Claus-processen | netl.doe.gov

den grundlæggende Claus-proces til sub-støkiometrisk forbrænding af hydrogensulfid (H2S) til elementært svovl følger følgende reaktioner:

H2S + 1 kr O2 kr SO2 + H2O

2 H2S + SO2 kr 2 H2O + 3 S1

3 H2S + 1 liter O2 liter 3 H2O + 3 S

Figur 12 viser et typisk processtrømningsskema for en 2-trins straight-through3 Claus svovlgenvindingsenhed (SRU). Syregas fra processen til fjernelse af syregas (AGR) sammen med overliggende gasser fra stripping af surt vand og en lille mængde genbrug fra slutgasbehandlingsenheden (ikke vist) brændes i Claus-ovnen med tilstrækkelig luft eller ilt til at producere en samlet gasblanding med det ønskede 2 til 1 støkiometriske forhold mellem H2S og svovldiokse (SO2) til omdannelse til svovl og vand. 2/3 af det samlede genvundne svovl) dannes termisk direkte i ovnen ved de ovennævnte reaktioner. Når den varme ovnudstødning afkøles i spildvarmekedlen, kondenseres det gasformige svovl og fjernes fra gasserne. Fjernelse af svovlet fra højre side af reaktionerne giver drivkraft til yderligere omdannelse i de nedstrøms katalytiske reaktortrin, der forekommer ved stadig lavere temperaturer, hvilket også favoriserer mere fuldstændig omdannelse til svovl. Gasserne genopvarmes og kommer ind i den første katalytiske reaktor, hvor omkring 75% omdannelse af de resterende gasser finder sted, efterfulgt af afkøling, svovlkondensation og fjernelse. En anden fase eller to følger for at genvinde omkring 98% af det samlede svovl. Reaktionsvarme produceret i brænderen genvindes i den integrerede HVB ved at generere mediumtryksdamp, der anvendes til både genopvarmning til katalytiske trin og udendørs brug.

Svovlprodukter afkøles og kondenseres, hvilket genererer lavtryksdamp. Kondenseret svovlprodukt opbevares i en underjordisk smeltet svovlgrop, hvor den senere pumpes til lastvogn til forsendelse. Claus-slutgas fra sidste trin svovlkondensator sendes til en slutgasbehandlingsenhed for at fjerne uomvendte H2S, SO2 og carbonylsulfid (COS) inden bortskaffelse.

referencer/yderligere læsning

• forgasning (2003)
  af Christopher Higman og Maarten van der Burgt, Elsevier Publishing

1. I praksis er forskellige allotrope former for svovl involveret, herunder primært S2, S6 og S8. Præcis forudsigelse af dannelse, adfærd og fordeling af svovl i Claus-processtadierne kræver opmærksomhed på termodynamikken af alle allotroper.
2. “Udvælgelse af processen til fjernelse af syre gas til IGCC-applikationer”, papir præsenteret på IChemE-konferencen” Forgasningsteknologi i praksis”, Milano; gengivet i Christopher Higman og Maarten van der Burgt, forgasning, 1.udgave, Elsevier Science (2003).
3. Et delt strømningsarrangement er også muligt, hvor en betydelig brøkdel af syregastilførslen omgår ovnen og går direkte til det første katalytiske trin; Valg af strømningsarrangement afhænger af flere faktorer, herunder koncentration af H2S i fodergassen, kulbrinteindholdet i syregassen, hvad enten luft eller ilt bruges til at affyre ovnen, og forvarmning af luft-og syregastilførselsstrømme. En detaljeret diskussion af disse kompleksiteter ligger uden for denne diskussion; for yderligere information henvises læseren til Kapitel 8 “Svovlgenvindingsprocesser” i gasrensning, Arthur L. Kohl og Richard Nielsen, Gulf Professional Publishing (1997).

Syngas oprydning

• Kommercielle teknologier til Syngas oprydning
• Syngas fjernelse og konditionering
  • fjernelse af Syregas (AGR)
  • Svovlgenvinding og Slutgasbehandling
    • Claus-processen
    • Scot slutgas behandling
    • svovlsyre
  • fjernelse af partikler
  • kviksølv/toksiske emissioner
  • Cos-hydrolyse
  • Vandgasskift & Brintproduktion
• Udviklingssyngas Oprydningsteknologi
• Doe understøttet R & D projekter til Syngas Oprydningsteknologi
• Emissionsfordele ved forgasning