RU2200618C2 - Способ десульфуризации газообразной среды - Google Patents
Способ десульфуризации газообразной среды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2200618C2 RU2200618C2 RU98101114/12A RU98101114A RU2200618C2 RU 2200618 C2 RU2200618 C2 RU 2200618C2 RU 98101114/12 A RU98101114/12 A RU 98101114/12A RU 98101114 A RU98101114 A RU 98101114A RU 2200618 C2 RU2200618 C2 RU 2200618C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gaseous medium
- reactors
- sulfuric acid
- temperature
- oxidation catalyst
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 title claims abstract description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 14
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 10
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N carbon disulfide-14c Chemical compound S=[14C]=S QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 125000001741 organic sulfur group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 claims description 4
- DXHPZXWIPWDXHJ-UHFFFAOYSA-N carbon monosulfide Chemical compound [S+]#[C-] DXHPZXWIPWDXHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- XDAHMMVFVQFOIY-UHFFFAOYSA-N methanedithione;sulfane Chemical compound S.S=C=S XDAHMMVFVQFOIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XDHOKIPTZNSSEK-UHFFFAOYSA-N O=C=O.O=S=O Chemical compound O=C=O.O=S=O XDHOKIPTZNSSEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8603—Removing sulfur compounds
- B01D53/8612—Hydrogen sulfide
- B01D53/8615—Mixtures of hydrogen sulfide and sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/346—Controlling the process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8603—Removing sulfur compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8603—Removing sulfur compounds
- B01D53/8609—Sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
- B01J23/04—Alkali metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/20—Vanadium, niobium or tantalum
- B01J23/22—Vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
- C01B17/765—Multi-stage SO3-conversion
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к очистке газов, в частности к способу десульфуризации газообразной среды. Способ десульфуризации газообразной среды, содержащей кислород, двуокись серы, серный ангидрид, серную кислоту, сероводород, сероуглерод, сероокись углерода и/или органические серосодержащие соединения, заключается в том, что каталитическое окисление осуществляют до воды, двуокиси углерода, двуокиси серы и серного ангидрида, который в присутствии, по меньшей мере, эквивалентного количества паров воды в указанной газообразной среде подвергают гидратации и конденсации с получением паров серной кислоты, при этом указанный процесс осуществляют в, по меньшей мере, двух последовательно соединенных реакторах, в каждый из которых загружают неподвижный слой инертного материала ниже слоя катализатора окисления, в котором осуществляют: переключение направления хода газообразной среды в реакторах примерно через каждые 1-40 мин; поддержание температуры в слоях катализатора окисления в интервале от 300 до 500oС; отвод из реакторов газообразной среды, который имеет температуру, по меньшей мере, на 50oС ниже точки росы серной кислоты в газе после окисления основного количества серы в подаваемой на очистку газообразной среде; и слив конденсата серной кислоты из донной части указанных реакторов. Изобретение позволяет усовершенствовать способ десульфуризации газообразной среды за счет использования регенеративного теплообмена в сочетании с реакцией окисления двуокиси серы до серного ангидрида в газах, содержащих воду. 10 с.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области очистки газов. В частности, данное изобретение относится к способу десульфуризации газообразной среды.
Известен способ десульфуризации газообразной среды, содержащей кислород, двуокись серы, серный ангидрид, серную кислоту, сероводород, сероуглерод, сероокись углерода и/или органические серусодержащие соединения путем каталитического окисления (см. DE 3036132, опубл. 06.05.1982, кл. B 01 D 53/36).
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование известного способа десульфуризации газообразной среды за счет использования регенеративного теплообмена в сочетании с реакцией окисления двуокиси серы до серного ангидрида в газах, содержащих воду.
Поставленная задача решается в способе десульфуризации газообразной среды, содержащей кислород, двуокись серы, серный ангидрид, серную кислоту, сероводород, сероуглерод, сероокись углерода и/или органические серусодержащие соединения путем каталитического окисления, за счет того, что каталитическое окисление осуществляют до воды, двуокиси углерода, двуокиси серы и серного ангидрида, который в присутствии, по меньшей мере, эквивалентного количества паров воды в указанной газообразной среде подвергают гидратации и конденсации с получением паров серной кислоты, при этом указанный процесс осуществляют в, по меньшей мере, двух последовательно соединенных реакторах, в каждый из которых загружают неподвижный слой инертного материала ниже слоя катализатора окисления, в котором осуществляют: переключение направления хода газообразной среды в реакторах примерно через каждые 1-40 минут; поддержание температуры в слоях катализатора окисления в интервале от 300 до 500oС;
отвод из реакторов газообразной смеси, которая имеет температуру, по меньшей мере, на 50oС ниже точки росы серной кислоты в газе после окисления основного количества серы в подаваемой на очистку газообразной среде; и
слив конденсата серной кислоты из донной части указанных реакторов.
отвод из реакторов газообразной смеси, которая имеет температуру, по меньшей мере, на 50oС ниже точки росы серной кислоты в газе после окисления основного количества серы в подаваемой на очистку газообразной среде; и
слив конденсата серной кислоты из донной части указанных реакторов.
Вода может присутствовать или в виде водяного пара в подаваемой на обработку газообразной среде, или она образуется при окислении других горючих продуктов, и/или ее можно добавлять в виде водяного пара или впрыскивать в виде водяной струи. Вода, таким образом, присутствует в количествах, которые по меньшей мере эквивалентны количеству серного ангидрида, образовавшегося во время протекания указанного процесса.
Предлагаемый способ предусматривает очистку газообразной среды, которая может содержать двуокись серы, серный ангидрид, серную кислоту, присутствующую в виде паров или аэрозоля, горючие органические компоненты, в том числе органические компоненты, содержащие серу, сероводород, сероуглерод и сероокись углерода, путем каталитического окисления при температуре примерно 400oС.
В соответствии с вышеуказанным способом, подаваемую на обработку газообразную среду вводят в неподвижный слой регенеративной теплообменной насадки при температуре, которая по меньшей мере на 50oС ниже точки росы паров серной кислоты в газе, выходящем из слоя катализатора, при этом гидратируется весь образовавшийся серный ангидрид до паров серной кислоты, большая доля которой конденсируется в нижней части неподвижного слоя регенеративной теплообменной насадки. Таким образом, в результате процесса обращения направления хода газообразной среды, заключающегося в том, что теплота гидратации серного ангидрида и конденсации серной кислоты может быть использована в регенеративной теплообменной зоне для нагревания холодной входящей газообразной среды до необходимой реакционной температуры. Кроме того, практически всю серную кислоту в газообразной среде можно выделить и слить из зоны регенеративного теплообмена путем охлаждения выходящей газообразной среды до температуры примерно ниже 100oС и введения затравочных частиц для регулирования конденсации при гетерогенном парообразовании, чтобы при конденсации подавить образование серной кислоты в виде аэрозоля.
Температуру в слоях катализатора окисления в реакторах регулируют путем продувки фракции горячей газообразной среды и охлаждения продутой фракции газообразной среды до температуры примерно 400oС, превращения остатка SO2 в SO3 в каталитической зоне реактора с последующей указанной фракцией до температуры 220-290oС, а затем до примерно 100oС в конденсаторе серной кислоты перед ее смешением с газообразной средой, отводимой из реакторов.
Предпочтительно поддержание температуры в слоях катализатора окисления обеспечивают путем проведения по меньшей мере одной из дополнительных стадий нагрева газообразной среды, ее охлаждения и продувки для обеспечения ее очистки до 20%.
Неподвижные слои теплообменной насадки выполнены из кислотостойкого материала. Материал, используемый в зоне неподвижных слоев теплообменной насадки, где кислота, адсорбирующаяся на указанном материале, обычно начинает опять испаряться в течение времени цикла нагрева, должен быть низкопористым или непористым, либо иметь полированную поверхность, поскольку повторное испарение кислоты снижает тепловой кпд.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут понятны специалистам из приведенного ниже детального описания изобретения со ссылкой на прилагаемый чертеж, где показана упрощенная схема предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого способа десульфуризации газообразной среды, выходящей из абсорбера установки для производства серной кислоты с одностадийной абсорбционной обработкой. Отработанная газообразная смесь содержит азот, кислород, двуокись углерода и обычно 0,1-0,3% двуокиси серы, 0-10 частей на миллион серного ангидрида и 2-100 частей на миллион серной кислоты в виде аэрозоля. Указанная среда не содержит паров воды. Очистку газообразной среды осуществляют в двух последовательно соединенных реакторах 1 и 2. Каждый реактор 1 и 2 соединен в донной части с линией впуска 3 с линиями 4, 5, оснащенными двухпозиционными клапанами 6 и 7 и выпускной линией 8 с линиями 9, 10, оснащенными двухпозиционными клапанами 11 и 12 и линиями 19, 20 для отвода продукта.
Воду в виде паров или водяной струи вводят или в очищаемый газ на линии 3, или в линию 13, которая соединена с верхней частью каждого из двух реакторов. Количество вводимой в газообразную среду воды равно количеству, обеспечивающему молярное соотношение Н2О к (SO3+SO2), по меньшей мере, 1,00 (т.е. без избытка Н2О), или после полной конверсии SO3 в H2SO4 содержание H2O в среде составляет до 2%.
Направление хода газообразной среды через реакторы переключают через каждые 5-15 минут, причем это переключение обеспечивается путем попеременного установления клапанов 6 и 12 в положении "открыто", а клапанов 7 и 11 "закрыто", или клапанов 6 и 12 в положение "закрыто", а клапанов 7 и 11 "открыто". Каждый реактор 1, 2 содержит слой 14 высотой 0,5-1 м традиционно используемого в производстве серной кислоты катализатора, как например оксида ванадия, нанесенного на носитель из двуокиси кремния и промотированного щелочными металлами, такими как калий, натрий и цезий, выполненного в форме колец размером 20 мм, и размещенный ниже его 0,5-5-метровый, предпочтительно 1-2-метровый слой 15 из кислотостойкого керамического, т.е. инертного, материала в форме шариков размером 20-30 мм, седел или колец Рашига. Вместо указанных шариков, седел или колец также можно использовать монолиты из кислотостойкого материала, имеющих параллельные вертикальные каналы с диаметром от 3 до 20 мм. Причем все указанные тела имеют соотношения объема к поверхности от 1,5 до 15. Массовая скорость газообразной среды в реакторах составляет приблизительно 1000 до 10.000 нм3 газа на м2 в час, предпочтительно 2000-3000 нм3 газа на м2 в час. Температуру в каталитических слоях поддерживают в интервале 350-450oС газовым нагревателем 16, охладителем 17 и линией 18. Поток газообразной среды по линии 18 охлаждают в охладителе 22, подвергают каталитическому окислению в реакторе 23, охлаждают в охладителе 24 и подвергают мокрому способу производства серной кислоты в конденсаторе 25. Конденсат серной кислоты стекает в линии 19 и 20 из донной части каждого из реакторов 1 и 2.
При отводе отработанной газообразной среды, профили температур в каждом из двух реакторов колеблются между двумя позициями в течение каждого промежутка времени t минут между изменениями положения клапанов. Расстояние z изменения хода профиля температур в течение промежутка времени между переключением клапанов составляет примерно величину z=t•G•ср/(W•cw), где W - насыпная плотность керамического материала, cw и ср - теплоемкость керамического материала и газообразной среды и G - массовая скорость газообразной среды в реакторе.
В каждом реакторе протекают следующие реакции:
каталитическое окисление SO2, SO2+1/2O2=SО3 в зоне катализатора;
газофазная гидратация SO3 до H2SO4 в виде паров в керамической зоне, где температурный режим поддерживается в интервале 155-350oС;
конденсация H2SO4 в присутствии некоторого количества H2O в зоне неподвижного слоя насадки из керамического материала, где температура устанавливается ниже точки росы серной кислоты в газовой фазе.
каталитическое окисление SO2, SO2+1/2O2=SО3 в зоне катализатора;
газофазная гидратация SO3 до H2SO4 в виде паров в керамической зоне, где температурный режим поддерживается в интервале 155-350oС;
конденсация H2SO4 в присутствии некоторого количества H2O в зоне неподвижного слоя насадки из керамического материала, где температура устанавливается ниже точки росы серной кислоты в газовой фазе.
Слой инертного материала в зоне конденсации также может состоять из слоя монолитов из кислотостойкого материала, имеющих параллельные вертикальные каналы с диаметром от 3 до 20 мм.
Для обеспечения практически полной конденсации паров серной кислоты, необходимо, чтобы температура на выходе газообразной среды в нижней части неподвижного слоя из керамической массы была ниже температуры равновесия, соответствующей заданному максимальному давлению равновесия, например, 2-10-6 атм. При избытке 1-2% паров воды в газовой фазе, давление паров серной кислоты обычно составляет ≤2•10-6 атм при температурах на выходе ниже 90-100oС и содержании паров воды в газообразной среде 1-2%. Концентрация кислоты в конденсате составляет примерно 70% H2SO4.
Некоторая часть серной кислоты обычно конденсируется в виде кислотного аэрозоля в газовой фазе, который можно удалить через фильтр 21. Для снижения количества образующейся в виде аэрозоля серной кислоты, в основную газоообразную среду, подаваемую по линии 13, вводят твердые (затравочные) частицы в количестве 1010-1013, предпочтительно 1011-1012 частиц в 1 нм3 на 1000 частей на миллион SOx, присутствующего в газообразной среде. Эти твердые частицы получают путем окисления силиконового масла в небольшой струе воздуха и затем смешивают с газообразной средой по линии 13.
При десульфуризации отработанной газообразной среды, содержащей сероводород и сероуглерод из производства вискозы в соответствии со способом предлагаемого изобретения, отработанная газообразная среда с содержанием H2S+CS2 приводит к адиабатическому росту температуры до 120oС на стадии превращения сероводорода и сероуглерода в серную кислоту в виде паров. Обработку отработанной указанной среды осуществляют в соответствии с технологической схемой, показанной на прилагаемом чертеже, причем она отличается от вышеописанных вариантов реализации способа предлагаемого изобретения только в том, что:
1. Газообразную среду дополнительно пропускают через слой устойчивого к сере катализатора сгорания (фирмы Хальдор Топсеэ А/С), размещенного между слоями катализатора окисления и инертного материала.
1. Газообразную среду дополнительно пропускают через слой устойчивого к сере катализатора сгорания (фирмы Хальдор Топсеэ А/С), размещенного между слоями катализатора окисления и инертного материала.
2. Вода обычно присутствует в избытке, поэтому нет необходимости в ее введении в газообразную среду.
3. В случае когда теплота реакции H2S+CS2 в газообразной среде выше 60-80oС, температуру на выходе газообразной среды поддерживают ниже 100oС путем очистки через линию 18, которая соединяет два реактора, до 15% газообразной среды, проходящей по линии 13.
Claims (11)
1. Способ десульфуризации газообразной среды, содержащей кислород, двуокись серы, серный ангидрид, серную кислоту, сероводород, сероуглерод, сероокись углерода и/или органические серусодержащие соединения путем каталитического окисления, отличающийся тем, что каталитическое окисление осуществляют до воды, двуокиси углерода, двуокиси серы и серного ангидрида, который в присутствии, по меньшей мере, эквивалентного количества паров воды в указанной газообразной среде подвергают гидратации и конденсации с получением паров серной кислоты, при этом указанный процесс осуществления в, по меньшей мере, двух последовательно соединенных реакторах, в каждый из которых загружают неподвижный слой инертного материала ниже слоя катализатора окисления, в котором осуществляют: переключение направления хода газообразной среды в реакторах примерно через каждые 1-40 мин; поддержание температуры в слоях катализатора окисления в интервале от 300 до 500oС; отвод из реакторов газообразной среды, которая имеет температуру, по меньшей мере, на 50oС ниже точки росы серной кислоты в газе после окисления основного количества серы в подаваемой на очистку газообразной среде; и слив конденсата серной кислоты из донной части указанных реакторов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поддержание температуры в слоях катализатора окисления обеспечивают путем проведения, по меньшей мере, одной из дополнительных стадий нагрева газообразной среды, ее охлаждения и продувки для обеспечения ее очистки до 20%.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газообразная среда проходит через каждый реактор при массовой скорости от 1000 до 10000 нм3/ч на м2 сечения реактора.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве неподвижного слоя из инертного материала в каждом из двух реакторов используют слой высотой 0,5 - 5 м из кислотостойких керамических тел с соотношением объема к поверхности от 1,5 до 15.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что неподвижный слой из инертного материала, загружаемый в каждом из двух реакторов, представляет собой монолитный слой из кислотоустойчивого материала с параллельными, вертикальными каналами с диаметром 3-20 мм.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катализатора окисления используют оксид ванадия, нанесенный на носитель из двуокиси кремния и промотированный щелочными металлами.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что щелочной металл выбирают из группы, состоящей из калия, натрия, и цезия.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что образование серной кислоты в виде аэрозоля при конденсации паров H2SO4 за счет охлаждения газообразной среды в неподвижном слое из инертного материала подавляют путем введения некоторого количества частиц в газообразную среду до концентрации примерно 1010-1012 твердых частиц в 1 нм3 на 1000 ч. на миллион SOx, присутствующего в газообразной среде.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что вводимые в газообразную среду частицы образуют при термическом сжигании силиконового масла в струе воздуха и затем смешивают с газообразной средой.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру в слоях катализатора окисления в реакторах регулируют путем продувки фракции горячей газообразной среды и охлаждения продутой фракции газообразной среды до температуры примерно 400oС, превращения остатка SO2 в SO3 в каталитической зоне реактора с последующим охлаждением указанной фракции до 220-290oС, а затем до примерно 100oС в конденсаторе серной кислоты перед ее смешением с газообразной средой, отводимой из реакторов.
11. Способ по любому из п. 1-10, отличающийся тем, что газообразную среду дополнительно пропускают через слой устойчивого к сере катализатора сгорания, размещенного между слоями катализатора окисления и инертного материала.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US3528197P | 1997-01-06 | 1997-01-06 | |
| US60/035,281 | 1997-01-06 | ||
| US60/035281 | 1997-01-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98101114A RU98101114A (ru) | 2000-01-10 |
| RU2200618C2 true RU2200618C2 (ru) | 2003-03-20 |
Family
ID=21881700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98101114/12A RU2200618C2 (ru) | 1997-01-06 | 1998-01-05 | Способ десульфуризации газообразной среды |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6149886A (ru) |
| EP (1) | EP0852159B1 (ru) |
| JP (1) | JPH10202059A (ru) |
| KR (1) | KR100577598B1 (ru) |
| AT (1) | ATE240772T1 (ru) |
| AU (1) | AU728951B2 (ru) |
| CA (1) | CA2225917C (ru) |
| DE (1) | DE69722163T2 (ru) |
| RU (1) | RU2200618C2 (ru) |
| TW (1) | TW457121B (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2349544C1 (ru) * | 2007-05-28 | 2009-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Лукойл-Пермнефтеоргсинтез" | Способ получения серной кислоты |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60030245T2 (de) | 2000-01-07 | 2007-07-19 | Haldor Topsoe A/S | Verfahren und Vorrichtung zur Entstaubung einer Reaktionszone |
| GB0113370D0 (en) * | 2001-06-01 | 2001-07-25 | Kvaerner Process Tech Ltd | Process |
| DE102009036289A1 (de) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | Uhde Gmbh | Verfahren und Anlage zur Schwefelsäureherstellung |
| LU91685B1 (de) * | 2010-05-07 | 2011-11-08 | Cppe Carbon Process & Plant Engineering S A | Verfahren zur katalytischen Entfernung von Kohlendioxyd und Schwefeldioxid aus Abgasen |
| WO2011147431A1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Haldor Topsoe A/S | Process and apparatus for sulphuric acid production |
| US8282901B2 (en) * | 2010-07-08 | 2012-10-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integration of catalytic CO2 oxidation and oxyfuel sour compression |
| CN102274686B (zh) * | 2011-08-11 | 2013-07-10 | 菏泽睿智科技开发有限公司 | 一种硫化氢废气和二氧化硫废气综合利用设备及方法 |
| CN103803506A (zh) * | 2012-11-08 | 2014-05-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 低排放硫化氢湿法制硫酸的工艺方法 |
| WO2014094838A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Haldor Topsøe A/S | Combustor for sulfur containing material and method and plant for producing sulfuric acid |
| CN103484185B (zh) * | 2013-09-17 | 2015-02-25 | 常州大学 | 一种膜分离与水合物联合气体脱硫、脱酸装置及方法 |
| EP2878358A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | Haldor Topsoe A/S | Catalytic oxidation of a gas comprising hydrogen sulfide |
| CA2932289C (en) * | 2013-12-02 | 2019-08-27 | Haldor Topsoe A/S | Catalyst for the oxidation of sulfur compounds |
| CA3004129C (en) * | 2015-11-06 | 2023-10-17 | Haldor Topsoe A/S | Method and plant design for reduction of start-up sulfur oxide emissions in sulfuric acid production |
| LU93013B1 (en) | 2016-04-04 | 2017-11-08 | Cppe Carbon Process & Plant Eng S A En Abrege Cppe S A | Process for the removal of heavy metals from fluids |
| LU93012B1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-11-08 | Cppe Carbon Process & Plant Eng S A En Abrege Cppe S A | Sulfur dioxide removal from waste gas |
| LU93014B1 (en) | 2016-04-04 | 2017-10-05 | Ajo Ind S A R L | Catalyst mixture for the treatment of waste gas |
| CN106621808A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-05-10 | 北京清新环境技术股份有限公司 | 一种烟气余热回收湿法集成净化系统及方法 |
| CN112871164B (zh) * | 2019-11-29 | 2023-08-04 | 大连凯特利催化工程技术有限公司 | 一种耐硫挥发性有机化合物燃烧催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115745262B (zh) * | 2022-11-21 | 2024-10-29 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种含硫含盐工艺水的脱硫装置及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3803804A (en) * | 1970-11-24 | 1974-04-16 | Hitachi Ltd | Apparatus for desulfurization of exhaust gas |
| FR2383881A1 (fr) * | 1977-03-18 | 1978-10-13 | Davy Powergas Gmbh | Procede et appareillage pour l'oxydation catalytique des composes gazeux du soufre en anhydride sulfurique |
| DE3744031A1 (de) * | 1987-12-24 | 1989-07-06 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur reinigung von rauchgasen |
| RU2019498C1 (ru) * | 1992-06-10 | 1994-09-15 | Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов | Способ переработки газов, содержащих диоксид серы, с получением серной кислоты |
| RU2030206C1 (ru) * | 1991-03-19 | 1995-03-10 | Акционерное общество открытого типа "ВНИИстром им.П.П.Будникова" | Установка для десульфурации топочных газов |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE512868A (ru) * | 1951-07-18 | 1900-01-01 | ||
| GB811058A (en) * | 1956-12-24 | 1959-03-25 | Metallgesellschaft Ag | Method of producing concentrated sulphuric acid and oleum from gases containing hydrogen sulphide |
| US3615196A (en) * | 1969-05-05 | 1971-10-26 | Exxon Research Engineering Co | Process for the purification of flue gas |
| CA975927A (en) * | 1971-10-20 | 1975-10-14 | Allied Chemical Corporation | Production of sulfur trioxide |
| DK145817C (da) * | 1977-01-28 | 1983-08-29 | Haldor Topsoe As | Apparat til kombineret varmeregenerering og rensning af gasser, isaer saadanne der indeholder eller udskiller faste oxyderbare stoffer og eventuelt tillige faste, ikke-oxyderbare partikler |
| US4478808A (en) * | 1981-12-24 | 1984-10-23 | Institut Kataliza Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk Sssr | Method of producing sulphur trioxide |
| DK168702B1 (da) * | 1988-06-02 | 1994-05-24 | Topsoe Haldor As | Fremgangsmåde ved fremstilling af svovlsyre og apparat til anvendelse ved udøvelse af fremgangsmåden |
| DK168701B1 (da) * | 1988-06-09 | 1994-05-24 | Topsoe Haldor As | Fremgangsmåde til ved fremstilling af svovlsyre at udkondensere svovlsyredampe |
| DK167910B1 (da) * | 1991-05-24 | 1994-01-03 | Topsoe Haldor As | Fremgangsmaade til fjernelse af svovloxider fra afgasser |
| US5658541A (en) * | 1995-03-16 | 1997-08-19 | Monsato Company | Process for removal of divalent sulfur compounds from waste gases |
-
1997
- 1997-12-16 EP EP97122125A patent/EP0852159B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-16 DE DE69722163T patent/DE69722163T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-16 AT AT97122125T patent/ATE240772T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-12-19 TW TW086119288A patent/TW457121B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-12-26 JP JP9359254A patent/JPH10202059A/ja active Pending
- 1997-12-29 CA CA002225917A patent/CA2225917C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-31 US US09/001,556 patent/US6149886A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-05 AU AU50370/98A patent/AU728951B2/en not_active Ceased
- 1998-01-05 RU RU98101114/12A patent/RU2200618C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-01-06 KR KR1019980000136A patent/KR100577598B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3803804A (en) * | 1970-11-24 | 1974-04-16 | Hitachi Ltd | Apparatus for desulfurization of exhaust gas |
| FR2383881A1 (fr) * | 1977-03-18 | 1978-10-13 | Davy Powergas Gmbh | Procede et appareillage pour l'oxydation catalytique des composes gazeux du soufre en anhydride sulfurique |
| DE3744031A1 (de) * | 1987-12-24 | 1989-07-06 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur reinigung von rauchgasen |
| RU2030206C1 (ru) * | 1991-03-19 | 1995-03-10 | Акционерное общество открытого типа "ВНИИстром им.П.П.Будникова" | Установка для десульфурации топочных газов |
| RU2019498C1 (ru) * | 1992-06-10 | 1994-09-15 | Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов | Способ переработки газов, содержащих диоксид серы, с получением серной кислоты |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2349544C1 (ru) * | 2007-05-28 | 2009-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Лукойл-Пермнефтеоргсинтез" | Способ получения серной кислоты |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2225917A1 (en) | 1998-07-06 |
| KR100577598B1 (ko) | 2006-07-31 |
| EP0852159A3 (en) | 1999-08-11 |
| EP0852159A2 (en) | 1998-07-08 |
| AU728951B2 (en) | 2001-01-18 |
| DE69722163D1 (de) | 2003-06-26 |
| TW457121B (en) | 2001-10-01 |
| AU5037098A (en) | 1998-07-09 |
| CA2225917C (en) | 2003-04-29 |
| KR19980070359A (ko) | 1998-10-26 |
| EP0852159B1 (en) | 2003-05-21 |
| JPH10202059A (ja) | 1998-08-04 |
| ATE240772T1 (de) | 2003-06-15 |
| US6149886A (en) | 2000-11-21 |
| DE69722163T2 (de) | 2004-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2200618C2 (ru) | Способ десульфуризации газообразной среды | |
| US5607657A (en) | Removal of sulfur compounds in claus type residual gases with sulfur recovery | |
| US4552746A (en) | Process for the reduction of the sulfur content in a gaseous stream | |
| SU1709900A3 (ru) | Способ извлечени серы из сероводородсодержащих газов | |
| JP3889051B2 (ja) | 硫黄プラントからの残留ガス中に存在する硫黄化合物ｈ▲下２▼ｓ、ｓｏ▲下２▼、ｃｏｓおよび／またはｃｓ▲下２▼を硫黄の形態で回収し、実質的に全て除去する方法 | |
| US4315904A (en) | Process for removing hydrogen sulphide and sulphur dioxide from claus tail gases | |
| US4430317A (en) | Low temperature Claus process with water removal | |
| US4309402A (en) | Process and apparatus for production of elemental sulfur | |
| CA2206236C (en) | Removal of nitrogen oxides from gas streams | |
| US4426369A (en) | Low temperature Claus process with water removal | |
| RU98101114A (ru) | Способ десульфуризации газообразной среды | |
| US4046866A (en) | Production of liquid sulfur trioxide | |
| JPH0446887B2 (ru) | ||
| JPS5836618B2 (ja) | ハイシユツガス ノ セイセイホウホウ オヨビ ソノソウチ | |
| US7595035B2 (en) | Process for the recovery of sulfuric acid | |
| US5132098A (en) | Process for removing sulphur compounds contained in a residual gas | |
| GB1598959A (en) | Process and device for the catalytic oxidation of gaseous sulphur compounds to sulphur trioxide | |
| US5185140A (en) | Process for removing sulphur compounds from a residual gas | |
| JPS63501359A (ja) | 残留ガスに含まれる硫黄化合物を除去する方法 | |
| US6113872A (en) | Process for removing sulfur compounds out of a gas | |
| RU2070538C1 (ru) | Способ получения элементарной серы | |
| US4894216A (en) | Catalytic process for producing sulphur from H2 S containing sour gas | |
| US4842843A (en) | Removal of water vapor diluent after regeneration of metal oxide absorbent to reduce recycle stream | |
| CA2201054A1 (en) | Gas separation | |
| EA005590B1 (ru) | Способ каталитического превращения газов с высоким содержанием диоксида серы |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080106 |