專利名稱：用于生產(chǎn)用于克勞斯過程的過程氣體的方法
用于生產(chǎn)用于克勞斯過程的程氣體的方法本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)用于克勞斯過程的含有硫化氫和二氧化硫的過程氣體的方法，起始于含有硫化氫的原料氣體，所述原料氣體利用向燃燒室內(nèi)開放的若干燃燒器在800°C到1650°C的溫度范圍內(nèi)與純氧燃燒，其中純氧分別通過一個中央管進入燃燒室， 同時原料氣體通過圍繞中央管同軸布置的管進入燃燒室，且吹掃氣體通過同軸圍繞原料氣體管的環(huán)形導管加入，并且其中在與燃燒室連接并以距燃燒器一定距離布置的輔助爐膛內(nèi)，水蒸汽通過中央管供給，加熱氣體通過同軸圍繞中央管的管，酸水汽提氣通過圍繞加熱氣體管同軸布置的外部管供應，由輔助爐膛所產(chǎn)生的燃燒氣體被引入燃燒室。根據(jù)DE 3430015C1已知一種用于燃燒含有氫硫化物的氣體以生產(chǎn)用于克勞斯過程的含有硫化氫和二氧化硫的過程氣體的設備，所述設備包括在1000°C至1300°C的溫度生成過程氣體的燃燒室，所述燃燒室具有將空氣和含有硫化氫的氣體供應到燃燒室的管， 并且具有位于合并入燃燒室的輔助爐膛中的輔助燃燒系統(tǒng)，其中輔助燃燒系統(tǒng)中的燃燒氣體進入燃燒室并利用供應管線向輔助燃燒系統(tǒng)提供富烴加熱氣體、水蒸汽和空氣。至少一個燃燒器向燃燒室內(nèi)開放，這種燃燒器配備有用于供應氧氣的中央管，該中央管由用于供給含有硫化氫的原料氣體的第二管同軸圍繞，并且這種燃燒器配備有圍繞第二管同軸布置的用于燃燒空氣進入燃燒室的環(huán)形導管。該設備能夠處理硫化氫含量嚴重波動和原料氣體速率嚴重波動的原料氣體。在極低的硫化氫含量時，與純氧發(fā)生燃燒，在極高的氫硫含量時，與空氣發(fā)生燃燒，并且在正常情況時，與空氣和氧氣發(fā)生燃燒。在克勞斯過程中，含有硫化氫的原料氣體通過部分燃燒初步轉化為硫化氫和二氧化硫的混合物，目的是將該兩種組分的摩爾比調(diào)整為2 1。這樣獲得的氣體混合物在催化克勞斯設備中轉化為元素硫和水，且廢氣被供給至脫硫設施。在熱的后燃燒系統(tǒng)中，脫硫單元的廢氣典型地轉變?yōu)槎趸?，而因此形成了只包含少量二氧化硫的廢氣。為了能夠處理還包含烴和二氧化碳的氫硫化物原料氣體，根據(jù)EP0315225B1提出將含有硫化氫和烴或二氧化碳的氣體供給燃燒器，在燃燒器火焰的核心區(qū)產(chǎn)生2000°C至 3000°C的溫度，并且在達1650°C的溫度從燃燒室中排出一氧化碳和氫的氣體混合物。由于燃燒器火焰中通常的高溫，原料氣體中含有的大部分二氧化碳分解成一氧化碳和氧氣；水部分分解為氫氣和氧氣。這樣就得到了用于保持燃燒器火焰區(qū)和燃燒室內(nèi)高溫所需要的部分氧氣，因而減少了總需氧量。燃燒室產(chǎn)物氣體混合物中存在的氫對于氣體混合物下游的處理是有用的，這是因為這樣無需外部加氫氣就可以進行氫化反應。此外，氣體組分氫和一氧化碳可用作合成氣。當僅用純氧燃燒含有硫化氫的原料氣體流時，不斷用少量的空氣吹掃外部的環(huán)形導管，以防止離開燃燒室的燃燒氣體經(jīng)環(huán)形導管回流。本發(fā)明的任務是通過以下方式控制上面描述的過程在含有硫化氫的原料氣體可以僅用純氧燃燒的情況下，通過外部的環(huán)形導管進入燃燒室的空氣供給可以省略。本發(fā)明的任務通過用不活潑氣體、優(yōu)選二氧化碳吹掃外部的環(huán)形導管，以抑制燃燒氣體從燃燒室回流從而僅與純O2 ( > 90% )發(fā)生燃燒來完成。一個有利的方面是能夠將在氣體清除過程中積聚的二氧化碳、特別是通過負載甲醇(laden methanol)的解吸而獲得的二氧化碳作為吹掃氣體。用于實現(xiàn)該方法的合適的設備的特征是環(huán)繞所述輔助爐膛布置一圈或更多圈燃
/jm-nfr ο在下文中基于結合通過燃燒室的燃燒器區(qū)域的縱截面圖的實施例詳細說明根據(jù)本發(fā)明的方法，如圖所示燃燒室(2)的耐火襯里(1)容納燃燒器系統(tǒng)，所述燃燒器系統(tǒng)包括兩個燃燒器(3) 和布置在所述兩個燃燒器C3)之間、與每個燃燒器C3)距離相等的輔助燃燒系統(tǒng)G)。通過管線(6)向在每個燃燒器(3)中軸向布置的中央管(5)提供純氧。同軸布置的管(7)圍繞每一個中央管(5)，從而形成環(huán)形空間，通過管線(8)將含有硫化氫的原料氣體提供到所述環(huán)形空間。原料氣體管(7)被同軸的環(huán)形導管(9)所環(huán)繞，作為吹掃氣體的二氧化碳通過管線(10)被供給到同軸的環(huán)形導管(9)中。通過管線(12)向輔助燃燒系統(tǒng)⑷的軸向布置的中央管(11)提供蒸汽并且通過在該中央管(11)和同軸圍繞中央管的管(1 之間存在的環(huán)形空間向輔助燃燒系統(tǒng)⑷的軸向布置的中央管(11)提供加熱氣體。通過管線 (14)向點火火焰(1 提供燃料氣體。為清晰起見，第二個燃燒器的組件沒有標附圖
標記。在40°C的溫度和2. 4巴[絕對壓力](bar [a])的壓力條件，向兩個燃燒器(3)的中央管(5)中引入總計143kmol/小時的氧。在25°C的溫度和1.6^ar[a]的壓力條件，向中央管(5)和圍繞中央管(5)同軸布置的管(7)之間存在的環(huán)形空間提供總計855千摩爾/小時(kmol/h)的含有35. Imol%的硫化氫和63. Imol%的二氧化碳以及0. 6mol%的羰基硫、 0. 6m0l%的一氧化碳和0. 5m0l%的氫的原料氣體。總計137kmol/h的二氧化碳被供給入同軸圍繞管(7)的環(huán)形導管(9)中。在904°C的溫度和1.58bar[a]的壓力條件，1118kmol/h 的氣體通過燃燒室O)出口離開。這種氣體分析如下4. 2mol% H2S
1. 4mol% SO2
26. 3mol% H2O
0. 6mol% COS
0. Imol % CS2
1. 7mol% CO
64. 3mol% CO2
0. 5mol% H2
6. 8mol% Sx
(Sx =元素硫)
權利要求
1.一種用于生產(chǎn)用于克勞斯過程的含有硫化氫和二氧化硫的過程氣體的方法，起始于含有硫化氫的原料氣體，所述原料氣體利用向燃燒室內(nèi)開放的若干燃燒器在800°C至 1650°C的范圍的溫度與純氧燃燒，其中純氧分別通過一個中央管進入燃燒室，同時原料氣體通過圍繞中央管同軸布置的管進入燃燒室，且吹掃氣體通過同軸圍繞原料氣體管的環(huán)形導管加入，并且其中在與燃燒室連接并與所述燃燒器成間距布置的輔助爐膛中，水蒸汽通過所述中央管供給，加熱氣體通過同軸圍繞所述中央管的管，酸水汽提氣通過圍繞加熱氣體管同軸布置的外部管供應，由輔助爐膛所產(chǎn)生的燃燒氣體被引導到所述燃燒室，所述方法包括使用不活潑氣體作為吹掃氣體。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于將(X)2用作吹掃氣體。
3.根據(jù)權利要求2的方法，其特征在于將在氣體清除系統(tǒng)中積聚的CO2用作吹掃氣體。
4.根據(jù)權利要求3的方法，其特征在于將通過負載甲醇的解吸而回收的(X)2用作吹掃氣體。
5.一種用于實施根據(jù)權利要求1至3中任一項的方法的設備，其特征在于所述燃燒器環(huán)繞所述輔助爐膛布置成一圈或更多圈。
全文摘要
在一種用于生產(chǎn)用于克勞斯過程的含有硫化氫和二氧化硫的過程氣體的方法中，含有硫化氫的原料氣體利用引入燃燒室的多個燃燒器與純氧燃燒，其中純氧通過中央管進入燃燒室，原料氣體通過同軸圍繞中央管布置的管進入燃燒室，并且不活潑氣體作為清洗氣體通過同軸圍繞原料氣體管的環(huán)形導管進入。有利地，能夠將通過負載甲醇的解吸而得到的CO2用作不活潑氣體。
文檔編號F23D14/38GK102428025SQ201080018863
公開日2012年4月25日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權日2009年4月28日
發(fā)明者亞歷山大·施里費爾, 埃克哈德·云斯特, 沃爾夫岡·內(nèi)博 申請人:魯奇有限責任公司