JPH01270502A - 硫化水素から水素を製造する方法 - Google Patents
硫化水素から水素を製造する方法Info
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Classifications
-
- 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
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
十の1 ノ)
本発明は硫化水素から水素を製造する方法に関するもの
である。
である。
【久立玉遣
製油所において製造され、水添脱硫装置て使用されてい
る水素の約半量以−Lは硫化水素に変換された後、硫黄
回収装置で硫黄を回収する過程て水に変えられてしまい
、その燃焼熱か回収されているにすぎないのて、省資源
の観点から好ましくなく、これらの硫化水素から水素を
回収して水添脱硫装置などに循環することか望まれてき
た。
る水素の約半量以−Lは硫化水素に変換された後、硫黄
回収装置で硫黄を回収する過程て水に変えられてしまい
、その燃焼熱か回収されているにすぎないのて、省資源
の観点から好ましくなく、これらの硫化水素から水素を
回収して水添脱硫装置などに循環することか望まれてき
た。
したかって硫化水素を分解することによって水素を製造
する方法について検討かなされており、いくつかの提案
かなされているか、また技術的に可能で且つ経済性を有
しJL業化された方法は皆無である。
する方法について検討かなされており、いくつかの提案
かなされているか、また技術的に可能で且つ経済性を有
しJL業化された方法は皆無である。
たとえば米国特許第3962409号に開示された方V
、では、モリフデン、タンクスデン、ルテニウムの硫化
物を触媒として使用し、450℃から800℃の温度て
純粋な硫化水素を接触反応で分解する方D、か提案され
ている。しかしこの反応温度範囲では平衡転化率か非常
に低いので、生成物である硫黄と水素を分離した後、大
Ji1の未反応硫化水素を循環することを余儀なくされ
ており、生成物の分離工程で消費されるエネルギーか多
くなり、この方法の経済性を低めている。さらに、この
方法は原料として硫化水素100%のガスを使用してお
り、水、炭酸ガス、アンモニア、炭化水素などの不純物
を含む耐性カスを直接原料にてきるかどうかについては
未知数である。
、では、モリフデン、タンクスデン、ルテニウムの硫化
物を触媒として使用し、450℃から800℃の温度て
純粋な硫化水素を接触反応で分解する方D、か提案され
ている。しかしこの反応温度範囲では平衡転化率か非常
に低いので、生成物である硫黄と水素を分離した後、大
Ji1の未反応硫化水素を循環することを余儀なくされ
ており、生成物の分離工程で消費されるエネルギーか多
くなり、この方法の経済性を低めている。さらに、この
方法は原料として硫化水素100%のガスを使用してお
り、水、炭酸ガス、アンモニア、炭化水素などの不純物
を含む耐性カスを直接原料にてきるかどうかについては
未知数である。
うで「□リリーレぐ)□JシL□マJし□」イ5−胛に
一□:y□□セ二□□J二□鷹ぐ1□土^1□Rf1−
d装本発明は、一般に製油所で得られ、現在は硫黄回収
装置の原料カスとなっている、硫化水素濃度80%以」
−て、水、炭酸ガス、アンモニア、炭化水素などの不純
物を含むガスを直接原料として、硫化水素の熱分解によ
り水素を製造する方法を提供することを[1的とする。
一□:y□□セ二□□J二□鷹ぐ1□土^1□Rf1−
d装本発明は、一般に製油所で得られ、現在は硫黄回収
装置の原料カスとなっている、硫化水素濃度80%以」
−て、水、炭酸ガス、アンモニア、炭化水素などの不純
物を含むガスを直接原料として、硫化水素の熱分解によ
り水素を製造する方法を提供することを[1的とする。
口、)i、明の構成
間J趙J短ノこ邊1決−ず−る−た−めノ生」L段床発
明に関わる硫化水素を含む原料ガスから水素を製造する
方法は、反応燃焼炉において80%以1−の硫化水素を
含む原料カスを80%以上の酸素を含む富酸素化空気て
燃焼することにより原料ガスに含まれる硫化水素の一部
を部分酸化して元素硫黄と木に変換すると同時に、その
反応熱により反応燃焼炉の温度を1400〜2000℃
にトy1させ、この温度て残りの硫化水素を熱分解して
、元素硫黄と水素を生成させる反応燃焼工程、反応燃焼
工程て得られた反応カスを急冷却1ノで元素硫黄の大部
分を該反応ガスから分離する硫黄分離工程、&i、黄分
離工程から(1すられるガスに含まれる亜硫酸ガスと残
留硫黄を接触水添反応により、また該カス中の有機硫黄
化合物類を接触加水分解反応により硫化水素に変換する
接触反応上程、接触反応工程からのガスを冷却すること
によっ′C該ガスに含まれる水分の大部分を除去する水
分離工程、水分離工程からのカスから硫化水素を分離し
、分離された硫化水素を反応燃焼工程への原料ガスとし
て循環する硫化水素分離工程、及び硫化水素分離工程か
らの硫化水素を除去したガスから水素を分離する水素回
収工程からなることを急冷却するものである。
明に関わる硫化水素を含む原料ガスから水素を製造する
方法は、反応燃焼炉において80%以1−の硫化水素を
含む原料カスを80%以上の酸素を含む富酸素化空気て
燃焼することにより原料ガスに含まれる硫化水素の一部
を部分酸化して元素硫黄と木に変換すると同時に、その
反応熱により反応燃焼炉の温度を1400〜2000℃
にトy1させ、この温度て残りの硫化水素を熱分解して
、元素硫黄と水素を生成させる反応燃焼工程、反応燃焼
工程て得られた反応カスを急冷却1ノで元素硫黄の大部
分を該反応ガスから分離する硫黄分離工程、&i、黄分
離工程から(1すられるガスに含まれる亜硫酸ガスと残
留硫黄を接触水添反応により、また該カス中の有機硫黄
化合物類を接触加水分解反応により硫化水素に変換する
接触反応上程、接触反応工程からのガスを冷却すること
によっ′C該ガスに含まれる水分の大部分を除去する水
分離工程、水分離工程からのカスから硫化水素を分離し
、分離された硫化水素を反応燃焼工程への原料ガスとし
て循環する硫化水素分離工程、及び硫化水素分離工程か
らの硫化水素を除去したガスから水素を分離する水素回
収工程からなることを急冷却するものである。
これを第1図により説明すると、原料ガス加熱器2て加
熱された80%以上の硫化水素を含む原料ガス51と富
醇素化空気発生装置lて生成し富酸素化空気加熱器3て
加熱された80%以1−の酸素を含む富酸素化空気53
とを反応燃焼炉4に送入して燃焼する。この際、富酸素
化空気送入部″又は原料ガス送大量を調節して反応燃焼
炉温度か1400〜2000℃の範囲になるようにする
。
熱された80%以上の硫化水素を含む原料ガス51と富
醇素化空気発生装置lて生成し富酸素化空気加熱器3て
加熱された80%以1−の酸素を含む富酸素化空気53
とを反応燃焼炉4に送入して燃焼する。この際、富酸素
化空気送入部″又は原料ガス送大量を調節して反応燃焼
炉温度か1400〜2000℃の範囲になるようにする
。
反応燃焼炉ては原料ガスに含まれる硫化水素の一部か部
分酸化して元素硫黄と水に変換する反応2H2S+02
→2H20+Sz [1]か進行する。この反応
は発熱反応てあり、宮酸素化空気送大量を多くするほど
[1]式の反応か多くなり、それに伴なって反応燃焼炉
の温度か」−昇する。
分酸化して元素硫黄と水に変換する反応2H2S+02
→2H20+Sz [1]か進行する。この反応
は発熱反応てあり、宮酸素化空気送大量を多くするほど
[1]式の反応か多くなり、それに伴なって反応燃焼炉
の温度か」−昇する。
一方、反応燃焼炉の温度か高くなるほど、硫化水素を熱
分解して元素硫黄と水素を生成する反応2H2S→2H
2+S2 [2] が活発に進行するようになる。この反応は吸熱反応であ
る。
分解して元素硫黄と水素を生成する反応2H2S→2H
2+S2 [2] が活発に進行するようになる。この反応は吸熱反応であ
る。
従って、硫化水素を含む原料ガス送入量を一定とした場
合には富酸素化空気送大量を調節することにより反応燃
焼炉温度か1400〜2000℃の範囲になるようにす
ることかできる。
合には富酸素化空気送大量を調節することにより反応燃
焼炉温度か1400〜2000℃の範囲になるようにす
ることかできる。
反応燃焼工程で得られた反応ガスは排熱ホイラー5て急
冷却して硫黄凝縮器6て元素硫黄の大部分を反応ガスか
ら分離し、液体硫黄54として回収する。
冷却して硫黄凝縮器6て元素硫黄の大部分を反応ガスか
ら分離し、液体硫黄54として回収する。
硫黄分離工程から得られるガスはガス加熱器7て加熱し
た後触媒を充填した接触反応器8に送入し、ガス中の亜
硫酸ガスと残留硫黄は接触水添反応により、またガス中
の有機硫黄化合物類は接触加水分解反応により硫化水素
に変換する。
た後触媒を充填した接触反応器8に送入し、ガス中の亜
硫酸ガスと残留硫黄は接触水添反応により、またガス中
の有機硫黄化合物類は接触加水分解反応により硫化水素
に変換する。
この接触反応工程からのガスは、ガス冷却塁9て冷却し
、更に水冷塔10に送ってガスに含まれる水分の大部分
を除去する。なお記号11は水冷塔の循環水ポンプ、記
号12は循環水クーラー、記号55は凝縮水である。
、更に水冷塔10に送ってガスに含まれる水分の大部分
を除去する。なお記号11は水冷塔の循環水ポンプ、記
号12は循環水クーラー、記号55は凝縮水である。
水分離工程からの粗水素ガス56は吸収塔13に送り硫
化水素を分離する。第1図にはアミン系吸収液な使用す
るフローを示してあり、記号14はリッヂアミンポンプ
、記号15はリーンアミンクーラー、記号16はリーン
アミンポンプ、記V)17はアミン熱交換器、記号18
は再生塔、記号19はリホイラー、記号20は塔頂クー
ラー、記号21はリフラックストラム、記号22はリフ
ラックスポンプである。
化水素を分離する。第1図にはアミン系吸収液な使用す
るフローを示してあり、記号14はリッヂアミンポンプ
、記号15はリーンアミンクーラー、記号16はリーン
アミンポンプ、記V)17はアミン熱交換器、記号18
は再生塔、記号19はリホイラー、記号20は塔頂クー
ラー、記号21はリフラックストラム、記号22はリフ
ラックスポンプである。
再生塔18の塔頂から放出された硫化水素カス52は反
応燃焼工程へ原料ガスとして循環する。
応燃焼工程へ原料ガスとして循環する。
吸収塔13の塔頂から放出されたカスは、ガス溜23、
カスコンプレッサー24、ガスクーラー25.1〜レン
分#l−ラム26を経て水素回収装置27へ送り、水素
回収装置27て精製水素59を分離・回収する。記け5
7は1〜レン、記け58は刊ガスである。
カスコンプレッサー24、ガスクーラー25.1〜レン
分#l−ラム26を経て水素回収装置27へ送り、水素
回収装置27て精製水素59を分離・回収する。記け5
7は1〜レン、記け58は刊ガスである。
以上各工程ごとにlll’i次1;1細に説明する。
■反応燃焼工程
反応燃焼炉において80%以上の硫化水素を含む原料ガ
スを80%以上の酸素を含む富酸素化空気で燃焼するこ
とによって原料ガスに含まれる硫化水素の一部を部分醇
化して元素硫黄と木に変換する。
スを80%以上の酸素を含む富酸素化空気で燃焼するこ
とによって原料ガスに含まれる硫化水素の一部を部分醇
化して元素硫黄と木に変換する。
2H2S+02→2H20+52 [1]それと
同時にこの酸化反応で得られる高温により残りの硫化水
素を熱分解して元素硫黄と水素を発生させる。
同時にこの酸化反応で得られる高温により残りの硫化水
素を熱分解して元素硫黄と水素を発生させる。
2H2S→2H2+S2 [2][2]の反応の
平衡転化率は低温域では低いのて、未反応の硫化水素の
循環昂を減少させるためには少なくとも1400℃以に
の高温域で[2]の反応を進行させる必要かある。
平衡転化率は低温域では低いのて、未反応の硫化水素の
循環昂を減少させるためには少なくとも1400℃以に
の高温域で[2]の反応を進行させる必要かある。
この高温は主に[1]の反応によって発生ずる熱により
て得られるため[2]の反応温度を」−―げて11衡転
化率を上げようとすると、[1]の反応によりて消費さ
れる硫化水素か増え、[2]の反応によ、って反応する
硫化水素の量か減り、結果として生成する水素の量が減
少する。従って反応燃焼炉の温度を著しく高めることは
得策てはなく、2000℃か」−眼となる。
て得られるため[2]の反応温度を」−―げて11衡転
化率を上げようとすると、[1]の反応によりて消費さ
れる硫化水素か増え、[2]の反応によ、って反応する
硫化水素の量か減り、結果として生成する水素の量が減
少する。従って反応燃焼炉の温度を著しく高めることは
得策てはなく、2000℃か」−眼となる。
原料ガス中に水分や二酸化炭素か存在する場合は、反応
燃焼炉の温度を1400〜2000℃にするために燃焼
させなければならない硫化水素の量を増やさなければな
らないので、水分や二酸化炭素の含有量は制限されなけ
ればならない。特に二酸化炭素は木D:によって得られ
る水素を回収する前のガス(粗水素ガス)中に含まれる
水素濃度をドけるのて好ましくない。
燃焼炉の温度を1400〜2000℃にするために燃焼
させなければならない硫化水素の量を増やさなければな
らないので、水分や二酸化炭素の含有量は制限されなけ
ればならない。特に二酸化炭素は木D:によって得られ
る水素を回収する前のガス(粗水素ガス)中に含まれる
水素濃度をドけるのて好ましくない。
原料カス中に炭化水素か存在する場合は、硫化水素の部
分燃焼過程て同時に燃焼するのて、反応熱を系にIJ−
えるために燃焼させなげればならない硫化水素の量を減
らずことに効果かある点ては好ましいか、燃焼によっ゛
C二酸化炭素を生成させる点ては」−記した理由て好ま
しくない。
分燃焼過程て同時に燃焼するのて、反応熱を系にIJ−
えるために燃焼させなげればならない硫化水素の量を減
らずことに効果かある点ては好ましいか、燃焼によっ゛
C二酸化炭素を生成させる点ては」−記した理由て好ま
しくない。
アンモニアは燃焼熱を系に与える点や粗水素ガスの水素
濃度を下げる点て炭化水素と同し影響を与える。
濃度を下げる点て炭化水素と同し影響を与える。
しかしなから、これらの成分をその合計て最大20容量
%程度含む一般の製油所て得られる酸性カスを本状の原
料ガスにすることは可f七である。
%程度含む一般の製油所て得られる酸性カスを本状の原
料ガスにすることは可f七である。
この酸性ガスの他に、廃水処理装置などから得られるア
ンモニアを多情に含んだ酸性ガスを本状の原料ガスとし
て併用するときは、反応燃焼炉の入「Iて原料カスに加
えることなく、原料ガスの部分燃焼て発生した高温域に
混合する方法か好ましい。なぜならばアンモニアか高温
によって熱分解し水素か生成するからである。
ンモニアを多情に含んだ酸性ガスを本状の原料ガスとし
て併用するときは、反応燃焼炉の入「Iて原料カスに加
えることなく、原料ガスの部分燃焼て発生した高温域に
混合する方法か好ましい。なぜならばアンモニアか高温
によって熱分解し水素か生成するからである。
燃焼に必要な酸素を供給する空気は酸素濃度を高めた富
酸素化したものでなければならない。すなわち燃焼系に
導入される窒素の量を減らずことによってはじめて[2
]の反応の転化率を実用的な値とし得る高温か得られ、
且つ分解の原料となる未燃の硫化水素を多量に残すこと
かてきるからである。
酸素化したものでなければならない。すなわち燃焼系に
導入される窒素の量を減らずことによってはじめて[2
]の反応の転化率を実用的な値とし得る高温か得られ、
且つ分解の原料となる未燃の硫化水素を多量に残すこと
かてきるからである。
また、系内に導入された大量の窒素は上記のように粗水
素ガス中の水素濃度を著しく下げ木方法の経済性を損な
う。しかしなから純粋な酸素ガスを使用する必然性はな
く、一般に80容量%から95容量%の富酸素化空気か
本状に経済性を与える。この濃度範囲の富酸素化空気は
近年膜分離や吸着技術の進歩により安価に得られるよう
になってきた。
素ガス中の水素濃度を著しく下げ木方法の経済性を損な
う。しかしなから純粋な酸素ガスを使用する必然性はな
く、一般に80容量%から95容量%の富酸素化空気か
本状に経済性を与える。この濃度範囲の富酸素化空気は
近年膜分離や吸着技術の進歩により安価に得られるよう
になってきた。
原料ガス中の硫化水素の部分燃焼性をてきるたけ下げ且
つ残りの硫化水素の熱分解に要する高温を得るために、
原料ガスや富酸素化空気を予熱す1す ることか好ましい。
つ残りの硫化水素の熱分解に要する高温を得るために、
原料ガスや富酸素化空気を予熱す1す ることか好ましい。
■硫黄分離工程
■の工程て得られた反応ガス(反応燃焼炉の出「1ガス
)を急冷却することによって元素硫黄の大部分を分離す
る。反応燃焼炉で生成した元素硫黄はこの工程て分離さ
れ、本状の製品の一つとして取り出される。冷却温度は
硫黄の固化温度以上てなければならない。冷却温度か高
いことは分離されたガス中に残留する元素硫黄か増える
ことを意味するのて、通常180℃から135℃の範囲
内て選ばれる。
)を急冷却することによって元素硫黄の大部分を分離す
る。反応燃焼炉で生成した元素硫黄はこの工程て分離さ
れ、本状の製品の一つとして取り出される。冷却温度は
硫黄の固化温度以上てなければならない。冷却温度か高
いことは分離されたガス中に残留する元素硫黄か増える
ことを意味するのて、通常180℃から135℃の範囲
内て選ばれる。
この工程て重要な点は、反応炉出11ガスを急冷却しな
ければならないことである。これは出口ガスを冷却する
M熱ボイラーでのガス滞留時間を制限することによって
行なわれる。すなわち700℃まてにガスを冷却する時
間を0.3秒以内に制限する。好ましくは0.1秒以内
である。もし緩慢に冷却すると[2]式の逆反応か進行
し、生成した水素か一部消失するからである。
ければならないことである。これは出口ガスを冷却する
M熱ボイラーでのガス滞留時間を制限することによって
行なわれる。すなわち700℃まてにガスを冷却する時
間を0.3秒以内に制限する。好ましくは0.1秒以内
である。もし緩慢に冷却すると[2]式の逆反応か進行
し、生成した水素か一部消失するからである。
急冷却する方法として本工程ての硫黄を分離し1 ま
た冷ガスの一部な■における反応燃焼炉の出口近くに循
環する方法も考えられる。この方法は原料ガスの量か低
下した減量運転時に特にその効果を発揮する。
環する方法も考えられる。この方法は原料ガスの量か低
下した減量運転時に特にその効果を発揮する。
■接触反応工程
前記■の工程で液体硫黄を分離したガス中には水素、水
、窒素、炭酸ガス、未反応硫化水素のほか、残留元素硫
黄、二酸化硫黄、二硫化炭素及び硫化カルボニルを少量
含んているので、これらの硫黄化合物類を硫化水素に還
元する必要かある。
、窒素、炭酸ガス、未反応硫化水素のほか、残留元素硫
黄、二酸化硫黄、二硫化炭素及び硫化カルボニルを少量
含んているので、これらの硫黄化合物類を硫化水素に還
元する必要かある。
残留元素硫黄及び二酸化硫黄はガス中に含まれる水素に
よる水添反応により、また二硫化炭素及び硫化カルボニ
ルは加水分解により、硫化水素に変換される。これらの
反応は接解的に行われ、コバルト・モリブテン触媒やニ
ッケル・モリブテン触媒か使用される。
よる水添反応により、また二硫化炭素及び硫化カルボニ
ルは加水分解により、硫化水素に変換される。これらの
反応は接解的に行われ、コバルト・モリブテン触媒やニ
ッケル・モリブテン触媒か使用される。
■水分離工程
■の接触反応工程からのガスは冷却して該ガスに含まれ
る大部分の水分を除去する。この水分は■の反応燃焼工
程て生成した水分である。この冷却は通常2段階て行な
われる。すなわち高温冷却段階ては排熱ボイラーによっ
てスチームを発生することによって冷却か行なわれ、低
温冷却段階では水クエンチによる直接冷却方式かとられ
る。
る大部分の水分を除去する。この水分は■の反応燃焼工
程て生成した水分である。この冷却は通常2段階て行な
われる。すなわち高温冷却段階ては排熱ボイラーによっ
てスチームを発生することによって冷却か行なわれ、低
温冷却段階では水クエンチによる直接冷却方式かとられ
る。
■硫化水素分離工程
■の水分離工程からの冷却されたガス中から硫化水素の
大部分を分離し該硫化水素を反応燃焼工程の原料ガスと
して循環する。本分離工程ては通常有機アミン水溶液に
よる吸収法か採用される。
大部分を分離し該硫化水素を反応燃焼工程の原料ガスと
して循環する。本分離工程ては通常有機アミン水溶液に
よる吸収法か採用される。
吸収前のガスには硫化水素の他二酸化炭素も含まれてい
るため、シブロバノールアミンやメチルジェタノールア
ミンなどのように二酸化炭素の吸収に対して選択性を有
する有機アミンを吸収剤として使用することか望ましい
。すなわち大部分の二酸化炭素か硫化水素とともに吸収
されると、0項て述べたような不都合か生しるばかりで
なく、系内に大量の二酸化炭素か蓄積されてくる。
るため、シブロバノールアミンやメチルジェタノールア
ミンなどのように二酸化炭素の吸収に対して選択性を有
する有機アミンを吸収剤として使用することか望ましい
。すなわち大部分の二酸化炭素か硫化水素とともに吸収
されると、0項て述べたような不都合か生しるばかりで
なく、系内に大量の二酸化炭素か蓄積されてくる。
■、■及び■の工程て通常採用される方法はスコツト法
と呼ばれている硫黄回収装置のテールガス処理法に採用
されている方法とほぼ同一なので実装置での¥績も多く
、確立された技術なので詳細な運転条件などの説明は省
略する。
と呼ばれている硫黄回収装置のテールガス処理法に採用
されている方法とほぼ同一なので実装置での¥績も多く
、確立された技術なので詳細な運転条件などの説明は省
略する。
■水素回収工程
■の工程において硫化水素の大部分を除去したカスは水
素、窒素、二酸化炭素及び小量の水を含んているのて、
この粗水素ガスから水素を回収する必要かあり回収前に
必要に応し昇圧、水分離などの前工程か必要となる。
素、窒素、二酸化炭素及び小量の水を含んているのて、
この粗水素ガスから水素を回収する必要かあり回収前に
必要に応し昇圧、水分離などの前工程か必要となる。
水素回収方法としては製品水素の要求される純度にもよ
るか通常、圧力差吸着法[PSAI膜分離法及び深冷分
離法などか採用てきる。
るか通常、圧力差吸着法[PSAI膜分離法及び深冷分
離法などか採用てきる。
実j1例」工
第1図に示した工程図に従って、第1表に示す原料ガス
及び富酸素化空気を使用し、原料ガス及び富酸化空気の
両方をそれぞれ加熱器2.3により240℃まて加熱し
、反応燃焼炉の温度(排熱ボイラー5の入口温度)か1
700 ’Cになるように富酸素化空気の流量を調整し
、且つこの反応ガスか0.1〜0.15秒て700 ’
C以下になるようにした場合のデータを第2表に示す。
及び富酸素化空気を使用し、原料ガス及び富酸化空気の
両方をそれぞれ加熱器2.3により240℃まて加熱し
、反応燃焼炉の温度(排熱ボイラー5の入口温度)か1
700 ’Cになるように富酸素化空気の流量を調整し
、且つこの反応ガスか0.1〜0.15秒て700 ’
C以下になるようにした場合のデータを第2表に示す。
なお第2表に示した水素取得率は、製品水素と原料H2
Sのモル比である。
Sのモル比である。
第 1 表
実施例1と同し条件て、富酸素化空気の流量を反応燃焼
炉の温度(胡熱ホイラ−5の入口温度)か1600℃に
なるようにした場合のデータを第2表に示す。
炉の温度(胡熱ホイラ−5の入口温度)か1600℃に
なるようにした場合のデータを第2表に示す。
支案負J
実施例1と同し条件で、富酸素化空気の流量か反応燃焼
炉の温度(排熱ボイラー5の人口温度)か1800 ’
Cになるようにした場合のデータを第2表に示す。
炉の温度(排熱ボイラー5の人口温度)か1800 ’
Cになるようにした場合のデータを第2表に示す。
支亙直A
富酸素化空気中の酸素濃度を80%にした他は実施例1
と回し条件とした場合のデータを第2表に示す。
と回し条件とした場合のデータを第2表に示す。
ル較〕
実施例1と回し条件て富酸素化空気の流量を反応燃焼炉
の温度(#熱ボイラー人IZ+温度)か1200℃にな
るようにした場合のデータを第2表に示す。
の温度(#熱ボイラー人IZ+温度)か1200℃にな
るようにした場合のデータを第2表に示す。
第2表から明らかなように、反応燃焼炉での燃焼温度か
1200℃と低い比較例では、実施例1〜4に比へて水
素取得率は高いか、循環H2S−1i4か著しく多く導
入H2S量とばぼ凹穴になり、硫化水素分離上程の消費
エネルギー及び設備能力を3〜4倍必要とするほか、反
応燃焼炉や反応ガスの急冷機構の設備能力も増やさなけ
ればならないのて、経済的でない。
1200℃と低い比較例では、実施例1〜4に比へて水
素取得率は高いか、循環H2S−1i4か著しく多く導
入H2S量とばぼ凹穴になり、硫化水素分離上程の消費
エネルギー及び設備能力を3〜4倍必要とするほか、反
応燃焼炉や反応ガスの急冷機構の設備能力も増やさなけ
ればならないのて、経済的でない。
(以下余白)
第2表
従来クラウス型硫黄回収装置て処理I7てぃた硫化水素
を含有する耐性カスを原料として水素を製造することか
できる。
を含有する耐性カスを原料として水素を製造することか
できる。
また同時にクラウス型i黄回収装置と回し機部を達成す
ることかてき元素状硫黄も回収することかできる。
ることかてき元素状硫黄も回収することかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するだめのプロセスフローの一例
を説明するための図である。
を説明するための図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 反応燃焼炉において80%以上の硫化水素を含む原
料ガスを80%以上の酸素を含む富酸素化空気で燃焼す
ることにより原料ガスに含まれる硫化水素の一部を部分
酸化して元素硫黄と水に変換すると同時に、その反応熱
により反応燃焼炉の温度を1400〜2000℃に上昇
させ、この温度で残りの硫化水素を熱分解して元素硫黄
と水素を生成させる反応燃焼工程、反応燃焼工程で得ら
れた反応ガスを急冷却して元素硫黄の大部分を該反応ガ
スから分離する硫黄分離工程、硫黄分離工程から得られ
るガスに含まれる亜硫酸ガスと残留硫黄を接触水添反応
により、また該ガス中の有機硫黄化合物類を接触加水分
解反応により硫化水素に変換する接触反応工程、接触反
応工程からのガスを冷却することによって該ガスに含ま
れる水分の大部分を除去する水分離工程、水分離工程か
らのガスから硫化水素を分離し、分離された硫化水素を
反応燃焼工程への原料ガスとして循環する硫化水素分離
工程、及び硫化水素分離工程からの硫化水素を除去した
ガスから水素を分離する水素回収工程からなることを特
徴とする硫化水素を含む原料ガスから水素を製造する方
法。 2 反応燃焼工程で得られた反応ガスを0.3秒以内に
700℃以下に急冷却する特許請求の範囲第1項記載の
方法。 3 硫黄分離工程から得られるガスの一部を反応燃焼炉
の出口近くに循環することにより反応燃焼炉で発生する
ガスを急冷却する特許請求の範囲第1項記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63095766A JPH01270502A (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 硫化水素から水素を製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63095766A JPH01270502A (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 硫化水素から水素を製造する方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01270502A true JPH01270502A (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=14146608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63095766A Pending JPH01270502A (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 硫化水素から水素を製造する方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01270502A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0747318A1 (de) * | 1995-06-08 | 1996-12-11 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum schnellen Kühlen eines Wasserstoff und Elementarschwefel enthaltenden heissen Gasgemisches |
WO2004024622A1 (en) * | 2002-09-12 | 2004-03-25 | Amer Sarssam | A process for the recovery of sulphur from gas streams containing hydrogen sulphide |
US6780396B2 (en) * | 2001-04-30 | 2004-08-24 | Institut Francais Du Petrole | Process for the production of a gas that contains hydrogen from hydrogen sulfide |
WO2012154043A1 (en) * | 2011-05-06 | 2012-11-15 | Stamicarbon B.V. Acting Under The Name Of Mt Innovation Center | Zero emissions sulphur recovery process with concurrent hydrogen production |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55140704A (en) * | 1979-04-14 | 1980-11-04 | Davy International Ag | Production of hydrogen and sulfur from hydrogen sulfide |
-
1988
- 1988-04-20 JP JP63095766A patent/JPH01270502A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55140704A (en) * | 1979-04-14 | 1980-11-04 | Davy International Ag | Production of hydrogen and sulfur from hydrogen sulfide |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0747318A1 (de) * | 1995-06-08 | 1996-12-11 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum schnellen Kühlen eines Wasserstoff und Elementarschwefel enthaltenden heissen Gasgemisches |
US6780396B2 (en) * | 2001-04-30 | 2004-08-24 | Institut Francais Du Petrole | Process for the production of a gas that contains hydrogen from hydrogen sulfide |
WO2004024622A1 (en) * | 2002-09-12 | 2004-03-25 | Amer Sarssam | A process for the recovery of sulphur from gas streams containing hydrogen sulphide |
WO2012154043A1 (en) * | 2011-05-06 | 2012-11-15 | Stamicarbon B.V. Acting Under The Name Of Mt Innovation Center | Zero emissions sulphur recovery process with concurrent hydrogen production |
EP2704988A1 (en) * | 2011-05-06 | 2014-03-12 | Stamicarbon B.V. acting under the name of MT Innovation Center | Zero emissions sulphur recovery process with concurrent hydrogen production |
EA032087B1 (ru) * | 2011-05-06 | 2019-04-30 | СТАМИКАРБОН Б.В. ЭКТИНГ АНДЕР ДЗЕ НЕЙМ ОФ ЭмТи ИННОВЕЙШН СЕНТЕР | Способ извлечения серы с одновременным получением водорода и нулевыми выбросами |
US10654719B2 (en) | 2011-05-06 | 2020-05-19 | Stamicarbon B.V. Acting Under The Name Of Mt Innovation Center | Zero emissions sulphur recovery process with concurrent hydrogen production |
EP2704988B1 (en) * | 2011-05-06 | 2023-06-07 | Stamicarbon B.V. acting under the name of MT Innovation Center | Zero emissions sulphur recovery process with concurrent hydrogen production |
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