Способ переработки сероводорода на элементарную серу

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 8 2 53/14 1 В .17/04 цр 8 ССУД АРСТОЕННЫЙ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОМИТЕТИй ИОТН Е ИЭО ЕНИЯ фДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАНН АВТОРСКОМУ(71). Институт газа АН Украинской СС(56) 1 Патент США И 3966876,кл. 423-574, опублик. 1976,2. Егоров Н.Н; и .др. Очистка отсеры коксовального и других горючихгазов, м нметаллургиздат, 1960,с. 108 (прототип).(54) (57) 1, СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЕРОВОДОРОДА НА ЭЛЕМЕНТАРНУ 6 СЕРУ, включающий абсорбцию сероводорода из топливного газа водным раствором ,сульфит бисульфита аммония,.регенера" цию насыщенного абсорбента контактированием с газом, содержащим двуокись серы, с получением элементарной серы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода серы и сни" жения расхода абсорбента абсорбцию ооуществляат сначала при температуре 130-160 С, а затем при 30-60 С ичасть полученной серы или серусодер . жащего соединения сжигают с получением газа, содержащего двуокись серы, а часть насыщенного абсорбента испаряют в потоке газа, образующегося при сжигании исходного газа в газе, содержащем двуокись серы с образованием сульфита аммония и возвратом его на стадию абсорбции.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что насыщенный абсорбент на испарение подают в количестве 100-500 г на 1 м газа.з3. Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что сжигайие .исходного газа ведут при коэффициен" те расхода окислителя, равном 0,95" 1,1.Изобретение относится к абсорбционной очистке газов и может бытьиспользовано при очистке коксовального, сланцевого и других горючихгазов от сероводорода. 5Известен способ очистки коксовального газа от сероводорода, в которомгаз, содержащий сероводород, промывают щелочным раствором солей антрахинона и сульфокислоты, включающимпятивалентный ванадий. Недостатком способа является ис-пользование и большой расход дорогостоящих. реагентов: щелочи, ванадия,солей антрахинона:и сульфокислоты,а также потери сорбентов.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатуявляется способ очистки коксовального газа от сероводорода, в котором 20гаэ, содержащий сероводород, промывают раствором сульфит бисульфитааммония, подогретым до 60 С.При этом частично поглощаетсясероводород с образованием, преиму" 25щественно, тиосульфита аммония, Далееоставшийся газ нагревают до 320-350 С,добавляют 6-8 об,4 воздуха и подвергают остаточный сероводород контактному окислению до 50, В качестве ЗОкатализатора применяют никель, активированный ванадием, свинцом,или молибденом. После этого газ охлаждаютдо 1 ч 0-160 С и сорбируют из него сернистый ангидрид раствором сульфита35аммония. Нагревшийся при . этом раствор затем охлаждают. Часть растворасульфит бисульфита аммония подаютна предварительную промывку газа,а часть выдерживают при 130-160 С идавлении 3-1 атм. При этом все аммонитные соединения окисляются до суль"фата аммония и серы. Сульфат аммониявыделяют упариванием и кристаллизацией, а серу сжигают. для получения4530 или отстаивают, или сливают 21,Недостатками известногоспособа яв"ляются его многостадийность, нециклицность и относительно высокаяэнергоемкость, что связано с необходймостью упаривать часть рабочего50 раствора.Целью изобретения является повышение выхода серы и снижение расхода абсорбента.Поставленная цель достигаетсяспособом переработки сероводородана элементарную серу, включающимабсорбцию сероводорода из топливного газа водным раствором сульфит бисульфита аммония, регенерацию насыщенного абсорбента контактированием с газом, содержащим двуокись серы, с получением элементарной серы, в котором абсорбцию осуществляют сначала при 130-160 вС, а затем при 30-60 ОС и часть полученной серы или серусодержащего соединения сжигают с получением газа, содержащего двуокись серы, а часть насыщенного абсорбента испаряют в потоке газа, образующегося при сжигании исходного газа в газе, содержащем двуокись серы с образованием сульфита аммония и возвратом его на стадию абсорбций.Насыщенный абсорбент на испарениеЪ подают в количестве 100-500 г на 1 м газа.Сжигание исходного газа ведут при коэффициенте расхода окислителя, равном 0,9-1,1..Способ осуществляют следующим образом.Исходный газ промывают сульфит бисульфитным раствором аммония в скруббере при 130-160 С. При этом сероводород взаимодействует с би-сульфитом аммония с образованием элементарной серы и сульфита. Серу отстаивают и выводят в виде плава, а газ охлаждают в холодильнике и промывают свежим раствором сульфит бисульфита аммония в скруббере при 30-60 оС. При этих условиях оста точный сероводород сорбируется с образованием, преимущественно, тиосульфита аммония, Образовавшийсяо тиосульфит в скруббере при 130-160 С взаимодействует с бисульфитом с образованием серы и сульфита, при этом увеличивается выход элементарной серы. Раствор иэ скруббера, содержащий преимущественно сульфит, переливается в емкость, откуда он цир. кулирует через скруббер и холодильник, и насыщается сернйстым ангидридом с образованием бисульфита. Гаэ, содержащий сернистый ангидрид, образуется при сжигании серы в печ" ке, охлаждается в испарительном скруббере и поступает на сорбцию. Для того, чтобы избежать накапливания сульфата в растворе и потерь поглотительного материала за счет образования сульфата, в печной газ в количестве, соответствующем о(. = = 0,95-1,1 по отношению к содержанию3 1012958кислорода в печном газе, образующем- ние сульфат-иона в абсорбционном ся после сжигания серы, а в получен- растворе при многократно повторяюном горячем газе - в испарительном щихся циклах сорбции - регенерации скруббере, распыливают часть абсорб- не увеличивается, оставаясь на ционного раствора из скруббера. В ис-уровне 1,5-2 по отношению к сумпарительном скруббере при температуре ме ЙНу.испарения и отсутствии кислорода в П р и м е р 2. При условиях приобразующейся слабо восстановитель- мера 1 гоглащение на предварительной ной газовой среде сульфат восстанав- промывке осуществляют при 160 С, ливается до сульфита. Испарившийся 10 а на окончательной - при 60 оС. Частьраствор конденсируется и возвращает абсорбционного раствора в количестве. ся в процесс. 500 мл на 1600 норм.л газа отбираютП р и м е р 1, Газ следующего и испаряют в потоке бескислороднога состава,3: СО 20; НВО; Н 5 .10; газа, который получают сжиганием исостальное " пар, СО и Й предвари з ходного газа с коэффициентом избйтка тельно промывают 20-ным ( в перес- кислорода, равным 0,95 по отношению к чете на ЙНОН) раствором сульфитостаточному кислороду в газе, образобисульфита аммония, поступающим с вавшемся после сжигания серы. Общая окончательной промывки, под давле- степень очисткигазов от серы сос" нием 1,5 ати и температуре 1300 С. щв тавляет 983 Количество сульфата в Затем газ охлаждают в обратном вод- абсорбционном растворе остается на ном холодильнике и окончательно про- уровне 2 к сумме ЙНЗ. мывают при 30 С свежим раствором0Количество абсорбента, подаваемосульфит бисульфита аммония. го,на испарение, регламентируетсяОбщая степень очистки газа от серы 2 теплоемкостью горячих печных газов. составляет 98-993, т.е. в очищенном Состав газа после испарения соотгазе содержится порядка 0,1-0,23 се- ветствует составу, печных газов плюс ры, преимущественно в виде Н и продукты испарения абсорбента плюс 0 в пропорции, близкой 1:1. Отмы- продукты разложения солей, содержаваемую из газа серу скапливают на зе щихся в абсорбенте.предварительной промывке в виде Так как в абсорбенте всегда приплава и отделяютд ют декантированием. сутетвуют политионаты и тиосульфаты,Отработавций раствор подают на по- в продуктах разложения солей и в паглощение сернистого газа, который рогазовой смеси после испаренияполучают сжиганием серы в воздухе всегда присутствует элемента на3р я с последующим сжиганием части ис-сера. Благодаря наличию элементарходного газа.в образующемся печном. ной серы и высокой температуое гагазе с коэффициентом избытка кисло- зов после испарения С ЙООС У1рода 0, 1,1 по отношению к оста- которая в свою очередь обусловлеточному кислороду в газе после сжи"46на теплосодержанием печных г зогания серы. Регенеративный раствор и количеством испаряемого абсорвозвращают в цикл поглощения, часть бента, часть аммония окислившаяся а сорбционного раствора в количест- до сульфата, восстанавливается доб9 ве 100 мл на 1000 норм.л газа от- сульфита В этом и закта. этом и заключается главбирают и испаряют, пропуская его ная операция регенерациирегенерации окисливше: вместе с бескислородным сернисмгося поглотительного мапоглотительного материала, котогазом через реактор, заполненный рая обеспечивает уменьшеспечивает уменьшение потерь ;инертной насадкой 1,молотый кварц ) поглотителя (ЙН). далее сернистые помещенной в электропечи и находя- соединения из печных газ б -и из печных газов сорбищейся при ч 500 С. Парогазовую смесь руются рабочим раствора очим раствором и возвраиз реактора направляют в колонну 50 щаются в цикл. сорбции, где испаренный раствор коня того, что ы получить потокденсируется, после чего его возвра- . необходимого сернистогосернистого газа сжигащают в цикл поглощения. Содержание ется серосодержащее сыря серосодержащее сырье, например сульфит-иона в растворе, подаваемом сера. Сжечь серу и другиеечь серу и другие серосодерна испарение, составляет в среднемжащие продукты можно токты можно только при зна- .1,-23 по отношению к сумме ЙН. чительном избытке кислоро (тке кислорода ( воздуха уВ парогазовой смеси после испаре- поэтому сернистый газ .со ; бу сернистый газ .содержит избыния сульфат-ион отсутствует. СодеРжа точный кислород, т.е. имеет окислиеЗаказ 2840/8 Тираж 686ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 10129 тельный характер. Такой газ не может использоваться на, ,стадии восстановлениярегенераций ) сульфата до сульфита. Для того, чтобы поток сер" нистых газов имел общий восстанови- э тельный характер, в нем сжигают ис" модный газ в количестве, соответствующем аС 0,95-1,1 по отношению к остаточному кислороду, содержащему" ся в сернистом газе. При больших 1 в значениях в газе остается кислород, который в дальнейшем окисляет серу, выделяющуюся при разложении политио" натов. При этом не происходит восстановление сульфата до .сульфита. 1Предварительную промывку газа осуществляют при 130"160 оС Эти температурш лимитируются, с одной стороны, температурой плавления серы, а с другой стороны - увеличением вяэ кости и потерей текучести серного плеве при более высоких температурах. Предварительную промывку ведут. раствором, полученным на стадии окончательной промывки, Оконча" 23 тельную промывку ведут свежим 1 регенерированным) сульфит бисульфитным 58 враствором при 30-60 оС, Эти температуры лимитируются необходимой глубиной сорбции и необходимой скоростью сорб" ции, При температуре ниже 30 С уменьо шается скорость сорбции, что приводит к снижению степени очистки ,газа, а при температуре выше 60 С уменьшается степень поглощения, т.е. сорбционная емкость раствора, что также приводит к снижению степени очистки. газа. Таким образом,. преимуществами предлагаемого способа являются его цикличность, отсутствие потерь химических реагентов, высокая степень очистки газов, получение всей серы, выводимой из газа, в элементарной форме и относительно малая энергоемкость. По предлагаемому способу дополнительные расходы на аммиак и упаривание растворов отсутствуют. Таким образом, без учета реализации конечных продуктов экономия при осуществлении предлагаемого способа составит 8,8 руб. на 1000 м очи" щаемого газа.