Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2730487C1 - Method and apparatus for producing sulphur and hydrogen from hydrogen sulphide-containing gas - Google Patents

Method and apparatus for producing sulphur and hydrogen from hydrogen sulphide-containing gas Download PDF

Info

Publication number
RU2730487C1
RU2730487C1 RU2019113313A RU2019113313A RU2730487C1 RU 2730487 C1 RU2730487 C1 RU 2730487C1 RU 2019113313 A RU2019113313 A RU 2019113313A RU 2019113313 A RU2019113313 A RU 2019113313A RU 2730487 C1 RU2730487 C1 RU 2730487C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
containing gas
reactor
hydrogen sulfide
gas
Prior art date
Application number
RU2019113313A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Яковлевич Кордон
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ВЕНТА" (ООО "ВЕНТА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ВЕНТА" (ООО "ВЕНТА") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ВЕНТА" (ООО "ВЕНТА")
Priority to RU2019113313A priority Critical patent/RU2730487C1/en
Priority to PCT/RU2020/050085 priority patent/WO2020222679A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2730487C1 publication Critical patent/RU2730487C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
    • 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
    • C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • 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
    • C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • C01B17/0413—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process characterised by the combustion step
    • 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
    • C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • C01B17/0413—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process characterised by the combustion step
    • C01B17/0417—Combustion reactors
    • 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
    • C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0495—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by dissociation of hydrogen sulfide into the elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: group of inventions can be used in chemical industry. Method of producing sulphur and hydrogen from hydrogen sulphide-containing gas involves feeding hydrogen sulphide-containing gas into plasma in a fast-flow reactor outside the limit of electric discharge in conditions of a non-equilibrium plasma-chemical process and subsequent removal of reaction products from the reactor. Plasma-forming gas used is molecular hydrogen in a thermally dissociated state. Hydrogen sulphide-containing gas is fed tangentially into the annular gap between the inner and outer housings of the reactor to provide preliminary heating of the hydrogen sulphide-containing gas and to reduce heat losses. Then, the hydrogen sulphide-containing gas is supplied to the vortex mixer inlet. Passing through the vortex mixer, the hydrogen sulphide-containing gas and heat-dissociated hydrogen form oppositely rotating flows and are mixed. In reactor maintained temperature is not higher than 400 °C. Invention also discloses an apparatus for producing sulphur and hydrogen from hydrogen sulphide-containing gas.
EFFECT: invention enables to obtain end products with minimum energy consumption.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к термическому разложению газообразного сероводорода с использованием высокотемпературной термической диссоциации для извлечения водорода и товарной серы из газов с низким содержанием сероводорода.The invention relates to the chemical industry, in particular to the thermal decomposition of gaseous hydrogen sulfide using high-temperature thermal dissociation to extract hydrogen and commercial sulfur from gases with a low hydrogen sulfide content.

Известен способ получения серы S2 и водорода H2 из сероводорода методом термического разложения (Патент США №4302434, НКИ-573, 1981). В данном способе газ, содержащий сероводород, пропускают через зону разложения при температуре 950-1600°С, а выделенный из нее продукт охлаждают до 110-150°С в результате чего высаждается элементарная сера. Затем газ отделяют от серы, нагревают от 100-400°С и пропускают над катализатором гидрирования, а из газового потока выделяют промывкой сероводород, который возвращают в зону разложения, а остаточный газ, с высоким содержанием водорода, выпускают в атмосферу.A known method of producing sulfur S 2 and hydrogen H 2 from hydrogen sulfide by thermal decomposition (US Patent No. 4302434, NCI-573, 1981). In this method, a gas containing hydrogen sulfide is passed through the decomposition zone at a temperature of 950-1600 ° C, and the product separated from it is cooled to 110-150 ° C, as a result of which elemental sulfur is precipitated. Then the gas is separated from sulfur, heated from 100-400 ° C and passed over the hydrogenation catalyst, and hydrogen sulfide is washed from the gas stream, which is returned to the decomposition zone, and the residual gas with a high hydrogen content is released into the atmosphere.

Недостатком известного способа является попадание несработанного сероводорода H2S, в атмосферу, высокая энергоемкость технологии и сложность ее осуществления.The disadvantage of this method is the ingress of unused hydrogen sulfide H 2 S into the atmosphere, the high energy intensity of the technology and the complexity of its implementation.

Известен способ получения водорода из диссоциации сероводорода (Патент США №5843395, 1999 г.). В данном способе для извлечения водорода и товарной серы из потоков промышленных отходов, содержащих сероводород (H2S) использовалась высокотемпературная термическая диссоциация, происходящая в термоэлектрическом реакторе при температуре 1900°С для достижения и поддержания высокой степени диссоциации сероводорода.A known method of producing hydrogen from the dissociation of hydrogen sulfide (US Patent No. 5843395, 1999). In this method, to extract hydrogen and commercial sulfur from industrial waste streams containing hydrogen sulfide (H 2 S), high-temperature thermal dissociation was used, occurring in a thermoelectric reactor at a temperature of 1900 ° C to achieve and maintain a high degree of hydrogen sulfide dissociation.

Недостатком известного способа является сложность осуществления и невозможность эффективного использования в качестве сырья газов с низким содержанием сероводорода ввиду чрезмерного повышения удельных энергозатрат на конверсию сероводорода в таких смесях. В частности, применение сульфидов калия K2S, натрия Na2S, кальция Ca2S и сульфата калия K2SO2 и благородных газов таких как аргон Аr и гелий Не.The disadvantage of this method is the complexity of implementation and the impossibility of effective use as a raw material gases with a low content of hydrogen sulfide due to an excessive increase in specific energy consumption for the conversion of hydrogen sulfide in such mixtures. In particular, the use of potassium sulfides K 2 S, sodium Na 2 S, calcium Ca 2 S and potassium sulfate K 2 SO 2 and noble gases such as argon Ar and helium He.

Известен способ получения серы и водорода методом электроконверсии (см. заявку Франции №2639630, С01В 17/046 1990.There is a known method of producing sulfur and hydrogen by the method of electroconversion (see French application No. 2639630, С01В 17/046 1990.

Способ характеризуется тем, что сероводород является рабочим газом плазмы, который разлагается на серу, поступающую в соответствующий приемник, и водород, который поступает через абсорбционную башню для извлечения неконверсированного сероводорода, и затем используются в промышленных целях.The method is characterized in that hydrogen sulfide is a working gas of the plasma, which decomposes into sulfur, which is supplied to a suitable receiver, and hydrogen, which is supplied through an absorption tower to recover unconverted hydrogen sulfide, and then used for industrial purposes.

Недостатком известного способа является низкий КПД конверсии и невозможность эффективной переработки газов с низким содержанием сероводорода для получения элементарной серы, а также наличие примеси сероводорода в получаемом водороде и быстрое разрушение электродов плазматрона под действием серосодержащих соединений.The disadvantage of this method is the low conversion efficiency and the impossibility of efficient processing of gases with a low content of hydrogen sulfide to obtain elemental sulfur, as well as the presence of hydrogen sulfide impurities in the hydrogen produced and the rapid destruction of the plasmatron electrodes under the action of sulfur-containing compounds.

Известен способ получения серы и водорода из сероводорода (Франция №2620436, С01В 17/027, С01В 3/04, 1989).A known method of producing sulfur and hydrogen from hydrogen sulfide (France No. 2620436, С01В 17/027, С01В 3/04, 1989).

Способ заключается в том, что создают плазму с помощью плазменной горелки и смешивают с сероводородсодержащим газом в разрядном промежутке плазматрона. Образующиеся продукты реакции выводят из зоны реакции и разделяют.The method consists in creating a plasma using a plasma torch and mixing with a hydrogen sulfide-containing gas in the discharge gap of the plasmatron. The resulting reaction products are removed from the reaction zone and separated.

Недостатком известного способа является невозможность эффективного использования в качестве сырья газов с низким содержанием сероводорода в таких смесях.The disadvantage of this method is the impossibility of efficient use of gases with a low content of hydrogen sulfide in such mixtures as raw materials.

Известен способ, наиболее близкий (прототип) к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату получения серы и водорода из сероводорода (патент РФ №2131396, С1 МПК С01В 17/04, С01В 3/04, 1999), в котором в качестве плазмообразующего газа используют молекулярный водород в термически диссоциированном состоянии, а сероводородсодержащий газ смешивают с плазмой в быстропроточном реакторе вне пределов электрического разряда в условиях неравновесного плазмохимического процесса.The known method is the closest (prototype) to the claimed in its technical essence and the achieved result of obtaining sulfur and hydrogen from hydrogen sulfide (RF patent No. 2131396, C1 IPC С01В 17/04, С01В 3/04, 1999), in which as a plasma gas molecular hydrogen is used in a thermally dissociated state, and hydrogen sulfide-containing gas is mixed with plasma in a fast-flow reactor outside the limits of an electric discharge under conditions of a nonequilibrium plasma-chemical process.

Недостатком известного способа (прототипа) является отсутствие в схеме установки элементов, обеспечивающих возможность получения целевых продуктов при их разделении и снижающих энергозатраты, учитывая, что представленный на фиг. 1 в прототипе быстропроточный реактор обеспечит значительные потери энергии при температуре газовой смеси в реакторе равной 400°С.The disadvantage of the known method (prototype) is the absence in the installation scheme of elements that provide the possibility of obtaining the target products during their separation and reduce energy consumption, given that shown in Fig. 1 in the prototype, a fast-flow reactor will provide significant energy losses at a temperature of the gas mixture in the reactor equal to 400 ° C.

Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка способа и установки для получения серы и водорода из сероводородсодержащего газа, обеспечивающих возможность получения целевых продуктов при минимальных затратах энергии.The technical result of the claimed invention is the development of a method and installation for producing sulfur and hydrogen from hydrogen sulfide-containing gas, providing the ability to obtain target products with minimal energy consumption.

Технический результат представленного изобретения достигается тем, что в заявленном способе сероводородсодержащий газ подают тангенциально в кольцевой зазор между внутренним и внешним корпусами реактора, что обеспечивает предварительный нагрев сероводородсодержащего газа и снижение потерь тепла, затем сероводородсодержащий газ подают на вход вихревого смесителя,, при этом, проходя через вихревой смеситель, сероводородсодержащий газ и термодиссоциированный водород образуют противоположено вращающиеся потоки, перемешиваются, при этом в реакторе температура не выше 400°С.The technical result of the presented invention is achieved in that, in the claimed method, hydrogen sulfide-containing gas is fed tangentially into the annular gap between the inner and outer vessels of the reactor, which provides preheating of the hydrogen sulfide-containing gas and a decrease in heat loss, then the hydrogen sulfide-containing gas is fed to the inlet of the vortex mixer, while passing through a vortex mixer, hydrogen sulphide-containing gas and thermally dissociated hydrogen form oppositely rotating flows, are mixed, while the temperature in the reactor is not higher than 400 ° C.

Технический результат данного изобретения достигается доработкой конструкции реактора установки для получения серы и водорода из сероводородсодержащего газа, а именно, установка содержит реактор, состоящий из внутреннего и внешнего корпусов, между которыми выполнен зазор для подачи и предварительного нагрева сероводородсодержащего газа, поступающего в вихревой смеситель, выполненного в виде двух щелевых завихрителей, формирующих два потока газа, закрученных встречно во взаимопротивоположных направлениях, внутренний корпус реактора с входными отверстиями, расположенными под углом 45° к его оси по диаметру конического профиля входного сечения, конфузор, завихритель, выполненный в виде патрубка для подачи сероводородсодержащего газа в реактор, который установлен тангенциально к образующей внутренней поверхности внешнего корпуса реактора в конфузорной части внутреннего корпуса реактора, диффузор, скруббер.The technical result of this invention is achieved by modifying the design of the reactor of the installation for producing sulfur and hydrogen from hydrogen sulfide-containing gas, namely, the installation contains a reactor consisting of an inner and an outer vessel, between which a gap is made for supplying and preheating hydrogen sulfide-containing gas supplied to a vortex mixer made in the form of two slotted swirlers, forming two gas flows, swirled counter to each other in mutually opposite directions, the inner reactor vessel with inlet openings located at an angle of 45 ° to its axis along the diameter of the conical profile of the inlet section, a confuser, a swirler made in the form of a branch pipe for supplying hydrogen sulfide gas into the reactor, which is installed tangentially to the generatrix of the inner surface of the outer reactor vessel in the converging part of the inner reactor vessel, a diffuser, a scrubber.

Подача сероводородсодержащего газа в конфузорную часть камеры и его закрутка в условиях неравновесного плазмохимического процесса в быстропроточном реакторе обеспечивает смешение плазмы водорода с сероводородсодержащим газом и полную конверсию сероводорода в серу и водород по брутто-формуле: H2S+Н → 1,5Н2+0,5S2.The supply of hydrogen sulfide-containing gas to the confuser part of the chamber and its swirling under conditions of a nonequilibrium plasma-chemical process in a fast-flow reactor ensures mixing of hydrogen plasma with hydrogen sulfide-containing gas and complete conversion of hydrogen sulfide into sulfur and hydrogen according to the gross formula: H 2 S + H → 1.5H 2 +0 , 5S 2 .

Способ получения серы и водорода из сероводородсодержащего газа включает введение сероводородсодержащего газа в плазму и вывод продуктов реакции из реактора, в качестве газа плазмы используют молекулярный водород в термически диссоциированном состоянии, а сероводородсодержащий газ смешивают с плазмой вне пределов электрического разряда в быстропроточном реакторе в условиях неравновесного плазмохимического процесса.A method for producing sulfur and hydrogen from a hydrogen sulfide-containing gas includes the introduction of a hydrogen sulfide-containing gas into the plasma and the withdrawal of reaction products from the reactor, molecular hydrogen in a thermally dissociated state is used as a plasma gas, and hydrogen sulfide-containing gas is mixed with the plasma outside the limits of an electric discharge in a fast-flow reactor under conditions of a nonequilibrium plasma-chemical process.

Закрутка сероводородсодержащего газа на входе в конфузорную часть реактора позволяет снижать температуру на выходе реактора до 200-300°С, обеспечивая при этом возможность поддержания температуры в скруббере в пределах от 120 до 250°С.Swirling the hydrogen sulfide-containing gas at the inlet to the converging part of the reactor allows the temperature at the reactor outlet to be reduced to 200-300 ° C, while providing the ability to maintain the temperature in the scrubber within the range from 120 to 250 ° C.

Разделение водорода и газообразных СО2/Н2О производится на мембранных сепараторе и очистителе.Separation of hydrogen and gaseous CO 2 / H 2 O is performed on a membrane separator and purifier.

Сущность изобретения поясняется конструктивной схемой, где на фиг. 1 изображены основные компоненты установки; на фиг. 2 - вихревой смеситель; на фиг. 3. - скруббер.The essence of the invention is illustrated by a structural diagram, where in FIG. 1 shows the main components of the installation; in fig. 2 - vortex mixer; in fig. 3. - scrubber.

Установка для получения серы и водорода из сероводородсодержащего газа (фиг. 1) включает следующие позиции: электродуговой плазматрон, 1 (на схеме не представлен), вихревой смеситель 2, внутренний корпус реактора 3, с входными отверстиями 5, расположенными под углом 45° к оси реактора; внешний корпус реактора 4, конфузор реактора 6, завихритель 7, выполненный в виде патрубка, установленного тангенциально к образующей внутренней поверхности внешнего корпуса реактора, кольцевой зазор между внутренним и внешним корпусом реактора 8, обеспечивающее охлаждение реакционных газов в диффузоре исходными газами H2S+СО2, диффузор реактора 9, тангенциальный вход в скруббер 10 для разделения фракций, прошедших плазмохимический процесс, труба 11 для отвода парогазообразных фракций, мембранный коллектор для подачи воды 12, сепаратор 13, контейнер для сбора жидкой серы 14.Installation for producing sulfur and hydrogen from hydrogen sulfide gas (Fig. 1) includes the following items: electric arc plasmatron, 1 (not shown in the diagram), vortex mixer 2, internal reactor vessel 3, with inlet holes 5 located at an angle of 45 ° to the axis reactor; external reactor vessel 4, reactor confuser 6, swirler 7, made in the form of a branch pipe installed tangentially to the generatrix of the inner surface of the external reactor vessel, an annular gap between the internal and external reactor vessel 8, which provides cooling of the reaction gases in the diffuser with source gases H 2 S + CO 2 , a diffuser of the reactor 9, a tangential inlet to the scrubber 10 for separating fractions that have passed the plasma-chemical process, a pipe 11 for removing vapor-gas fractions, a membrane collector for supplying water 12, a separator 13, a container for collecting liquid sulfur 14.

Работа установки осуществляется следующим образом.The installation is carried out as follows.

Поток сероводородсодержащего газа, например, смесь H2S/CO2, вводят в плазмохимический реактор совместно с потоком плазмы, состоящей преимущественно из атомов водорода Н при температуре 3500-4500 К, причем сероводородсодержащий газ подают через патрубок завихрителя 7 в кольцевой зазор между внутренним и внешним корпусом реактора 8, откуда он поступает на вход вихревого смесителя 2 и отверстия 3, расположенные под углом 45° к оси по диаметру конического профиля внутреннего корпуса реактора.A stream of hydrogen sulphide-containing gas, for example, a mixture of H 2 S / CO 2 , is introduced into the plasma-chemical reactor together with a stream of plasma consisting mainly of hydrogen atoms H at a temperature of 3500-4500 K, and the hydrogen sulphide-containing gas is fed through the swirler pipe 7 into the annular gap between the inner and the outer reactor vessel 8, from where it enters the inlet of the vortex mixer 2 and holes 3 located at an angle of 45 ° to the axis along the diameter of the tapered profile of the inner reactor vessel.

Поток плазмы термически диссоциированного водорода поступает из электроннодугового плазмотрона 1 в вихревой смеситель 2, где под воздействием двух противоположно вращающихся потоков и струй сероводородсодержащего газа, истекающих через отверстия 3, происходит перемешивание всех компонентов потока и снижение температуры до рабочего состояния смеси примерно равной 400°С.The plasma flow of thermally dissociated hydrogen flows from the electron-arc plasmatron 1 into the vortex mixer 2, where, under the influence of two oppositely rotating flows and streams of hydrogen sulfide-containing gas flowing through holes 3, all components of the flow are mixed and the temperature is reduced to the working state of the mixture approximately equal to 400 ° C.

Вихревой смеситель выполнен в виде двух щелевых завихрителей, формирующих два потока газа, закрученных встречно во взаимопротивоположных направлениях. При движении сероводородсодержащего газа в кольцевом зазоре между внутренним и внешним корпусом реактора 8 происходит его предварительный нагрев за счет температурного обмена между газом и внешней поверхностью стенки внутреннего корпуса реактора 5.The vortex mixer is made in the form of two slotted swirlers, forming two gas flows, swirling counterclockwise in mutually opposite directions. When the hydrogen sulfide-containing gas moves in the annular gap between the inner and outer reactor vessel 8, it is preheated due to temperature exchange between the gas and the outer surface of the wall of the inner reactor vessel 5.

Высокотемпературный поток диссоциированного газа при прохождении через диффузор 9 снижает температуру за счет теплообмена с его относительно холодной стенкой и поступает в тангенциальный вход скруббера 10. Температура неконденсирующихся газов в скруббере поддерживается в пределах 120°С…250°С.The high-temperature flow of dissociated gas passing through the diffuser 9 lowers the temperature due to heat exchange with its relatively cold wall and enters the tangential inlet of the scrubber 10. The temperature of non-condensable gases in the scrubber is maintained within 120 ° C ... 250 ° C.

На вход в скруббер подают распыленную воду через коллектор 12. Поток несконденсированного газа поступает через трубу 11 в мембранный сепаратор 13 (или очиститель), где он разделяется на два потока: водорода H2 и СО2/Н2О.At the entrance to the scrubber, sprayed water is fed through the collector 12. The flow of uncondensed gas enters through the pipe 11 into the membrane separator 13 (or purifier), where it is divided into two streams: hydrogen H 2 and CO 2 / H 2 O.

Claims (2)

1. Способ получения серы и водорода из сероводородсодержащего газа, включающий введение сероводородсодержащего газа в плазму в быстропроточном реакторе вне предела электрического разряда в условиях неравновесного плазмохимического процесса и последующий вывод продуктов реакции из реактора, при этом в качестве плазмообразующего газа используют молекулярный водород в термически диссоциированном состоянии, отличающийся тем, что сероводородсодержащий газ подают тангенциально в кольцевой зазор между внутренним и внешним корпусами реактора, что обеспечивает предварительный нагрев сероводородсодержащего газа и снижение потерь тепла, затем сероводородсодержащий газ подают на вход вихревого смесителя и отверстия, при этом, проходя через вихревой смеситель, сероводородсодержащий газ и термодиссоциированный водород образуют противоположено вращающиеся потоки, перемешиваются, при этом в реакторе температура не выше 400°С.1. A method for producing sulfur and hydrogen from a hydrogen sulfide-containing gas, including the introduction of a hydrogen sulfide-containing gas into the plasma in a fast-flow reactor outside the electric discharge limit under conditions of a nonequilibrium plasma-chemical process and the subsequent withdrawal of reaction products from the reactor, while molecular hydrogen in a thermally dissociated state is used as a plasma-forming gas , characterized in that the hydrogen sulfide-containing gas is fed tangentially into the annular gap between the inner and outer vessels of the reactor, which provides preheating of the hydrogen sulfide-containing gas and a decrease in heat loss, then the hydrogen sulfide-containing gas is fed to the inlet of the vortex mixer and the holes, while passing through the vortex mixer, hydrogen sulfide gas and thermally dissociated hydrogen form oppositely rotating streams, are mixed, while the temperature in the reactor is not higher than 400 ° C. 2. Установка для получения серы и водорода из сероводородсодержащего газа для осуществления способа по п. 1, содержащая электродуговой плазмотрон, реактор, трубу, мембранный коллектор, сепаратор, контейнер для сбора жидкой серы, отличающаяся тем, что она содержит реактор, состоящий из внутреннего и внешнего корпусов, между которыми выполнен зазор для подачи и предварительного нагрева сероводородсодержащего газа, поступающего в вихревой смеситель, выполненный в виде двух щелевых завихрителей, формирующих два потока газа, закрученных встречно во взаимопротивоположных направлениях, внутренний корпус реактора с входными отверстиями, расположенными под углом 45° к его оси по диаметру конического профиля входного сечения, конфузор, завихритель, выполненный в виде патрубка для подачи сероводородсодержащего газа в реактор, который установлен тангенциально к образующей внутренней поверхности внешнего корпуса реактора в конфузорной части внутреннего корпуса реактора, диффузор, скруббер.2. Installation for producing sulfur and hydrogen from hydrogen sulfide gas for carrying out the method according to claim 1, comprising an electric arc plasmatron, a reactor, a pipe, a membrane collector, a separator, a container for collecting liquid sulfur, characterized in that it contains a reactor consisting of an internal and the outer vessels, between which there is a gap for supplying and preheating the hydrogen sulfide-containing gas entering the vortex mixer, made in the form of two slot swirlers forming two gas flows swirling counter-rotating in mutually opposite directions, the inner reactor vessel with inlet holes located at an angle of 45 ° to its axis along the diameter of the conical profile of the inlet section, a confuser, a swirler made in the form of a branch pipe for supplying hydrogen sulfide-containing gas to the reactor, which is installed tangentially to the generatrix of the inner surface of the outer reactor vessel in the converging part of the inner reactor vessel, a diffuser, a scrubber.
RU2019113313A 2019-04-30 2019-04-30 Method and apparatus for producing sulphur and hydrogen from hydrogen sulphide-containing gas RU2730487C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113313A RU2730487C1 (en) 2019-04-30 2019-04-30 Method and apparatus for producing sulphur and hydrogen from hydrogen sulphide-containing gas
PCT/RU2020/050085 WO2020222679A1 (en) 2019-04-30 2020-04-28 Method and apparatus for obtaining sulphur and hydrogen from hydrogen sulphide-containing gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113313A RU2730487C1 (en) 2019-04-30 2019-04-30 Method and apparatus for producing sulphur and hydrogen from hydrogen sulphide-containing gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2730487C1 true RU2730487C1 (en) 2020-08-24

Family

ID=72148197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019113313A RU2730487C1 (en) 2019-04-30 2019-04-30 Method and apparatus for producing sulphur and hydrogen from hydrogen sulphide-containing gas

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2730487C1 (en)
WO (1) WO2020222679A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2620436A1 (en) * 1987-09-11 1989-03-17 Bp France Process for the electrical conversion of hydrogen sulphide to hydrogen and sulphur and equipment for implementing this process
RU2075431C1 (en) * 1994-10-26 1997-03-20 Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Method of producing hydrogen and sulfur
RU2090493C1 (en) * 1994-11-08 1997-09-20 Леонид Александрович Дритов Method and apparatus for producing elementary sulfur and molecular hydrogen
RU2131396C1 (en) * 1998-02-02 1999-06-10 Быстрова Татьяна Владимировна Method of producing sulfur and hydrogen from hydrogen sulfide
WO2014138013A1 (en) * 2013-03-04 2014-09-12 Drexel University Plasma dissociation of hydrogen sulfide in the presence of oxygen
RU2530096C1 (en) * 2013-02-27 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка" Method of producing sulphur from hydrogen sulphide-containing gas by claus method and catalytic reactor therefor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5843395A (en) * 1997-03-17 1998-12-01 Wang; Chi S. Process for hydrogen production from hydrogen sulfide dissociation
US20110044884A1 (en) * 2007-05-07 2011-02-24 Drexel University Hydrogen production from hydrogen sulfide
IT1396172B1 (en) * 2008-03-18 2012-11-16 Eni Spa INTEGRATED PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF HYDROGEN FROM SULFIDRIC ACID

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2620436A1 (en) * 1987-09-11 1989-03-17 Bp France Process for the electrical conversion of hydrogen sulphide to hydrogen and sulphur and equipment for implementing this process
RU2075431C1 (en) * 1994-10-26 1997-03-20 Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Method of producing hydrogen and sulfur
RU2090493C1 (en) * 1994-11-08 1997-09-20 Леонид Александрович Дритов Method and apparatus for producing elementary sulfur and molecular hydrogen
RU2131396C1 (en) * 1998-02-02 1999-06-10 Быстрова Татьяна Владимировна Method of producing sulfur and hydrogen from hydrogen sulfide
RU2530096C1 (en) * 2013-02-27 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка" Method of producing sulphur from hydrogen sulphide-containing gas by claus method and catalytic reactor therefor
WO2014138013A1 (en) * 2013-03-04 2014-09-12 Drexel University Plasma dissociation of hydrogen sulfide in the presence of oxygen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020222679A1 (en) 2020-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3009783A (en) Production of carbon black
AU715144B2 (en) Thermal plasma reactor and wastewater treatment method
GB1033553A (en) Process and apparatus for the manufacture of titanium nitride
CN103372368B (en) Vortex Plasma Reactor for PFCs Waste Gas Treatment
EA008269B1 (en) A method of converting coal into fuels
JP2022508750A (en) Methods and equipment for plasma chemical gas / gas mixture conversion
US5843395A (en) Process for hydrogen production from hydrogen sulfide dissociation
RU2730487C1 (en) Method and apparatus for producing sulphur and hydrogen from hydrogen sulphide-containing gas
EP1227142A2 (en) Method and system for producing hydrogen from solid carbon materials and water
US20110044884A1 (en) Hydrogen production from hydrogen sulfide
US20230226515A1 (en) Integrated carbon transformation reformer and processes
RU2580818C1 (en) Method of processing irradiated reactor graphite
RU2131396C1 (en) Method of producing sulfur and hydrogen from hydrogen sulfide
JP2024517286A (en) Method for Producing Hydrogen and Solid Carbon from a Gaseous Hydrocarbon Source Using Microwaves and/or Radio Waves - Patent application
RO126941B1 (en) Process and installation for thermally plasma treating a gaseous mixture
CN104876190A (en) Oxygen-enriched combustion-supporting waste acid cracking process
SU322960A1 (en) The method of producing titanium dioxide
RU2075431C1 (en) Method of producing hydrogen and sulfur
CN103788373A (en) Dehydration process of multi-water sodium sulfide during polyphenyl thioether resin synthesis
Zhang et al. Destruction of H2S gas with a combined plasma photolysis (CPP) reactor
RU2026334C1 (en) Method of high-temperature processing of gaseous condensate and a device for its realization
RU2350558C2 (en) Method of production of trichlorosilane by plasma chemical hydrogenation of silicon tetrachloride and device to this end
KR102675592B1 (en) Dual structure plasma generator for efficient reforming of landfill gas and biogas
CN115557466B (en) Device for producing hydrogen through pyrolysis
RU2410853C1 (en) Plasma chemical reactor for ore processing with phase separation