RU2075431C1

RU2075431C1 - Method of producing hydrogen and sulfur

Info

Publication number: RU2075431C1
Application number: RU9494039992A
Authority: RU
Inventors: Х.-х.И. Исмайлова; В.В. Хрикулов; Р.Л. Шкляр
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1997-03-20
Also published as: RU94039992A

Abstract

FIELD: plasmachemical methods of hydrogen production. SUBSTANCE: method consists in entering hydrogen sulfide-containing gas into electroarc reactor, condensing gas coming out of the reactor, cooling it in recuperative heat exchanger, hydrogenating sulfur-containing components to hydrogen sulfide formation, and transferring thus obtained gas to absorption treatment of hydrogen to remove hydrogen sulfide which is recycled to electroarc reactor. EFFECT: enhanced efficiency of process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к химической технологии, в частности к плазмохимическим методам получения водорода, и может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах. The invention relates to chemical technology, in particular to plasma-chemical methods for producing hydrogen, and can be used in oil refineries.

Известен способ получения водорода и серы в сверхвысокочастотных (СВЧ) и высокочастотных (ВЧ) разрядах. A known method of producing hydrogen and sulfur in microwave (microwave) and high frequency (HF) discharges.

Однако способ обладает рядом недостатков, среди которых можно назвать низкий КПД (до 60%) преобразования электрической энергии в энергию СВЧ- и ВЧ-поля, а также необходимость обеспечения защиты обслуживающего персонала от вредных для организма человека воздействий указанных полей. However, the method has several disadvantages, among which can be called low efficiency (up to 60%) of the conversion of electric energy into energy of microwave and RF fields, as well as the need to protect staff from harmful effects of these fields.

Известен способ получения водорода и серы из сероводородсодержащего газа электродуговым методом, включающий подачу газа в электродуговой реактор, охлаждение газа, выходящего из электродугового реактора, конденсацию серы и отделение ее от газа реакции:
Однако в этом случае имеют место высокие энергозатраты и нет товарного водорода.A known method of producing hydrogen and sulfur from a hydrogen sulfide gas by the electric arc method, comprising supplying gas to the electric arc reactor, cooling the gas leaving the electric arc reactor, condensing the sulfur and separating it from the reaction gas:
However, in this case there are high energy costs and no salable hydrogen.

Изобретение направлено на снижение энергозатрат в способе получения водорода и серы. The invention is directed to reducing energy consumption in a method for producing hydrogen and sulfur.

Указанная цель достигается тем, что способ получения водорода и серы из сероводородсодержащего газа в электродуговом реакторе включает подачу газа в электродуговой реактор, охлаждение газа, выходящего из электродугового реактора, конденсацию серы и отделение ее от газа реакции, причем газ, выходящий из электродугового реактора, охлаждают в рекуперативном теплообменнике, гидрируют серосодержащие соединения до сероводорода, полученный газ направляют на абсорбционную очистку от сероводорода, а извлеченный сероводород рециркулируют на вход электродугового реактора. This goal is achieved in that the method of producing hydrogen and sulfur from a hydrogen sulfide-containing gas in an electric arc reactor includes supplying gas to the electric arc reactor, cooling the gas leaving the electric arc reactor, condensing the sulfur and separating it from the reaction gas, the gas leaving the electric arc reactor is cooled in a recuperative heat exchanger, sulfur-containing compounds are hydrogenated to hydrogen sulfide, the resulting gas is sent for absorption purification from hydrogen sulfide, and the recovered hydrogen sulfide is recycled to input of an electric arc reactor.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема получения водорода и серы. The drawing shows a schematic flow diagram of the production of hydrogen and sulfur.

Заявляемый способ реализуется следующим образом. Сероводородсодержащий газ подают в узел плазмохимического разложения в электродуговом реакторе I, Где его разлагают со степенью конверсии до 85% Полученную смесь водородсодержащего газа с температурой 1200 1500^oC охлаждают до 300^oC в рекуперативном теплообменнике 2, имеющем насадку из окислов циркония. Затем отделяют серу в конденсаторе 3, а водородсодержащий газ подают в реактор гидрирования 4, где серосодержащие соединения гидрируют в сероводород. Далее полученный газ, содержащий водород и сероводород, подают в узел абсорбционный очистки водорода от сероводорода 5. Извлеченный сероводород рециркулируют на вход электродугового реактора I, где его смешивают с исходным потоком сероводорода, а товарный водород направляют потребителю.The inventive method is implemented as follows. Hydrogen sulfide-containing gas is fed to the plasma-chemical decomposition unit in the electric arc reactor I, where it is decomposed with a conversion of up to 85%. The resulting hydrogen-containing gas mixture with a temperature of 1200 1500 ^° C is cooled to 300 ^° C in a recuperative heat exchanger 2 having a nozzle made of zirconium oxides. Then sulfur is separated in the condenser 3, and the hydrogen-containing gas is fed to the hydrogenation reactor 4, where the sulfur-containing compounds are hydrogenated into hydrogen sulfide. Next, the obtained gas containing hydrogen and hydrogen sulfide is fed to the absorption unit for hydrogen purification from hydrogen sulfide 5. The recovered hydrogen sulfide is recycled to the input of the electric arc reactor I, where it is mixed with the initial hydrogen sulfide stream, and commercial hydrogen is sent to the consumer.

Пример. Сероводородсодержащий газ (100 об.) направляют в электродуговой реактор с расходом 2,5 м³ /ч и давлением 0,1 МПа. При температуре 1200-1500^oC происходит диссоциация сероводорода. Смесь газов, выходящих из реактора и содержащих водород, сероводород и серосодержащие газы, направляют в рекуперативный теплообменник, где и охлаждают до 300^oC. Затем из этой смеси конденсируют серу, а газ направляют на гидрирование, где все серосодержащие соединения превращаются в сероводород. После гидрирования осуществляют абсорбционную очистку водорода от сероводорода. Извлеченный сероводород рециркулируют на вход электродугового реактора.Example. Hydrogen sulfide-containing gas (100 vol.) Is sent to an electric arc reactor with a flow rate of 2.5 m ³ / h and a pressure of 0.1 MPa. At a temperature of 1200-1500 ^o C there is a dissociation of hydrogen sulfide. A mixture of gases leaving the reactor and containing hydrogen, hydrogen sulfide and sulfur-containing gases is sent to a recuperative heat exchanger, where it is cooled to 300 ^o C. Then sulfur is condensed from this mixture, and the gas is sent to hydrogenation, where all sulfur-containing compounds are converted to hydrogen sulfide. After hydrogenation, the absorption purification of hydrogen from hydrogen sulfide is carried out. The recovered hydrogen sulfide is recycled to the input of the electric arc reactor.

При конверсии сероводорода 85% удельные энергозатраты на охлаждение газа, выходящего из реактора, в рекуперативном теплообменнике составили 1,0 кВт•ч/нм³.When converting hydrogen sulfide 85%, the specific energy consumption for cooling the gas leaving the reactor in a recuperative heat exchanger was 1.0 kW • h / nm ³ .

Анализ удельных энергозатрат известного и предлагаемого способов, проведенных с использованием сероводорода (100 об.) при расходе 2,5 м³/ч, давлении 0,1 МПа (конверсия сероводорода 85%), показал, что удельные энергозатраты в известном способе составили 2,4 кВт•ч/нм³, а в предлагаемом 1,0 кВт•x/нм³.Analysis of the specific energy consumption of the known and proposed methods carried out using hydrogen sulfide (100 vol.) At a flow rate of 2.5 m ³ / h, a pressure of 0.1 MPa (conversion of hydrogen sulfide 85%), showed that the specific energy consumption in the known method was 2, 4 kW • h / nm ³ , and in the proposed 1.0 kW • x / nm ³ .

Claims

A method of producing hydrogen and sulfur from a hydrogen sulfide-containing gas in an electric arc reactor, comprising supplying gas to an electric arc reactor, cooling a gas leaving an electric arc reactor, condensing sulfur and separating it from gaseous reaction products, characterized in that the gas exiting the electric arc reactor is cooled recuperative heat exchanger, sulfur-containing compounds are hydrogenated to hydrogen sulfide, the resulting gas is sent to the absorption purification of hydrogen from hydrogen sulfide, and the recovered hydrogen sulfide is recirculated lined at the entrance of an electric arc reactor.