CZ10081U1 - Adsorpční materiál pro odstraňování sulfanu z plynů - Google Patents
Adsorpční materiál pro odstraňování sulfanu z plynů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ10081U1 CZ10081U1 CZ200010505U CZ200010505U CZ10081U1 CZ 10081 U1 CZ10081 U1 CZ 10081U1 CZ 200010505 U CZ200010505 U CZ 200010505U CZ 200010505 U CZ200010505 U CZ 200010505U CZ 10081 U1 CZ10081 U1 CZ 10081U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sulfane
- gas
- gases
- removal
- adsorbent material
- Prior art date
Links
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 25
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 title claims description 23
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 2
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 2
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical class [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002731 mercury compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- -1 silver cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
Adsorpční materiál pro odstraňování sulfanu z plynů
Oblast techniky
Technické řešení se týká problematiky čištění plynů od sulfanu a dalších simých organických sloučenin za použití speciálního adsorpčního materiálu na bázi impregnovaného aktivního uhlí.
Dosavadní stav
Sulfan (H2S) je častou složkou nejrůznějších plynných směsí. Bývá přítomen zejména v různých energeticky využitelných plynech, jako jsou např. koksárenský plyn, svítiplyn, generátorový plyn, bioplyn a někdy i zemní plyn. Kromě toho se vyskytuje v různých technických odpadních plynných směsích, jako jsou např. odpadní plyny z hydrogenační rafinace ropných frakcí, odpadní plyny z výroby viskosové střiže, odpadní plyny z čistící technologie Rectisol, apod.
Přítomnost sulfanu v energeticky využitelných plynech je nežádoucí pro jeho vysoké korosivní účinky a také proto, že při spalování sulfanu vznikají oxidy síry a následně až kyselina sírová, která korosivně silně poškozuje spalinový trakt daného zařízení. V odpadních plynech, které se vypouštějí do ovzduší, je přítomnost sulfanu rovněž nežádoucí pro jeho intensivní zápach a velmi vysokou toxicitu.
K odstraňování sulfanu z plynných směsí se využívají různé čistící technologie, pracující zejména na principu absorpce sulfanu ve vhodné prací kapalině (tzv. mokré metody čištění), jeho adsorpce na povrchu vhodného adsorbentu (tzv. suché metody čištění) nebo na principu katalytické přeměny sulfanu na jiné produkty (tzv. katalytické metody).
Pro čištění menších objemů plynných směsí od sulfanu (jednotky až tisíce m3/hod.) jsou velmi vhodné metody pracující na adsorpčním principu, protože jsou ze všech metod nejjednodušší. Jako adsorbenty se nejěastěji používají uhlíkaté adsorpční materiály (aktivní uhlí), zeolity nebo adsorbenty na bázi oxidů železa (tzv. plynárenská hmota).
Při použití posledně jmenovaného adsorpčního materiálu reaguje sulfan s oxidy železa za vzniku sulfidů a polysulfidů železa. Tato odsiřovací reakce nepůsobí technické problémy. Ty vznikají až při výměně adsorpčního materiálu po vyčerpání jeho adsorpční kapacity, protože polysulfidy železa jsou látky snadno reagující s kyslíkem a na vzduchu dochází k jejich samovolnému vznícení a úniku oxidů síry do ovzduší.
Syntetické zeolity jsou adsorpční materiály s přiměřenou adsorpční kapacitou vůči sulfanu (pohybující se v jednotkách procent). Nevýhodou jejich použití k danému účelu je vysoká cena, která je příčinou vysokých provozních nákladů čistící technologie zejména při vyšších množstvích odstraňovaného sulfanu, kdy je potřebná častější výměna adsorbentu.
Adsorpční kapacita aktivních uhlí vůči sulfanu není příliš vysoká a pohybuje se rovněž v jednotkách procent. Proto se pro zvýšení této kapacity někdy dávkuje k čištěnému plynu amoniak, který katalyzuje oxidaci sulfanu adsorbovaného na povrchu aktivního uhlí na elementární síru. Aby tato oxidace mohla úspěšně probíhat, musí být v plynné směsi zároveň přítomen kyslík, Není-li tomu tak, je nutné přimíchat rovněž malé množství vzduchu.
Podstata technického řešení
Uvedené nedostatky odstraňuje adsorpční materiál na bázi impregnovaného aktivního uhlí, do jehož vnitřní porézní struktury jsou nanesena oxidační činidla. Jedná se o oxidanty šestimocného chrómu doprovázené dalšími kationty mědi a stříbra. Obsah mědi v adsorbentu se pohybuje do 8 % hmotn., obsah šestimocného chrómu do 4 % hmotn. a obsah stříbra do 0,5 % hmotn. Hlavní část materiálu tvoří uhlík. Tyto impregnační složky zajišťují oxidaci sulfanu a dalších organických simých sloučenin na elementární síru.
-1 CZ 10081 Ul
Chemismus odstraňování sulfanu z plynů za použití tohoto adsorbentu je možné popsat následující rovnicí:
H2S + 2 Cr6+ -> 6 H+ + 3 S (+ SO2 + SO3) + 2 Cr3+
SO2 + 2 Cr6+ -> 3 SO3 + 2 Cr3+
SO3 + H2O -> H2SO4.
Použití tohoto adsorpčního materiálu pro odstraňování sulfanu z plynných směsí zjednodušuje čistící proces, protože není nutné k čištěnému plynu přimíchávat další látky. Zjednoduší se tím celé čistící zařízení a čistící proces se tak stává nezávislým na složení plynné směsi.
Použitím výše uvedeného adsorbentu se dosáhne dalšího zvýšení adsorpční kapacity vůči sulfanu ío ve srovnání s dosud používanými čistícími technologiemi.
Čistící proces používající výše uvedený adsorpční materiál vykazuje ve srovnání s procesy používajícími běžné adsorbenty nižší investiční i provozní náklady, k čemuž přispívá i fakt, že se jedná o odpadní materiál pocházející ze strategických rezerv, který byl původně vyroben jako náplň ochranných filtrů dýchacích masek.
Příklad použití
Výše uvedený adsorpční materiál byl použit v provozním měřítku k čištění bioplynu produkovaného anaerobním rozkladem čistírenských kalů na jedné čistírně městských odpadních vod s následujícím výsledkem (viz tabulka).
| Koncentrace H2S v bioplynu | účinnost odsíření | množství prošlého bioplynu od začátku provozu | |
| před adsorbérem | za adsorbérem | ||
| (mg/m3) | (mg/m3) | (%) | (m3) |
| 32 | 0 | 100 | 64 |
| 24 | 0 | 100 | 18 695 |
| 197 | 0 | 100 | 48 320 |
Průmyslová využitelnost
Adsorpční materiál na bázi impregnovaného aktivního uhlí lze aplikovat např. při čištění malých a středních objemů topných plynů (do 10 000 m3/hod.) od sulfanu. Jedná se např. o bioplyn, skládkový plyn, koksárenský plyn, svítiplyn, hydrogenační odplyny zrafinačních procesů, odpadní energetický plyn z procesu Rectisol a další topné plyny obsahující sulfan.
Další oblastí použití může být např. čištění odpadních plynů a odpadního vzduchu z různých chemických výrob od sulfanu. Jedná se např. o odpadní vzduch z výroby viskosové střiže, výroby některých anorganických pigmentů, odpadní plyn z procesu Rectisol s vysokým obsahem CO2, apod.
Adsorpční materiál na bázi impregnovaného aktivního uhlí se může využívat také při čištění technických plynů od sulfanu. Jedná se např. o CO2 vyráběný ze surovin ropného původu a podobné technické plyny.
Další oblastí použití tohoto adsorbentu může být např. čištění odpadního vzduchu a odpadních plynů od intensivního zápachu. Jedná se např. o vzduch z aerobního stupně čištění odpadních vod, odpadní vzduch z kompostování a podobných biologických rozkladných procesů.
Claims (1)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Adsorpční materiál na bázi aktivního uhlí pro odstraňování sulfanu a dalších simých organických sloučenin z plynů, vyznačující se tím, že obsahuje do 8 % hmotn. mědi, do 4 % hmotn. šestimocného chrómu a do 0,5 % hmotn. stříbra.ío Konec dokumentu
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200010505U CZ10081U1 (cs) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | Adsorpční materiál pro odstraňování sulfanu z plynů |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200010505U CZ10081U1 (cs) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | Adsorpční materiál pro odstraňování sulfanu z plynů |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ10081U1 true CZ10081U1 (cs) | 2000-06-13 |
Family
ID=5473908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ200010505U CZ10081U1 (cs) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | Adsorpční materiál pro odstraňování sulfanu z plynů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ10081U1 (cs) |
-
2000
- 2000-03-15 CZ CZ200010505U patent/CZ10081U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Habeeb et al. | Hydrogen sulfide emission sources, regulations, and removal techniques: a review | |
| Noyola et al. | Treatment of biogas produced in anaerobic reactors for domestic wastewater: odor control and energy/resource recovery | |
| Abatzoglou et al. | A review of biogas purification processes | |
| Wiȩckowska | Catalytic and adsorptive desulphurization of gases | |
| US5747331A (en) | Process and apparatus for the purification of gases | |
| US5236677A (en) | Biological process for the elimination of sulphur compounds present in gas mixtures | |
| Kwaśny et al. | Sorbents used for biogas desulfurization in the adsorption process | |
| Barbusiński et al. | Use of biological methods for removal of H2S from biogas in wastewater treatment plants–a review | |
| Pandey et al. | Desulfurization of gaseous fuels with recovery of elemental sulfur: an overview | |
| Busca et al. | Technologies for the abatement of sulphide compounds from gaseous streams: a comparative overview | |
| CN101327396A (zh) | 利用催化氧化作用从含硫化氢气体中去除硫化氢及回收硫的方法和装置 | |
| Kasulla et al. | A Retrospection of hydrogen sulphide removal technologies in biogas purification | |
| Rabbani et al. | Recovery of sulphur from contaminated air in wastewater treatment plants by biofiltration: a critical review | |
| Żarczyński et al. | Practical methods of cleaning biogas from hydrogen sulphide. Part 1, application of solid sorbents | |
| CA1219115A (en) | Process for removing or separating pollutants from waste gases | |
| Konkol et al. | Oxidization of hydrogen sulfide in biogas by manganese (IV) oxide particles | |
| Shivasankaran et al. | Removal of hydrogen sulphide and odour from tannery & textile effluents | |
| CN112495180B (zh) | 一种嗜热生物滴滤气液两相装置及其在脱除烟气重金属中的应用 | |
| Mohammadi et al. | Analysis and evaluation of the biogas purification technologies from H2S | |
| CN102000484B (zh) | 干式氧化法炼胶废气除臭净化装置及方法 | |
| CZ10081U1 (cs) | Adsorpční materiál pro odstraňování sulfanu z plynů | |
| Janssen et al. | Development of a family of large-scale biothechnological processes to desukphurise industrial gases | |
| Gaj et al. | Examination of biogas hydrogen sulphide sorption on a layer of activated bog ore | |
| CN214131057U (zh) | 一种脱除烟气重金属的嗜热生物滴滤气液两相装置 | |
| Wu et al. | Biological Removal of High Concentration of Hydrogen Sulfide at Low Temperature in a Compost-Based Biofilter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20040205 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20070309 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20100315 |