Claus processen | netl.doe.gov

den grundläggande Claus-processen för substökiometrisk förbränning av vätesulfid (H2S) till elementärt svavel följer följande reaktioner:

H2S + 1 kg O2 kg SO2 + H2O

2 H2S + SO2 OC 2 H2O + 3 S1

3 H2S + 1 msk O2 msk 3 H2O + 3 S

Figur 12 visar ett typiskt processflödesschema för en 2-stegs rakt genom3 Claus svavelåtervinningsenhet (SRU). Syrgas från syragasavlägsnande (AGR) – processen, tillsammans med luftgaser från surt vattenavlägsnande och en liten mängd återvinning från slutgasbehandlingsenheten (visas inte), bränns i Claus-ugnen med tillräcklig luft eller syre för att producera en total gasblandning med det önskade 2 till 1 stökiometriska förhållandet H2S till svaveldioxid (SO2) för omvandling till svavel och vatten. En väsentlig mängd svavel (ca 2/3 av den totala svavel som återvinns) bildas termiskt direkt i ugnen genom ovanstående reaktioner. När den heta ugnsavgasen kyls i spillvärmepannan (WHB) kondenseras det gasformiga svavlet och avlägsnas från gaserna. Avlägsnande av svavel från höger sida av reaktionerna ger drivkraft för ytterligare omvandling i de nedströms katalytiska reaktorstadierna, som uppträder vid alltmer lägre temperaturer, vilket också gynnar mer fullständig omvandling till svavel. Gaserna värms upp igen och går in i den första katalytiska reaktorn, där cirka 75% omvandling av de återstående gaserna sker, följt av kylning, svavelkondensation och avlägsnande. Ett annat steg eller två följer för att återvinna cirka 98% av den totala svavel. Reaktionsvärme som produceras i brännaren återvinns i den integrerade WHB genom att generera medeltrycksånga, som används både vid uppvärmning för katalytiska steg och utomhusbruk.

Svavelprodukter kyls och kondenseras, vilket genererar lågtrycksånga. Kondenserad svavelprodukt lagras i en underjordisk smält svavelgrop, där den senare pumpas till lastbilslastning för leverans. Claus slutgas från det sista steget svavelkondensor skickas till en slutgasbehandlingsenhet för att avlägsna okonverterad H2S, SO2 och karbonylsulfid (COS) före bortskaffande.

Referenser/Vidare läsning

• förgasning (2003)
  av Christopher Higman och Maarten van der Burgt, Elsevier Publishing

1. I praktiken är olika allotropa former av svavel involverade inklusive främst S2, S6 och S8. Att noggrant förutsäga bildandet, beteendet och fördelningen av svavel i Claus-processstadierna kräver uppmärksamhet på termodynamiken hos alla allotroper.
2. Ursprungligen från Weiss, M.-M., “Selection of the acid gas removal process for IGCC applications”, papper som presenterades vid IChemE-konferensen” Förgasningsteknik i praktiken”, Milano; reproducerad i Christopher Higman och Maarten van der Burgt, förgasning, 1st edition, Elsevier Science (2003).
3. Ett delat flödesarrangemang är också möjligt där en betydande del av syrgasmatningen kringgår ugnen och går direkt till det första katalytiska steget; val av flödesarrangemang beror på flera faktorer inklusive koncentration av H2S i matningsgasen, kolväteinnehållet i syrgasen, oavsett om luft eller syre används för att avfyra ugnen och förvärmning av luft-och syrgasmatnings strömmar. En detaljerad diskussion om dessa komplexiteter ligger utanför ramen för denna diskussion; för ytterligare information hänvisas läsaren till Kapitel 8″ Svavelåtervinningsprocesser ” i gasrening, Arthur L. Kohl och Richard Nielsen, Gulf Professional Publishing (1997).

Syngas städa upp

• kommersiell teknik för Syngas sanering
• Syngas föroreningar borttagning och konditionering
  • syra gas avlägsnande (AGR)
  • svavel återvinning och Slutgas behandling
    • Claus processen
    • Scot slutgas behandling
    • svavelsyra
  • Partikelavlägsnande
  • kvicksilver/Toxikutsläpp
  • COS hydrolys
  • Vattengasförskjutning & väteproduktion
• utvecklings Syngas rensning teknik
• Doe stöds R& D projekt för Syngas Cleanup Technology
• utsläpp fördelar med förgasning