JP5684785B2 - オフガス流れを処理する方法およびそのための装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス化工程において生成されるオフガス流れなどの、硫化水素およびアンモニア、ならびに場合によってシアン化水素を含むオフガス流れを処理し、硫酸塩流れを提供する方法、およびそのための装置を提供する。

ガス化プラントは当技術分野で周知である。そのようなプラントにおいて、水蒸気、窒素および酸素を含む炭化水素原料はガス化炉に通すことができる。石炭などの炭化水素原料は部分的に酸化され、高温合成（シンガスとも呼ばれる）およびスラグの形態をとることができる灰分を提供する。

合成ガスまたはシンガスは、本明細書において一般用語として同義的に使用され、石炭ガス化、油残渣、廃棄物またはバイオマスに由来する一酸化炭素、水素および場合による不活性成分の混合物に適用される。シンガスの主成分は水素および一酸化炭素である。さらに、二酸化炭素および微量のメタンがしばしば存在する。さらに、ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ならびに時にはＨＣＮ、ＣＯＳおよび／またはＣＳ_２などの汚染物質もまた存在し得る。これらの汚染物質を１つ以上の処理ステージで除去し、処理済みシンガスを提供することができる。シンガスは、発電のための、または触媒化学反応において使用するための価値のある供給原料である。シンガスから汚染物質を除去することは、ガスタービン部品に汚染物質が付着するのを回避するために、または触媒被毒を回避するために必要である。

従来から、二酸化硫黄含有流れを提供するために、硫化水素を焼成炉において部分的に酸化することができる。次いで、二酸化硫黄は苛性溶液に取り込み、亜硫酸塩および重亜硫酸塩などの硫黄の陰イオン酸化物を含む廃苛性流れを提供する。廃苛性溶液は１１もの高ｐＨであることがある。

廃苛性溶液は、通常、廃水処理単位装置に通して、そこで中和される。次いで、中和された溶液は、酸化単位装置に通し、そこで硫黄の水性陰イオン酸化物を硫酸塩に酸化する。廃水処理単位装置は、相当な関連設備投資とともに、オフガス処理単位装置内のまたはそれに隣接する大面積を必要とする。

本発明は、硫酸塩流れを提供するために、アンモニアおよび硫化水素を含むオフガス流れを処理する方法およびそのための装置を提供する。

第１の実施形態において、本発明は、
（ｉ）ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ＣＯ_２ならびに場合によってＨＣＮ、ＣＯＳおよびＣＳ_２の１つ以上を含む第１のオフガス流れ（８０）を提供するステップ；
（ｉｉ）ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ならびに場合によってＨＣＮ、ＣＯＳおよびＣＳ_２の１つ以上を酸化するために第１のオフガス流れ（８０）を焼成炉（３００）に通し、Ｎ_２、Ｈ_２Ｏ、ＳＯ_２およびＣＯ_２を含む第２のオフガス流れ（３１０）を提供するステップ；
（ｉｉｉ）第２のオフガス流れからＳＯ_２および一部のＣＯ_２を分離するために苛性スクラバー（３５０）内で第１の水性アルカリ流れ（３８０、８７６ａ）を用いて第２のオフガス流れ（３１０）を洗浄し、炭酸塩ならびに亜硫酸塩および重亜硫酸塩の一方または両方を含む廃苛性流れ（３６０）、ならびにＮ_２およびＣＯ_２を含む苛性スクラバーオフガス流れ（３７０）を提供するステップ；および
（ｉｖ）亜硫酸塩および重亜硫酸塩を硫酸塩に生物学的に酸化するために、酸素の存在下で硫黄酸化細菌を含むエアレーター（９００）に廃苛性流れ（３６０）を通し、硫酸塩流れ（９１０）を提供するステップを含む、ＮＨ_３およびＨ_２Ｓを含むオフガス流れ（８０）を処理して硫酸塩流れ（９１０）を提供する方法を提供する。

さらなる態様において、本発明は、
−ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ＣＯ_２ならびに場合によってＨＣＮ、ＣＯＳおよびＣＳ_２の１つ以上を含む第１のオフガス流れ中の、ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ならびに場合によって、ＨＣＮ、ＣＯＳおよびＣＳ_２の１つ以上を酸化し、Ｎ_２、Ｈ_２Ｏ、ＳＯ_２およびＣＯ_２を含む第２のオフガス流れを提供する、第１のオフガス流れのための第１の入口および第２のオフガス流れのための第１の出口を有する焼成炉；
−焼成炉の第１の出口に接続された第２のオフガス流れのための第１の入口、第１の水性アルカリ流れのための第２の入口、および炭酸塩ならびに亜硫酸塩および重亜硫酸塩の一方または両方を含む廃苛性流れのための第１の出口、およびＮ_２およびＣＯ_２を含む苛性スクラバーオフガス流れのために第２の出口を有する、第２のオフガス流れからＳＯ_２および一部のＣＯ_２を分離する苛性スクラバー；
−苛性スクラバーの第１の出口に接続された廃苛性流れのための第１の入口および硫酸塩流れのための第１の出口を有する、亜硫酸塩および重亜硫酸塩を硫酸塩に酸化するために酸素の存在下で硫黄酸化細菌を含むエアレーター
を少なくとも備える、Ｈ_２Ｓを含むオフガス流れを処理し硫酸塩流れを提供する装置を提供する。

本発明の方法および装置は、廃苛性流れを処理するために硫黄酸化細菌を使用し硫酸塩流れを提供する。廃苛性流れを処理する必要がない場合は、水処理単位装置の大きさを低減することができる。

本発明の実施形態はここで、例としてのみ、また以下の限定されない添付図面を参照して記載される。

本発明の方法による代表的な工程スキームの第１の実施形態を示す図である。 本発明の方法による代表的な工程スキームの第２の実施形態を示す図である。

この記載の目的において、１つの参照番号は、管路ならびにその管路内で運ばれる流れに割り当てられる。同一の参照番号は類似した構成要素、流れまたは管路を指す。

図１は、ガス化プラント内のオフガス流れなどの第１のオフガス流れ８０を処理する装置を示す。第１のオフガス流れ８０は、ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ＣＯ_２、ならびに場合によって、１つ以上のＨＣＮ、ＣＯＳおよびＣＳ_２を含む。図２に関して詳細に論じられる一実施形態において、第１のオフガス流れ８０を、酸性スラリーストリッパーおよび／または酸性水ストリッパーによって供給することができる。第１のオフガス流れ８０は実質的に微粒子固体を含まないことが好ましい。

第１のオフガス流れ８０は焼成炉３００の第１の入口２９８に通す。焼成炉３００は、第１のオフガス流れ８０の燃焼性成分を酸化し、焼成炉煙道ガス流れである第２のオフガス流れ３１０を第１の出口３０１で提供する。第１のオフガス流れ８０中の硫化水素は、焼成炉３００内で二酸化硫黄に部分的に酸化される。ＮＨ_３、ならびに、存在する場合ＨＣＮ、ＣＳ_２およびＣＯＳなどの他の燃焼性成分をＨ_２Ｏ、Ｎ_２、ＣＯ_２などの燃焼生成物に酸化し、また、ＣＳ_２およびＣＯＳの一方または両方が存在する場合、さらなるＳＯ_２が生成する。第２のオフガス流れ３１０はＨ_２Ｏ、ＣＯ_２、ＳＯ_２およびＮ_２を含む。空気などの酸素含有流れ３２０もまた焼成炉３００に第２の入口２９９ａで供給し燃焼を支えることができ、また、必要ならば、炭化水素含有燃料流れ３３０を第３の入口２９９ｂに通すことができる。

第２のオフガス流れ３１０は、苛性スクラバー３５０の第１の入口３４８に通すことができる。苛性スクラバー３５０は、第２のオフガス流れからＳＯ_２およびＣＯ_２などの酸性ガスを分離する。第１の水性アルカリ流れ３８０を苛性スクラバー３５０に通し、そこで塩基性アルカリは酸性ガスと反応して、水および炭酸塩、ならびに亜硫酸塩および重亜硫酸塩の一方または両方を生成する。亜硫酸塩および／または重亜硫酸塩の形成は、第１の水性アルカリ流れ３８０のｐＨに依存する。したがって、この流れのｐＨの調整によって、亜硫酸塩および重亜硫酸塩の相対量を制御することができる。

適切な水性アルカリ流れ３８０は水酸化物水溶液（例えば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水中溶液）を包含する。水性アルカリ溶媒のｐＨは、適切には７から１２の間、より好ましくは８から１１の間である。第１の水性アルカリ流れ３８０は、以前に使用されていない新鮮な流れ、または図２に関して以下に論じられる硫黄酸化単位装置からの再生水性アルカリ流れの第１の部分などの再生流れであってもよい。

酸性ガスは第２のオフガス流れ３１０から洗浄され、第１の出口３５１で、水溶液中に、炭酸塩ならびに亜硫酸塩および重亜硫酸塩の一方または両方を含む廃苛性流れ３６０を提供する。Ｎ_２および一部のＣＯ_２を含む残余ガスは、苛性スクラバーオフガス流れ３７０として第２の出口３５２経由で苛性スクラバー３５０を出る。

廃苛性流れ３６０は、エアレーター９００の第１の入口８９８に通し、そこで亜硫酸塩および重亜硫酸塩は酸素の存在下で硫黄酸化細菌によって生物学的に硫酸塩に酸化される。エアレーターには、エアレーター気流９２０中の酸素が第２の入口８９９で供給されてもよい。

本明細書における硫化物酸化細菌への言及は、亜硫酸塩および／または重亜硫酸塩を硫酸塩に酸化することができる細菌に対してである。適切な硫化物酸化細菌は、例えばチオバチルスおよびチオミクロスピラ属の既知の自己栄養の好気性培養から選択することができる。

図１に示されないさらなる実施形態において、エアレーター９００はまた、硫黄酸化細菌、栄養素および緩衝化合物（単数以上）を含む群から選択される１種以上の添加剤を含む１種以上のさらなる流れを供給することができる。栄養素および緩衝化合物（単数以上）は、以下の図２のバイオリアクターに関して論じられるのと同じであってよい。

代替として、第１の水性アルカリ流れ３８０は、硫黄酸化細菌、ならびに場合によって栄養素および／または緩衝剤をさらに含んでよい。このように例えば、硫黄酸化細菌は、第１の水性アルカリ流れ３８０中に既に存在し、播種または硫黄酸化細菌を含む流れ経由で供給することによってエアレーター９００に別々に供給する必要はない。

硫黄酸化反応は、好ましくは以下の反応に従って生物学的エアレーター内で起こる：
（１）ＨＳＯ_３ ⁻＋ＯＨ⁻→ＳＯ_３ ^２−＋Ｈ_２Ｏ
（２）２ＳＯ_３ ^２−＋Ｏ_２→２ＳＯ_４ ^２−
重亜硫酸塩は、存在する場合、反応（１）に従って亜硫酸塩に部分的に酸化される。続いてまたは同時に、廃苛性流れ３６０中に存在する、または反応（１）において生成した亜硫酸塩は硫酸塩に酸化される。硫酸塩への亜硫酸塩化合物のバイオ酸化は水性硫酸塩をもたらし、これは硫酸塩流れ９１０としてエアレーター９００から第１の出口９０１で除去することができる。

図２は、本明細書において開示される方法および装置を利用する、石炭ガス化スキームなどの、一般化されたガス化スキーム５を示す。図１に関して記載された流れ、単位装置およびゾーンは、図２のスキームにおいて同一の参照番号、名称および機能を有する。

石炭供給原料などの未加工炭化水素５１０を粉砕乾燥単位装置５００（ここで、場合によって融剤と共に、処理され、粉砕石炭原料などの粉砕原料５２０を提供する）に通すことにより、準備の整った石炭原料などの炭化水素原料５６０を提供することができる。次いで、粉砕原料５２０を供給単位装置５５０に通し、粉砕乾燥石炭などの炭化水素原料５６０をガス化炉６００へ提供する。

ガス化炉６００はガス化ゾーン６００ａおよび冷却ゾーン６００ｂを含む。ガス化ゾーン６００ａ内で、粉砕乾燥石炭などの炭化水素原料は、窒素、酸素および水蒸気と共にバーナーに供給される。スラグの形態の灰分は、ガス化ゾーン６００ａに重力によって下降しスラグクエンチタンクに入り、そこから処分用の集積容器に移動させることができる。生成合成ガスはガス化ゾーン内で生じて上側クエンチ部へ移り、そこで適切な再圧縮の後、以下に論じられる、例えば未加工シンガス流れ７１０からのブリード流れから再循環シンガスによってクエンチすることができ、高温シンガス流れを提供する。高温シンガス流れは、ＣＯ、Ｈ_２、微粒子固体、ＨＣＮ、ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ＣＯ_２ならびに場合によってＣＯＳおよびＣＳ_２の一方または両方を含む。次いで、高温シンガス流れは、シンガス冷却器または廃熱ボイラーなどの冷却ゾーン６００ｂに通すことができ、そこで、沸騰水流れなどの水流れに対して向流でさら冷却され、飽和水蒸気流れおよび冷却シンガス流れ６１０を提供する。

次いで、冷却シンガス流れ６１０は、サイクロン分離器などの乾燥固形分除去単位装置６５０に通すことができ、そこで微粒子固体の大きい部分はガス成分から分離され、フライアッシュ６７０およびＣＯ、Ｈ_２、微粒子固体、Ｈ_２Ｏ、ＨＣＮ、ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ＣＯ_２、ならびに場合によって、ＣＯＳおよびＣＳ_２の一方または両方を含む含湿固形分シンガス流れ６６０を提供する。

含湿固形分シンガス流れ６６０は湿式洗浄カラム７００に通すことができ、そこで洗浄され、微粒子固体、ＨＣＮ、ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ＣＯ_２、ならびに場合によって、ＣＯＳおよびＣＳ_２の一方または両方を含むスラリーブリード流れ７２０、ならびにＣＯ、Ｈ_２、ＨＣＮ、ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ＣＯ_２ならびに場合によって、ＣＯＳおよびＣＳ_２の一方または両方を含む未加工シンガス流れ７１０を提供することができる。

スラリーブリード流れ７２０は第１の入口４８経由で酸性スラリーストリッパー５０に通すことができる。酸性スラリーストリッパー５０にはまた、第２の入口４９で水蒸気流れ１０を供給することができる。水蒸気はスラリーブリード流れからガス成分をストリップし、酸性スラリーストリッパー５０の第１の出口５１で、ＨＣＮ、ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、ＣＯ_２、ならびに場合によって、ＣＯＳおよびＣＳ_２の一方または両方を含むスラリーオフガス流れ６０を、および酸性スラリーストリッパーの第２の出口５２で微粒子固体を含むストリップ済みスラリー流れ７０を提供することができる。スラリーオフガス流れ６０は、実質的に微粒子固体をなくすることができる。ストリップ済みスラリー流れ７０は清澄器２５０に通し、スラリーを処分することができる。

次いで、スラリーオフガス流れ６０は、第１のオフガス流れとして焼成炉３００の第１の入口２９８に通し、そこで図１で論じたのと類似した方法で処理され、洗浄後、炭酸塩ならびに亜硫酸塩および重亜硫酸塩の一方または両方を含む廃苛性流れ３６０を提供することができる。次いで、廃苛性流れ３６０はエアレーター９００に通し、硫酸塩流れ９１０を生成することができる。

焼成炉３００は第２のオフガス流れ３１０を第１の出口３０１で提供する。第２のオフガス流れは苛性スクラバー３５０に通し、そこで第１の水性アルカリ流れ８７６ａで洗浄され、廃苛性流れ３６０を提供する。

図２の実施形態において、第１の水性アルカリ流れ８７６ａは、硫黄酸化ゾーン８５０からの再生水性アルカリ流れ８７６の第１の部分である。再生水性アルカリ流れ８７６は、バイオリアクター８７５から取り出すことができる。したがって、第１の水性アルカリ流れは、例えばバイオリアクター８７５からの硫黄酸化細菌を、存在する任意の栄養素および緩衝化合物とともに、さらに含んでよい。バイオリアクター８７５および硫黄酸化ゾーン８５０の運転は、以下にさらに詳しく論じられる。

さらなる実施形態において、バイオリアクターブリード流れ（図示せず）もエアレーター９００に通すことができる。バイオリアクターブリード流れは、バイオリアクター８７５中に存在する硫黄酸化細菌ならびに任意の栄養素および緩衝化合物を含むことができる。バイオリアクターブリード流れは、特に硫黄酸化細菌が第１の水性アルカリ流れ中に存在しない場合は、エアレーター９００に硫黄酸化細菌を提供するために、または、エアレーター９００中の硫黄酸化細菌の量を補うために使用することができる。

次いで、湿式洗浄カラム７００からの未加工シンガス流れ７１０は、高圧加水分解単位装置７５０に通すことができ、そこでＨＣＮ、ならびに存在する場合、ＣＯＳおよびＣＳ_２を加水分解し、第１の出口７５１でＣＯ、Ｈ_２、ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を含む加水分解シンガス流れ７６０を、また第２の出口７５２でＨ_２Ｏ、ＮＨ_３、ＣＯ_２およびＨ_２Ｓを含む、凝縮水流れ７７０を提供することができる。凝縮水流れ７７０は、酸性水ストリッパー２００の第１の入口１９８に通すことができ、さらに詳しく以下に論じられる。

高圧加水分解単位装置７５０内の圧力は、１から１００バールの範囲、より好ましくは２から８０バールの範囲であってもよい。

高圧加水分解単位装置７５０において、ＨＣＮ、ならびに、該当する場合、ＣＯＳおよびＣＳ_２の一方または両方を以下の反応に従って変換することができる：
（Ａ）ＨＣＮの加水分解：ＨＣＮ＋Ｈ_２Ｏ→ＮＨ_３＋ＣＯ
（Ｂ）ＣＯＳの加水分解：ＣＯＳ＋Ｈ_２Ｏ→Ｈ_２Ｓ＋ＣＯ_２
（Ｃ）ＣＳ_２の加水分解：ＣＳ_２＋２Ｈ_２Ｏ→２Ｈ_２Ｓ＋ＣＯ_２
高圧加水分解単位装置７５０において水／水蒸気の量は、水蒸気に基づいて、好ましくは１０体積／体積％から８０体積／体積％の間、より好ましくは２０体積／体積％から７０体積／体積％の間、さらに好ましくは３０体積／体積％から５０体積／体積％の間である。好ましい水／水蒸気量においては、ＨＣＮ、ならびに場合によってＣＯＳおよびＣＳ_２の一方または両方の変換が改善される。通常、Ｈ_２Ｏは、ＨＣＮ、ならびに場合によって、存在する場合ＣＯＳおよびＣＳ_２の一方または両方の変換を達成するのに十分な量で、湿式洗浄運転からの未加工シンガス流れ７１０中に存在することができる。

場合によって、所望の水／水蒸気量を達成するために、それを高圧加水分解単位装置７５０へ通す前に、水もしくは水蒸気、または、これらの混合物を未加工シンガス流れ７１０に添加することができる。ＣＯＳおよびＣＳ_２の一方または両方が存在する場合、加水分解シンガス流れ７６０のＣＯＳおよびＣＳ_２の合計濃度は、ガス流れの合計に基づいて、適切には１０ｐｐｍｖから２体積％の間、好ましくは２０ｐｐｍｖから１体積％の間である。

高圧加水分解単位装置７５０は気体／固体接触装置、好ましくは固定床リアクターであってもよい。ＨＣＮ、ＣＯＳおよびＣＳ_２の加水分解用の触媒は当業者には公知であり、例えばＴｉＯ_２系触媒またはアルミナおよび／もしくは酸化クロム系触媒を包含する。好ましい触媒はＴｉＯ_２系触媒である。

加水分解は、ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を含む加水分解シンガス流れ７６０をもたらし、これは、ガス流れの合計に基づいて、ＨＣＮが希薄（ｌｅａｎ）、ならびに該当する場合、ＣＯＳおよびＣＳ_２が希薄であり、例えば０．０１体積％未満、適切には０．１ｐｐｍｖから０．０１体積％の間、より好ましくは０．１ｐｐｍｖから１ｐｐｍｖの間のＨＣＮ濃度を有する。

ＣＯＳが未加工シンガス流れ７１０中に存在する場合、加水分解シンガス流れ７６０中の濃度を、ガス流れの合計に基づいて、０．０１体積％未満に、適切には１ｐｐｍｖから０．０１体積％の間、より好ましくは１ｐｐｍｖから１０ｐｐｍｖの間に低減することができる。

ＣＳ_２が未加工シンガス流れ７１０中に存在する場合、加水分解シンガス流れ７６０中の濃度を、ガス流れの合計に基づいて、０．０１体積％未満に、適切には１ｐｐｍｖから０．０１体積％の間、より好ましくは２ｐｐｍｖから５０ｐｐｍｖの間に低減することができる。

加水分解シンガス流れ７６０は、場合によって、当技術分野で公知のものなどの酸性ガス除去単位装置８００の第１の入口７９８に通すことができる。酸性ガス除去単位装置８００は、シンガスからのＨ_２Ｓおよび一部のＣＯ_２などの酸性ガスを除去し、第１の出口８０１で処理済みシンガス流れ８１０を提供する。処理済みシンガス流れ８１０はＣＯ_２、ＣＯおよびＨ_２を含み、より好ましくはＣＯ_２、ＣＯおよびＨ_２から本質的になる。次いで、処理済みシンガスは、さらなる加工のために、より長鎖の液体炭化水素への変換のためのフィッシャー−トロプシュ単位装置などに通すことができる。

このように、未加工シンガス流れ７１０を処理し、ＨＣＮ、ＮＨ_３、Ｈ_２Ｓ、一部のＣＯ_２、ならびに、存在する場合、ＣＯＳおよびＣＳ_２が除去された処理済みシンガス流れ８１０を提供することができる。

酸性ガス除去単位装置８００はまた、第２の出口８０２で酸性ガス流れ８２０を提供する。酸性ガス流れ８２０は、加水分解シンガス流れ７６０から分離された酸性ガスＨ_２ＳおよびＣＯ_２を含む。

酸性ガス除去は、加水分解シンガス流れからのＨ_２Ｓおよび一部のＣＯ_２を吸収性液体に移すために吸収性液体に加水分解シンガス流れ７６０を接触させることにより行うことができる。これは、好ましくは比較的高圧および常温で行われる。

次いで、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を含む吸収性液体は、処理済みシンガス流れ８１０として単位装置を出る残りのガス成分から分離することができる。次いで、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を含む分離された吸収性液体は、通常比較的低圧および高温でガスをストリップすることによって再生し、ＣＯ_２およびＨ_２Ｓを含む酸性ガス流れ８２０を提供することができる。 吸収性液体は、加水分解シンガス流れ７６０からＨ_２Ｓおよび一部のＣＯ_２を除去することができるいかなる液体であってもよい。好ましい吸収性液体は化学溶媒ならびに物理溶媒を含む。適切な化学溶媒は第一級、第二級および／または第三級アミンである。好ましい化学溶媒は、第二級または第三級アミン、より好ましくはエタノールアミンに由来するアミン化合物、一層好ましくはＤＩＰＡ、ＤＥＡ、ＭＥＡ、ＤＥＤＡ、ＭＭＥＡ（モノメチルエタノールアミン）、ＭＤＥＡまたはＤＥＭＥＡ（ジエチルモノエタノールアミン）である。ＤＩＰＡおよび／またはＭＤＥＡが特に好ましい。これらの化合物はＨ_２Ｓおよび／またはＣＯ_２などの酸性化合物と反応し、それによって加水分解シンガス流れ７６０からＨ_２Ｓおよび／またはＣＯ_２を除去すると考えられる。

適切な物理溶媒は、スルフォラン（シクロテトラメチレンスルホン）およびその誘導体、脂肪酸アミン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−アルキル化ピロリドンおよび対応するピペリドン、メタノール、エタノールおよびポリエチレングリコールのジアルキルエーテルまたはこれらの混合物である。好ましい物理溶媒はスルフォランである。Ｈ_２Ｓおよび／またはＣＯ_２は物理溶媒に取り込まれ、それによって、加水分解シンガス流れから除去されると考えられる。さらに、メルカプタンが存在すれば、同様に物理溶媒に取り込まれる。

好ましくは、吸収性液体はスルフォラン、ＭＤＥＡまたはＤＩＰＡ、および水を含む。

処理済みシンガス流れ８１０のＨ_２Ｓの濃度は、加水分解シンガス流れ７６０のＨ_２Ｓの濃度より低い。通常、処理済みシンガス流れのＨ_２Ｓの濃度は、加水分解シンガス流れ７６０中のＨ_２Ｓ濃度の０．０００１％から２０％、より好ましくは、０．０００１％から１０％の範囲にある。適切には、処理済みシンガス流れ８１０のＨ_２Ｓの濃度は、１０ｐｐｍｖ未満、より好ましくは５ｐｐｍｖ未満である。

酸性ガス流れ８２０は、硫黄酸化ゾーン８５０の第１の入口８４８に通すことができ、ここでさらに詳しく論じられる。硫黄酸化ゾーン８５０は、硫化水素などの硫黄含有化合物を酸性ガス流れ８２０から分離することができる。硫黄酸化ゾーンは、バイオ脱硫単位装置であるバイオリアクター８７５を包含する。好ましくは、硫黄酸化ゾーン８５０は、廃苛性流れ３６０から硫酸塩を回収するために使用されるのと同じゾーンである。

硫黄酸化ゾーン８５０は、Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５において再生水性アルカリ流れ８７６の第２の部分８７６ｂから形成された第２の水性アルカリ流れ８７６ｂとの接触によって、まず酸性ガス流れ８２０からＨ_２Ｓを分離する。Ｈ_２Ｓは第２の水性アルカリ流れ８７６ｂに捕捉され、硫化水素含有水性流れ８６２を提供する。

ＣＯ_２を含む残留ガスは、Ｈ_２Ｓ除去ゾーン排気ガス流れ８６４としてＨ_２Ｓ除去ゾーン８５５を出ることができる。Ｈ_２Ｓ除去ゾーン排気ガス流れ８６４は「Ｈ_２Ｓ希薄」または「Ｈ_２Ｓ激減（ｄｅｐｌｅｔｅｄ）」ガス流れであり、より好ましくはＨ_２Ｓを実質的に含まない。Ｈ_２Ｓ除去ゾーン排気ガス流れ８６４は、硫黄化合物、特にＨ_２Ｓの合計濃度が、ガス流れの合計に基づいて、適切には０．０１から３０ｐｐｍｖの間、または２５ｐｐｍｖ未満、適切には０．０１から２０ｐｐｍｖの間、または１５ｐｐｍｖ未満、適切には０．０１から１０ｐｐｍｖの間、好ましくは０．０５から３．５ｐｐｍｖの間、より好ましくは０．１から１ｐｐｍｖの間であってよい。Ｈ_２Ｓ除去ゾーン排気ガス流れ８６４は、ノックアウト容器８６５に通し、ノックアウト容器オフガス流れ８６８を提供することができる。

Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５において硫黄化合物の負荷が６００００ｋｇ／日未満、適切には５０から５００００ｋｇ／日の間、好ましくは７５から２００００ｋｇ／日の間、より好ましくは１００から１００００ｋｇ／日の間である場合、本方法は特に適切である。これらの硫黄負荷では、本明細書において開示された方法は有利に使用することができるが、クラウス法などの従来の方法は、不可能でないにしても、運転するのが困難である。

適切には、酸性ガス流れ８２０中のＨ_２Ｓの合計量は１０ｐｐｍｖから２０体積％の間、好ましくは２０ｐｐｍｖから１０体積％の間である。本明細書において開示される方法の利点は、Ｈ_２Ｓ量が比較的低く、典型的には１０ｐｐｍｖから２０体積％の間である場合でさえ、酸性ガス流れ８２０中のＨ_２Ｓを除去することができるということである。

クラウス法などの他の方法のためには、クラウス原料として適切にするために高Ｈ_２Ｓ含量を有する酸性ガスが製造されることが必要である。

適切な第２の水性アルカリ流れ８７６ｂは、水性水酸化物溶液、例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水中溶液を包含する。水性アルカリ溶媒のｐＨは、適切には７から１２の間、好ましくは８から１１の間である。第２の水性アルカリ流れ８７６ｂは、硫黄酸化細菌、緩衝化合物および栄養素などの、取り出すことができるバイオリアクター８７５内で見られる１種以上の成分をさらに含んでよい。

Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５内で起こり得る主反応は以下の通りである：
（Ｄ）Ｈ_２Ｓ吸収：Ｈ_２Ｓ＋ＯＨ⁻→ＨＳ⁻＋Ｈ_２Ｏ
（Ｅ）Ｈ_２Ｓ吸収：Ｈ_２Ｓ＋ＣＯ_３ ^２−→ＨＳ⁻＋ＨＣＯ_３ ⁻
（Ｆ）ＣＯ_２吸収：ＣＯ_２＋ＯＨ⁻→ＨＣＯ_３ ⁻
（Ｇ）炭酸塩形成：ＨＣＯ_３ ⁻＋ＯＨ⁻→ＣＯ_３ ^２−＋Ｈ_２Ｏ
（Ｈ）ポリヒドロ硫化物：２ＨＳ⁻＋Ｓ_８→２ＨＳ_５ ⁻

本明細書において使用される用語「硫化水素含有水性流れ」８６２は、ＨＳ⁻、二硫化物、ポリ硫化物、チオ炭酸塩および炭酸塩などのＨ_２Ｓ除去ゾーン８５５内で発生し得るが、しかし、溶解Ｈ_２Ｓもまた含み得る、主反応（Ｄ）から（Ｈ）の１種以上の生成物を含む水性流れを指す。

Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５内の好ましい温度は、５から６０℃の間、より好ましくは２５から４５℃の間である。好ましくは、Ｈ_２Ｓ除去ゾーン内の圧力は、１から７５バールの間、より好ましくは２から５バールの間である。

典型的には、Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５は気体／液体接触装置である。適切な気体／液体接触装置は、Ｐｅｒｒｙ’ｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ’ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，７ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ，ｓｅｃｔｉｏｎ １４（１９９７）に記載されており、例えばトレーもしくは充填カラムまたはガススクラバーを包含する。

場合によって、Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５の媒体は緩衝剤を用いていてもよい。好ましい緩衝化合物は、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩およびこれらの混合物、特に炭酸ナトリウムおよび／または重炭酸ナトリウムである。緩衝化合物の濃度は、酸性ガス流れ８２０の組成にとりわけ依存し、Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５内の反応媒体のｐＨが一般に、６．０から１０の間、より好ましくは、６．５から９．０の間になるように調節される。Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５に供給される第２の水性アルカリ流れ８７６ｂの流速は、所望のｐＨを達成するように調整することができ、必要なときに新鮮な水性アルカリが添加される。

Ｈ_２Ｓ、メルカプタン、硫化物、二硫化物および芳香族メルカプタンは、その臭気の性質により、百万分率濃度で検出することができる。したがって、硫黄化合物、特にＨ_２Ｓの合計濃度を、第４の合計オフガス流れに基づいて、例えば３０または２０ｐｐｍｖ未満、好ましくは１０ｐｐｍｖ未満の濃度に低下させることは、そのようなガスおよび精油流れのユーザーにとって望ましい。

次いで、硫化水素含有水性流れ８６２は、酸化リアクターなどのバイオリアクター８７５内で酸素の存在下で硫化物酸化細菌と接触させ、元素硫黄を生成し水性アルカリを再生することができる。栄養素は栄養素流れ８８２経由でバイオリアクター８７５に供給することができる。オフガスにバイオリアクターからバイオリアクターオフガス流れ８８０経由で出口をつけることができる。

さらなる場合によるステップにおいて、硫化水素含有水性流れ８６２はフラッシュ室８７０に通すことができ、そこで、硫化水素激減オフガス流れ８７４として余剰ガスが放出され、硫化物含有水性流れ８７２を提供し、次いで、それはバイオリアクター８７５に通すことができる。

好ましくは好気性リアクターであるバイオリアクター８７５内で生じ得る硫化物アニオンの主反応は、以下の硫黄および硫酸塩の微生物学形成である：
（３）硫黄生成：ＨＳ⁻＋０．５Ｏ_２→１／８Ｓ_８＋ＯＨ⁻
（４）硫酸塩生成：ＨＳ⁻＋２Ｏ_２＋ＯＨ⁻→ＳＯ_４ ^２−＋Ｈ_２Ｏ
バイオリアクター８７５内に生成する元素硫黄の生成は、反応（３）において示されるように水性アルカリを同時に再生する。元素硫黄は水性液体とともに「硫黄スラリー」を形成する。本明細書において使用される場合、この用語は、バイオリアクター８７５内で生じ得る、反応（３）および（４）を包含する主反応の１種以上の生成物を含むスラリーを指す。硫黄スラリーは水性硫酸塩および元素硫黄を含むことができる。

酸素は、酸素流れ８８４経由でバイオリアクター８７５に供給することができ、それは空気流れであってよい。バイオリアクター８７５に供給される酸素の量は、吸収された硫化物の酸化が結果として主に硫黄をもたらすように調節され、このことは硫黄含有廃水の制御された酸化の方法を開示するＮＬ８８０１００９に示唆されている。

本明細書における硫化物酸化細菌への言及は、硫化物を元素硫黄に酸化することができる細菌に対してである。苛性スクラバー３５０に通す第１水性アルカリ流れが、バイオリアクター８７５から取り出された、再生水性アルカリ流れ８７６の第１の部分８７６ａである場合、そこの硫黄酸化細菌もまた亜硫酸塩および／または重亜硫酸塩を硫酸塩に酸化することができるべきである。適切な硫化物酸化細菌は、例えば、チオバチルスおよびチオミクロスピラ属の既知の自己栄養の好気性培養から選択することができる。

バイオリアクター８７５の代表的な圧力は１から２バールの間である。適切には、酸化リアクターは、５から２５００ｍ^３の間、好ましくは１０から２０００ｍ^３の間の容積を有する。

好ましくは、バイオリアクター８７５の反応媒体は緩衝剤が用いられる。緩衝化合物は、酸化リアクター中に存在する細菌が耐えるように選ばれる。好ましい緩衝化合物は、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩およびこれらの混合物、特に炭酸ナトリウムおよび／または重炭酸ナトリウムである。緩衝化合物の濃度は、気体流の組成にとりわけ依存し、酸化リアクター内の反応媒体のｐＨが、一般に、６から１０の間、より好ましくは７から９の間になるように調節される。

硫黄スラリーおよび再生水性アルカリは、分離器原料流れ８７８として固体／液体分離器８８５に通すことができる。適切な固体／液体分離器は、Ｐｅｒｒｙ’ｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ’ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，７ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ，ｓｅｃｔｉｏｎ ２２（１９９７）に記載されている。硫黄含有成分は、硫酸塩および硫黄ケーキとしての元素硫黄を含む硫酸塩流れ８６０として放出される。残りの液体は固体／液体分離器８８５を出て、水性アルカリの再循環流れ８７９としてバイオリアクター８７５へ戻すことができる。代替実施形態において、固体液体分離器８８５は、硫酸塩および硫黄スラリーとしての元素硫黄を含む硫酸塩流れ８６０を生成する濃縮装置と置き換えることができる。

硫黄および再生水性アルカリ流れ８７８の全重量に基づいて、通常、５から９５重量／重量％の間、好ましくは１０から９０重量／重量％の間で再生水性アルカリから分離して、硫酸塩流れ８６０を提供することができる。再生水性アルカリからの硫黄の完全な分離も目論まれる。

通常、硫酸塩流れ８６０の硫黄含量は、硫酸塩流れ８６０に基づいて、５重量／重量％から５０重量／重量％の間である。通常、水および硫酸塩は、５５から７０％の間の乾燥固形分含量の硫黄ケーキが得られる程度に除去することができる。

通常、硫黄ケーキの硫黄含量は、硫黄ケーキの全重量に基づいて９０から９８重量／重量％の間である。場合によって、元素硫黄は、再度スラリーにし、濾過し、乾燥して、少なくとも９５重量％硫黄、好ましくは少なくとも９９重量％硫黄の純度の硫黄ペーストを得ることができる。このようにして得られた硫黄ペーストは場合によって乾燥し、少なくとも８５％、好ましくは少なくとも９０％の乾燥重量含有率の粉体を製造することができる。この粉体は、殺菌剤としてまたはダニ駆除剤として適切に施すことができる。

本明細書において開示された方法で製造された元素硫黄は親水性を有し、非生物学的液体プロセスによって製造された硫黄によって通常引き起こされる、汚染問題を引き起こさない。本方法で製造された硫黄の別の利点は、それが肥料としての使用に非常に適切であることである。

バイオリアクター８７５内に生成する再生水性アルカリは、再生水性アルカリ流れ８７６を提供する。再生水性アルカリ流れ８７６の少なくとも一部は第２の水性アルカリ流れ８７６ｂとしてＨ_２Ｓ除去ゾーン８５５に再循環することができる。適切には、再生水性アルカリの合計量の１０から９９％の間、好ましくは３０から９５％の間、より好ましくは４０から９０％の間で、第２の水性アルカリ流れ８７６ｂとしてＨ_２Ｓ除去ゾーンに再循環される。Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５へ再生水性アルカリを再循環することによって、新鮮な水性アルカリがＨ_２Ｓの除去のためのＨ_２Ｓ除去ゾーンに供給される。このことは、Ｈ_２Ｓの除去を３０ｐｐｍｖ以下、適切には２０ｐｐｍｖ以下、好ましくは１０ｐｐｍｖ以下の濃度に向上させる。再生水性アルカリ流れ８７６は場合によって、硫黄粒子を含んでよい。

再生水性アルカリ流れ８７６の少なくとも一部は、第１の水性アルカリ流れ８７６ａとして苛性スクラバー３５０に通すことができる。

加水分解単位装置７５０によって生成された凝縮水流れ７７０は、酸性水ストリッパー２００の第１の入口１９８に通すことができる。水蒸気などのストリップ剤は、水蒸気流れ２３０として酸性水ストリッパー２００の第２の入口１９９に通し、凝縮水流れからＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２などのガス成分を分離するために使用することができる。ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を含む酸性水ストリッパーオフガス流れ２１０は、酸性水ストリッパー５０の第１の出口２０１で生成される。酸性水ストリッパー水流れ２２０は、酸性水ストリッパー２００の第２の出口２０２で生成される。

さらなる実施形態において、酸性水ストリッパーオフガス流れ２１０の少なくとも一部２１０ａは、第１のオフガス流れとして焼成炉３００に通し、ＮＨ_３およびＨ_２Ｓなどの燃焼性成分をＮ_２、Ｈ_２ＯおよびＳＯ_２などのそれらの燃焼生成物に酸化することができる。このことは、酸性水ストリッパーオフガス流れ２１０が、酸性水ストリッパーオフガス焼成炉原料流れ２１５として焼成炉３００にすべてを通すことができるような比較的少ない流量である場合、特に好ましい。これは、焼成炉３００の専用入口に、または、焼成炉３００に通す前にスラリーストリッパーオフガス流れ６０と合わせた図２に示されるように、第１のオフガス流れとして通すことができる。アンモニアスクラバー１５０などの追加のプロセスユニットが必要としないので、これは有利である。

酸性スラリーストリッパー５０からのスラリーストリッパーオフガス流れ６０に加えて、酸性水ストリッパーオフガス流れ２１０の大きさの流量を、焼成炉３００が容易に扱うことができない場合には、酸性水ストリッパーオフガス流れ２１０の少なくとも一部２１０ｂは、アンモニアスクラバー１５０の第１の入口１４８に通すことができる。

アンモニアスクラバー１５０の内部で、酸性水ストリッパーオフガス流れ２１０の一部２１０ｂは、第２の入口１４９でスクラバーに入る水性酸性流れ１８０で処理することができる。水性酸性流れ１８０は塩基性アンモニアと反応し、スクラバーの第２の出口１５２でアンモニウム含有水性流れ１７０、および第１の出口１５１でアンモニアスクラバーオフガス流れ１６０を提供する。好ましい実施形態において、水性酸性流れ１８０は水性硫酸流れであり、アンモニウム含有水性流れ１７０は硫酸アンモニウム水性流れである。アンモニアスクラバーオフガス流れ１６０はＨ_２ＳおよびＣＯ_２を含み、ＨＣＮ、ＣＯＳおよび／またはＣＳ_２ならびにＮＨ_３が激減され、より好ましくはこれらを実質的に含まない。

次いで、アンモニアスクラバーオフガス流れ１６０は硫黄酸化ゾーン８５０に通すことができる。例えば、アンモニアスクラバーオフガス流れは酸性ガス流れ８２０と合わせて、合流酸性ガス流れ８２０ａを提供し、Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５の第１の入口８４８に通すことができ、そこで、それは上に論じられたように水性アルカリ流れ４１０と接触することができる。Ｈ_２Ｓは水性アルカリ流れ中に捕捉し、硫化水素含有水性流れ８６２を提供することができる。この実施形態において、Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５は、酸性ガスおよびアンモニアスクラバーオフガスの両方からの硫化水素を捕捉する。図２に示されない代替実施形態において、アンモニアスクラバーオフガス流れ１６０は、Ｈ_２Ｓ除去ゾーン８５５の別々の入口に提供することができる。

当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの様々な方法で本発明を実施することができることを理解する。

Claims (10)

1. ＮＨ_３およびＨ_２Ｓを含むオフガス流れ（８０）を処理して硫酸塩流れ（９１０）を提供する方法であって、
   （ｉ）ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ _２ を含む第１のオフガス流れ（８０）を提供するステップ；
   （ｉｉ）ＮＨ_３ およびＨ_２ Ｓを酸化するために第１のオフガス流れ（８０）を焼成炉（３００）に通し、Ｎ_２、Ｈ_２Ｏ、ＳＯ_２およびＣＯ_２を含む第２のオフガス流れ（３１０）を提供するステップ；
   （ｉｉｉ）第２のオフガス流れからＳＯ_２および一部のＣＯ_２を分離するために苛性スクラバー（３５０）内で第１の水性アルカリ流れ（３８０、８７６ａ）を用いて第２のオフガス流れ（３１０）を洗浄し、炭酸塩ならびに亜硫酸塩および重亜硫酸塩の一方または両方を含む廃苛性流れ（３６０）、ならびにＮ_２およびＣＯ_２を含む苛性スクラバーオフガス流れ（３７０）を提供するステップ；および
   （ｉｖ）亜硫酸塩および重亜硫酸塩を硫酸塩に生物学的に酸化するために、酸素の存在下で硫黄酸化細菌を含むエアレーター（９００）に廃苛性流れ（３６０）を通し、硫酸塩流れ（９１０）を提供するステップ
   を含む、方法。
2. 第１のオフガス流れ（８０）がガス化装置（５）内のオフガス流れである、請求項１に記載の方法。
3. −微粒子固体、ＨＣＮ、ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ _２ を含むスラリーブリード流れ（７２０）を提供するステップ；および
   −スラリーブリード流れから微粒子固体を分離するためにスラリーブリード流れ（７２０）を酸性スラリーストリッパー（５０）に通し、ＨＣＮ、ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ _２ を含むスラリーストリッパーオフガス流れ（６０）を第１のオフガス流れ（８０）の少なくとも一部として、および微粒子固体を含むストリップ済みスラリー流れ（７０）を提供するステップ
   を含むさらなるステップによって、第１のオフガス流れ（８０）の少なくとも一部が提供される、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. （ａ）含湿固形分シンガス流れ（６６０）からスラリーブリード流れ（７２０）ならびにＣＯ、Ｈ_２、ＨＣＮ、ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ _２ を含む未加工シンガス流れ（７１０）を提供するステップ；
   （ｂ）ＨＣＮならびに存在するＣＯＳおよびＣＳ_２を加水分解するために、未加工シンガス流れ（７１０）を加水分解単位装置（７５０）に通し、ＣＯ、Ｈ_２、ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を含む加水分解シンガス流れ（７６０）、ならびにＮＨ_３、ＣＯ_２およびＨ_２Ｓを含む凝縮水流れ（７７０）を提供するステップ；
   （ｃ）加水分解シンガス流れ（７６０）からＨ_２Ｓおよび一部のＣＯ_２を分離するために加水分解シンガス流れ（７６０）を酸性ガス除去単位装置（８００）に通し、ＣＯ、Ｈ_２およびＣＯ_２を含む処理済みシンガス流れ（８１０）、ならびにＨ_２ＳおよびＣＯ_２を含む酸オフガス流れ（８２０）を提供するステップ；
   （ｄ）酸オフガス流れ（８２０）を酸素の存在下で硫黄酸化細菌を含む硫黄酸化ゾーン（８５０）に通し、生物学的酸化によって元素硫黄を提供するステップであって、ステップ（ｄ）が、
   （ｄ１）硫黄酸化ゾーン（８５０）のＨ _２ Ｓ除去ゾーン（８５５）において第２の水性アルカリ流れ（８７６ｂ）に酸オフガス流れ（８２０）を接触させ、ＣＯ _２ を含む第１の排気流れ（８６４）、および硫化水素含有水性流れ（８６２）を提供するステップ；および
   （ｄ２）硫化水素含有水性流れ（８６２）を酸素の存在下で硫化物酸化細菌を含むバイオリアクター（８７５）に通し、水性アルカリを再生し元素硫黄を提供するステップ
   を含むステップ、
   （ｅ）再生水性アルカリ流れ（８７６）として再生水性アルカリの少なくとも一部を、第１の水性アルカリ流れ（８７６ａ）として苛性スクラバー（３５０）、および第２の水性アルカリ流れ（８７６ｂ）としてＨ _２ Ｓ除去ゾーン（８５５）の一方または両方に再循環するステップ、ならびに
   （ｆ）スラリーブリード流れ（７２０）をスラリーストリッパー（５０）に通して、第１のオフガス流れ（８０）としてのＨＣＮ、ＮＨ _３ 、Ｈ _２ ＳおよびＣＯ _２ を含むスラリーオフガス流れ（６０）および微粒子固体を含むストリップ済みスラリー流れ（７０）を提供するステップ
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. −Ｈ_２Ｏ、ＮＨ_３、ＣＯ_２およびＨ_２Ｓを含む、凝縮水流れ（７７０）を提供するステップ；
   −凝縮水流れ（７７０）を酸性水ストリッパー（２００）に通し、ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を含む酸性水ストリッパーオフガス流れ（２１０）、および酸性水ストリッパー水流れ（２２０）を提供するステップ；および
   −酸性水ストリッパーオフガス流れ（２１０）の少なくとも一部（２１０ａ）を第１のオフガス流れ（８０）またはその一部として焼成炉（３００）に通すステップ
   をさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. −アンモニアスクラバー（１５０）内で水性酸性流れ（１８０）で酸性水ストリッパーオフガス流れ（２１０）の少なくとも一部（２１０ｂ）を洗浄し、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を含むアンモニアスクラバーオフガス流れ（１６０）、およびアンモニウムに富む水性流れ（１７０）を提供するステップ；および
   −アンモニアスクラバーオフガス流れ（１６０）を硫黄酸化ゾーン（８５０）に通し、硫酸塩流れ（８６０）が元素硫黄をさらに含むように元素硫黄を提供するステップ
   をさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 硫酸塩流れ（９１０）を提供するためにＨ_２Ｓを含むオフガス流れ（８０）を処理する装置であって、
   −ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ _２ を含む第１のオフガス流れ（８０）中の、ＮＨ_３ およびＨ_２ Ｓを酸化し、Ｎ_２、Ｈ_２Ｏ、ＳＯ_２およびＣＯ_２を含む第２のオフガス流れ（３１０）を提供し、第１のオフガス流れ（８０）のための第１の入口（２９８）および第２のオフガス流れ（３１０）のための第１の出口（３０１）を有する焼成炉（３００）；
   −焼成炉（３００）の第１の出口（３０１）に接続された第２のオフガス流れ（３１０）のための第１の入口、第１の水性アルカリ流れ（３８０、８７６ａ）のための第２の入口（３４９）、炭酸塩ならびに亜硫酸塩および重亜硫酸塩の一方または両方を含む廃苛性流れ（３６０）のための第１の出口（３５１）、ならびにＮ_２およびＣＯ_２を含む苛性スクラバーオフガス流れ（３７０）のための第２の出口（３５２）を有する、第２のオフガス流れ（３１０）からＳＯ_２および一部のＣＯ_２を分離する苛性スクラバー（３５０）；
   −苛性スクラバー（３５０）の第１の出口（３５１）に接続された廃苛性流れ（３６０）のための第１の入口（８９８）、および硫酸塩流れ（９１０）のための第１の出口（９０１）を有する、亜硫酸塩および重亜硫酸塩を硫酸塩に酸化させるために酸素の存在下で硫黄酸化細菌を含むエアレーター（９００）
   を少なくとも備える、装置。
8. −含湿固形分シンガス流れ（６６０）からスラリーブリード流れ（７２０）ならびにＣＯ、Ｈ _２ 、ＨＣＮ、ＮＨ _３ 、Ｈ _２ ＳおよびＣＯ _２ を含む未加工シンガス流れ（７１０）を分離する湿式洗浄カラム（７００）、
   −未加工シンガス流れ（７１０）中に存在するＨＣＮならびにＣＯＳおよびＣＳ _２ を加水分解して凝縮水流れ（７７０）およびＣＯ、Ｈ _２ 、ＮＨ _３ 、Ｈ _２ ＳおよびＣＯ _２ を含む加水分解シンガス流れ（７６０）を提供し、加水分解シンガス流れ（７６０）のための第１の出口（７５１）および凝縮水流れ（７７０）のための第２の出口（７５２）を有する高圧加水分解単位装置（７５０）、
   −微粒子固体、ＨＣＮ、ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ _２ を含むスラリーブリード流れ（７２０）から微粒子固体を分離し、第１のオフガス流れ（８０）としてのスラリーストリッパーオフガス流れ（６０）および微粒子固体を含むストリップ済みスラリー流れ（７０）を提供し、スラリーブリード流れ（７２０）のための第１の入口（４８）、スラリーストリッパー水蒸気（１０）のための第２の入口（４９）、スラリーストリッパーオフガス流れの少なくとも一部が第１のオフガス流れ（８０）として焼成炉（３００）に通るように、焼成炉（３００）の第１の入口（２９８）と流体連通状態のスラリーストリッパーオフガス流れ（６０）のための第１の出口（５１）、およびストリップ済みスラリー流れ（７０）のための第２の出口（５２）を有する酸性スラリーストリッパー（５０）
   をさらに含む、請求項７に記載の装置。
9. −第１の入口（１９８）に通すＮＨ_３、ＣＯ_２およびＨ_２Ｓを含む凝縮水流れからＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を分離し、第１の出口（２０１）でＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を含む酸性水ストリッパーオフガス流れ（２１０）および第２の出口（２０２）で水流れ（２２０）を提供する酸性水ストリッパー（２００）をさらに含み、前記第１の出口（２０１）が、酸性水ストリッパーオフガス流れ（２１０）の少なくとも一部が第１のオフガス流れ（８０）として焼成炉（３００）に通るように、焼成炉（３００）の入口（２９８）と流体連通状態である、請求項８に記載の装置。
10. −ＣＯ、Ｈ_２、ＮＨ_３、Ｈ_２ＳおよびＣＯ_２を含む加水分解シンガス流れ（７６０）からＨ_２Ｓおよび一部のＣＯ_２を分離し、ＣＯ、Ｈ_２およびＣＯ_２を含む処理済みシンガス流れ（８１０）、ならびにＨ_２ＳおよびＣＯ_２を含む酸オフガス流れ（８２０）を提供し、加水分解シンガス流れ（７６０）のための第１の入口（７９８）、シンガス流れ（８１０）のための第１の出口（８０１）、および硫黄酸化ゾーン（８５０）の第１の入口（８４８）に接続された酸オフガス流れ（８２０）のための第２の出口（８０１）を有する酸性ガス除去単位装置（８００）をさらに含み；
    硫黄酸化ゾーン（８５０）は、生物学的酸化によって再生水性アルカリ流れ（８７６）および元素硫黄を生成するために酸素の存在下で硫黄酸化細菌を含み、再生水性アルカリ流れ（８７６）の少なくとも一部（８７６ａ）は、硫黄酸化細菌、栄養素および緩衝化合物を含む第１の水性アルカリ流れ（８７６ａ）として苛性スクラバー（３５０）の第２の入口（３４９）に通す、請求項８または９に記載の装置。

Images