Method for purifying hydrogen sulfide and nitrogen-containing crude gas
专利汇可以提供Method for purifying hydrogen sulfide and nitrogen-containing crude gas专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To recover sulfur compds. by converting hydrogen sulfide to elemental sulfur by direct oxidation and/or Claus-reaction to recover the sulfur, supplying hydrogen sulfide-contg. gas recovered from purge of acidic waste water to a combustion part, introducing the combustion waste gas into a reaction furnace.
CONSTITUTION: When washing with water and cooling, an acidic waste water contg. acidic gas and nitrogen compds. obtained from a crude gas is discharged to remove dissolved gases in an acidic waste water purge process B, at least hydrogen sulfide is removed from the gas discharged from the process A in an acidic gas washing process D to recover a desulfurized product gas, and hydrogen sulfide generated at the time of reformation of a contaminated cleaning agent from the washing process D is converted to elemental sulfur to recover sulfur. At this time, hydrogen sulfide is converted into the elemental sulfur in a sulfur catalytic recovering process E by direct oxidation and/or Claus- reaction to catalytically recover sulfur, a hydrogen sulfide-contg. gas recovered from purge of the acidic waste water is supplied to the combustion process C, and combustion exhaust gas is introduced to the process E.
COPYRIGHT: (C)1995,JPO，下面是Method for purifying hydrogen sulfide and nitrogen-containing crude gas专利的具体信息内容。
又は６〜１１のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも硫化水素（Ｈ 2 Ｓ）と、アンモニア（ＮＨ 3 ）及び／又はシアン化水素（ＨＣＮ）等の窒素含有成分（単・複）とを含有した粗ガスを水洗装置、冷却部及び物理的又は化学的に作用する酸性ガス洗浄機内で浄化し、洗浄剤を再生し且つ硫黄（Ｓ）を回収する方法であって、水洗及び冷却時に発生した酸性ガス及び窒素化合物を含有した酸性廃水を放散して溶存ガスを除去し、水洗装置から排出したガスから酸性ガス洗浄機内で少なくともＨ 2 Ｓを取り除き、脱硫された生成ガスを回収し、酸性ガス洗浄機から汚染洗浄剤の再生時に発生するＨ 2 Ｓを元素硫黄に変換して硫黄を回収するようにした方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば炭素含有物質、例えば石炭、精製残油又はタールサンド等の部分酸化により回収され又は精油所ガスとして発生する粗ガス中には一般にアンモニア、シアン化水素等の窒素含有成分やその他の、ギ酸、
塩素化合物等の微量成分も含まれている。 これらの粗ガス成分は水に良溶性であり、それ故に水洗装置及びガス冷却部により、得られる酸性廃水と一緒に排出される。
通常、酸性廃水は廃棄処理のため放散塔内で放散ガスで放散され、揮発性ガスはアンモニア、シアン化水素と一緒に排出される。 残廃水はなお酸及び塩素化合物の主量を含み、後続の廃水処理装置において廃棄処理される。
【０００３】水洗とガス冷却とにより、粗ガスに含まれた酸性ガスの一部分が粗ガスから除去される。 酸性廃水の放散時には、酸性廃水中に溶存する酸性ガスも放散ガスにより排除される。 つまり酸性廃水の放散から回収したガスは酸性ガス成分も窒素成分も含有している。
【０００４】燃焼は前処理又は後処理を行わないと酸性廃水放散ガス中にＨ 2 Ｓが含まれていて不法な有害物質の放出することになるので、酸性廃水放散ガスの継続処理が必要である。
【０００５】本出願人のドイツ特許公開明細書第 30 47
830号により、少なくとも二酸化炭素、Ｈ 2 Ｓで汚れたガス流をＨ 2 Ｓに対し選択性を有する酸性ガス洗浄機により浄化する方法が知られており、選択洗浄により回収されたＨ 2 Ｓは一部が酸化して二酸化硫黄（ＳＯ 2 ）となり、硫黄回収装置内でＨ 2 ＳとＳＯ 2とはクラウス反応に従って元素硫黄と（Ｓ）水（Ｈ 2 Ｏ）とに変換される。 硫黄回収装置から発生した排ガスは更に水素化し、
次に酸性ガス洗浄機に戻される。
【０００６】本出願人のドイツ特許公開明細書第 38 42
599号により、特にＮＨ 3及びＨ 2 Ｓ含有廃水を、クラウス炉も含むクラウス装置と再燃焼部との後段に設けた水洗装置及びＳＯ 2洗浄機を有する洗浄段から放散することが知られている。 放散時遊離したガスはクラウス炉内の燃焼部に供給される。 上述の如く酸性廃水の放散から回収したガスをクラウス装置のクラウス炉内に供給すると、特に粗ガス中のＨ 2 Ｓ含量が少ない場合−−粗ガス中のＨ 2 Ｓ低含量は例えば酸性ガスのＨ 2 Ｓ分５０容量％以下を意味する−−、煤の発生、ＮＨ 3の不完全燃焼、炭酸アンモニウム又はカルバミン酸アンモニウムによる移動により操業上問題が生じ、これによりクラウス装置の機能信頼性が損なわれる。 ＮＨ 3を窒素（Ｎ 2 ）
と水素（Ｈ 2 ）に接触分解することは原理的に可能であるが、この変換には高温が必要となるのでエネルギー及び経費の点できわめてコスト高である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、脱硫された生成ガスを簡単に確保し、粗ガス中に含まれた硫黄化合物を元素硫黄として回収し、特に、例えば炭素含有装入材の部分酸化を行うガスタービン・蒸気複合式火力発電所（複合式火力発電所）内に存在するＨ 2 Ｓ低含有粗ガスのかかる処理をそもそも初めて可能とする冒頭指摘した種類の方法を示すことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る硫化水素及び窒素含有粗ガスを浄化する方法では、少なくとも硫化水素（Ｈ 2 Ｓ）と、アンモニア（ＮＨ 3 ）及び／又はシアン化水素（ＨＣＮ）等の窒素含有成分（単・複）とを含有した粗ガスを水洗装置、冷却部及び物理的又は化学的に作用する酸性ガス洗浄機内で浄化し、洗浄剤を再生し且つ硫黄を回収する方法であって、水洗及び冷却時に得られた酸性ガス及び窒素化合物を含有した酸性廃水を放散して溶存ガスを除去し、水洗装置から排出したガスから酸性ガス洗浄機内で少なくとも硫化水素を取り除いて脱硫された生成ガスを回収し、酸性ガス洗浄機から汚染された洗浄剤の再生時に発生する硫化水素を元素硫黄に変換して硫黄を回収するようにされた方法において、
反応炉内で直接酸化及び／又はクラウス反応により硫化水素を元素硫黄に変換することにより硫黄回収を接触式で回収し、前記酸性廃水の放散から回収した硫化水素含有ガスを燃焼部に供給し、燃焼排ガスを反応炉に導入する方法である。
【０００９】
【作用】前述の課題が本発明によれば、反応炉内で直接酸化及び／又はクラウス反応によりＨ 2 Ｓを元素硫黄に変換することにより硫黄回収を接触式で行い、酸性廃水の放散から回収したＨ 2 Ｓ含有ガスを燃焼部に供給し、
燃焼排ガスを燃焼炉に導入することにより解決される。
【００１０】本発明は、反応炉内で酸性ガス洗浄機から発生するＨ 2 Ｓを使って酸性廃水の放散ガスの燃焼排ガスを元素硫黄に接触変換する考えに基づいている。 このプロセスの遂行により、酸性廃水中に含まれた硫黄化合物から得られる硫黄を反応炉内で酸性ガス洗浄機内に発生するＨ 2 Ｓと一緒に元素硫黄へと変換することが可能となる。 燃焼排ガス中に含まれたＳＯ 2はクラウス反応に従って酸性ガス洗浄機から発生するＨ 2 Ｓと触媒反応させて元素硫黄とされる。 残りのＨ 2 Ｓは反応炉内で酸素による直接酸化により触媒反応させて元素硫黄とされる。 これに必要な酸素は酸素及び／又は酸素含有ガスを反応炉内に添加することにより確保することができる。
反応炉に導入した炭化水素は、反応炉内の温度が炭化水素の分解にとって十分でないので本発明の方法に悪影響を及ぼさない。
【００１１】本発明の方法はクラウス炉を用いることなく硫黄回収を達成し、これにより装置は負荷変動時にも操業することができる。 反応炉内で燃焼が起きないので粗ガス中のＨ 2 Ｓ濃度は高くなくてもよい。 それ故に本発明の方法はＨ 2 Ｓ低含有粗ガスに特に適している。 Ｈ
2 Ｓ低含有粗ガスは、Ｈ 2 Ｓが酸素又はＳＯ 2と触媒反応して元素硫黄となるので、即ち所要の最低温度での燃焼が起きないので、本発明の方法で問題なく処理することができる。 クラウス炉を有するクラウス装置を利用した通常の方法に比べ本発明の方法の本質的利点がその点にある。 本発明の方法では酸性廃水放散ガスが燃料ガスとして使用される。 燃焼はクラウス炉よりもはるかに小さな炉内で起きる。
【００１２】本発明の方法は、複合式火力発電所において、特に例えば褐炭等の低硫黄炭の燃焼時に適用するのに適している。 本発明の方法の別の利点として粗ガス中に含まれた窒素化合物はまさに本発明によるプロセス遂行の故に悪影響を及ぼすことはない。
【００１３】本発明の方法の特別の利点は酸性廃水放散ガスの燃焼を過剰酸素下に実施するとき得られる。 この過剰酸素は酸素及び／又は酸素含有ガス、好ましくは空気を酸性廃水放散ガス燃焼部に添加することにより達成される。 過剰酸素は反応炉内でＨ 2 Ｓの元素硫黄への完全な変換が確保されるよう調整される。
【００１４】本発明の一実施例では元素硫黄の分離後に反応炉から得られる排ガスが再浄化される。 有利には、
再浄化部で分離した硫黄化合物は反応炉前のプロセスに戻され、反応炉内で元素硫黄に変換される。 これは、高硫黄回収の親環境的な方法を意味する。
【００１５】本発明によれば再浄化部は水素化工程から構成することができ、水素化ガスとして水素、又は酸性ガス洗浄機から回収する脱硫された生成ガスの部分量が使用される。 排ガス中に含まれた硫黄化合物、例えばＳ
Ｏ 2 、元素硫黄又は有機硫黄化合物は水素化による再浄化部内で水素化してＨ 2 Ｓとし、水洗装置から排出し冷却したガスの圧力に圧縮し、酸性ガス洗浄機の前でこれに混加される。 別の実施例では再浄化部は前記水素化工程階とこの水素化部の後段に設けられ物理的又は化学的に作用するＨ 2 Ｓ選択性酸性ガス洗浄機とからなる。 水素化部の後段に設けたＨ 2 Ｓ選択洗浄機からＨ 2 Ｓ含有ガスを回収して反応炉に直接導入し、そこで元素硫黄に変換することができる。
【００１６】本発明の方法において水洗装置と硫黄回収炉との間の酸性ガス洗浄機としては化学的又は物理的に作用する周知のあらゆる酸性ガス洗浄機を使用することができる。 Ｈ 2 Ｓ非選択性酸性ガス洗浄機の場合、酸性ガス洗浄機内で粗ガス中に含まれた二酸化炭素も吸収される。 本発明の方法で反応炉前の酸性ガス洗浄機としてＨ 2 Ｓ選択性酸性ガス洗浄機を使用し、更に水素化工程の後段に設けたやはりＨ 2 Ｓ選択洗浄機を同じ洗浄剤で操業する場合、有利には両洗浄剤経路を組合せることができる。 水素化工程の後段に設けたＨ 2 Ｓ洗浄機は一般に硫黄回収炉前のＨ 2 Ｓ洗浄機よりも本質的に小さいので、水素化工程後のＨ 2 Ｓ洗浄機から得られる汚染洗浄剤は反応炉前のＨ 2 Ｓ洗浄機の再生部において反応炉前のＨ 2 Ｓ洗浄機から得られる汚染洗浄剤と一緒に再生され、水素化工程後のＨ 2 Ｓ洗浄機内の洗浄剤としては反応炉前のＨ 2 Ｓ洗浄機の再生部から得られる再生洗浄剤の部分流が使用される。
【００１７】しかし本発明の方法の別の実施例では再浄化部は排煙再処理部を有する再燃焼部から構成することもできる。 この場合周知のあらゆる排煙再処理部が利用可能である。 好ましくは排煙再処理はＳＯ 2洗浄機で実施される。 排煙再処理部のＳＯ 2洗浄機から回収したＳ
Ｏ 2は硫黄回収炉に直接装入してＨ 2 Ｓと直接反応させることができる。
【００１８】本発明の付加的実施例では、再浄化部から発生する残留ガスは、反応炉前の酸性ガス洗浄機から得られる生成ガスの圧力に再凝縮後、生成ガスに混加される。 このプロセス遂行は特に複合式火力発電所において特に有利である。
【００１９】
【実施例】本発明の方法を以下、複合式火力発電所に適用した事例の一実施例を基に詳しく説明する。
【００２０】本発明の一実施例のプロセス遂行が図１にブロック線図で示してある。 導管１を介し複合式火力発電所内で例えば石炭の部分酸化から生じる粗ガスが工程Ａ内のガス冷却部及び水洗装置に達する。 導管２内に発生する酸性廃水は酸性廃水放散工程Ｂに送られる。 酸性廃水放散工程から発生する廃水は導管３を介し廃水処理装置内の継続処理工程に供給される。 酸性廃水放散工程時に放散除去されたガス、つまり酸性廃水放散ガスは導管４を介し燃焼工程Ｃに供給される。 導管５を介し酸素及び／又は酸素含有ガス、好ましくは空気は圧縮して燃焼工程に装入され、燃焼Ｃは過剰酸素下で実施される。
燃焼工程Ｃの燃焼排ガスは導管６内で本方法内で再利用に供される。
【００２１】ガス冷却部及び水洗装置から導管７内で得られるガス流は酸性ガス洗浄工程Ｄに導入される。 酸性ガス洗浄装置により得られる脱硫された生成ガスは複合式火力発電所に適用した場合ガスタービンに送られる。
洗浄剤の再生時酸性ガス洗浄工程Ｄ内に発生するＨ 2 Ｓ
含有分は導管９を介し硫黄接触回収工程Ｅの反応炉に供給される。 やはり反応炉内に燃焼工程Ｃの排ガスが導管６から導入される。 接触直接酸化又はクラウス反応により変換した元素硫黄は導管10を介し排出される。
【００２２】硫黄回収工程Ｅから発生するガスは導管11
を介し再浄化工程Ｆに供給される。 再浄化工程を例えば水素化工程とそれに続くＨ 2 Ｓ選択洗浄機の工程とから構成し、再浄化工程ＦのＨ 2 Ｓ洗浄機を酸性ガス洗浄工程Ｄと同じ洗浄剤で操業すると、図２に示すように、再浄化工程ＦのＨ 2 Ｓ洗浄機内で汚染された洗浄剤は導管
12を介し酸性ガス洗浄工程Ｄの再生工程内に供給することができる。 酸性ガス洗浄段Ｄの再生工程により回収した再生洗浄剤の部分流はこの場合導管13を介し再浄化工程ＦのＨ 2 Ｓ洗浄機に送られる。 しかし再浄化工程Ｆを再燃焼工程とそれに続くＳＯ 2洗浄機の工程とから構成すると、その際回収されたＳＯ 2含有ガスは導管14を介し硫黄回収工程Ｅの反応炉内に供給される。 再浄化工程から導管15中に発生する残留ガスは煙突を介し放出することができる。 しかし複合式火力発電所に適用した場合、導管15からの残留ガスを凝縮後導管18内の生成ガスに混加してエネルギー回収に利用する可能性もある。
【００２３】図１のブロック線図に示したプロセスが図２にプロセス工程Ｄ、Ｅ、Ｆの簡単な図式的構成により示してある。 理解を助けるため図１のブロック線図と等価なプロセス段及び導管には図２でも同じ符号が付けてある。
【００２４】ガス冷却部及び水洗装置から導管７内に排出されたガスは化学的又は物理的に作用するＨ 2 Ｓ選択性酸性ガス洗浄機の洗浄塔16に導入される。 Ｈ 2 Ｓで汚染された洗浄剤は導管17を介し洗浄塔16の溜から排出し除圧して分離器18に送られる。 ガス発生した不活性なものは、だが微量のガス発生したＨ 2 Ｓ部分も、分離器18
から導管19を介し燃焼工程Ｃに導入され、そこでガス中に含まれたＨ 2 Ｓが酸化してＳＯ 2となる。 汚染洗浄剤は分離器18から、再生洗浄剤と熱交換後、導管20を介し再生塔21内に供給される。 再生塔21が中間底を有し、この底の上で洗浄剤は導管22を介し排出され、少なくとも部分蒸発後導管23を介し中間底の下方で再生塔21の下部に導入される。 導管23から得られる蒸気は再生塔21内で放散ガスとして役立つ。 再生塔21の溜から再生洗浄剤は導管24を介し排出され、導管20及び加熱部25からの汚染洗浄剤と熱交換後導管26を介し洗浄塔16内にポンピングされる。 再生塔21の頭部から導管27を介し排出されたガスは冷却(28)して分離器29に供給される。 冷却28により得られた凝縮液は分離器29から導管30を介し再生塔21の頭部に戻される。 Ｈ 2 Ｓ含有ガス分は分離器29から導管９を介し、加熱(31)後、導管32を介し反応炉33内に供給される。 燃焼工程Ｃの導管６から得られる燃焼排ガスは導管32内でＨ 2 Ｓ分に混加することによりやはり反応炉
33に供給される。 触媒を充填した反応炉33は冷媒34を介し向流で間接的に内部冷却してある。 反応炉33内で接触直接酸化及び／又はクラウス反応により硫黄成分の元素硫黄への変換が起きる。 反応炉から排出したガス流35は冷却(36)後分離器37に供給され、凝縮生成した元素硫黄は導管10を介し排出される。 分離器から導管11を介し排出したガス流は水素化38が行われ、水素化に必要な水素化ガスは導管39を介し用意される。 水素化工程38内でガス流11中に含まれた硫黄化合物を水素化してＨ 2 Ｓとし、導管40を介しＨ 2 Ｓ選択洗浄塔41に供給される。 導管13を介し、再生塔21内で再生された洗浄剤の部分流が導管26から洗浄塔41に導入される。 洗浄塔41の溜から排出した汚染洗浄剤は導管12を介し分離器18に装入され、
こうして反応炉33の前で酸性ガス洗浄機の洗浄剤流路内に供給される。 洗浄塔41の頭部から導管15を介し脱硫された残留ガスを排出し、圧縮後に生成ガス８に混加することができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、Ｈ 2 Ｓと窒素成分とを含有した粗ガス、例えばガスタービン・蒸気複合式火力発電所において炭素含有装入材の部分酸化から発生する粗ガスの処理方法に関するものである。 粗ガスはガス冷却部及び水洗装置を前置した酸性ガス洗浄機により脱硫され、
硫黄化合物中に含まれた硫黄が元素硫黄として回収される。 本発明の方法では、酸性廃水放散ガスを燃焼させ、
この燃焼から生じる酸素高含有排ガスをＨ 2 Ｓ分と一緒に反応炉に導入し、そのなかでＨ 2 Ｓを直接酸化及び／
又はクラウス反応により接触式に元素硫黄に変換することにより、酸性廃水の脱硫と酸性ガス洗浄機から得られるＨ 2 Ｓ分の精製とが組合せられる。 硫黄回収工程から得られた排ガスを再浄化し、再浄化工程で回収した硫黄化合物を硫黄回収炉前のプロセスに戻し、こうしてやはり元素硫黄に変換することができるとき、付加的な諸利点が得られる。 再浄化工程は例えば、場合によってはＨ
2 Ｓ選択洗浄機を後段に設けた水素化工程から、又は排煙再処理工程、例えばＳＯ 2洗浄機を有するガス燃焼工程から構成することができる。
【図１】本発明の一実施例のプロセスを示すブロック線図である。
【図２】図１の実施例における工程Ｄ，Ｅ，Ｆを簡単な図式で示したプロセス工程図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/54 Ｃ０１Ｂ 17/04 Ｖ Ｆ０１Ｋ 23/10 Ｕ Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２７ Ｚ １３１ Ｆ２３Ｊ 15/00 (72)発明者 ミヒャエル ハイゼル ドイツ連邦共和国、ヴェー8023 プーラッ ハ、ギストルシュトラーセ 54 (72)発明者 ゲルハルト ランケ ドイツ連邦共和国、ヴェー8134 ペーキン グ、ファイヒテットシュトラーセ ６
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 单晶硅的制造方法、外延硅晶片、以及单晶硅基板 | 2020-05-12 | 181 |
| 一种冶炼烟气制硫磺的工艺 | 2020-05-12 | 918 |
| 硫磺尾气排放处理工艺及装置 | 2020-05-17 | 527 |
| 一种功能化离子液体吸收烟气中二氧化硫并用克劳斯反应低温再生的工艺方法 | 2020-05-15 | 989 |
| 一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置及应用 | 2020-05-16 | 476 |
| 一种酸性气处理的方法和装置 | 2020-05-08 | 626 |
| TiO2基催化剂前体材料、其制备及其用途 | 2020-05-17 | 996 |
| 克劳斯尾气处理方法及处理系统 | 2020-05-08 | 350 |
| 低浓度酸性气的硫磺回收工艺 | 2020-05-16 | 708 |
| 基于硫磺回收装置的克劳斯配风控制系统 | 2020-05-11 | 556 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
