专利名称：用于生产用于克劳斯过程的过程气体的方法
用于生产用于克劳斯过程的程气体的方法本发明涉及一种用于生产用于克劳斯过程的含有硫化氢和二氧化硫的过程气体的方法，起始于含有硫化氢的原料气体，所述原料气体利用向燃烧室内开放的若干燃烧器在800°C到1650°C的温度范围内与纯氧燃烧，其中纯氧分别通过一个中央管进入燃烧室， 同时原料气体通过围绕中央管同轴布置的管进入燃烧室，且吹扫气体通过同轴围绕原料气体管的环形导管加入，并且其中在与燃烧室连接并以距燃烧器一定距离布置的辅助炉膛内，水蒸汽通过中央管供给，加热气体通过同轴围绕中央管的管，酸水汽提气通过围绕加热气体管同轴布置的外部管供应，由辅助炉膛所产生的燃烧气体被引入燃烧室。根据DE 3430015C1已知一种用于燃烧含有氢硫化物的气体以生产用于克劳斯过程的含有硫化氢和二氧化硫的过程气体的设备，所述设备包括在1000°C至1300°C的温度生成过程气体的燃烧室，所述燃烧室具有将空气和含有硫化氢的气体供应到燃烧室的管， 并且具有位于合并入燃烧室的辅助炉膛中的辅助燃烧系统，其中辅助燃烧系统中的燃烧气体进入燃烧室并利用供应管线向辅助燃烧系统提供富烃加热气体、水蒸汽和空气。至少一个燃烧器向燃烧室内开放，这种燃烧器配备有用于供应氧气的中央管，该中央管由用于供给含有硫化氢的原料气体的第二管同轴围绕，并且这种燃烧器配备有围绕第二管同轴布置的用于燃烧空气进入燃烧室的环形导管。该设备能够处理硫化氢含量严重波动和原料气体速率严重波动的原料气体。在极低的硫化氢含量时，与纯氧发生燃烧，在极高的氢硫含量时，与空气发生燃烧，并且在正常情况时，与空气和氧气发生燃烧。在克劳斯过程中，含有硫化氢的原料气体通过部分燃烧初步转化为硫化氢和二氧化硫的混合物，目的是将该两种组分的摩尔比调整为2 1。这样获得的气体混合物在催化克劳斯设备中转化为元素硫和水，且废气被供给至脱硫设施。在热的后燃烧系统中，脱硫单元的废气典型地转变为二氧化硫，而因此形成了只包含少量二氧化硫的废气。为了能够处理还包含烃和二氧化碳的氢硫化物原料气体，根据EP0315225B1提出将含有硫化氢和烃或二氧化碳的气体供给燃烧器，在燃烧器火焰的核心区产生2000°C至 3000°C的温度，并且在达1650°C的温度从燃烧室中排出一氧化碳和氢的气体混合物。由于燃烧器火焰中通常的高温，原料气体中含有的大部分二氧化碳分解成一氧化碳和氧气；水部分分解为氢气和氧气。这样就得到了用于保持燃烧器火焰区和燃烧室内高温所需要的部分氧气，因而减少了总需氧量。燃烧室产物气体混合物中存在的氢对于气体混合物下游的处理是有用的，这是因为这样无需外部加氢气就可以进行氢化反应。此外，气体组分氢和一氧化碳可用作合成气。当仅用纯氧燃烧含有硫化氢的原料气体流时，不断用少量的空气吹扫外部的环形导管，以防止离开燃烧室的燃烧气体经环形导管回流。本发明的任务是通过以下方式控制上面描述的过程在含有硫化氢的原料气体可以仅用纯氧燃烧的情况下，通过外部的环形导管进入燃烧室的空气供给可以省略。本发明的任务通过用不活泼气体、优选二氧化碳吹扫外部的环形导管，以抑制燃烧气体从燃烧室回流从而仅与纯O2 ( > 90% )发生燃烧来完成。一个有利的方面是能够将在气体清除过程中积聚的二氧化碳、特别是通过负载甲醇(laden methanol)的解吸而获得的二氧化碳作为吹扫气体。用于实现该方法的合适的设备的特征是环绕所述辅助炉膛布置一圈或更多圈燃
/jm-nfr ο在下文中基于结合通过燃烧室的燃烧器区域的纵截面图的实施例详细说明根据本发明的方法，如图所示燃烧室(2)的耐火衬里(1)容纳燃烧器系统，所述燃烧器系统包括两个燃烧器(3) 和布置在所述两个燃烧器C3)之间、与每个燃烧器C3)距离相等的辅助燃烧系统G)。通过管线(6)向在每个燃烧器(3)中轴向布置的中央管(5)提供纯氧。同轴布置的管(7)围绕每一个中央管(5)，从而形成环形空间，通过管线(8)将含有硫化氢的原料气体提供到所述环形空间。原料气体管(7)被同轴的环形导管(9)所环绕，作为吹扫气体的二氧化碳通过管线(10)被供给到同轴的环形导管(9)中。通过管线(12)向辅助燃烧系统⑷的轴向布置的中央管(11)提供蒸汽并且通过在该中央管(11)和同轴围绕中央管的管(1 之间存在的环形空间向辅助燃烧系统⑷的轴向布置的中央管(11)提供加热气体。通过管线 (14)向点火火焰(1 提供燃料气体。为清晰起见，第二个燃烧器的组件没有标附图
标记。在40°C的温度和2. 4巴[绝对压力](bar [a])的压力条件，向两个燃烧器(3)的中央管(5)中引入总计143kmol/小时的氧。在25°C的温度和1.6^ar[a]的压力条件，向中央管(5)和围绕中央管(5)同轴布置的管(7)之间存在的环形空间提供总计855千摩尔/小时(kmol/h)的含有35. Imol%的硫化氢和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%的氢的原料气体。总计137kmol/h的二氧化碳被供给入同轴围绕管(7)的环形导管(9)中。在904°C的温度和1.58bar[a]的压力条件，1118kmol/h 的气体通过燃烧室O)出口离开。这种气体分析如下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)
权利要求
1.一种用于生产用于克劳斯过程的含有硫化氢和二氧化硫的过程气体的方法，起始于含有硫化氢的原料气体，所述原料气体利用向燃烧室内开放的若干燃烧器在800°C至 1650°C的范围的温度与纯氧燃烧，其中纯氧分别通过一个中央管进入燃烧室，同时原料气体通过围绕中央管同轴布置的管进入燃烧室，且吹扫气体通过同轴围绕原料气体管的环形导管加入，并且其中在与燃烧室连接并与所述燃烧器成间距布置的辅助炉膛中，水蒸汽通过所述中央管供给，加热气体通过同轴围绕所述中央管的管，酸水汽提气通过围绕加热气体管同轴布置的外部管供应，由辅助炉膛所产生的燃烧气体被引导到所述燃烧室，所述方法包括使用不活泼气体作为吹扫气体。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于将(X)2用作吹扫气体。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于将在气体清除系统中积聚的CO2用作吹扫气体。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于将通过负载甲醇的解吸而回收的(X)2用作吹扫气体。
5.一种用于实施根据权利要求1至3中任一项的方法的设备，其特征在于所述燃烧器环绕所述辅助炉膛布置成一圈或更多圈。
全文摘要
在一种用于生产用于克劳斯过程的含有硫化氢和二氧化硫的过程气体的方法中，含有硫化氢的原料气体利用引入燃烧室的多个燃烧器与纯氧燃烧，其中纯氧通过中央管进入燃烧室，原料气体通过同轴围绕中央管布置的管进入燃烧室，并且不活泼气体作为清洗气体通过同轴围绕原料气体管的环形导管进入。有利地，能够将通过负载甲醇的解吸而得到的CO2用作不活泼气体。
文档编号F23D14/38GK102428025SQ201080018863
公开日2012年4月25日 申请日期2010年4月14日 优先权日2009年4月28日
发明者亚历山大·施里费尔, 埃克哈德·云斯特, 沃尔夫冈·内博 申请人:鲁奇有限责任公司