本创造涉及二氧化碳的净化，更详细地说，是涉及从二氧化碳气流中去除硫化合物。

　　二氧化碳有着很多工业和家庭用处，个中不罕用处是必要不带杂质的二氧化碳。可惜的是从自然源比方自然气获得的二氧化碳或正在工业中爆发的，越发是烃类产物燃烧爆发的二氧化碳，常含有杂质地的硫化合物，比方硫化羰(COS)和硫化氢(H2S)。对付必要采用高纯度二氧化碳的情状，比方缔造食物或医用品，必需正在行使之前去除气流中所含的硫化合物和其它杂质。

　　仍旧了然有很多形式用于从气形式如二氧化碳中去除硫化合物。比方授予Lieder等人的美国专利No.4,332,781揭示了从气流中去除COS和H2S的形式，是使烃气流先与一种可再生的氧化剂(可能是多价金属离子，比方铁、钒、铜等)接触，从烃气流中开始去除H2S，爆发含COS的气流以及含硫和经还原的该氧化剂的水溶液羼杂物；接着将该气流与水和一种适宜的水解催化剂如镍、铂、钯等接触，负气流中的COS水解成CO2和H2S，然后，除去H2S，即使必要，还除去CO2。这个方法可能通过上述的H2S去除方法或通过罗致而实行。上述的形式要行使笨重而本钱高的装配，还要行使液体基质体例，后者必要予以充盈的贯注，并不妨导致将不必要的化合物比方水蒸汽引入至二氧化碳产物中。

　　同样地，授予Holmes等人的专利No.5,104,630也揭示了从烃气流比方自然气中去除COS的形式。该形式是将逆流的该气流与含有碱性罗致剂比方二乙醇胺(DEA)的热贫水溶液接触，使COS转折为CO2；然后使该富H2S气流与碱性罗致剂的冷贫水溶液接触，罗致去H2S和CO2；再令富含H2S和CO2的水溶液罗致剂再生即从中去除H2S和CO2，此再生的水溶液再轮回行使。除了也有前一专利所述的差池以表，这个专利的形式中所用的碱性溶液除罗致H2S以表还罗致CO2，于是对付纯化CO2不实用。

　　还了然可能将气流与金属氧化物比方氧化铜、氧化锌或其羼杂物接触，直接从气流中去除硫化合物如COS和H2S，但唯有当气流中这些杂质以微量存正在时该形式才是经济上可行的，由于所用的这些氧化物催化剂不行再生，况且较为腾贵。

　　因为很多二氧化碳的最终行使者必要的应是本质上不含硫化合物的二氧化碳气体，而自然的和工业临盆的二氧化碳气体常含有硫化合物，人们正在一向地探寻从二氧化碳气流中能本质上齐备去除硫化合物，但同时不引入其它杂质的经济而有用的形式。本创造为此供应了一种既轻易又有用的形式。

　　本创造是采用一种多步的形式从二氧化碳气流中去除硫化合物(如硫化羰和硫化氢)。第一苛重方法是正在水解催化剂存正在的前提下将气流与水蒸汽接触，使硫化羰水解成硫化氢和二氧化碳；第二苛重方法是将气流中的硫化氢再转折为元素硫和/或金属硫化物，再从气流中将其去除。

　　水解催化剂可能用活性氧化铝，也可能是正在一种基材如氧化铝、二氧化硅等上载有贵金属如铂、钯、铑、镍等的催化剂。正在一个较好的实例中，该水解催化剂是用活性氧化铝。

　　硫化氢的氧化反映则是正在一种不行再生的金属氧化物催化剂/罗致剂存正在的前提下举办的。该氧化催化剂用氧化铁较好，它可能用载体，也可能无须载体。

　　正在本创造的一个较好推行计划中，所用的形式还搜罗一个第三苛重方法，即将气流与一种选自氧化铜、氧化锌以及铜锌羼杂氧化物的金属氧化物接触，从气流中去除剩余的硫化合物，搜罗未反映的硫化羰和硫化氢。

　　正在另一个较好的推行计划中，正在硫化羰水解方法之前加一个预纯化方法，去除那些对本创造形式的一个或多个苛重方法会有倒霉影响的杂质。实用的预纯化圭臬搜罗过滤去除固体杂质，罗致和/或蒸馏以从原料气流中去除不行滤去的杂质，比方烃类和稳固化合物等。

　　图1为本创造的用于从二氧化碳气流中去除硫化合物编造的一个推行计划方框图。

　　本创造的形式对付纯化二氧化碳气流(比方从燃烧历程或自然气辨别历程中天生的气流)是有效的。本创造对付从粗造二氧化碳气体中即一种搜罗起码90％(体积)的二氧化碳，余为杂质如硫化合物、烃类、氮、氩、水汽等的气体中，去除硫化合物如硫化羰、硫化氢、二硫化碳等是有效的。本创造越发实用于从一种相对较纯的二氧化碳气流中去除硫化合物杂质。

　　总的来说，本创造形式的苛重方法有二硫化羰水解方法和硫化氢氧化方法。还可能正在硫化羰水解和硫化氢氧化方法之后增加一个后精造方法，去除剩余正在气流中的微量硫化合物；还可采用一个或多个预纯化方法，去除气流中的各类其它杂质。

　　本创造的第一苛重方法为硫化羰水解成硫化氢和二氧化碳。透露该水解反映的方程式为

　　水解反映将二氧化碳原料气体和水蒸汽的羼杂物与一种位于反映区中的固体催化剂接触而正在气相中举办的。通常来说，举办该水解方法要行使进步化学计量的水(较好为以水蒸汽的体式)。因为该气流经常只含有少量的COS，正在原料气流中以水蒸汽体式就可能供应足够的水分。然而，即使尚必要特其它水分，可能以其它体式(比倾向水解反映器中导入水蒸汽)供应。

　　正在水解方法中可能行使任何一种适宜的气相硫化羰氧化反映的催化剂。实用的催化剂可用镍、铂、钯、钴、铑或铟，或者它们的羼杂物。该催化剂可不带载体行使，也可能浸积正在一种载体如氧化铝、二氧化硅或其羼杂物上面行使。对付本创造形式水解方法中行使的详细催化剂，哀求并不苛刻。选拔实用的水解催化剂，熟谙硫化羰水解反映的职员都能胜任。

　　水解反映举办时的温度由原料气流的构成、水蒸汽的含量、水解中行使的详细催化剂以及其它可造成分等裁夺。通常来说，理思的是正在约0至400℃(更好为约25至约200℃)的温度局限内举办水解。反映举办时理思的压力也随上述成分而异，但通常绝对压力为0.1013至5.066MPa(1至50大气压)，经常维系正在绝对压力0.1013至2.533MPa(1至25大气压)局限。这些反映前提是熟谙现有工夫的职员熟知的，于是不行为本创造的一局部。

　　这个水解方法也也许将某些其它的硫化物如二硫化碳水解成硫化氢和二氧化碳。以是完美电竞，该方法可用于从要纯化的二氧化碳原料气流中除去COS以表的硫化合物。

　　本创造的第二苛重方法是从二氧化碳气流中去除硫化氢。这个方法是改日自硫化羰反映区域的气流与价廉的金属氧化物(如氧化铁(III)，最好是以载体上的颗粒形态)举办接触。该氧化铁能将硫化氢氧化成元素硫或将硫化氢转化为硫化铁，或者同时通过这两种历程从气流中去除硫化氢。这个方法可用于从二氧化碳气流中有用地去除全面或绝大局部(只留有微量)的硫化氢。

　　正在该方法的反映举办时刻，催化剂会因个中聚积硫或硫化物而慢慢去活化。当催化剂的活性降至不再能从气流中清楚去除全面硫化氢时，则弃去该催化剂并用新的催化剂取而代之。

　　如上所述。正在这第二苛重方法中所用的催化剂是一种价廉的金属氧化物。采用这类催化剂较宜，是由于它们不光对付从二氧化碳气流中去除硫化氢很有用，况且排弃也简单。对付该方法较佳的催化剂可用氧化铁(III)、氧化镍、二氧化锰等。这些金属氧化物可能用本质上纯的氧化物，也可能用不纯的矿石。即使必要，它也可能载置正在一种载体如活性碳上。最佳的催化剂是氧化铁(III)，由于它价廉，高效，且用掩埋法排弃也是广为承受的。

　　硫化氢去除方法举办的前提不是很苛厉的。通常来说，理思的是该反映正在0至约200℃(最好为20至100℃)的温度局限内举办。该反映有时分时常欲望正在处境温度下举办。该反当令的压力同样也无苛厉哀求，通常来说，该反映正在绝对压力为0.1013至5.066MPa(1至50大气压)的局限内举办，较佳的是正在0.1013至2.533MPa(1至25大气压)的绝对压力局限内举办。这里要再次夸大，这些反映前提是本工夫范畴的工夫职员所熟知的，于是不行为本创造的特定局部。

　　正在本创造的一个较佳推行计划中完美电竞，该形式还搜罗一个最终气体纯化操作行为第三苛重方法，其用于从二氧化碳产品流中去除正在硫化羰水解和硫化氢氧化方法中全面末被除去的硫化合物。有时水解和氧化这两个方法并不行从气流中齐备去除全面的硫化合物。这是不妨的，比方，当原料气含有很高浓度的硫化合物杂质时，或当催化剂遗失活性时，后一情状正在硫化氢去除方法中更不妨爆发。正在这些情状下，剩余的微量硫化羰、硫化氢以及正在二氧化碳产品气流中不妨残留的其它硫化合物就正在最终的纯化方法即后精造方法中除去。

　　这个后精造方法是将气流利过一个金属氧化物(选自氧化铜、氧化锌或铜锌氧化物的羼杂物)的床层。这些金属氧化物能从气流中有用地去除全面残留的硫化合物。这些氧化物的本钱较高，使其对付去除洪量硫化合物杂质的利用受到节造，然而对付去除微量杂质依然理思的。当该气流流经这种金属氧化物的床层时，全面的硫化合物都与催化剂反映，使得脱节氧化物床层的气流本质上已齐备脱除硫化合物。天生的金属硫化物是不行再生的，于是当金属氧化物失效时必需甩掉。

　　二氧化碳原料气不妨含有杂质如固体粒子，或者对本创造形式所用催化剂有毒或使该二氧化碳气体对其行使方针不适合的化学杂质。通常欲望正在将该气流导入硫化羰水解反映区域之前去除这些杂质。为此，可将原料气先通过一个或多个预纯扮装配。楷模的这种装配有过滤器、涤气器、蒸馏装配和烃吸附床。这些装配是家喻户晓的，不行为本创造的一局部，于是不需作进一步敷陈。

　　本创造可能通过附图更好地得以知道，附图中沟通的字母和阿拉伯数字是用于透露差别图中沟通或近似的装配净化碳。对付知道本创造不必要的辅帮配置搜罗阀门、压缩机和热互换器已从这些图中略去，以简化对创造的争论。图1是一幅用本创造的形式从二氧化碳气流中去除硫化合物的总的示妄图。图1中所分析的编造搜罗以可采用的预纯化局部A、COS水解局部B、硫化氢去除局部C和可能采用的气体后精造局部D。

　　正在图1中，通过管道2进入编造的二氧化碳原料气通常先流入预纯化局部A，正在个中去除掉除气体硫化合物以表的杂质。这一局部中，可能有能从气流中去除固体杂质的装配比方过滤器，也可能有从原料气中去除气体杂质的装配完美电竞。可能装正在局部A中的采用液体作职责介质的去除装配搜罗吸附器、罗致器、聚结器、蒸馏装配等，它们用于去除气体杂质比方氧气、轻的惰性气体、氢气、烃类、有机化合物如润滑剂、腐化胁造剂等等。

　　正在某些情状下，可能不必对二氧化碳原料气举办预纯化。此时管道2内的原料气可通过管道4绕开局部A直接进入COS水解局部B。局部B是一个气相COS反映器，已装入适宜的水解催化剂，如氧化铝。局部B中拥有引入水份到进入该局部的气流中的装配，即使该原料气中的水份亏折以使个中全面COS齐备水解的话。比方可能将水蒸汽直接通入气流中，或者令气流饱泡通过一个含水容器而将水份引入原料气中。对付将水份引入气流中的详细装配，并无苛厉哀求，于是不行为本创造的一局部。

　　局部B还装有热互换装配将进入的原料气加热至所需的水解反映温度，该温度如上所述，可为0°至400℃，但经常为25°至200℃。

　　当气流流经局部B时，个中所含的险些全面的COS都转折为硫化氢和二氧化碳。这种水解反映对付从原料气中去除COS口角常适宜的，由于正在水解中爆发的二氧化碳正是原料气体二氧化碳，不组成其杂质。结果，从原料气中必需去除的水解产品仅为硫化氢。这是正在本形式的下一方法中实行的。

　　脱节局部B的气流接着进入局部C，正在这一局部中去除掉气流中存正在的险些全面的硫化氢。这里去除硫化氢的措施是令气流利过上述一种价廉金属氧化物(较好为氧化铁(III))的床层。反映可正在0°至200℃(但较好为大气温度即20°至60℃)的温度下举办。以是，通常应正在局部C中装有热互换装配来冷却从局部B进入局部C的气体。

　　局部C可能即是一个反映容器，然而为了供应本质上可连结治理的才智，最好是正在该局部装有二个或多个反映容器。越发合意的一种装配是两床层“超前滞后”编造净化碳，个中含有硫化氢的二氧化碳气流按序通过第一个和第二个装有金属氧化物的反映容器。正在历程的初始阶段，这时二个床层中都是簇新的催化剂，险些全面的硫化氢均正在第一床层内去除。跟着操作历程年光的填补，硫化氢杂质的前沿就通过该第一床层朝着气流活动的倾向向前推动，直至结尾硫化氢杂质前沿起头穿透进入第二床层。仍令气体接连通过第一床层，然后通过第二床层，直至第一床层的功能已到达不再值得让气体通过该床层，此时，含有硫化氢的气流随即转向直接通入第二床层，而第一床层离开流程，调动个中的催化剂。

　　当第一床层离开流程时，原料气体只通过第二床层。第一床层中的催化剂调动之后，令脱节第二床层的气流进入第一床层，历程就按前述的形式接连举办，只只是第一床层和第二床层相易了效率。

　　脱节局部C的气流，即使根本去除了硫化合物，可通过管道8直接行为产物送出。然而此时它通常仍含有微量的硫化合物，这些微量硫化合物令气流再流经后精造局部(局部D)加以去除。局部D中装有选自氧化铜、氧化锌或其羼杂物的金属氧化物。这些氧化物越发实用于去除气流中所含的任何硫化合物。因为这些金属氧化物较为腾贵，且弃置未便，于是应正在编造的前面几个局部中将杂质硫尽不妨去除掉。这些金属氧化物是很难再生的，以是它们最好以不再生的形式举办操作完美电竞。

　　后精造局部反映器经常的操作温度局限为0至300℃(最好为20至200℃)。于是，该局部最好搜罗有热互换装配，以便正在来自局部C反映器的流体进入局部D反映器之前对其举办加热。

　　与局部C反映器的情状近似，局部D的编造可能是一个稀少的反映容器或按上述超前滞后形式运转的一串反映容器组。通过管道6脱节局部D的产品已齐备去除了硫化合物杂质。

　　图2透露本创造形式的一个更详细的推行计划。图2的编造既搜罗对图1争论中所述的各局部A、B、C、D，还搜罗热互换器12、16、20以及辅帮加热器24和38。正在用图2编造举办本创造形式的操作中，含有杂质的二氧化碳通过管道2进入局部A。正在局部A中去除了COS和硫化氢以表的全面固体和气体杂质(不妨搜罗其它的气体硫化物)之后，气流就通过管道10流经互换器12，正在个中它与脱节局部D的热的经纯化的气体举办热互换，加热至约90℃。接着该经加热的原料气流利过管道14流经热互换器16，正在个中它使脱节局部C的气流加热，正在此历程中自己则冷却至50℃。然后该原料气体又流经管道18和热互换器20，正在个中它与脱节COS水解局部B的热气体举办热互换，而被再次加热至约90℃。然后对此经再次加热的原料气体举办增湿治理，比方，与经管道24导入管道22的气流举办羼杂。经增湿的气流然后正在辅帮加热器26中加热至约100℃，之后经管道28进入COS水解局部B。

　　正在局部B中，气流中存正在的全面COS如上所述的与一种合意的催化剂如氧化铝接触，水解成硫化氢和二氧化碳。然后，此经脱去COS的气流流出局部B，正在热互换器20中冷却至约40°至60℃，随晚进入局部C。正在局部C中它又与颗粒状氧化铁(III)床层接触，如此气体中就去除了险些全数(留有微量)硫化氢。正在被导入局部C之前，气流可能流经一个冷凝辨别器(图中未示)，以去除正在该增湿气体冷却时凝固的冷凝液。然后气飘泊开局部C，流经互换器16和辅帮加热器38而被加热，接着正在约100℃温度下进入后精造局部D。正在局部D，气流与金属氧化物(比方羼杂的铜-锌氧化物)床层接触，除去全面赢余的硫化合物。气体脱节局部C后已根本上除去了硫。“根本上除去了硫”是指该气体产品适宜脱硫食用级、医用级和电子级二氧化碳的程序。随后，热的气体脱节局部D，流经热互换器12，正在个中它使原料气加热，自己被冷却至约大气温度。

　　本创造再通过下面的推行例作进一步的分析，个中除另有分析以表，分数、百分数和比率均按体积计。正在该推行例中行使的是与图1所分析的同样的编造。该编造备有为调骨气流正在处处的温度至规则值所一定的加热器和冷却器。

　　推行例正在本推行例中行使了一种温度为30℃，压力为2.068MPa(表压)(300psig)，且含有300ppm COS、4ppm硫化氢和微量有机化合物杂质的二氧化碳气大作为原料气流。令该气流开始通过一个活性碳床层去除微量有机化合物，然后通过一个水容器饱泡增湿。将已增湿的原料气体加热至120℃，通过一个装有活性氧化铝床层的COS水解反映器。多于约99％的COS就被水解成硫化氢和二氧化碳。然后令该气流冷却至约30℃，再流经一个装有氧化铁床层的硫化氢去除装配，以去除气流中险些全面的硫化氢。接着将气流加热至100℃，再流经一个装有氧化锌基催化剂的气体后精造反映器。气飘泊开后精造反映器后，根本上已不含硫化合物。

　　固然已详细团结特意分析的极少推行计划和一个详细的推行例实践，对本创造举办了敷陈，应当知道，这些所分析的推行计划和特定的推行例仅仅是本创造的演示，是可能举办极少转移的。比方，本创造的形式可能用与附图中分析的那些有所差其它配置调度来举办。同样地，本创造形式也可用于从原料气流中去除其它硫化合物，而且可能将其它纯化方法引入本形式中。本创造的局限仅受所附权力哀求书的节造。

　　1.一种用于从二氧化碳原料气流中去除硫化羰的形式，搜罗a.将所述的二氧化碳原料气流与水蒸汽和一种硫化羰水解催化剂接触，由此爆发一种含硫化氢和二氧化碳的气体羼杂物；b.将所述的气体羼杂物与可还原的金属氧化物接触，从而将硫化氢转折为硫，爆发一种高纯度的二氧化碳气体产品。

　　3.如权力哀求1所述的形式，其特色正在于可还原的金属氧化物是浸渍正在活性碳上的。

　　5.如权力哀求1所述的形式，其特色正在于所述的气体二氧化碳还通过一预纯化方法，从个中去除烃类杂质。

　　6.如权力哀求1所述的形式，其特色正在于还搜罗将所述的高纯度二氧化碳气体产品与一种氧化铜、氧化锌或其羼杂物接触，从而爆发根本上不含硫化羰和硫化氢的二氧化碳气体产品。

　　7.如权力哀求6所述的形式，其特色正在于所述的金属氧化物为铜、锌氧化物的羼杂物。

　　8.一种用于从气体二氧化碳中去除硫化羰的形式，搜罗a.将所述的二氧化碳原料气流与水蒸汽和一种硫化羰水解催化剂接触，由此爆发一种含硫化氢和二氧化碳的气体羼杂物；b.将所述的气体羼杂物与氧化铁接触，从而从所述气体羼杂物中去除硫化氢，获得的是苛重为二氧化碳但含有微量硫化羰和/或硫化氢的气流；c.将所述气流与选自氧化铜、氧化锌和其羼杂物的金属氧化物接触，再去除所述气流中存正在的全面硫化羰和硫化氢。

　　10.如权力哀求8所述的形式，其特色正在于所述的金属氧化物为铜、锌氧化物的羼杂物。

　　11.如权力哀求8所述的形式，其特色正在于所述的气体二氧化碳还通过一预纯化方法，从个中去除烃类杂质。

　　正在硫化羰水解催化剂的存不才，将含有硫化物杂质的二氧化碳气体与水蒸汽接触从而将气流中的硫化羰转折成硫化氢；再将获得的气流与氧化铁接触，从气流中以元素硫的体式去除硫化氢，结尾将气流与氧化铜、氧化锌或其羼杂物接触，再去除个中全面赢余的硫化合物。通过以上历程，可从气体二氧化碳中去除硫化合物杂质。用完美电竞于净化二氧化碳的本事