TW386895B - Method for dusulfurizing Off-gases - Google Patents

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---""""" 五、發明説明（） 1.85 體積％ H2 0.36 體積％ CO 2.82 體積％ C02 60.28 體積％ N2 0.61 mm% Ar 34.06 體積％ H20 2 縣㈣。生物設備中生成之 本氣體經由-個補燃備與生物設備中所產 硫量爲156公斤/賴H 氣麟標準，其 生之硫:總量爲4395公斤/小時·^'促 將總去硫效率提高到99.93%。戌於酸鹽。爲了不得到任 在鹼液中有少量的S〇2轉化爲硫 何硫酸鹽的堆積，因而排放85公斤/小寸夕里.B、、 以等量鹼液補充之。 圖式之.牛要元件符號說明 1 管線 2 管線 3 加熱器 4 管線 5 反應器 6 管線 7 冷卻器 8 管線 9 吸收器 ------ 21 本紙適财藏^準（CNS) Α4· (21()><297公瘦~7 A7 B7 _ 五、發明説明（I ) 本發明係關於一種將包含高水蒸氣含量之排出氣體去 硫的方法。更特別的是，本發明包含一種用來降低硫回收 設備排出氣體之總硫含量的方法。 利用氧或含氧氣體，例如空氣，將硫化氫(h2s)部分氧 化，接著在催化劑存在下，將硫化氫生成之二氧化硫與剩 餘的硫化氫反應，而製備元素硫的方法，即爲所熟知的克 勞斯（Claus)製硫法。本方法常用於煉油廠及由天然氣回收 之硫化氫的處理上。傳統的克勞斯設備包括一個具燃燒室 的燃燒爐，即所謂的熱階段，接著是一些，通常二或三個 反應器，其中塡入催化劑。後面這些階段構成所謂的催化 階段。在燃燒室中，以一定量空氣，在約1200°C的溫度下 ，將進入之富含H2S氣流燃燒。空氣量則係根據以下反應 2 H2S + 3 〇2 2 H20 + 2 S02 (1) 而設定使得二分之一的h2s燃燒成so2。 在H2s的這種部份燃燒後，H2S的未反應部分(亦即約 存在量的三分之二）與所生成的so2，根據克勞斯反應： 4 H2S + 2 S〇2 4 HoO + 3 S2 (2) 而進一步大量反應。 因此，在熱階段中，約60%之H2S係轉化成元素硫。 來自燃燒室之氣體係在硫冷凝器中冷卻至約160°C，其中 所生成的硫冷凝下來，然後經由虹吸管流到硫貯槽中。接 著將未冷凝之氣體，其中H2S與S02的莫耳比仍爲2 : 1， 加熱至約250°C，並通過第一催化反應器，其中再次達到 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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V ,/ 五、發明説明（） 10 管線_ 11 反應器 12 管線 13 管線 14 分離器 15 管線 16 管線 17 管線 18 補燃器 19 煙囪 圖2 10 0 克勞斯設備 10 1 管線 10 2 吸收器 10 3 管線 10 4 反應器 10 5 管線 10 6 管線 1〇 7 泵 10 8 管線 10 9 分離器 . 11 0 管線 11 1 管線 11 2 管線. 22 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） A7 B7_______ 五、發明説明（\ ) 4H2S + 2 S02 ^ 4 H2〇 + 6/n 311的平衡。 接著來自本催化反應器之氣體於硫冷凝器中再次冷卻 ，然後將所生成之液態硫回收，而剩餘氣體則於再加熱之 後，通過第二催化反應器。 根據催化階段的數目’傳統克勞斯設備中的硫回收百 分比總計達94-97¾。因此，仍有一些H：2S與S〇2留下來。 克勞斯法的一項重要限制就是：處理氣體中的水含量 隨著H2S轉化成硫的進行而增加。 由於這種水蒸氣含量的增加，同時H2S與S〇2濃度的 降低，使克勞斯反應(2)的平衡向左移動，因而克勞斯反應 在熱力學上受到限制。爲了盡可能除去這項限制’製程氣 體中水蒸氣的冷凝是有必要的。然而，因爲水露點遠低於 硫的.凝固點，所以在克勞斯法中水蒸氣的冷凝方面遇到無 法克服的困難，例如因硫凝固而引起的阻塞和因生.成症硫 酸而引起的腐蝕。 ^ 過去，克勞斯法的排出氣體係於一個補燃器 (afterburner)中燃燒。然而’考慮到愈來愈嚴可的環保要求 1 ，所以不再准許使用。 ^ 這點引致克勞斯法的改良’和克勞斯排出氣體除去方 I 法的開發。克勞斯法的一項已知改良係超級克勞斯 ^ (SUPERCLAUS®)法，由此克勞斯法的效率從94-97%增加 # 到大於99%。超級克勞斯法係說明於超級克勞斯克 I 斯設備限制的解答（SUPERCLAUS®, the answer to Claus I plant limitation)’，，刊於1988年10月25日於加拿大亞伯 _ _4___________ 本紙张尺度適用中國國家標率（CMS ) A4规格（210X297公釐） -------;------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ___.___，丁______--------- i - I m · 五、發明説明（） 386895 A7 B7 3 4 線線 管管 (請先閱讀背面之注意事項再填莴本頁) --¾ 4 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） A7 B7 五、發明説明（”） 達省愛德蒙頓市的第38屆加拿大化學工程硏討會的會刊° 在SUPERCLAUS®-99法中，熱階段與克勞斯反應器中 的反應(2)係以過量H2S操作’如此來自於最後克勞斯反應 器的氣體中，H2S含量約爲1體積％，而S02含量約〇_〇2 體積％。在接下來的反應器階段’根據以下反應： 2 H2S + 02 2 H20 + 2/n Sn (3) 在一種特殊選擇性氧化催化劑的存在下，將H2S選擇 性地氧化爲元素硫。這些催化劑係說明於例如歐洲專利 0242920 與 0409353 ° 如前述，愈來愈嚴苛的環保要求不只引致克勞斯法的 改良，還有克勞斯尾氣(tailgas)處理方法的開發，這些都是 爲了將硫回收設備之排出氣體進一步除去硫。 .多數克勞斯尾氣處理方法利用到一種氫化反應器，也 稱爲還原反應器，其中以氫(H2)或一種還原氣體，其包含 例如氫與一氧化碳，而將so2、硫化羰（COS)、二硫化碳 (CS2)、硫蒸氣及所有夾帶的硫液滴(硫霧)轉化爲硫化氫。 然後以溶液吸收，或利用催化劑在氣相轉化爲元素硫 ，而除去硫化氫。 目前只有少數尾氣處理方法已開發在克勞斯尾氣燃燒 後’自煙自氣體(chimney gas)吸收S〇2。這些處理方法並未 有進一步的討論。克勞斯尾氣處理方法中，於氫化之後以 溶液吸收H2S產物者，最爲大眾熟知的有3(：0丁、：8811-Stretford、BSR-MDEA、Trencor-M 與 Sulften。這些處理方 法都說明於B. G. Goar出版：“尾氣潔淨方法之回顧(Tail 5 本紙張尺度適刖中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

—I.丨-1丨—Φ----------訂II A7 B7 經浐部中戎樣準而，.只η消於合竹d卬父 五、發明説明（叶） Gas Clean-ιιρ Process, a review)” ，發表於 1983 年 3 月 7-9曰在奧克拉荷馬，諾曼的第33屆年度氣體處理硏討會， 以及1986年2月的碳氫化合物處理方法（Hydrocarbon Processing)中 0 最爲大眾熟知且目前最有效的尾氣去硫處理法，爲說 明於 Maddox “氣體與液體脫硫（Gas and Liquid Sweetening) ”（1977年沖的SCOT法。SCOT法可達到99.8至99.9% 的硫回收率。 這些尾氣處理法中，只有少數方法做到於氫化之後， 利用催化劑轉化氣相之H2s，而爲人所知，例如MODOP、 CLINSULF、BSR-Selectox、Sulfreen、SUPERCLAUS-99.5 。這些方法係說明於上述所提之B. G. Goar出版品、1987 年5月11日的C&EN期刊、1995年1月/2月的硫 (Sulphur)期刊，以及 DE-A 2648190 中。 在這些所有的克勞斯尾氣處理法中，氫化之後，須將 克勞斯反應(2)與選擇性氧化反應(3)中所產生的水冷凝，因 爲水的存在對後續以吸收液體除去H2S，或催化轉化h2S 爲元素硫方面，都有逆效應。用於上述方法之吸收液體係 二級或三級的烷醇胺溶液，例如二異丙醇胺(DIPA)或甲基 二乙醇胺(MDEA)或錯合物的氧化還原溶液。若不除去水， 則吸收程序將完全受到干擾，亦即，不是因溫度過高而沒 有或極少吸收發生，就是水於吸收期間在吸收器中冷凝下 來，而將循環之溶液持續稀釋，因而不再進行吸收。 利用催化劑在氣相HsS轉化中，若沒有除去水，則根 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -•5 €

本紙張尺度通川中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐) 部 中 Jk 而 ΪΙ j >Vi fc A 印 A7 B7 五、發明説明（匕） 據克勞斯反應(2)之H2S熱力學轉化將大幅降低’且會得到 相當於克勞斯法最後反應器階段的狀態’因此大於99·5% 的總硫回收率是不可能達到的。 雖然利用例如超級克勞斯法中使用的選擇性氧化催化 劑，可得到較高效率’超級克勞斯-99.5亦然，但發現實際 上不可能達到大於99<5%的硫回收率。 一般而言，論及氫化之後，利用催化劑將H2S在氣相 轉化爲元素硫之克勞斯尾氣處理法的缺點，可說是無法達 到目前所要求大於99.90%的總硫回收率。 氫化後將水冷凝，然後以例如SCOT法之吸收液體來 吸收H2S的克勞斯尾氣處理法，可達大於99.90%的總硫 回收率，但有個主要的缺點，就是投資成本與能量成本非 常高.。較新版本的sc〇T法，例如SUPERSCOT與LS-SCOT，可達99.95%的總硫回收率，但更加昂貴。 這些方法的另一個缺點，就是必須排放與處理含硫化 氫之酸性冷凝液，例如在一個酸水洗器中，由此溶解的酸 氣體可與蒸氣分離。這也很花錢。 環保的要求不僅影響克勞斯法與克勞斯尾氣處理法的 發展，也影響發電廠的煙囪氣體處理法，也稱爲煙管氣體 處理法的發展。已知有各種“煙管氣體去硫”(fhie gas desulphurization，FGD)的處理法，其中以石灰乳將S02轉 化爲石膏(Ca2S04)。因爲生成大量石膏，因此要尋找可將 S02轉化爲元素硫的處理法。說明於A. L. Kohl與F. C. Riesenfeld 所著之氣體純化（Gas Purification)，198 5 年第 4 ---------------'----ΐτ------#1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙烺尺度適Μ屮國國家榇準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） A7 B7 部 中 消 jl· 厶 卬 石、發明説明（[?) 版，35 1頁-；356頁中的Wellman Lord法即爲—個例子，其 中S02最後以濃縮氣體釋出。當三分之二的802在氫化歩 驟中轉化爲H2S之後，可在克勞斯設備中將H2S與302氣 體轉化爲元素硫。這種處理路線同樣也很花錢。這領域的 另一種發展則是煙管氣體的生物去硫作用。 煙管氣體的生物去硫作用，係說明於Lucht期刊， 1994年12月第4期。其中所說明之BIO-FGD法，係將 S〇2從發電廠的煙囪氣體中除去，並包含一個吸收器，其 中302係根據下反應式： S〇2 + NaOH NaHS〇3 (4) 而溶解於稀釋的氫氧化鈉溶液。 接著以兩個生物反應器階段來處理此溶液。 在第一生物步驟中，生成的亞硫酸氫鈉(NaHS03)係於 一個厭氧性反應器中，以電子授體轉化爲硫氫化鈉(NaHs) 〇 NaHS03 + 3 H2 ^ NaHS + 3 H20 (5) 適合的電子授體爲，例如，氫、乙醇、氫與葡萄糖。 在第二步驟中，硫氫化鈉係於一個好氧性反應器中氧化成 元素硫，而後將硫分離出來。 NaHS + 1/2 〇2 NaOIi + S (6) 在煤或燃油燃燒之後，煙囪氣體包含少量的水蒸氣。 水含量基本上在2-15體積％之間，其對應於20-55°C的水 露點。 如果BIO-FGD法係用於已補燃之克勞斯排出氣體的去 (請先閲讀背面之注意事項再填疼本頁」 ----Ί •訂------BI. 本紙張尺度適;1]中國國家榇率（〇奶）八4规格（2丨0父297公釐〉 A 7 B7 五、發明説明（1 ) 硫作用，且由此所有的硫成分已轉化爲so2，則因爲克勞 斯排出氣體的高水蒸氣含量，必須將此氣體冷卻。這是爲 了避免水蒸氣在氫氧化鈉水溶液中冷凝，而因此必須持續 排放一部份氫氧化鈉溶液。 所以必定會冷卻克勞斯排出氣體，因此而生成酸的冷 凝液且必須排放之。 將燃煤或燃油發電廠之排出氣體去硫時，並不會發生 這個問題，因爲水露點落在吸收器操作溫度以下。因此該 排出氣體的冷卻可以一種簡單方式完成，而不會發生水的 冷凝。 本發明之第一目的係提供一種將食.有20-40體積％高 水蒸氣含量之排出氣體去硫的方法，其中不需將水冷凝， 因此避免生成必須排放的含硫化氫之酸性冷凝液。 本發明第二目的係提供一種方法，其中氫化反應所生 成的H2S，可在吸收液體中以高於氣體中水露點的溫度被 吸收。如此在H2S的吸收期間也不會發生水的冷凝。 本發明次一目的係提供一種方法，由此可達到大於 99.90%之總硫回收率，而不會發生上述之缺點。1 本發明係根據令人驚訝的觀察，也就是有可能在高於 水露點的溫度下，以鹼性溶液诌含有20-40體積％水含量 的該氣體中吸收H?S，之後將所生成的含硫化.物溶液進行 好氧性生物氧化。 因此’本發明係關於一種將包含至少20體積％水蒸氣 之排出氣體去硫的方法，其包括在高於排出氣體之水露點 —_________9___ 本紙張尺度適刖中阈國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公| > (請先閲讀背面之注意事項再填湾本頁)

A7 —_ B7 五、發明说明（& ) 的溫度下，以P性水溶液吸收HZS，來處理排出氣體，接 著將所生成之含硫化物溶液進行硫l化物的生物氧化反應^ 令人驚訝的是，現在已經發現：可在一個生物好氧性 反應器中，最好在和進行吸收溫度相同的溫度下，以空氣 將溶於鹼性溶液的H2S，較佳爲氫蓋化鈉溶液的h2S，氧化 成元素硫。 這些包含20-40體積％水含量之氣體，有60-80°C的 水露點，其表示實際上生物氧化作用將在至少65。(：的溫度 下發生，更明確的是在70至90°C的溫度。特別令人驚訝 的是，在這樣的高溫下，有可能進行一種有效率且適當的 生物氧化反應。 在根據本發明之方法中，排出氣體之總硫含量的降低 ，係藉由先提高這些排出氣體的溫度至2〇〇°C以上，再讓 它們與一種含氫及/或一氧化碳之氣體，一起通過於無.機_ 氧化載體上的VI族/VIII族金屬够；ft物催化劑，因此硫成 分，例如so2、硫蒸氣與硫霧，係根據以下反應：' S〇2 + 3 H2 H2s + H20 (7) S + H〇 —> H2S (8) 與氫或其他包含如氫與一氧化碳之還原氣體轉化爲硫 化氫 如果氧存在於排出氣體中，則用到上述族之催化劑， 其根據以下反應 〇2 + 2 H2 -> HoO (9) 而進一步有氫化氧的性質。 10 _—__ ^^^^；彳]中囤國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7__ —---------- ^ — C\ 五、發明说明（） 較佳的是，用到上述族之催化劑，其根據以下反應 COS + H20 -> H2s + COo (10) CS2 + 2 HoO 2 H2S + C02 (11) 而進一步有水解C0S與CS2的性質。 在根據本發明之方法中’將氫化反應器之排出氣體冷 卻到恰高於氣體中水蒸氣的露點以上’如此就不會發生冷 凝。較佳的是，冷卻進行到高於露點3至5°C。 包含20-4〇體積％水蒸氣含量之排出氣體，尤其是克 勞斯回收設備之排出氣體，有60-80。(：之間的露點。 在一種吸收器中，這些排出氣體接著與PH 8寒9之間 的稀釋鹼性溶液，較佳爲氫氧化鈉溶液，直接接觸，由此 ，存在於氣體中之H2s係根據以下反應： .H2s + NaOH -> NaHS + H20 (12) 而溶解° 提到排出氣體之未吸收部分，於視需要燃燒後排放到 空氣中。 因爲再生之鹼性溶液不包含H2S，所以存在於排出氣 體中之H2s已完全被吸收，而且以這種方式可達到大於 99.9〇%之總硫回收率。在根據本發明之方法中，在相同溫 度，較佳和進行吸收相同的溫度下，將溶液通至生物好氧 性反應器中，如此則不需除去或供應熱量。在好氧性反應 晕-中供應一定量的空氣，如此溶解之h2s係根據以下反應 H2s + Vz〇2-^ S + HoO (13) --- 11 (請先閲讀背面之注意事項再填窍本頁) 乘. 17 € 水入乂適用中闼國家標隼（CNS )八4規格（21 OX 29*7公釐） 經 7¾•部中JAi?^-^m-T消价合竹；^印" A7 B7 五、發明说明（~) 由空氣中的氧將其部分氧化，而形成元素硫。 接下來，在一個硫分離器中，最好再次於相同溫度下 ，將硫與氫氧化鈉溶液分離’之後將溶液再循環至吸收器 中。含有被吸收之H2S的氫氧化鈉溶液，可能在送入生物 好氧性反應器之前，將它冷卻。不過，硫分離之後，溶液 在供入吸收器之前會再加熱。 現在將參考兩附圖來解釋本發明，其中根據本發明之 方法係以方塊圖形式來說明° 圖1代表一般方法的流程圖。硫回收設備的排出氣體 ，未顯示出來，係通過管線1，會同經由管線2加入之氫 或其他還原氣體，以加熱器3調節至所需之氫化溫度’然 後通過管線4進入氫化反應器5。 .在氫化反應器5中，以H2將存在於氣體中之二氧化硫 、硫蒸氣與有機硫化合物轉化爲°如果氧存在於氣體 中，其轉化爲H2〇。如果有COS與CS2存在，其以存在之 水蒸氣轉化爲h2s與co2。 來自氫化反應器5之氣體’經過管線6 ’以冷卻器7 調節至所欲之吸收溫度’然後再通過管線8進入生物設備 之吸收器9。在此吸收器中’以稀釋的氫氧化鈉溶液’將 h2s自氣體中洗出’然後其通過管線至一個好氧性生物 反應器11中’其中以經由管線12加入空氣中的氧’將 H2s轉化成元素硫。氫氧化鈉溶液係經由管線通入硫分 離器14中，由此所生成的硫係經由管線15排放出去。溶 液經由管線16再循環至吸收器。現在只含極低H2S含量之 12 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) \裝· 訂 4 本紙张尺度適川中國國家標隼（CNS〉A4規格（210X297公釐) A7 B7 五、發明説明（/ 來自吸收器的氣體，通過管線17至補燃器18中，然後經 由煙® 19將氣體排放出去。 圖2代表根據本發明所提洪之設備圖，其中直接吸收 具高HA/ S〇2比的克勞斯設備排出氣體，而沒有中間的 氫化作用。 來自三階段克勞斯設備1〇0之排出氣體，係經由管線 加入吸收器102中。克勞斯設備100係操作使h2s/ S02莫耳比至少爲100。 在吸收器102中，以稀釋的氫氧化鈉溶液將h2S自氣 體中洗出’然後通過管線103至好氧性生物反應器104中 ’其中以經由管線105供應空氣中的氧，將H2S轉化爲元 素硫。一部份氫氧化鈉溶液經由管線106、泵1〇7與管線 108 ’而通入硫分離器1〇9中，由此所生成之硫經由管線 110排放出去。此溶液經由管線111與112再循環至吸收 器，而有小部分經由管線113排放。現在只含極低H2S含 量之來自吸收器氣體，係經由管線114通至一個補燃器， 未顯示出來，然後經由煙囪，亦未顯示出來，將氣體排放 出去。 實施例1 來自氣體純化設備之9700Nm3/小時的酸氣體，在 45°C與1.6絕對巴下有下列組成：

60.0 體積％ H2S 3.0 體積％ NH3 30.0 體積％ C02 13 -----ί---「¥---一---17------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 私紙乐X度通州中國國家標率（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） -¾•，部屮头if·^·而：抡合卄枳印繁 Λ7 B7 五、發明説明（) 5.0 體積％ H20 2.0 體積％ CH4 此酸氣體送入一個具兩個克勞斯反應器的克勞斯設備 中。在熱階段與催化反應器階段之後，將硫回收設備中所 生成的硫冷凝並排放。硫量爲7768公斤/小時。以酸氣體 爲標準，本克勞斯設備之硫回收率爲93.3%。 來自克勞斯設備之29749Nm3./小時的排出氣體，在 164°C及1.14絕對巴壓力下有下列組成： 0.47 體積％ H2S 0.24 體積％ S02

0.03 體積％ COS 0.04 體積％ CS2 0.01 體積 ％ S6 0.04 體積％ S8 1.38 體積％ CO I. 53 體積％ H2 II. 37 體積％ C02 55.96 體積％ N2 0.66 體積％ Ar 28.27 體積％ H20 將103 Nm3/'小時之氫氣作爲還原氣，洪入本排出氣 體，然後加熱至280°C，將所有二氧化硫(S02)與存在之硫 蒸氣（S6，Ss)氫化成H2S，並在氫化反應器中進一步將硫化 羰(COS)與二硫化碳(CS2)水解成H2S，該反應器包含6族及 14 (請先閱讀背面之注意事項再填湾本頁；一 、--a 本紙张尺度適用中囤國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） 部 中 夾 il ϋ .T 消 合 竹 卬 A7 _____ B7 五、發明説明（/ $ ) /或8族金屬硫化物催化劑，在本例中爲Co-Mo催化劑。 來自氫化反應器之排出氣體的量爲31574 Nm3/小時 ，在317°C及1.10絕對巴下有下列組成： 1.24 體積％ H2S 28 ppmCOS 2 ppmCS2 2.02 體積％ H2 12,64 體積〇/〇 C02 56.62 體積％ N2 0.67 體積％ Ar 26.80 體積。/〇 H20 之後將此排出氣體冷卻至72°C，此爲比排出氣體之水 蒸氣露點高3°C的溫度。 然後在生物設備中，於72°C處理冷卻的排出氣體，而 沒有發生水從排出氣體中冷凝出來。在生物設備的吸收器 中，以稀釋的氫氧化鈉溶液，將H2S自排出氣體中洗出， 之後將含有被吸收H2S的溶液通入好氧性生物反應器中， 其中H2S轉化成元素硫。 在生物設備中，並無供應或移去熱量，因此H2S的吸 收和轉化成元素硫，都發生在72。(：的相同溫度下。 將945 Nm3/小時的空氣供入好氧性反應器中，以便 將H2S選擇性氧化成硫。來自吸收器之氣體量爲31189 Nm3/小時，在72°C及1.05絕對巴下有下列組成：

250 ppmH2S 15 本紙張尺度適州中國國家標參（CNS ) Λ4規格（2丨0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填ΪΪΤ本頁)

A7 B7 五、發明説明（丨f ) 28 ppmCOS 2 ppmCS2 2.04 體積％ H2 12.80 體積％ C02 57.32 體積％ N2 0.68 體積％ Ar 27.13 體積％ H20 本氣體係經由一個補燃器通至煙囪。在生物設備中生 成之硫量爲551公斤/小時。在硫回收設備與生物設備所 產生之硫總量爲8319公斤/小時，以原始酸氣體爲標準， 其將總去硫效率提高到99.87%。 實施例2 .來自氣體純化設備之6481Nm3/小時的酸氣體，在 45<>C及1.6絕對巴下有下列組成·· 9〇.〇體積％ H2S ：3·〇 體積％ NH3 5.〇體積％ H20 2.0 體積％ CH4 此酸氣體送入一個具兩個克勞斯反應器與一個選擇性 氧化反應器的超級克勞斯設備中。在熱階段與催化反應器 階段之後，將硫回收設備中所生成的硫冷凝並排放。硫量 爲8227公斤/小時。以酸氣體爲標準，本克勞斯設備之硫 回收率爲98.5%。 來自克勞斯設備之21279Nm3/小時的排出氣體’在 _1〇_____ 张又ZliHiM細家標導(CNS ) Λ4規格（210X297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j 訂 A7 B7 五、發明说明（/ (·) 129°C及丨·14絕對巴壓力下有下列組成：

0.03 體積％ H2S 0.20 體積％ S02 20 ppniCOS 30 ppniCS2 10 ppniS6 0.01 體積 ％ Ss 0.15 體積％ CO 1.72 髎積％ H2 1.14 體積％ C02 62.45體積％凡 0.74 體積％ Ar 33.05 體積％ H2〇 0.50 體積％ 〇2 將133 Nm3/小時之氫氣作爲還原氣，供入這種排出 氣體，然後加熱至280。(：，將所有二氧化硫(S02)與存在之 硫蒸氣(S6 ’ S8)氫化成h2S與H20，並在氫化反應器中，進 一步將硫化羰(COS)與二硫化碳(CS2)水解成H2S，該反應器 中包含6族及/或8族金屬硫化物催化劑，在本例中爲 Co-Mo催化劑。 來自氫化反應器之排出氣體的量爲22863Nm3/小時， 在367°C及1.10絕對巴下有下列組成：

0.37 體積％ H2S 2ppmCOS ____ 17 — _ 丨Η，®國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事再填寫本頁) 訂

Jm 經-¾部屮呔ir.'準Λ,,·^,1··;/ί价合竹私印繁 A7 B7 五、發明説明（d ) 0.82 體積 ％ H2 1.90 體積％ C02 62.89 體積％ N2 0-75 體積％ Ar 33.27 體積％ H20 之後將此排出氣體冷卻至76°C，此爲比排出氣體之水 蒸氣露點高3°C的溫度。 然後在生物設備中，於76°C處理冷卻的排出氣體，而 沒有發生水從排出氣體中冷凝出來。在生物設備的吸收器 中，以稀釋的氫氧化鈉溶液將H2S自排出氣體中洗出，之 後將含有被吸收H2S的溶液通入好氧性生物反應器中，其 中H2s轉化成元素硫。 ，在生物設備中，並無供應或移去熱量，因此H2S的吸 收與轉化成元素硫都發生在76。(：的相同溫度下。將205 Nm3/小時的空氣供入好氧性反應器中，以便將H2S部分 氧化成硫。來自吸收器之氣體量爲22780 Nm3/小時，在 76°C及1.〇5絕對巴下有下列組成： 75 ppmH2S 2 ppmCOS 0.82 體積％ H2 1.91 體積 ％ C02 63.12 體積％ N2 0.75 體積％ Ar 33.39 體積％ H20 _18________ 一^^5_扣中國國家標隼（<：呢）八4規格（210><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

:¾¾-部-6-e);i:?.sr/.Jh.T消於合竹打卬來 A7 ----------__ B7 五、發明説明（' — 本氣體經由一個補燃器通至煙囪。生物設備中生成之 胃119公斤/小時。在硫回收設備與生物設備中所產 生之硫總量爲8346公斤/小時，以原始酸氣體爲標準，其 將總去硫效率提高到99.97%。 實施例3 來自氣體純化設備之3500Nm3/小時的酸氣體，在 4〇°C及I·7絕對巴下有下列組成： 88·0 體積。/q h2s 6·1 體積。C02 u體積％ ch4 4.4 髏積。/。h2o 氣體送入一個具三個克勞斯反應器的克勞斯設備 中0 本克勞斯設備的空氣，係設定使熱階段與克勞斯 反應器中的反應(2)以過量H2S來操作，如此H2S : S02含 量在第三反應器階段後係大於100比1，如此so2含量變 得小於0.009體積％。 在熱階段與催化反應器階段之後，將硫回收設備中所 生成的硫冷凝並排放。硫量爲4239公斤/小時。以酸氣體 爲標準，本克勞斯設備之硫回收率爲96.4%。來自克勞斯 設備之lOOOlNm3/小時的排出氣體，在130°C及1.15絕 對巴下有下列組成：

0.93 體積％ H2S 0.009 mm% s〇2 19 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-·° 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 經浐部中戎"'^-^,-;)5消抡^竹^卬纪 A7 B7 五、發明説明（/尤) 0.04體積％ COS 〇.〇4體積％ cs2 0.001體積％ S6 〇.〇1體積％ S8 0.36體積％ CO 1.83體積％ h2 2.79 體積。/0 C〇2 59.68體積％ n2 0.60 體積°/〇 Ar 33.71體積％ h2o 之後將此排出氣體冷卻至78°C ’此爲比排出氣體水蒸 氣露點高3°C的溫度。然後在生物設備中’於73°C處理冷 卻的排出氣體，而沒有發生水從排出氣體中冷凝出來。在 生物設備的吸收器中，以稀釋的氫氧化鈉溶液將H2S自排 出氣體中洗出’之後將含有被吸收H2S的溶液通入好氧性 生物反應器中，其中轉化成元素硫。在生物設備中， 並無供應或移去熱量，因此H2S的吸收與轉化成元素硫都 發生在73 °C的相同溫度。 將320 Nm3/小時的空氣供入好氧性反應器中，以便 將H2S選擇性氧化成硫。來自吸收器之氣體量爲9901 Nm3 /小時，在73°C及1.05絕對巴下有下列組成： 190 ppmH2S 7 ppmCOS 9 ppmCS2 彳]中國國家摞準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、\s° •Ί

---""""" 五、發明説明（） 1.85 體積％ H2 0.36 體積％ CO 2.82 體積％ C02 60.28 體積％ N2 0.61 mm% Ar 34.06 體積％ H20 2 縣㈣。生物設備中生成之 本氣體經由-個補燃備與生物設備中所產 硫量爲156公斤/賴H 氣麟標準，其 生之硫:總量爲4395公斤/小時·^'促 將總去硫效率提高到99.93%。戌於酸鹽。爲了不得到任 在鹼液中有少量的S〇2轉化爲硫 何硫酸鹽的堆積，因而排放85公斤/小寸夕里.B、、 以等量鹼液補充之。 圖式之.牛要元件符號說明 1 管線 2 管線 3 加熱器 4 管線 5 反應器 6 管線 7 冷卻器 8 管線 9 吸收器 ------ 21 本紙適财藏^準（CNS) Α4· (21()><297公瘦~7 ,經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 S/86895

V ,/ 五、發明説明（） 10 管線_ 11 反應器 12 管線 13 管線 14 分離器 15 管線 16 管線 17 管線 18 補燃器 19 煙囪 圖2 10 0 克勞斯設備 10 1 管線 10 2 吸收器 10 3 管線 10 4 反應器 10 5 管線 10 6 管線 1〇 7 泵 10 8 管線 10 9 分離器 . 11 0 管線 11 1 管線 11 2 管線. 22 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 五、發明説明（） 386895 A7 B7 3 4 線線 管管 (請先閱讀背面之注意事項再填莴本頁) --¾ 4 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐）

Claims (1)

186895 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製· A8 B8 C8 -^ 一 幺气7____ 六、申請專利範圍 1 . 一種自包含至少20體積％水蒸氣之排出氣體中除 去的方法，其包括在高於排出氣體之水露點的溫度下 ’以鹼性水溶液吸收Hj來處理排出氣體，接著將所生成 之含硫化物溶液進行硫化物的生物氧化反應。 2 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中吸收和氧 化反應，基本上發生在相同溫度。 3 .根據申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中 欲處理之排出氣體來自一種去硫設備。 4 ·根據申請專利範圍第3項之方法，其中排出氣體 在被吸收前先進行氫化。 5 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中排出氣體 之H2S/S02莫耳比至少100，且其較佳來自一種克勞斯設 備。 6 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中排出氣體 包含20至4〇體積％之水蒸氣。 7 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中硫化物係 '以好氧性生物氧化反應轉化成元素硫。 8 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中硫係在生 物氧化反應之後與液體分離。 9 ·根據申請專利範圍第8項之方法，其中液體與硫 分離之後，再循環作爲吸收液體。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

186895 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製· A8 B8 C8 -^ 一 幺气7____ 六、申請專利範圍 1 . 一種自包含至少20體積％水蒸氣之排出氣體中除 去的方法，其包括在高於排出氣體之水露點的溫度下 ’以鹼性水溶液吸收Hj來處理排出氣體，接著將所生成 之含硫化物溶液進行硫化物的生物氧化反應。 2 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中吸收和氧 化反應，基本上發生在相同溫度。 3 .根據申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中 欲處理之排出氣體來自一種去硫設備。 4 ·根據申請專利範圍第3項之方法，其中排出氣體 在被吸收前先進行氫化。 5 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中排出氣體 之H2S/S02莫耳比至少100，且其較佳來自一種克勞斯設 備。 6 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中排出氣體 包含20至4〇體積％之水蒸氣。 7 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中硫化物係 '以好氧性生物氧化反應轉化成元素硫。 8 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中硫係在生 物氧化反應之後與液體分離。 9 ·根據申請專利範圍第8項之方法，其中液體與硫 分離之後，再循環作爲吸收液體。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}