مدل‌سازی و شبیه‌سازی فرایند سوپرکلاوس با استفاده از نرم‌افزار اسپن پلاس

حذف هیدروژن سولفید از جریان های گاز اسیدی اهمیت زیست محیطی بالایی دارد. فرایند کلاوس متداول‌ترین فرایند بازیابی گوگرد از جریان‌های گاز اسیدی حاوی هیدروژن‌سولفید است که از دو بخش حرارتی و کاتالیستی تشکیل شده است. میزان بازیابی گوگرد در فرایند کلاوس، با توجه به مقررات زیست‌محیطی سخت گیرانه ، مطلوب نیست و نیاز است از فرایندهایی با بازیابی گوگرد بیشتر مانند فرایند سوپرکلاوس استفاده شود. در این فرایند، علاوه بر راکتورهای کاتالیزوری کلاوس از یک راکتور حاوی کاتالیزور سوپرکلاوس در انتهای فرایند استفاده می‌گردد. در راکتور سوپرکلاوس، واکنش اکسیداسیون مستقیم هیدروژن‌سولفید به گوگرد عنصری انجام می‌شود که می‌تواند بازیابی گوگرد را تا %99 افزایش دهد. در این تحقیق یک فرایند سوپرکلاوس شبیه‌‌سازی شده است. بدین منظور، ابتدا شبیه‌سازی حالت‌پایای فرایند کلاوس در نرم‌افزار اسپن‌پلاس انجام گرفته است و نتایج شبیه‌سازی با داده‌های صنعتی مقایسه شده است. سپس، با جایگزینی کاتالیزور بستر آخر فرایند کلاوس با مقدار مناسب کاتالیزور سوپر کلاوس و همچنین تغییر در شرایط عملیاتی، فرایند سوپرکلاوس شبیه‌سازی شده است. برای اعتبار سنجی مدل‌سازی، نتایج شبیه‌سازی فرایند کلاوس با داده‌های صنعتی مقایسه شده که خطای قابل قبولی را نشان می‌دهد؛ همچنین، نتایج شبیه‌سازی فرایند سوپرکلاوس نشان می‌دهد که بازیابی گوگرد از%94/95 برای فرایند کلاوس، به %5/98 در فرایند سوپرکلاوس افزایش یافته و میزان هیدروژن سولفید موجود در گاز پسماند از ppm4340 به ppm 63/0 کاهش یافته است.

modeling and simulation of super-claus process by aspen-plus software

hydrogen-sulfide removal from acid gas streams is of high environmental importance. claus process is a well-known commercial method for sulfur recovery of acid gas streams containing hydrogen sulfide. this process is divided into thermal and catalytic sections. currently, claus process cannot satisfy the new strict environmental regulations, and it is necessary to use more efficient technologies such as the super-claus process. in this process, a reactor is added at the end of claus process containing super-claus catalyst. in super-claus reactor, direct oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur is carried out which increases the sulfur recovery up to 99%. in this research, a super-claus process has been simulated using aspen-plus software. for this purpose, at first, the steady state simulation of the claus process has been carried out , and the simulation results have been compared with industrial data. then, the last reactor of claus process is replaced by a super-claus reactor, and the process is simulated based on super-claus operating conditions. the simulation results of the claus process show a good agreement with the industrial data. moreover, the sulfur recovery efficiencies of the super-claus and claus processes have been estimated as 98.5% and 95.94%, respectively. also, hydrogen sulfide concentrations in the tail gas stream are 4340 ppm for claus process and 0.63 ppm for super-claus process.