De Claus-Proces | netl.doe.gov

De basis Claus-proces voor sub-stoichiometrische verbranding van waterstofsulfide (H2S) tot elementaire zwavel volgt de volgende reacties:

H2S + 1 ½ O2 → SO2 + H2O

2 H2S + SO2 → 2 H2O + 3 S1

3 H2S + 1 ½ O2 → 3 H2O + 3 S

Figuur 12 toont een typisch proces flow schema van een 2-traps rechte through3 Claus zwavel-terugwin-unit (SRU). Zuurgas uit het acid gas removal (AGR) proces, samen met overhead gassen uit zure water strippen en een kleine hoeveelheid recycle uit de staart gas behandeling unit (niet weergegeven), worden verbrand in de Claus oven met voldoende lucht of zuurstof om een totaal gasmengsel met de gewenste 2-1 stoichiometrische Verhouding van H2S zwaveldioxide (SO2) voor omzetting in zwavel en water te produceren. Een aanzienlijke hoeveelheid zwavel (ongeveer 2/3 van de totale gerecupereerde zwavel) wordt direct thermisch gevormd in de oven door de bovenstaande reacties. Wanneer de uitlaatgassen van de hete oven in de afvalwarmteketel (WHB) worden gekoeld, wordt het gasvormige zwavel gecondenseerd en uit de gassen verwijderd. Het verwijderen van de zwavel aan de goede kanten van de reacties geeft de drijvende kracht voor verdere omzetting in de stroomafwaartse katalytische reactorfasen, die zich bij steeds lagere temperaturen voordoen, ook ten gunste van een meer volledige omzetting in zwavel. De gassen worden opgewarmd en komen in de eerste katalytische reactor terecht, waar ongeveer 75% van de resterende gassen wordt omgezet, gevolgd door afkoeling, zwavelcondensatie en verwijdering. Een ander stadium of twee volgen om ongeveer 98% van de totale zwavel te herstellen. De reactiewarmte die in de brander wordt geproduceerd, wordt in de geïntegreerde WHB teruggewonnen door middelmatige drukstoom te genereren, die zowel bij het opwarmen voor katalytische fasen als buitengebruik wordt gebruikt.

Zwavelproducten worden gekoeld en gecondenseerd, waardoor lagedrukstoom ontstaat. Gecondenseerde zwavel product wordt opgeslagen in een ondergrondse gesmolten zwavel put, waar het later wordt gepompt om vrachtwagen laden voor verzending. Claus-staartgas uit de laatste fase zwavelcondensator wordt naar een staartgasbehandelingseenheid gestuurd om ongeconverteerde H2S, SO2 en Carbonylsulfide (COS) te verwijderen voordat het wordt verwijderd.

referenties / verdere lezing

• vergassing (2003)
  door Christopher Higman en Maarten Van der Burgt, Uitgeverij Elsevier

1. In de praktijk zijn verschillende allotrope vormen van zwavel betrokken, waaronder voornamelijk S2, S6 en S8. Het nauwkeurig voorspellen van de vorming, het gedrag en de distributie van zwavel in de fasen van het Claus-proces vereist aandacht voor de thermodynamica van alle allotropen.
2. Oorspronkelijk van Weiss, M.-M., “Selection of the acid gas removal process for IGCC applications”, Paper presented at IChemE Conference” Gasification Technology in Practice”, Milan; reproduced in Christopher Higman and Maarten Van der Burgt, Gasification, 1st edition, Elsevier Science (2003).
3. Een gesplitste stroomregeling is ook mogelijk waarbij een aanzienlijk deel van het zuurgasvoer de oven omzeilt en rechtstreeks naar de eerste katalytische fase gaat; de keuze van de stroomregeling is afhankelijk van meerdere factoren, waaronder concentratie van H2S in het toevoergas, koolwaterstofgehalte van het zuurgas, of lucht of zuurstof wordt gebruikt om de oven aan te steken, en voorverwarming van lucht en zuurgas toevoerstromen. Een gedetailleerde bespreking van deze complexiteit valt buiten het bestek van deze discussie.; voor meer informatie wordt verwezen naar Hoofdstuk 8 “Sulfur Recovery Processes” in Gas Purification, Arthur L. Kohl and Richard Nielsen, Gulf Professional Publishing (1997).

Syngas Opschonen

• Commerciële Technologieën voor Syngas Opruimen
• Syngas Verontreinigingen Verwijderen en Airconditioning
  • Zuur Gas Verwijdering (AGR)
  • Zwavel Herstel en restgas de Behandeling van
    • De Claus-Proces
    • SCOT restgas de Behandeling van
    • Zwavelzuur
  • Deeltjes Verwijderen
  • Mercury/Toxics-Uitstoot
  • COS Hydrolyse
  • Water Gas Shift & voor de Productie van Waterstof
• Developmental Syngas Opruimen Technologie
• DOE Ondersteund R&D Projecten voor Syngasreinigingstechnologie
• Emissievoordelen van vergassing