Procesul Claus | netl.doe.gov

procesul Claus de bază pentru arderea sub-stoichiometrică a hidrogenului sulfurat (H2S) la sulful elementar urmează următoarele reacții:

H2S + 1 O2 O2 O2 + H2O

2 H2S + SO2 2 H2O + 3 S1

3 H2S + 1 O2 O2 3 H2O + 3 s

Figura 12 prezintă o schemă tipică a fluxului de proces al unei unități de recuperare a sulfului Claus în 2 trepte (SRU). Gazul Acid din procesul de îndepărtare a gazului acid (AGR), împreună cu gazele aeriene din striparea apei acide și o cantitate mică de reciclare din unitatea de tratare a gazelor reziduale (nu este prezentată), sunt arse în cuptorul Claus cu suficient aer sau oxigen pentru a produce un amestec total de gaze cu raportul stoichiometric dorit de 2 la 1 de H2S la dioxid de sulf (SO2) pentru Conversia în sulf și apă. O cantitate substanțială de sulf (aproximativ 2/3 din sulful total recuperat) este formată termic direct în cuptor prin reacțiile de mai sus. Pe măsură ce evacuarea cuptorului fierbinte este răcită în cazanul de căldură uzată (WHB), sulful gazos este condensat și îndepărtat din gaze. Îndepărtarea sulfului din părțile drepte ale reacțiilor oferă forță motrice pentru conversia ulterioară în etapele reactorului catalitic din aval, care apar la temperaturi din ce în ce mai scăzute, favorizând, de asemenea, o conversie mai completă în sulf. Gazele sunt reîncălzite și intră în primul reactor catalitic, unde are loc o conversie de aproximativ 75% a gazelor rămase, urmată de răcire, condensare cu sulf și îndepărtare. Urmează o altă etapă sau două pentru a recupera aproximativ 98% din sulful total. Căldura de reacție produsă în arzător este recuperată în WHB integrat prin generarea aburului de presiune medie, utilizat atât în reîncălzirea pentru etape catalitice, cât și în exterior.

produsele de sulf sunt răcite și condensate, generând abur de joasă presiune. Produsul cu sulf condensat este depozitat într-o groapă subterană de sulf topit, unde este pompat ulterior la încărcarea camionului pentru expediere. Claus gazele reziduale din ultima etapă condensator de sulf este trimis la o unitate de tratare a gazelor reziduale pentru a elimina neconvertite H2S, SO2, și sulfură de carbonil (COS) înainte de eliminare.

referințe/lecturi suplimentare

• gazificare (2003)
  de Christopher Higman și Maarten van der Burgt, Editura Elsevier

1. În practică sunt implicate diferite forme alotropice de sulf, inclusiv în principal S2, S6 și S8. Prezicerea exactă a formării, comportamentului și distribuției sulfului în etapele procesului Claus necesită atenție termodinamicii tuturor alotropilor.
2. Originar din Weiss, M.-M.,” selecția procesului de îndepărtare a gazelor acide pentru aplicațiile IGCC”, lucrare prezentată la Conferința IChemE” tehnologia de gazificare în practică”, Milano; reprodus în Christopher Higman și Maarten van der Burgt, gazeificare, Ediția 1, Elsevier Science (2003).
3. Un aranjament de flux divizat este, de asemenea, posibil în care o fracțiune semnificativă din alimentarea cu gaz acid ocolește cuptorul și trece direct la prima etapă catalitică; selectarea aranjamentului de flux depinde de mai mulți factori, inclusiv concentrația de H2S în gazul de alimentare, conținutul de hidrocarburi al gazului acid, dacă aerul sau oxigenul sunt utilizate pentru a declanșa cuptorul și preîncălzirea fluxurilor de alimentare cu aer și gaz acid. O discuție detaliată a acestor complexități depășește sfera acestei discuții; pentru informații suplimentare, cititorul este menționat la capitolul 8″ procese de recuperare a sulfului ” în Purificarea gazelor, Arthur L. Kohl și Richard Nielsen, Gulf Professional Publishing (1997).

Syngas Clean Up

• tehnologii comerciale pentru Syngas Cleanup
• Syngas Contaminant îndepărtarea și condiționarea
  • eliminarea gazelor acide (AGR)
  • sulf de recuperare și de gaze reziduale Tratarea
    • procesul Claus
    • SCOT Tratarea gazelor reziduale
    • acid sulfuric
  • eliminarea particulelor
  • emisii de mercur/substanțe toxice
  • hidroliza COS
  • trecerea gazului în apă & producția de hidrogen
• dezvoltare Syngas Cleanup tehnologie
• DOE sprijinit R&proiecte D pentru Tehnologia de curățare a gazelor de sinteză
• avantajele emisiilor de gazeificare