NL1008407C2 - Gas scrubbing process using an anaerobic reactor to remove sulfur dioxide from the scrubber liquid - Google Patents

Abstract

A stripper (3) is used to remove hydrogen sulfide from the anaerobic reactor (2), and some of the gas from the stripper is treated to remove hydrogen sulfide and yield a sulfur product. A method for removing sulfur dioxide from a waste gas, e.g. flue gas generated by a fossil fuel-burning furnace, comprises scrubbing the gas with an aqueous scrubber liquid and supplying the scrubber liquid contaminated with sulfur dioxide to an anaerobic reactor. Scrubber liquid from this biological reactor is treated in a stripper with a stripper gas in order to remove hydrogen sulfide, and at least some of the gas from the stripper is further treated to remove hydrogen sulfide and form a product with a chosen sulfur content.

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET REINIGEN VAN EEN GASMETHOD AND APPARATUS FOR CLEANING A GAS

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van zwaveldioxide uit een afgas zoals uit het rookgas van een met een fossiele brandstof 5 gestookte ketel, waarbij het afgas in hoofdzaak in een wasser met een waterige wasvloeistof gewassen wordt en de uit de wasser afgevoerde met zwaveldioxide beladen waterige wasvloeistof in een anaerobe biologische reactor wordt gevoerd.The invention relates to a method for removing sulfur dioxide from a waste gas such as from the flue gas of a boiler fueled with a fossil fuel, wherein the waste gas is mainly washed in a scrubber with an aqueous washing liquid and the sulfur dioxide loaded aqueous wash liquor is fed into an anaerobic biological reactor.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Europese octrooi EP-0 674 598 BI.Such a method is known from European patent EP-0 674 598 B1.

Bij de bekendgestelde werkwijze wordt een deelstroom van het te reinigen afgas 10 bijvoorbeeld 60 % van het volume ervan in een wasser gewassen om het zwaveldioxide (SO2) eruit te verwijderen. De waterige wasvloeistof uit de wasser wordt naar een stripper gevoerd waarbij een met SO2 verrijkte gasstroom uit de stripper wordt afgeleid.In the known method, a partial stream of the waste gas to be cleaned is, for example, 60% of its volume washed in a scrubber to remove the sulfur dioxide (SO2). The aqueous scrubbing liquid from the scrubber is fed to a stripper whereby an SO2-enriched gas stream is diverted from the stripper.

De resterende deelstroom van het te reinigen afgas wordt in een tweede wasser gewassen. De wasvloeistof uit deze tweede wasser wordt in een anaerobe reactor 15 gevoerd en daarin onder toevoeging van een elektronendonor omgezet tot HS' dat in een stripper als H2S-gas verwijderd wordt.The remaining partial flow of the waste gas to be cleaned is washed in a second scrubber. The washing liquid from this second scrubber is fed into an anaerobic reactor 15 and converted therein to HS 'with the addition of an electron donor, which is removed as a H2S gas in a stripper.

De met SO2 verrijkte gasstroom wordt tezamen met de H2S-houdende gasstroom naar een opwerkingsinstallatie gevoerd waar uit de twee deelstromen een gewenst zwavelhoudend product wordt gemaakt.The gas stream enriched with SO2 is fed, together with the gas stream containing H2S, to a reprocessing plant where a desired sulfur-containing product is made from the two partial streams.

20 Een bezwaar van deze bekende werkwijze is dat de installatie voor het uitvoeren ervan complex is door het grote aantal unit-operations dat wordt uitgevoerd. Zo omvat de installatie twee onderling gekoppelde wassers en twee strippers.A drawback of this known method is that the installation for carrying it out is complex due to the large number of unit operations that are carried out. For example, the installation includes two interconnected scrubbers and two strippers.

Met de uitvinding wordt beoogd een werkwijze te verschaffen die minder complex is en goedkoper bedreven kan worden. Deze beoogde doelen worden bereikt met een 25 werkwijze welke er volgens de uitvinding door gekenmerkt is dat in de biologische reactor behandelde wasvloeistof in een stripper met een strippergas wordt behandeld om waterstofsulfide (H2S) uit te drijven en het uit de stripper afgenomen gas althans ten dele verder wordt behandeld om het daarin aanwezige H2S althans ten dele om te zetten tot een gewenst zwavelhoudend product.The object of the invention is to provide a method that is less complex and can be operated more cheaply. These intended objectives are achieved by a process which according to the invention is characterized in that the washing liquid treated in the biological reactor is treated with a stripper gas in a stripper in order to drive out hydrogen sulphide (H2S) and at least partly the gas withdrawn from the stripper. further is treated to at least partly convert the H2S contained therein into a desired sulfur-containing product.

30 De werkwijze levert met eenvoudige middelen en met een gering aantal unit- operations een gasstroom op met een verhoogde concentratie H2S. Dit H2S kan op een, op zich bekende wijze, worden omgezet in een bruikbaar zwavelhoudend product. Het strippen kan plaatsvinden met stoom, onder onderdruk of door aanzuren bijvoorbeeld 1008407 -2- door een zuurvormende component in het strippergas. Bij deze werkwijze is het mogelijk om de biologische reactor te bedrijven bij een temperatuur die ligt in de buurt van de temperatuur van de waterige wasvloeistof die de wasser verlaat. Als elektronendonor zijn onder meer waterstof, ethanol en methanol geschikt.The method produces a gas flow with an increased concentration of H2S with simple means and with a small number of unit operations. This H2S can be converted, in a manner known per se, into a useful sulfur-containing product. Stripping can take place with steam, under vacuum or by acidification, for example 1008407 -2- by an acid-forming component in the stripper gas. In this method, it is possible to operate the biological reactor at a temperature close to the temperature of the aqueous washing liquid exiting the scrubber. Suitable electron donors include hydrogen, ethanol and methanol.

5 Een bijzonder effectieve uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de stripper wordt bedreven met een strippergas dat tenminste een deel van het te reinigen afgas bevat en meer in het bijzonder dat het strippergas kooldioxide bevat.A particularly effective embodiment of the method according to the invention is characterized in that the stripper is operated with a stripper gas which contains at least part of the waste gas to be cleaned and more particularly that the stripper gas contains carbon dioxide.

Deze uitvoeringsvorm is bijzonder geschikt voor een toepassing waarbij het afgas 10 afkomstig is uit een ketel waarin fossiele brandstoffen worden verstookt en dus koolstofdioxide bevat. Koolstofdioxide is gebleken een zeer gunstig effect te hebben op het stripperrendement. Het is mogelijk om meer dan 80 % van het H2S uit te drijven.This embodiment is particularly suitable for an application in which the off-gas 10 comes from a boiler in which fossil fuels are burned and thus contains carbon dioxide. Carbon dioxide has been found to have a very beneficial effect on stripping efficiency. It is possible to expel more than 80% of the H2S.

Een nadere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat uit het met H2S beladen gas uit de stripper althans een deel van het H2S 15 wordt verwijderd en het resulterende restgas althans voor een deel wordt gebruikt als strippergas.A further embodiment of the method according to the invention is characterized in that at least part of the H2S is removed from the stripper-laden gas from the H2S and the resulting residual gas is at least partly used as stripper gas.

Bij deze uitvoeringsvorm is het mogelijk althans een deel van de zuurvormende componenten, die het rendement van de stripper verhogen, terug te winnen en te hergebruiken. Deze uitvoeringsvorm is bijzonder geschikt wanneer het strippergas 20 kooldioxide bevat, onder meer omdat kooldioxide het stripperrendement verhoogt. Daarnaast is kooldioxide duur zodat bij deze uitvoeringsvorm ook een hoger economisch rendement haalbaar is.In this embodiment, it is possible to recover and reuse at least some of the acid-forming components that increase the stripper efficiency. This embodiment is particularly suitable when the stripper gas 20 contains carbon dioxide, inter alia because carbon dioxide increases stripper efficiency. In addition, carbon dioxide is expensive, so that a higher economic efficiency is also achievable in this embodiment.

Het uit de stripper afgenomen H2S kan worden verwerkt tot zwavelzuur of in een zogenaamde Claus-installatie worden verwerkt tot elementair zwavel. Het is mogelijk de 25 H2S-houdende gasstroom te bewerken om de H2S-concentratie daarin te verhogen bijvoorbeeld door afkoelen en destilleren.The H2S taken from the stripper can be processed into sulfuric acid or processed into elemental sulfur in a so-called Claus plant. It is possible to process the H2S-containing gas stream to increase the H2S concentration therein, for example by cooling and distilling.

De uitvinding zal in het hierna volgende worden toegelicht aan de hand van een tekening van een niet-beperkende uitvoeringsvorm van een installatie geschikt voor het uitvoeren van de werkwijze.The invention will be elucidated hereinbelow on the basis of a drawing of a non-limiting embodiment of an installation suitable for carrying out the method.

30 In Fig. 1 is 1 een wasvat waaraan langs een leiding 11 te reinigen afgas wordt toegevoerd. Het wasvat omvat een vat 21, sproeierbanken 22, druppelvangers 23 en een circulatiesysteem 24. Het van zwaveldioxide ontdane gas verlaat de wasser langs leiding ' 1008407 -3 - 12 in de met pijl 20 aangegeven richting en kan op een op zich bekende wijze verder worden bewerkt. Met zwaveldioxide beladen wasvloeistof uit de wasser wordt langs leiding 13 naar een anaerobe reactor 2 gevoerd. De reactor is voorzien van een toevoerleiding 25 voor het toevoeren van elektronendonoren. Wasvloeistof uit de 5 anaerobe reactor 2 wordt langs leiding 14 naar een stripper 3 gevoerd waarin met behulp van langs leiding 15 naar de ingang van de stripper aangevoerd strippergas, H2S wordt uitgedreven dat langs leiding 16 de stripper verlaat. Bij voorkeur wordt langs leiding 15 een deel van het langs leiding 17 aangevoerd te reinigen afgas gebruikt, dat bij voorkeur kooldioxide bevat. Een deel van het uit de stripper afgevoerde gas kan langs leiding 27 10 teruggevoerd worden naar de ingang van de stripper. Grotendeels van H2S ontdaan gas kan, eventueel na oxidatie in oxidator 18 met behulp van langs leiding 19 aangevoerd zuurstofhoudend gas, om onaangename geur te voorkomen, langs leiding 26 teruggevoerd naar de wasser.In FIG. 1 is a washing vessel to which waste gas to be cleaned is fed along a line 11. The washing vessel comprises a vessel 21, nozzle banks 22, drip catchers 23 and a circulation system 24. The sulfur dioxide-depleted gas leaves the scrubber along line 1008407-3-12 in the direction indicated by arrow 20 and can be continued in a manner known per se. edited. Washing liquid charged with sulfur dioxide from the scrubber is fed along line 13 to an anaerobic reactor 2. The reactor is provided with a supply line 25 for supplying electron donors. Washing liquid from the anaerobic reactor 2 is passed along conduit 14 to a stripper 3 in which, by means of stripper gas supplied along conduit 15 to the entrance of the stripper, H2S is expelled which leaves the stripper along conduit 16. Preferably, part of the waste gas to be purified along line 17 is used along line 15, preferably containing carbon dioxide. Part of the gas discharged from the stripper can be returned along line 27 to the entrance of the stripper. Gas largely depleted in H2S can be returned to the scrubber, possibly after oxidation in oxidator 18 using oxygen-containing gas supplied along line 19, to prevent unpleasant odors.

Ter indicatie worden de volgende typische waarden genoemd: 15 - debiet van het te reinigen afgas: 900.000 NmVuur; debiet van het strippergas langs leiding 15: 25.000 NmVuur; C02-concentratie in het strippergas langs leiding 15: ca. 10-12 vol.%; gas uit de stripper bij atmosferisch strippen met afgas uit met fossiele brandstof gestookte ketel: 20 H20 46,6 vol.% N2 38,8 vol.% 02 2,4 vol.% C02 6,2 vol.% H2 5,0 vol.% 25 H2S 1,0 vol.%.The following typical values are given as an indication: 15 - flow rate of the waste gas to be cleaned: 900,000 Nm Fire; flow of stripper gas along line 15: 25,000 Nm Fire; CO2 concentration in the stripper gas along line 15: about 10-12% by volume; gas from the stripper at atmospheric stripping with waste gas from fossil fuel boiler: 20 H20 46.6 vol.% N2 38.8 vol.% 02 2.4 vol.% CO2 6.2 vol.% H2 5.0 vol .% H2S 1.0 vol.%.

1Π084071Π08407

Claims (4)

1. Werkwijze voor het verwijderen van zwaveldioxide uit een afgas zoals uit het rookgas van een met een fossiele brandstof gestookte ketel, waarbij het afgas in 5 hoofdzaak in een wasser met een waterige wasvloeistof gewassen wordt en de uit de wasser afgevoerde met zwaveldioxide beladen waterige wasvloeistof in een anaerobe biologische reactor wordt gevoerd, met het kenmerk, dat in de biologische reactor behandelde wasvloeistof in een stripper met een strippergas wordt behandeld om waterstofsulfide (H2S) uit te drijven en het uit de stripper 10 afgenomen gas althans ten dele verder wordt behandeld om het daarin aanwezige H2S althans ten dele om te zetten tot een gewenst zwavelhoudend product.1. Method for removing sulfur dioxide from a waste gas such as from the flue gas of a fossil fuel boiler, wherein the waste gas is mainly washed in a washer with an aqueous washing liquid and the aqueous washing liquid charged with sulfur dioxide discharged from the washing machine is fed into an anaerobic biological reactor, characterized in that the washing liquid treated in the biological reactor is treated with a stripper gas in a stripper to expel hydrogen sulfide (H2S) and the gas withdrawn from the stripper 10 is at least partly further treated to convert the H2S contained therein at least in part to a desired sulfur-containing product. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stripper wordt bedreven met een strippergas dat tenminste een deel van het te reinigen afgas bevat. 15Method according to claim 1, characterized in that the stripper is operated with a stripper gas containing at least part of the waste gas to be cleaned. 15 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het strippergas kooldioxide bevat.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the stripper gas contains carbon dioxide. 4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat uit het 20 met H2S beladen gas uit de stripper althans een deel van het H2S wordt verwijderd en het resulterende restgas althans voor een deel wordt gebruikt als strippergas. ! 1008407 -j4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least part of the H2S is removed from the stripper-laden gas from the H2S and the resulting residual gas is at least partly used as stripper gas. ! 1008407 -j