшая обработка в каталитических ступенях сопряжена со сложностями, которые связаны с присутствием в технологическом газе целого спектра сероорганических примесей., and further processing in the catalytic stages is associated with difficulties that are associated with the presence in the process gas of a whole spectrum of organosulfur impurities.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ получения элементной серы из отходящего газа, содержащего диоксид серы, по патенту Великобритании №1452970, МПК C01B 17/04, B01D 53/34.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed method is a method for producing elemental sulfur from exhaust gas containing sulfur dioxide, according to UK patent No. 1452970, IPC C01B 17/04, B01D 53/34.

Известный способ включает охлаждение отходящего сернистого газа, выделение из него диоксида серы и взаимодействие концентрированного диоксида серы с газом-восстановителем в термическом реакторе с последующим охлаждением продуктов сгорания, выделением образованной серы и дальнейшей обработкой газа в нескольких каталитических ступенях. В качестве газа-восстановителя используют водород или газ, обогащенный водородом. Технологический газ, выходящий из последней каталитической ступени, согласно известному изобретению направляют в печь дожига, где происходит окисление всех серосодержащих компонентов до диоксида серы. Далее, поток возвращают на стадию выделения диоксида серы из отходящего газа.The known method includes cooling the off-gas sulfur dioxide, separating sulfur dioxide from it and reacting concentrated sulfur dioxide with a reducing gas in a thermal reactor, followed by cooling the combustion products, releasing the sulfur formed and further treating the gas in several catalytic steps. Hydrogen or hydrogen enriched gas is used as the reducing gas. The process gas leaving the last catalytic stage, according to the known invention, is sent to a post-combustion furnace, where all sulfur-containing components are oxidized to sulfur dioxide. Further, the stream is returned to the step of separating sulfur dioxide from the exhaust gas.

Основным недостатком этого технического решения является сжигание технологического газа, покидающего последнюю каталитическую ступень. Это приводит к увеличению нагрузки на стадиях выделения и концентрирования диоксида серы из отходящего газа и к повышенному расходу концентрированного водорода.The main disadvantage of this technical solution is the burning of process gas leaving the last catalytic stage. This leads to an increase in the load at the stages of separation and concentration of sulfur dioxide from the exhaust gas and to an increased consumption of concentrated hydrogen.

Технической задачей, которую решает настоящее изобретение, является повышение эффективности процесса утилизации отходящего газа, содержащего диоксид серы, за счет уменьшения потребности в подаче водорода на переработку газа и уменьшения объема газа, перерабатываемого на стадии концентрирования SOThe technical problem that the present invention solves is to increase the efficiency of the process of utilization of waste gas containing sulfur dioxide by reducing the need for supplying hydrogen to the gas processing and reducing the volume of gas processed at the SO concentration stage 22 ..

Техническая задача достигается тем, что из отходящего газа выделяют и концентрируют содержащийся в нем SOThe technical problem is achieved by the fact that SO is contained and concentrated from the exhaust gas 22 , подвергают его частичному высокотемпературному восстановлению до серы, сероводорода и воды с помощью газа-восстановителя, конденсируют образованные пары серы и выводят жидкую серу в сборник серы, а вышедший технологический газ подают на каталитические ступени Клауса. При этом в качестве газа-восстановителя используют концентрированный водород в соотношении 2÷2,3 и преимущественно 2,1 моля на 1 моль SO, they are subjected to partial high-temperature reduction to sulfur, hydrogen sulfide and water using a reducing gas, the formed sulfur vapor is condensed and liquid sulfur is discharged to the sulfur collector, and the released process gas is fed to the Klaus catalytic stages. At the same time, concentrated hydrogen is used as a reducing gas in a ratio of 2 ÷ 2.3 and preferably 2.1 mol per 1 mol of SO 22 . Это отношение было получено расчетным путем и обеспечивает оптимальный режим работы каталитических ступеней. Отношение входных расходов диоксида серы и водорода поддерживают путем измерения их концентраций на выходе из последней каталитической ступени и регулируют, исходя из соотношения H. This ratio was obtained by calculation and provides the optimal mode of operation of the catalytic stages. The ratio of the input costs of sulfur dioxide and hydrogen is maintained by measuring their concentrations at the outlet of the last catalytic stage and is regulated based on the ratio H 22 S:SOS: SO 22 =2:1.= 2: 1.

Технологический газ пропускают последовательно через 1-4 и преимущественно 2-3 ступени Клауса, каждая из которых включает аппарат непрямого подогрева, каталитический реактор и конденсатор серы, причем непрямой нагрев технологических газов осуществляют таким образом, чтобы температура газа на выходе из каждого каталитического реактора была на 5÷30°C и преимущественно на 8-15°C выше температуры точки росы серы в этом газе. Непрямой подогрев обеспечивает неизменность соотношения HThe process gas is passed sequentially through 1-4 and mainly 2-3 Klaus stages, each of which includes an indirect heating apparatus, a catalytic reactor and a sulfur condenser, and indirect heating of the process gases is carried out so that the gas temperature at the outlet of each catalytic reactor is at 5 ÷ 30 ° C and mainly 8-15 ° C above the temperature of the sulfur dew point in this gas. Indirect heating ensures constant ratio H 22 S:SOS: SO 22 , а температура каталитического реактора выбрана из условий оптимальной работы катализатора. Воду, содержащуюся в технологическом газе, на выходе из последней каталитической ступени Клауса конденсируют.and the temperature of the catalytic reactor is selected from the conditions of optimal operation of the catalyst. The water contained in the process gas is condensed at the outlet of the last Klaus catalytic stage.

После выхода из последней каталитический ступени технологический газ, содержащий остаточные количества HAfter exiting the last catalytic stage, a process gas containing residual amounts of H 22 S, SOS, SO 22 , H, H 22 и паров воды, направляют в узел очистки, включающий реактор, в котором H and water vapor is sent to a purification unit including a reactor in which H 22 S взаимодействует с SOS interacts with SO 22 в водном растворе с образованием суспензии серы в воде и в котором поддерживают градиент температур в холодной части 20÷60°C, а в горячей части - 70÷100°C. Эти условия выбраны с точки зрения остаточного содержания воды в технологическом газе и полноты ее конденсации, а также определяются температурой кипения воды при атмосферном давлении. За счет разности температур в реакторе узла очистки образуется встречное движение фаз: парогазовой - вверх, жидкой - вниз. Это создает благоприятные условия для конденсации паров воды, растворения в ней непрореагировавшего диоксида серы и сероводорода с одновременным взаимодействием этих веществ между собой с образованием коллоидной серы. Реакция идет практически до полного завершения. Технологический газ, который выходит из реактора узла очистки и состоит преимущественно из водорода и следов непрореагировавших сероводорода и диоксида серы, охлаждают и возвращают на стадию высокотемпературного восстановления. Сконденсированную воду частично направляют на верх реактора узла очистки, что является необходимым условием его нормальной работы, а оставшуюся часть выводят. Выведенную с низа реактора узла очистки воду, содержащую взвесь серы, фильтруют, серу отжимают, плавят и направляют в обогреваемый сборник серы, а фильтрат частично подогревают и возвращают в низ реактора узла очистки, а частично выводят. in an aqueous solution with the formation of a suspension of sulfur in water and in which a temperature gradient is maintained in the cold part of 20 ÷ 60 ° C, and in the hot part - 70 ÷ 100 ° C. These conditions are selected from the point of view of the residual water content in the process gas and the completeness of its condensation, and are also determined by the boiling point of water at atmospheric pressure. Due to the temperature difference in the reactor of the purification unit, an oncoming phase movement is formed: combined-cycle - up, liquid - down. This creates favorable conditions for condensation of water vapor, dissolution in it of unreacted sulfur dioxide and hydrogen sulfide with the simultaneous interaction of these substances with each other with the formation of colloidal sulfur. The reaction is almost complete. The process gas that exits the purification unit reactor and consists mainly of hydrogen and traces of unreacted hydrogen sulfide and sulfur dioxide is cooled and returned to the high-temperature reduction stage. Condensed water is partially directed to the top of the reactor of the purification unit, which is a necessary condition for its normal operation, and the rest is removed. Water containing a suspension of sulfur removed from the bottom of the reactor of the purification unit is filtered, sulfur is squeezed out, melted and sent to a heated sulfur collector, and the filtrate is partially heated and returned to the bottom of the reactor of the purification unit, and partially removed.

Изобретение будет лучше понятно при ознакомлении с нижеприведенным описанием работы установки, схема которой приведена на прилагаемом чертеже.The invention will be better understood when reading the following description of the operation of the installation, a diagram of which is shown in the attached drawing.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Газообразный диоксид серы с блока хранения сжиженного диоксида серы (не показан) и газообразный водород с установки получения водорода (не показана) поступают в термический реактор 1 с горелкой 2. В топке термического реактора 1 при температуре 1200-1300°C происходит экзотермическая реакция восстановления диоксида серы до элементарной серы. Пары серы, воды, сероводород и непрореагировавший диоксид серы поступают в котел-утилизатор 3, в котором за счет охлаждения продуктов сгорания производится насыщенный водяной пар. Для дальнейшего охлаждения технологический газ подают в конденсатор 4, где при температуре около 135°C парообразная сера конденсируется и в жидком виде выводится из аппарата через патрубок 5.Sulfur dioxide gas from a liquefied sulfur dioxide storage unit (not shown) and hydrogen gas from a hydrogen production unit (not shown) enter the thermal reactor 1 with a burner 2. In the furnace of the thermal reactor 1, an exothermic dioxide reduction reaction occurs at a temperature of 1200–1300 ° C sulfur to elemental sulfur. Vapors of sulfur, water, hydrogen sulfide and unreacted sulfur dioxide enter the waste heat boiler 3, in which saturated water vapor is produced by cooling the combustion products. For further cooling, the process gas is supplied to the condenser 4, where at a temperature of about 135 ° C vaporous sulfur condenses and is removed from the apparatus in liquid form through the pipe 5.

Дальнейшая обработка технологического газа происходит в каталитической ступени. Для этого технологический газ нагревают в паровом подогревателе 6 до температуры 150-190°C и направляют на вход первого каталитического реактора 7. За счет тепла экзотермической реакции Клауса на катализаторе происходит образование дополнительного количества серы, и температура газа на выходе из реактора 7 повышается до 270-300°C. Полученная сера выделяется в жидком виде при охлаждении газа во втором конденсаторе серы 8. Далее серу выводят за пределы установки через патрубок 5. Каталитическая ступень представлена на чертеже в виде блока 9.Further processing of the process gas takes place in the catalytic stage. For this, the process gas is heated in a steam heater 6 to a temperature of 150-190 ° C and sent to the inlet of the first catalytic reactor 7. Due to the heat of the Klaus exothermic reaction, additional sulfur is formed on the catalyst, and the gas temperature at the outlet of reactor 7 rises to 270 -300 ° C. The resulting sulfur is released in liquid form when the gas is cooled in the second sulfur condenser 8. Next, the sulfur is removed outside the installation through the pipe 5. The catalytic stage is shown in the drawing in the form of a block 9.

Аналогичные операции (нагрев - химическая реакция - охлаждение и конденсация серы) осуществляют с технологическим газом на последующих каталитических ступенях, которые на прилагаемом чертеже не представлены. На линии выхода газа из последней каталитической ступени расположен автоматический поточный газоанализатор 10. Пройдя последнюю каталитическую ступень, технологический газ поступает в реактор узла очистки 11, в котором поддерживается градиент температур: вверху 20-60°C, внизу 70-110°C. Это достигается за счет непрерывного подвода тепла в подогреватель 12 и отвода тепла в конденсаторе 13. За счет разности температур в реакторе 11 образуется встречное движение фаз: парогазовой - вверх, жидкой - вниз. Это создает благоприятные условия для конденсации паров воды, растворения в ней непрореагировавшего диоксида серы и сероводорода с одновременным взаимодействием этих веществ между собой с образованием коллоидной серы.Similar operations (heating - chemical reaction - cooling and condensation of sulfur) are carried out with process gas at subsequent catalytic stages, which are not shown in the attached drawing. An automatic in-line gas analyzer 10 is located on the gas exit line from the last catalytic stage. After passing the last catalytic stage, the process gas enters the reactor of the purification unit 11, which maintains a temperature gradient: above 20-60 ° C, below 70-110 ° C. This is achieved due to the continuous supply of heat to the heater 12 and the removal of heat in the condenser 13. Due to the temperature difference in the reactor 11, a counter phase motion is formed: combined-cycle - up, liquid - down. This creates favorable conditions for condensation of water vapor, dissolution in it of unreacted sulfur dioxide and hydrogen sulfide with the simultaneous interaction of these substances with each other with the formation of colloidal sulfur.

Непрореагировавший водород выводят с верха реактора 11, охлаждают в холодильнике 13, отделяют от воды в сепараторе 14 и возвращают в голову процесса в термический реактор 1. Воду из сепаратора 14 возвращают на верх реактора 11 и частично через регулятор 15 выводят с установки. Суспензия серы с низа реактора 11 поступает в сепарирующее устройство 16, где происходит отделение коллоидной серы от воды. Сера поступает в плавильник 17, откуда в расплавленном виде ее выводят с установки. Воду из сепарирующего устройства 16 с помощью регулятора 18 частично выводят за пределы установки, а частично направляют в нагреватель 12 и возвращают в низ реактора 11.Unreacted hydrogen is removed from the top of the reactor 11, cooled in the refrigerator 13, separated from the water in the separator 14 and returned to the process head in the thermal reactor 1. Water from the separator 14 is returned to the top of the reactor 11 and partially removed from the unit through the regulator 15. A suspension of sulfur from the bottom of the reactor 11 enters the separating device 16, where the separation of colloidal sulfur from water. Sulfur enters the smelter 17, from where it is withdrawn from the plant in molten form. Water from the separating device 16 with the help of the regulator 18 is partially removed from the installation, and partially sent to the heater 12 and returned to the bottom of the reactor 11.

Коллоидная сера имеет самостоятельную коммерческую стоимость и может быть использована как конечный продукт или может быть расплавлена в плавильнике 17 и направлена в общий поток жидкой серы, произведенной на установке.Colloidal sulfur has an independent commercial value and can be used as a final product or can be melted in a smelter 17 and directed into the general stream of liquid sulfur produced at the plant.

Для иллюстрации ниже приводится пример осуществления вышеуказанного способа, не ограничивающий объем изобретения.To illustrate, below is an example implementation of the above method, not limiting the scope of the invention.

Пример.Example.

Перерабатывают отходящий металлургический газ печи взвешенной плавки, содержащий, %: SOThe waste metallurgical gas of a suspension smelting furnace is processed, containing,%: SO 22 - 30; O - thirty; O 22 - 10; CO - 10; CO 22 - 1; N - one; N 22 - остальное. Расход газа составляет 110 тыс. нм - the rest. Gas consumption is 110 thousand nm 33 /ч. Выделенный из отходящего газа и сконцентрированный SO/ h Isolated from flue gas and concentrated SO 22 с расходом 33 тыс. нм with a consumption of 33 thousand nm 33 /ч и газообразный H/ h and gaseous H 22 с расходом 72,5 тыс. нм with a flow rate of 72.5 thousand nm 33 /ч подают в горелочное устройство. В результате экзотермической реакции окисления водорода температура продуктов повышается до 1253°C. При этом в продуктах реакции присутствуют только пары серы в количестве 19,6 мол.% (в пересчете на S/ h served in the burner. As a result of the exothermic reaction of hydrogen oxidation, the temperature of the products rises to 1253 ° C. At the same time, only sulfur vapor in the amount of 19.6 mol.% (In terms of S 1one ), пары воды, сероводород и непрореагировавший диоксид серы, причем отношение концентраций H), water vapor, hydrogen sulfide and unreacted sulfur dioxide, and the concentration ratio H 22 S к SOS to SO 22 в этом газе равно 2, т.е. является оптимальным для дальнейшей обработки газа в каталитических реакторах Клауса. in this gas is 2, i.e. is optimal for further gas treatment in Klaus catalytic reactors.

Следует отметить, что это оптимальное отношение не изменяется по мере протекания реакции в последующих каталитических реакторах, поскольку в системе отсутствуют реагенты, которые могут инициировать побочные реакции.It should be noted that this optimal ratio does not change as the reaction proceeds in subsequent catalytic reactors, since there are no reagents in the system that can initiate side reactions.

Далее этот газ охлаждают в 2-ступенчатом котле-утилизаторе серы до температуры 135°C. При этом выделяется до 27,9 т/ч жидкой серы, которую выводят за пределы установки. При охлаждении газа выделяется тепло в количестве 231 гДж/ч, которое направляют на выработку пара высокого (44 атм.) давления. Этот пар далее используют для непрямого нагрева технологического газа перед каталитическими ступенями.This gas is then cooled in a 2-stage sulfur recovery boiler to a temperature of 135 ° C. In this case, up to 27.9 t / h of liquid sulfur is released, which is removed outside the installation. When the gas is cooled, heat is generated in an amount of 231 gJ / h, which is directed to the production of high pressure steam (44 atm.). This steam is further used for indirectly heating the process gas in front of the catalytic steps.

Перед первой каталитической ступенью технологический газ подогревают до температуры 158°C и подают в первую каталитическую ступень. За счет тепла реакции образования серы газ разогревается до 283°C, причем температура точки росы серы в нем составляет 268°C, т.е. на 15°C ниже, чем температура газа. Такой температурный режим является оптимальным для протекания реакции Клауса. При охлаждении газа в конденсаторе каталитической ступени выделяется тепло в количестве 24 ГДж/ч, которое идет на выработку пара низкого давления (5 кг/смBefore the first catalytic stage, the process gas is heated to a temperature of 158 ° C and fed to the first catalytic stage. Due to the heat of the sulfur formation reaction, the gas is heated to 283 ° C, and the temperature of the sulfur dew point in it is 268 ° C, i.e. 15 ° C lower than gas temperature. This temperature regime is optimal for the Klaus reaction. When the gas is cooled in the condenser of the catalytic stage, heat is generated in the amount of 24 GJ / h, which is used to generate low pressure steam (5 kg / cm 22 ). Полученную серу в количестве 15 т/ч выводят с установки. Аналогичным образом происходит обработка технологического газа во 2-ой и 3-ей каталитических ступенях. При этом вырабатывается 2,7 и 0,8 т/ч серы во 2-ой и 3-ей ступенях соответственно. Общая степень извлечения серы по достижении этой ступени установки составляет 98% от того количества, которое вместе с диоксидом серы поступило на установку.) The resulting sulfur in an amount of 15 t / h is removed from the installation. Similarly, the processing of gas is carried out in the 2nd and 3rd catalytic stages. At the same time, 2.7 and 0.8 t / h of sulfur are produced in the 2nd and 3rd stages, respectively. The total degree of sulfur recovery after reaching this stage of the installation is 98% of the amount that, together with sulfur dioxide, was supplied to the installation.

Газ, который выводится с верха реактора узла очистки, является горючим и содержит, %: сернистых соединений - 0,9; HThe gas that is discharged from the top of the purification unit reactor is combustible and contains,%: sulfur compounds - 0.9; H 22 - 94; вода - остальное (исходя из степени превращения в колонном реакторе, равной 90%). Расход его составляет 7 тыс. нм - 94; water - the rest (based on the degree of conversion in the column reactor, equal to 90%). Its consumption is 7 thousand nm 33 /ч./ h

В штатном режиме работы этот газ отправляют в термический реактор, при этом газообразные выбросы от установки отсутствуют. Степень извлечения серы составляет 100%. За счет рециркуляции части хвостового газа в термический реактор общая потребность в концентрированном водороде уменьшается на величину рецикла, т.е. на 7 тыс. нмIn normal operation, this gas is sent to a thermal reactor, with no gaseous emissions from the installation. The degree of sulfur recovery is 100%. By recirculating part of the tail gas to the thermal reactor, the total demand for concentrated hydrogen is reduced by the amount of recycle, i.e. at 7 thousand nm 33 /ч и составляет примерно 65,5 тыс. нм/ h and is approximately 65.5 thousand nm 33 /ч./ h

Коллоидная сера имеет самостоятельную коммерческую стоимость и может быть использована как конечный продукт или может быть расплавлена и направлена в общий поток жидкой серы, произведенной на установке. Количество полученной из плавильника серы составляет 0,64÷0,78 т/час.Colloidal sulfur has an independent commercial value and can be used as a final product or it can be melted and directed into the general stream of liquid sulfur produced at the plant. The amount of sulfur obtained from the smelter is 0.64 ÷ 0.78 t / h.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет повысить эффективность процесса утилизации отходящего газа, содержащего диоксид серы, за счет уменьшения потребности в подаче водорода и уменьшения объема газа, перерабатываемого на стадии концентрирования SOThus, the claimed technical solution allows to increase the efficiency of the process of utilization of the exhaust gas containing sulfur dioxide by reducing the need for supplying hydrogen and reducing the volume of gas processed at the stage of concentration of SO 22 ..

Снижение нагрузки на установку концентрирования SOReducing the load on the installation of concentrating SO 22 , кроме того, имеет положительный экологический эффект.In addition, it has a positive environmental effect.

Claims (4)

1. Способ получения элементной серы из отходящего газа, содержащего диоксид серы, включающий концентрирование диоксида серы, выделенного из отходящего газа, частичное высокотемпературное восстановление концентрированного диоксида серы газом-восстановителем до серы, сероводорода и воды, конденсацию образованных паров серы с выводом жидкой серы в сборник серы, последующую переработку вышедшего технологического газа путем последовательной каталитической Клаус-конверсии, отличающийся тем, что вышедший из последней каталитической ступени технологический газ, содержащий остаточные количества H2S, SO2, H2 и паров воды, направляют в узел очистки, включающий реактор, в котором H2S взаимодействует с SO2 в водном растворе с образованием суспензии серы в воде и в котором поддерживают градиент температур в холодной части 20÷60°C, а в горячей части - 70÷100°C и создают встречное движение газовой и жидкой фаз, далее газ, состоящий из непрореагировавшего водорода, следов сероводорода и диоксида серы, отделяют от суспензии и возвращают на стадию высокотемпературного восстановления, а суспензию разделяют на серу и воду, которые выводят.1. A method of producing elemental sulfur from an exhaust gas containing sulfur dioxide, comprising concentrating sulfur dioxide extracted from the exhaust gas, partial high-temperature recovery of concentrated sulfur dioxide with a reducing gas to sulfur, hydrogen sulfide and water, condensation of the generated sulfur vapor with the withdrawal of liquid sulfur to the collection sulfur, the subsequent processing of the released process gas by sequential catalytic Klaus conversion, characterized in that it emerged from the last catalytic step or a process gas containing residual amounts of H 2 S, SO 2, H 2 and water vapor is fed to a purification unit comprising a reactor in which the H 2 S reacts with the SO 2 in aqueous solution to form a suspension of sulfur in water, and wherein the support the temperature gradient in the cold part is 20 ÷ 60 ° C, and in the hot part it is 70 ÷ 100 ° C and they create the oncoming movement of the gas and liquid phases, then the gas consisting of unreacted hydrogen, traces of hydrogen sulfide and sulfur dioxide is separated from the suspension and returned to stage of high-temperature recovery, and suspension Zia is divided into sulfur and water are withdrawn. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газа-восстановителя используют концентрированный водород в соотношении 2÷2,3 и, преимущественно, 2,1 моль водорода на 1 моль диоксида серы, причем отношение входных расходов диоксида серы и водорода поддерживают путем измерения их концентраций на выходе из последней каталитической ступени и регулируют, исходя из соотношения H2S:SO2=2:1.2. The method according to claim 1, characterized in that as the reducing gas using concentrated hydrogen in a ratio of 2 ÷ 2.3 and, preferably, 2.1 mol of hydrogen per 1 mol of sulfur dioxide, and the ratio of input costs of sulfur dioxide and hydrogen support by measuring their concentrations at the outlet of the last catalytic stage and adjust based on the ratio of H 2 S: SO 2 = 2: 1. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что технологический газ в каждой каталитической ступени Клауса проходит последовательно аппарат непрямого подогрева, каталитический реактор и конденсатор серы, при этом непрямой подогрев осуществляют таким образом, чтобы температура газа на выходе из каждого каталитического реактора была на 5÷30°C и, преимущественно, на 8-15°C выше температуры точки росы серы в этом газе.3. The method according to claim 1, characterized in that the process gas in each Klaus catalytic stage passes through an indirect heating apparatus, a catalytic reactor and a sulfur condenser sequentially, while indirect heating is carried out so that the gas temperature at the outlet of each catalytic reactor is at 5 ÷ 30 ° C and, mainly, 8-15 ° C above the temperature of the sulfur dew point in this gas. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество каталитических ступеней Клауса составляет 1÷4 и, преимущественно, 2÷3. 4. The method according to claim 1, characterized in that the number of Klaus catalytic stages is 1 ÷ 4 and, preferably, 2 ÷ 3.
RU2011129352/05A 2011-07-15 2011-07-15 Method of producing elementary sulphur from sulphur dioxide-containing exhaust gas RU2474533C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129352/05A RU2474533C1 (en) 2011-07-15 2011-07-15 Method of producing elementary sulphur from sulphur dioxide-containing exhaust gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129352/05A RU2474533C1 (en) 2011-07-15 2011-07-15 Method of producing elementary sulphur from sulphur dioxide-containing exhaust gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2474533C1 true RU2474533C1 (en) 2013-02-10

Family

ID=49120389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011129352/05A RU2474533C1 (en) 2011-07-15 2011-07-15 Method of producing elementary sulphur from sulphur dioxide-containing exhaust gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2474533C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2523204C1 (en) * 2013-04-17 2014-07-20 Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка" Method of obtaining elemental sulphur from sulphur dioxide-containing discharge gas
CN105084320A (en) * 2015-08-14 2015-11-25 长沙金马冶金设备有限公司 Condenser for recycling sulfur and condensing technology
RU2669606C2 (en) * 2013-08-13 2018-10-12 Линде Акциенгезелльшафт Treatment of gases
RU2696477C2 (en) * 2014-12-23 2019-08-01 Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод Thermal reduction of sulphur
RU2754859C2 (en) * 2017-03-08 2021-09-08 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Method for removing so2 from gas with temporarily high so2 content

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1452970A (en) * 1973-01-02 1976-10-20 Exxon Research Engineering Co Conversion of sulphur dioxide to sulphur
SU974934A3 (en) * 1978-05-02 1982-11-15 Сосьете Насьональ Елф Акитэн (Продюксьон) (Фирма) Process for producing sulphur
RU2085480C1 (en) * 1991-04-25 1997-07-27 Елф Акитэн Продюксьон Method and thermal reactor for producing sulfur from at least one hydrogen sulfide-containing acidic gas
RU2221742C2 (en) * 2002-02-08 2004-01-20 Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" Method for production of elementary sulfur from emission gases containing sulfur dioxide
EP1902769A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-26 Jacobs Nederland B.V. Process for the recovery of sulfur from sulfur containing gases
US7560088B2 (en) * 2006-03-03 2009-07-14 Conocophillips Company Compact sulfur recovery plant and process

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1452970A (en) * 1973-01-02 1976-10-20 Exxon Research Engineering Co Conversion of sulphur dioxide to sulphur
SU974934A3 (en) * 1978-05-02 1982-11-15 Сосьете Насьональ Елф Акитэн (Продюксьон) (Фирма) Process for producing sulphur
RU2085480C1 (en) * 1991-04-25 1997-07-27 Елф Акитэн Продюксьон Method and thermal reactor for producing sulfur from at least one hydrogen sulfide-containing acidic gas
RU2221742C2 (en) * 2002-02-08 2004-01-20 Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" Method for production of elementary sulfur from emission gases containing sulfur dioxide
US7560088B2 (en) * 2006-03-03 2009-07-14 Conocophillips Company Compact sulfur recovery plant and process
EP1902769A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-26 Jacobs Nederland B.V. Process for the recovery of sulfur from sulfur containing gases

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2523204C1 (en) * 2013-04-17 2014-07-20 Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка" Method of obtaining elemental sulphur from sulphur dioxide-containing discharge gas
RU2669606C2 (en) * 2013-08-13 2018-10-12 Линде Акциенгезелльшафт Treatment of gases
RU2696477C2 (en) * 2014-12-23 2019-08-01 Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод Thermal reduction of sulphur
CN105084320A (en) * 2015-08-14 2015-11-25 长沙金马冶金设备有限公司 Condenser for recycling sulfur and condensing technology
RU2754859C2 (en) * 2017-03-08 2021-09-08 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Method for removing so2 from gas with temporarily high so2 content

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1142628A2 (en) Treatment of gas streams containing hydrogen sulphide
RU2474533C1 (en) Method of producing elementary sulphur from sulphur dioxide-containing exhaust gas
AU666754B2 (en) Desulphurisation of waste gases
US20220227625A1 (en) Method for production of elemental sulfur and sulfuric acid
WO2012152919A1 (en) A method for treating a sulfur-containing gas stream
US5468458A (en) Treatment of gas streams
WO2005007570A2 (en) Process for recovering sulphur from a gas stream containing hydrogen sulphide
US20120244064A1 (en) Device and method for the combustion of sulfur and sulfuric compounds
EP0030447A1 (en) High pressure process for recovery of sulphur from gases
AU2018201480A1 (en) Improved sulphur dioxide treatment
US4117100A (en) Process for reduction of sulfur dioxide to sulfur
US4419337A (en) Process and apparatus for reacting sulphur-containing material with oxidizing gas
EP1899042A1 (en) Treatment of fuel gas
US10508034B2 (en) Extended thermal stage sulfur recovery process
RU2556935C2 (en) Method of utilising sour gases, containing hydrogen sulphide and ammonia
EA026172B1 (en) Staged combustion of combustible sulphur-containing effluents with recovery of the sulphur in the claus process
RU2523204C1 (en) Method of obtaining elemental sulphur from sulphur dioxide-containing discharge gas
RU2356832C2 (en) Method of obtaining elementary sulphur from oxygen-containing metallurgical sulphur dioxide gas
IT201800010229A1 (en) PROCESS OF PARTIAL CATALYTIC OXIDATION WITH LOW CONTACT TIME FOR THE PRODUCTION OF SULFUR AND SYNTHESIS GAS STARTING FROM ACID GASES
RU2430014C1 (en) Method of producing sulphur from acid gases with low content of hydrogen sulphide
US8617509B1 (en) Thermal reduction of sulfur dioxide to sulfur in a single reaction furnace
CN116848062A (en) Hydrogen production from refinery sour gas and sour water stripper
EP0050527A1 (en) Process and apparatus for reacting sulphur-containing material with oxidising gas

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180716