CS212851B1

CS212851B1 - A method for removing hydrogen sulfide from gases

Info

Publication number: CS212851B1
Application number: CS748580A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Vodsedalek; Karel Grigar; Arnost Cernohorsky; Miroslav Kustka; Jiri Zufnicek; Jan Zacher
Original assignee: Jaroslav Vodsedalek; Karel Grigar; Arnost Cernohorsky; Miroslav Kustka; Jiri Zufnicek; Jan Zacher
Priority date: 1980-11-05
Filing date: 1980-11-05
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Způsob odstraňování sirovodíku z plynů. Vynález se týká odstraňování sirovodíku z plynů. Vynález řeší tento problém u plynů s obsahem kysličníku uhličitého. Podstatou vynálezu je, že se odstraňování sirovodíku provádí pomocí vodného roztoku alkalických solí slabých anorganických kyselin a/nebo jejich směsí, například fosforečnanu draselného při teplotě 20 až 250 °C, tlaku 0,4 až 12 MPa, době styku pracího roztoku s odsiřovaným plynem 0,5 až 30 sekund a při režimu styku plynné a kapalné fáze v absorpční koloně, dosahujíoím pro plynnou fázi hodnoty Reynoldsova čísla alespoň 2 000. Vynálezu je možno využít při odsíření plynů ze zplyňování tuhých paliv.Method for removing hydrogen sulfide from gases. The invention relates to the removal of hydrogen sulfide from gases. The invention solves this problem for gases containing carbon dioxide. The essence of the invention is that the removal of hydrogen sulfide is carried out using an aqueous solution of alkaline salts of weak inorganic acids and/or their mixtures, for example potassium phosphate at a temperature of 20 to 250 °C, a pressure of 0.4 to 12 MPa, a contact time of the scrubbing solution with the desulfurized gas of 0.5 to 30 seconds and a contact mode of the gas and liquid phases in the absorption column, reaching a Reynolds number of at least 2,000 for the gas phase. The invention can be used in the desulfurization of gases from the gasification of solid fuels.

Description

Vynález se týká způsobu odstraňování sirovodíku z plynů s obsahem kysličníku uhličitého.The invention relates to a process for removing hydrogen sulfide from gases containing carbon dioxide.

Pro odst xňování sirovodíku z plynů se používá absorpčně-desorpěních způsobů jeho vypírání pomoc_ς vodných roztoků alkalických solí slabých anorganických kyselin a/nebo jejich směsí. Tyto technologie jsou použitelné hlavně u surových znečistěných plynů, u kterých nelze z ekonomických dovodů použít jiných, např. adsorpčních nebo oxidačních technologii, které jsou výhodné při odsíření předčiětěných až ěistých plynů bez mechanických, kapalných a s pracím roztokem reagujících nečistot, nebo pro plyny s velmi nízkým obsahem sirovodíku.For paragraph xňování hydrogen sulfide from gases using an absorbent-desorpěních ways of panning _ς aid of aqueous solutions of alkali metal salts of weak inorganic acids and / or mixtures thereof. These technologies are mainly applicable to raw polluted gases, for which other, eg adsorption or oxidation technologies, which are advantageous in desulphurisation of pre-treated to clean gases without mechanical, liquid and scrubbing reactive impurities or for gases with very low hydrogen sulfide content.

Účinnost vypírání sirovodíku při použití absorpčně-rdesorpčních způsobů je značně závislá na reakčních podmínkách, zejména na obsahu kysličníku uhličitého v odsiřovaném plynu a na jeho teplotě. Při molárním poměru COg : HgS = 10 : 1 a vyšším se sice dosahuje účinnosti odsíření kolem 95 %, avšak za cenu vysokého stupně vypírky kysličníku uhličitého, což je nevýhodné z hlediska nízké koncentrace sirovodíku v kyselých plynech a tím i jejich dalšího zpracování. Například při použiti pracího roztoku, který tvoří směs uhličitanu draselného a tstraboritanu sodného, se dosahuje odstranění sirovodíku z plynů s obsahem 5 až 13 % C0₂ a 0,2 až 1,0 % HgS na hodnoty OmOl % až 0,028 %, tj. 0,15 až 0,43 g . mnP sirovodíku, přičemž účinnost odstranění kysličníku uhličitého činí přes 70 %. Důsledkem toho je, že obsah sirovodíku v kyselém plynu dosahuje nejvýše 9 %, takže jeho využití pro výrobu síry v Olausově peci jé málo účinné a nerentabilní. Lze dosáhnout i vyšších končentraoí sirovodíku v kyselém plynu, 15 až 20 %, ale pouze při podstatném snížení účinnosti vypírání sirovodíku, která poklesne pod 65 %· Plyny s molárním poměrem COg : HgS = 10 s 1 a vyšším, což je například případ surového generátorového plynu ze zplyňování tuhých paliv, se nedají známými absorpčně-desorpčními technologiemi bez uvedených nevýhod v uspokojivé míře odsířit.The efficiency of scrubbing hydrogen sulfide using absorption-desorption processes is highly dependent on the reaction conditions, in particular the carbon dioxide content of the desulfurized gas and its temperature. At a molar ratio of COg: HgS = 10: 1 and higher, desulfurization efficiency of about 95% is achieved, but at the cost of a high degree of carbon dioxide scrubbing, which is disadvantageous in view of the low concentration of hydrogen sulfide in acid gases and hence their further processing. For example using a wash solution which is a mixture of potassium carbonate and sodium tstraboritanu is achieved by removing hydrogen sulphide from gases containing 5-13% C0 ₂ and 0.2 to 1.0% HgS to values of Omol% to 0.028%, i.e. 0 , 15 to 0.43 g. mnP of hydrogen sulfide, wherein the removal efficiency of carbon dioxide is over 70%. As a result, the hydrogen sulphide content in the acid gas reaches a maximum of 9%, so that its use for sulfur production in the Olaus furnace is less efficient and unprofitable. Higher concentrations of hydrogen sulphide in acid gas, 15 to 20%, can also be achieved, but only with a significant reduction in hydrogen sulphide scrubbing efficiency, which falls below 65% · Gases with a COg: HgS molar ratio = 10 s 1 or higher, gas from solid fuel gasification cannot be satisfactorily desulphurized by the known absorption-desorption technologies without these disadvantages.

Nevýhody odstraňuje způsob podle vynálezu, který spočívá v tom, že se odstraňování sirovodíku provádí pomocí vodného roztoku alkalických solí slabých anorganických kyselin a/nebo jejich směsí, např. fosforečnanu draselného, při teplotě 20 až 250 °C, tlaku 0,4 až 12 MPa, době styku pracího roztoku β odsiřovaným plynem 0,5 až 30 sekund a při režimu Styku plynné a kapalné fáze v absorpční koloně, dosahujícím pro plynnou fázi hodnoty Reynoldsova čísla alespoň 2 000 .Disadvantages of the process according to the invention are that the removal of hydrogen sulfide is carried out by means of an aqueous solution of alkaline salts of weak inorganic acids and / or mixtures thereof, e.g. potassium phosphate, at a temperature of 20 to 250 ° C, a pressure of 0.4 to 12 MPa. , a scrubbing gas contact time of the scrubbing solution β of 0.5 to 30 seconds and a gaseous and liquid phase contact mode in the absorption column having a Reynolds number of at least 2000 for the gaseous phase.

Výhody způsobu podle vynálezu tkví v tom, že lze dosáhnout dostatečného stupně odsíření i při velmi vysokém molárním poměru C0₂ : HgS v odsiřovaném plynu, a to, jak bylo zjištěno kombinačním spojením podmínek odsiřování podle vynálezu. Vzájemnou interakcí volby jednak složení prací kapaliny a její doby styku s odsiřovaným plynem, tlaku a teploty, a jednak režimu styku plynné a kapalná fáze v absorpční koloně, lze odsiřovat s účinností nejméně 80 % plyny, pro které použití zmíněných absorpčně-desorpěních technologií není vhodné} při způsobu podle vynálezu je produkt odsiřovacího procesu kyselý plyn s obsahem nejméně 20 % sirovodíku, což je dostačující pro jeho zpracování na elementární síru v Clausově peci.The advantages of the inventive method lies in the fact that it can achieve a sufficient degree of desulfurization even at very high molar ratio of C0 _2: HgS in desulfurization gas, as found combiner combining desulfurization conditions according to the invention. By interacting with the choice of the composition of the scrubbing liquid and its contact time with the desulfurized gas, pressure and temperature, and the gaseous and liquid phase contact modes in the absorption column, it is possible to desulfurize gases with at least 80% efficiency. In the process according to the invention, the product of the desulfurization process is an acid gas containing at least 20% hydrogen sulfide, which is sufficient for its treatment into elemental sulfur in a Claus furnace.

Příklad provedení 'Example '

Surový generátorový plyn ze zplyňování hnědého uhlí kyslíkem a vadní párou, o složeníCrude generator gas from the gasification of brown coal with oxygen and defective steam of composition

212 BS1 % C0₂, 13 % CO, 41 % H₂, 9 % CH₄, 2% I₂, 0,5 H₂S, zbytek vyšší uhlovodíky a kyslík, v množství 10 000 m^ . H^· se při tlaku 2,4 MPa a teplotě 42 °C odsiřoval 36%ním vodným roztokem fosforečnanu draselného. Doba styku pracího roztoku s plynem činila 6 sekund. Odsíření probíhalo v koloně s výplní evisle orientovaného tahokovu, přičemž Reynoldsovo číslo pro plynnou fázi činilo 28 500. Čistota odsířeného plynu dosáhlo 0,07 % sirovodíku při jeho koncentraci v kyselých plynech ve výši 32 %.212 BS1% CO ₂ , 13% CO, 41% H ₂ , 9% CH ₄ , 2% I ₂ , 0.5 H ₂ S, the remainder higher hydrocarbons and oxygen, in an amount of 10,000 m 2. The H 2 O was desulfurized with a 36% aqueous potassium phosphate solution at a pressure of 2.4 MPa and a temperature of 42 ° C. The contact time of the scrubbing solution with the gas was 6 seconds. The desulphurisation was carried out in a column packed with evisle-oriented expanded metal, the Reynolds number for the gas phase being 28,500. The purity of the desulphurized gas reached 0.07% of hydrogen sulfide at a concentration of 32% in acid gases.

Vynálezu je možno využít při odsíření plynů ze zplyňováni tuhých paliv.The invention can be used in the desulfurization of solid gasification gases.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for removing hydrogen sulphide from gases containing carbon dioxide, characterized in that the hydrogen sulphide is removed by means of an aqueous solution of alkaline salts of weak inorganic acids and / or a mixture thereof, e.g. potassium phosphate at a temperature of 20 to 250 ° C, a pressure of 0.4 to 12 MPa, a contact time of the scrubbing solution with the desulfurized gas of 0.5 to 30 seconds, and in a gas-liquid contact mode in the absorption column, achieving a Reynolds number of at least 2000 for the gas phase.

Printed by Moravian Printing Works,