CN1434913A - 含有硫化氢的气体的部分氧化 - Google Patents

Abstract

一种空气－氧－硫化氢的燃烧器(108)给炉子(102)点火。该燃烧器包括：含有支持燃烧的气体的空气的一个主要通道(112)；多根沿着该主要通道互相平行延伸、末端开放、彼此隔开一定距离，用于通流体的细长外管；氧或富含氧的空气通入燃烧器的第一个入口；用于将含有气体的硫化氢送入燃烧器的第二个入口。每一根外管，至少在燃烧器的远端，包围着一根相应的、末端开放、通流体用的细长内管；内管彼此平行。第一和第二个入口中的一个入口与外管连通，而第一和第二个入口中的另一个入口与内管连通。

Description

含有硫化氢的气体的部分氧化

本发明涉及用于硫化氢部分氧化的方法和装置，另外还涉及该方法和装置中所用的燃烧器。

例如，在炼油厂和煤气提炼厂中，含有硫化氢和二氧化碳的所谓酸性气体流是作为废气流形成的。必需在排放至大气中以前，对这种酸性气体流进行处理，以除去基本上所有的硫化氢成分。通常，利用Claus方法来除去硫化氢成分。当利用这种方法时，所含的一部分硫化氢在炉子中燃烧，形成二氧化硫和水蒸气；一些所产生的二氧化硫在炉子中与剩余的硫化氢起反应，形成硫的蒸气和水蒸气(结果是，一些硫化氢部分地被氧化)。这样，包括硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、水蒸气和硫蒸气的废气流到炉子外面去。通过冷凝，从气体混合物中提取硫蒸气；并且，基本上不含硫蒸气的所产生的气体混合物，再经过二氧化硫和硫化氢之间的多个催化反应阶段，形成硫蒸气。在每一个催化反应阶段的下游，再从气体混合物中提取硫蒸气。这样，就形成了一般含有酸性气体原来的硫含量2～6％的尾气。再对该尾气进行处理，以除去基本上所用的剩余硫化合物。

传统作法是，利用空气来支持硫化氢的燃烧。一般，空气供应的流量应足够大，以提供足够的氧分子，使氮和水蒸气中的氨完全氧化；并使二氧化碳和水蒸气中的碳氢化合物完全氧化；并使酸性气体中的大约1/3的硫化氢含量中的二氧化硫和水蒸气氧化。近来发现，利用商业上销售的纯氧代替某些空气，可以改善Claus方法。结果，对于给定的硫化氢产量，可以减小炉子和下游装置的尺寸。

EP-A-0 486 285涉及一种在Claus方法中所用的氧-空气-硫化氢燃烧器。该燃烧器包括一个具有开放的远端的空心壳体件，该壳体件中有一条通道。多个可引导流体的第一种细长的、末端开放的管件和多个也可引导流体的第二种细长的、末端开放的管件穿过该通道；并且每一根第二种管件放在相应的第一种管件内。第一种管件与硫化氢源连通，而第二种管件与氧源连通。将每一根通氧的管放在相应的通硫化氢的管内的目的，是使氧与燃料混合得更好，并且在火焰内成为均匀的状态。另外，在燃料和氧较低速度下，可以得到稳定的工作状态。

虽然，根据EP-A-0 486 285的燃烧器在实践中工作良好，但如果有适当的不均匀的火焰，则利用Claus方法，可使在离开炉子所带的硫冷凝器的气体混合物中，硫化氢转换为硫的百分率更高。因此，本发明的一个目的是要提供一种硫化氢部化氧化的方法和装置，在该装置中，燃烧器的结构，便于在炉子中获得硫化氢转换为硫的较高的百分率。

根据本发明，提供了一种用于硫化氢部分氧化的装置，该装置包括：一个炉子和为该炉子点火的空气-氧-硫化氢燃烧器；其中，该燃烧器包括：一条包含空气的燃烧支持气体的主通道；多根沿着该主通道、互相平行、彼此隔开、末端开放的通流体用的细长外管；氧或富含氧的空气通入燃烧器的一个第一入口；用于将含有气体的硫化氢送入燃烧器的一个第二入口；至少在该燃烧器的远端，每一根外管包围一根相应的末端开放的、通流体用的细长内管；内管彼此平行；第一和第二个入口中的一个入口与外管连通，而第一和第二个入口中的另一个入口与内管连通；其中，内管和外管的出口配置成使得工作时，硫化氢与氧和空气在燃烧器远端的下游基本上完全混合；并且，内管和外管的出口是并列的，其尺寸作成能使得在工作时，在炉子中火焰保持稳定，该火焰具有至少一个第一高温层和至少一个第二低温层；该火焰的第一层离开炉子内面的一个选择区域，比第二层离开该区域更远，因此，第二层火焰可屏蔽该选择的区域，使它不受第一层火焰的影响；由内管和外管组成的第一个组在工作时，将气体送入第一层火焰，而内管和外管组成的第二个组工作时则将气体送入第二层火焰；燃烧器的位置在炉子的切线方向；第一组内管和外管的出口位于第二组内管和外管的出口上面。

火焰的第一层与第二层比较，最好是比较富含氧。

由于比较富含氧，因此火焰的第一层的平均温度可达到1700～2300℃。这样的高温对硫化氢裂解(即热分解)为氢和硫是有利的。结果，比在低温下有更大比例的硫化氢转化为硫。另外，高温的富含氧的第一层火焰也使送入的气体中的氨容易完全破坏，这不但是因为第一层火焰的高温，而且是因为，虽然含氧较少，但第二层火焰仍可以在超过1400℃的温度下工作。非常希望完全除去氨，因为如果这种气体从炉子进入Claus过程的催化阶段，氨可以形成氨盐，而氨盐可抑制催化剂或使在低温下工作的其他成分为块状。

一般，内管与第一个入口连通。这样，内管接收氧或富含氧的空气，而外管接收含有送入气体的硫化氢。

最好，第一个组中的外管的出口之间的间隔，比第二组中的外管出口之间的间隔宽。结果，按比例计算，第一组管中的空气比第二组管中的空气多，从而便于在燃烧器火焰的第一层中达以理想的富含氧的状态。如果第二组中的管比第一组中的管多，一般，第二组中的管至少为第一组中的管的二倍-则这个结果更容易得到。

如果与第一个入口连通的第一组中的管的内径，比与第一个入口连通的第二组中的管的内径大，则在火焰的第一层内更容易达到高温。一般，第一组中的管的内径为第二组中管的内径的1.3～3倍。特别是，当内管与第一个入口连通时，则在工作中，这个装置送至火焰的第一层的氧或富含氧的空气，按比例计算，比送入火焰第二层中的多，从而特别有助于火焰第一层达到高温。在这种结构中，使与第二个入口连通的第一组中的管的内径，和与第二个入口连通的第二组件的管的内径相同是比较方便的。

第一组内管和外管的出口一般位于第二组内管和外管的出口上面，以阻碍炉子底部比炉子其他区域更容易受到热损坏的趋势。

送入气体一般为硫化氢和二氧化碳的混合物。可能还有水蒸汽，碳氢化合物和/或氨。如果希望的话，送入气体可以是从炼油厂出来的胺气体，或胺气体与酸性水剥离剂气体的混合物。一般，胺气体包括按体积计算的至少70％的氨和另外再含有至少10％的二氧化碳。酸性水剥离剂气体为硫化氢、氨和水蒸汽的混合物。在酸性水剥离剂气体中还可以有其他气体。如果希望利用根据本发明的方法和装置来处理二种气体，则可以将二种气体预先混合。然而，这种预先混合的一个可能的缺点是，一些氨流入火焰的低温层或多个低温层，可能产生不是所有的氨都被破坏的危险。但在实际中，在用氧工作时，一般可将火焰低温层或多个低温层的温度保持在氨破坏的极小温度以上。在任何情况下，如果燃烧器有二个第二入口，一个入口只与第一组管子连接，而另一个入口只与第二组管连接，则可以避免这个可能的缺点。用这种方法，可将含有氨的气体(酸性水剥离剂气体)全部通入火焰的富含氧的高温层或多个高温层中。这样更容易从送入气体中清除全部氨。

根据燃烧器尺寸的不同，根据本发明的燃烧器可以有6～30根第一种管。最好是具有8～20根第一种管。

最好，所有内管和外管的终端都在与燃烧器的轴线垂直的一个公共平面上。这种结构有助于减小燃烧器的热腐蚀。如果希望的话，每一根管可以有一个耐热和耐腐蚀的合金顶部，但一般不需要。即使管子腐蚀，燃烧器也可以继续有效地工作。

燃烧器的主通道可以方便地由燃烧器通过它给炉子点火的一个口形成。另一种方案是，燃烧器可以有一个外壳，该外壳形成一条与炉子分开的通道。

一般，燃烧器不需要专门的冷却系统。这是因为燃烧器工作时，支持燃烧的含有气体的空气流量足够使燃烧器冷却。

根据本发明的燃烧器具有与根据EP-A-0 486 285的燃烧器一样的机械结构优点。燃烧器管可以用较廉价的材料(例如不锈钢)制造。第二，制造特别简单，因为没有端板，不需要钻斜孔。第三，燃烧器能够处理由热膨胀和收缩引起的问题，因为内外管件一般只在其近端固定，并有三个远端。

在火焰的不同层之间，适当地分配支持燃烧的和含有硫化氢的气体，可以保证从炉子排出的废气中的硫化氢与二氧化硫的克分子量比大约为2∶1；因为可以满足通常的使用催化剂的Claus反应部件以及炉子的，通常的Claus过程的要求。另外，在屏蔽或火焰的第二层或多个第二层中，可以保持足够低的温度，以避免一般用于保护炉子内壁的耐火材料衬里的破坏的危险。如果有气体，则不会以牺牲氨的破坏为代价来达到这关点。另外，在选择火焰不同层的化学计量方法上有很大的柔性。一般希望第一层或多个第一层工作时接收的氧分子流量至少为(110x/300+y+z)m³/s，更优选的是(120x/300+y+z)～(240x/300+y+z)m³/s，式中x-进入第一层的硫化氢完全氧化所需的氧分子的化学计量流量；

y-进入第一层的任何氨的完全氧化所需的氧分子的化学计量流量；

z-进入第一层的碳氢化物的完全氧所需的氧分子的化学计量流量；

离开炉子出口的废气温度保持在1650℃以下。

根据本发明的方法的另一个优点是，它具有适合含有送入气体中的硫化氢的变化很大的流量的能力。当送入气体的供给流量小时，可以减小送至火焰第一层或多个第一层的氧或富含氧的空气中的一部分克分子量。的确，当送入气体的供给流量最小时，空气可以被送入火焰的第一层和多个第一层的氧或富含氧的空气代替。上述代替不会损害氨的完全破坏，特别是在火焰的第二层或多个第二层中的氨的完全破坏。当要求燃烧器的输出调节特性好时，能够将所有的氨送至火焰的第一层或多个第一层的燃烧器例子是优选的。

本发明还提供了一种用于根据本发明的方法和装置中的燃烧器。

现在将参照附图，利用例子来说明根据本发明的方法和装置。

图1为燃烧器是轴向放置的装置的部分截面的示意性侧视图；

图2为从在图1所示的装置中使用的一个燃烧器的远端看的示意图；

图3为从在图1所示的装置中中所用的另一种燃烧器的远端看的示意图；

图4为通过图1所示炉子的示意性截面图，它表示在通过由图2或图3所示的燃烧器产生的火焰的截面内的温度分布；

图5为在根据本发明的方法和装置中使用的燃烧器的示意性纵截面图，它表示气体流动至相应的管和图1所示的燃烧器的通道的导管情况；

图6为燃烧器安装在切线方向的，根据本发明的装置的示意图；

图7为从适合于在图6所示的装置中使用的第一个燃烧器的远端看的示意图；

图8为从在图6所示的装置中使用的第二个燃烧器的远端看的示意图；和

图9为图6所示的炉子的示意性横截面图，它表示由图7或图8所示的燃烧器工作产生的火焰形状。

附图不是按比例画的。

参见图1，用于硫化氢部分氧化的炉子102的一端有一个轴向的入口104，而在其相对的一端有一个轴向的出口106。入口104中放置一个燃烧器108。燃烧器108的远端110稍微从入口104伸出。燃烧器108的结构为壳体和管子式的。如果希望的话，出口106的内壁可以构成燃烧器108的壳体。燃烧器108带有管路110，112和114，分别用于供给氧、空气和含有硫化氢的气体流。虽然图1中没有示出，如果希望的话，可以用二个单独的管路114，将含有不同含量的硫化氢的气体流，供给燃烧器108的不同部分。

工作时，燃烧器108在炉子102中点火，产生火焰116。火焰116具有较热的、富含氧的内部区域或内层118，以及包围该内层118的，温度较低的外部区域或外层120。温度高的内层118内的温度可以超过2000℃。一般，氧分子以(120x/300+y+z)～(240x/300+y+z)m³/s的流量进入内层118中(式中的x，y和z的意义如上所述)。

在炉子102中进行几个化学反应。首先是燃烧反应，这时，在含有硫化氢的气体中的碳氢化合物完全氧化成二氧化碳和水蒸气；并且，含有硫化氢的气体中的氨完全氧化成氮和水蒸气。然而，主要的燃烧反应是硫化氢燃烧，形成水蒸气和二氧化硫。所产生的二氧化硫的一部分与剩余的硫化氢反应。形成硫的蒸气和水蒸气。在炉子102的火焰区116中进行的另一个重要的反应是，一部分硫化氢热分解为氢和硫的蒸气。高的温度可促进这个反应。另外，某些氨也热分解为氮和氢。在炉子102中还进行一些次要的反应。

燃烧器108一般具有8～20根外管(没有示出)和8～20根内管(没有示出)。图2中表示了这些管与外壳体的一种配置方式。现参见图2可看出，燃烧器200有一个外壳体202。壳体202形成一条空气流动的主要通道204。空气最好不是富含氧或不是缺乏氧的，而是正常的大气中的空气。18根末端开放的外管208沿着主要通道204延伸。所有的外管208都互相平行，并与壳体202的纵轴线平行。每一根外管208，至少在其远端，包围着一根内管210。每一根内管210都与将其安置于内的外管208同轴线。所有管子208和210的远端都终止在与燃烧器200的纵轴线垂直的同一个平面内。因此，在燃烧器远端的上游，不会有硫化氢与空气或氧的混合。所有的内管210都与一个氧源或富含氧的空气源连通。优选的是，氧的纯度至少为80％；更优选的是，至少为90％；最优选的是，至少为99％；所有的外管208都与一个含有硫化氢的气体源连通。这种气体也可以含有氨和碳氢化合物，以及不燃烧的成分，例如水蒸气、氮、二氧化碳和氩。

多对外管208和内管210放置在第一个内组212和第二个外组214中。多对管208和210组成的外组放置成使它们的所有出口位于一个假想圆的圆周上。如图2所示，在第二个组214中有14对管208。第二个组214中的外管208在圆周上彼此隔开相等的距离。另一方面，在第一个组212中，有4对外管208和内管210。在第一个组212中的每一对管208和210可以看成是位于一个想象的方形的一个拐角上，燃烧器的纵轴线穿过该方形的中心。如图2所示，在内组212中的各对管之间的间隔比在外组214中的各对管之间的间隔大。由于所有的外管208的直径都相同，而所有内管210的直径也相同，因此，离开内组212中的管208的出口的含有硫化氢的气体，与氧分子接触的比例，比离开形成外组214的一部分的管208的硫化氢与氧分子接触的比例大。结果，可以保持火焰具有富含氧的内部高温层和外部低温层。因为第一组212的管出口被第二个组214包围，因此，高温层被低温层包围；这样，可以简单地控制气体通至燃烧器200的相对流动，使火焰的第二层或外层，有效地屏蔽炉子的衬有耐火材料的整个内表面，不受火焰的高温内层的影响。另外，可以控制流动，使供应火焰第一层的氧分子达到必要的流量，以便让第一层的平均温度一般达到1700℃以上，以促进硫化氢的热裂解或分解；同时，保持火焰第二层的平均温度一般在1650℃以下，以避免由燃烧器200点火的炉子的耐火材料壁的损坏。

图2所示的燃烧器是通过将不成比例地多的空气送入第一个组212的管中而达到其火焰分层的。然而，用这种方法达到火焰分层的程度是有限的。将管子在图2所示的燃烧器中，集中在一起分组的方法的另一个结果是，如果通过内管210流动的氧的纯度越低，则燃烧器中的火焰分层越明显。这是因为，这个氧的纯度越低，则通过主要通道204的空气流量要大，因此在第一和第二组管之间空气的不成比例分配的效果就越明显。

现参见图3可看出，图中所示的燃烧器300与图2所示的燃烧器200有许多相同的地方。燃烧器300的外壳302形成空气流动的一条主要通道304。13条末端开放的外管308，沿着通道304彼此平行地和与燃烧器300的轴线平行地延伸。所有的管308的直径都相同。每一条管308的至少其远端，包围着一条相应的末端开放的同轴的内管310。与燃烧器200的多对管子类似，多对管308和310的出口排列成二个组。内组312由4对管子的出口组成，其排列方式与燃烧器200的组212中的管出口排列方式相同；而沿着圆周放置的外组314由多对管的出口组成。然而，在组314中只有9对管出口。另外，外组314中的外管308的相邻出口之间的间隔，与内组312中的管308的相邻出口之间的间隔相同。因此，通过通道304流动的空气，在离开第一个组312或第二个组314中的管308的出口的、含有硫化氢的气体的单独流动中的分配大致是相等的。

管310的直径不是全部相等的。出口在第一个组312中的管310的内径，比出口在第二个组314中的管308的内径大。一般，较大直径的管310的内径，至少为直径较小的管308的内径的二倍。

与图2所示的燃烧器相反，如果送至管308中的氧的纯度越高，则所产生的火焰分层越明显。另外，因为图3所示的燃烧器送至第一组312和第二组314的管310中的相应的氧的流量是不同的，因此，一般来说，图3所示的燃烧器的火焰第一层或内层的火焰温度，比图2所示的燃烧器火焰的内层温度高。

如果希望的话，可以在同一个燃烧器中使用达到内层高温和外层低温的二种方法。因此，图2所示的燃烧器可以用在多对通氧的管208的直径，比第二组或外组214中的相应的通氧管208的直径大的第一个组212中。

图2所示的燃烧器或图3所示的燃烧器在其最大直径处的横截面，一般如图4所示，它们都能产生火焰。燃烧器有一个温度较高的中心区402和温度较低的外部圆环区404。火焰占据炉子横截面的大部分，以便最大限度地利用空间。

图2和图3所示的燃烧器的结构表示在图5中。为了便于说明，图5中只表示了三对内管和外管。图5所示的燃烧器具有一个细长的管状壳体502，其远端开放，其近端有一个入口504，可以与压缩空气源(没有示出)连接。壳体502固定在后板506上，是流体密封，不泄漏的。后板506形成第一个基本上为圆筒形的气体分配腔508的一个壁，后板506上作有孔；彼此平行和与壳体纵轴线平行的末端开放的外管510的近端，与该孔接合，流体密封不能泄漏。这样，气体可从气体分配腔508，通过管510，从其近端流向其远端。气体分配腔508有一个含有硫化氢的气体入口512。因此，在燃烧器工作时，外管510接收含有硫化氢的气体。腔508还有另一个与后板506相对的板514。板514形成一个公共的壁，与气体分配腔508共享；而第二个气体分配腔516有一个入口518，与商业上的纯氧源连接。板514上有孔，末端开放的内管520的近端与该孔接合，流体密封不泄漏。内管520的大部分长度穿过该孔，并且内管与外管510同轴。氧可以从腔516，通过内部通道520流动。

如图5所示，所有内管520和所有外管510的远端都终止在同一个与燃烧器的轴线垂直的平面上。可以看出，内管520的远端不固定在任何平板或类似零件上。为了支承内管，每一根内管520可以带有一个与它连接的支架522。支架522与相应的外管510的内表面摩擦接合。同样，外管510带有与它连接的支架524，每一个支架524的末端与壳体502的内表面或另一根外管510的外表面摩擦接合。

一般，图5所示的燃烧器的所有零件用钢，一般为不锈钢制成。第一个气体分配腔508和第二个气体分配腔516之间不连通。同样，气体分配腔508和由壳体502形成的通道502之间的气体也不连通。因此，硫化氢不与空气或氧预先混合。

现参见图6。图中表示了一个炉子700，它具有一个一般在切线方向对炉子点火的燃烧器702。炉子700的内壁有一层耐火材料衬里。燃烧器702分别具有氧的入口704、空气入口706，和含有硫化氢的气体入口708。一般，图6所示的炉子的工作与图1所示的炉子的工作相似。然而，从燃烧器702发出的火焰(没有示出)，在炉子700的横截面上，基本上呈弧形。由于火焰的形状，炉底的耐火材料衬里比炉顶的耐火材料衬里热。特别希望保证炉子700的底部的耐火材料不要过热。图6所示结构的另一个特点是，燃烧器的壳体横截面为矩形。

参见图7，燃烧器800有一个横截面为矩形的外壳802，它形成空气的主要通道804。燃烧器800可以用图6所示的方式，在切线方向给炉子(在图7中没有示出)点火。在空气主要通道864内有彼此平行延伸的多根末端开放的外管806。至少在燃烧器800的远端，每一根外管806包围着一根同轴的内管808。管806的近端与含有硫化氢的气体源连通，管808的近端与商业上的纯氧或富含氧的空气源连通。

多对管806和808配置在上组810和下组812之间。在上组810中有8对管，而在下组812中有11对管。所有外管806的内径都相同，所有内管808的内径也都相同。然而，在上组810中外管806之间的间隔，比在下组812中的外管之间的间隔宽。

工作时，硫化氢与氧和空气都在燃烧器800的远端下游进行混合。外管806和内管808的出口的配置使得工作时能保持炉子中的火焰稳定，该火焰的第一个高温层接收流量为(120x/300+y+z)～(240x/300+y+z)m³/s的氧分子(式中x、y、z的意义如上面所述)。下组812中的多对管将氧或富含氧的空气，和含有硫化氧的气体送至火焰的低温层。这个低温层将炉子的内壁屏蔽起来，使它不受上面的较高温度层的影响。图9中示意性表示在图6所示的炉子中，燃烧器800的工作可以达到的典型的火焰形状。如图9所示，燃烧器802对炉子1000点火，产生基本上为弧形的火焰1002，火焰的高温内层的平均温度一般为1700～2300℃，其低温外部区域1006的平均温度一般在1650℃以下，可以屏蔽炉子1000内壁的一个选择的区域，保护它不受高温内层1004的影响。

再参见图7，火焰分层是由于从上组810中的外管806送出的硫化氢与空气混合的比例，比从下组812中的外管806送出的硫化氢与空气混合的比例多。结果，火焰1000的内层1004所含的氧比上层1006所含的氧多。

现参见图8。图8表示的燃烧器900基本上与图7所示的燃烧器相同。燃烧器900的外壳902的横截面为矩形。外壳902形成空气流动的主要通道904。多根末端开放的外管906彼此平行延伸。至少在燃烧器900的远端，每一根外管906包围着一根末端开放的内管908。所有管906和908的远端终止在与燃烧器900的轴线垂直的一个公共平面上。多对管位于上组910和下组912中。下组912中的外管906之间的间隔距离，比上线912中的外管906之间的间隔距离小。结果，可以产生如图9所示的火焰形状，该火焰带有热的内区1004和低温的外区1006。然而，图8所示的燃烧器900与图7所示的燃烧器800之间的一个明显的差别是，上组910中的内管908的内径，比下组912中的内管908的内径大。结果，从上组910中的每一根外管908送出的硫化氢与商业上纯氧的混合比例，比从下组912中的外管908送出的硫化氢与纯氧的混合比例多。因此，工作时比图7所示的燃烧器工作时更能产生火焰的较高温度的内层1004。在内层1004中很容易产生超过2000℃的平均温度，而外层平均温度不超过1650℃。

应当注意，在诸如术语“110x/330”中所使用的符号“/”为除号。

Claims (12)

1.一种用于硫化氢部分氧化的装置，该装置包括一个炉子和一个为该炉子点火的空气-氧、硫化氢燃烧器；其中，该燃烧器包括一条空气的含有燃烧支持气体的主通道；多根沿着该主通道互相平行，彼此隔开、末端开放的通流体用的细长外管；通入燃烧器的氧或富含氧的空气的一个第一入口；用于将含有硫化氢的气体送入燃烧器的一个第二入口；至少在该燃烧器的远端，每一根外管包围着一根相应的末端开放的、通流体用的细长内管；内管彼此平行；第一和第二入口中的一个入口与外管连通，而第一和第二个入口中的另一个入口与内管连通；其中，内管和外管的出口配置成使得工作时，硫化氢与氧和空气在燃烧器远端的下游基本上完全混合；并且，内管和外管的出口是并列的，其尺寸作成能使得在工作时，在炉子中火焰保持稳定，该火焰具有至少一个第一高温层和至少一个第二低温层；该火焰的第一层远离炉子内壁面的一个选择区域，比第二层离开该区域更远，因此，第二层火焰可屏蔽该选择的区域，使它不受第一层火焰的影响；由内管和外管组成的第一个组在工作时，将气体送入第一层火焰中，而内管和外管组成的第二个组工作时，则将气体送入第二层火焰中；燃烧器的位置在炉子的切线方向；第一组内管和外管的出口位于第二组内管和外管的出口上面。

2.如权利要求1所述的装置，其特征为，内管与第一个入口连通。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征为，第一组中的外管的出口之间的间隔距离，比第二组中的外管的出口之间的间隔距离宽。

4.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征为，第一组中的管子数目至少为第二组中管子数目的二倍。

5.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征为，与第一个入口连通的第一组中管的内径，比与第一个入口连通的第二组中的管的内径大。

6.如权利要求5所述的装置，其特征为，与第二个入口连通的第一组中的管子内径，和与第二个入口连通的第二组中的管子内径相同。

7.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征为，有6～30根第一种管。

8.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征为，所有内管和外管的终端都在与燃烧器轴线垂直的一行公共平面上。

9.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征为，空气的主通道是由燃烧器经其着火到炉子的一个孔口限定的。

10.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征为，燃烧器安装成使得在工作中，含有空气的燃烧支持气体的流量，足以对燃烧器进行适当的冷却。

11.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征为，火焰的第一层接收的氧分子流量等于或大于(110x/300+y+z)m³/s，

式中：x-进入火焰第一层的硫化氢完全氧化所需的氧分子的化学计量流量；

y-进入火焰第一层的氨安全氧化所需的氧分子的化学计量流量；

z-进入火焰第一层的碳氢化合物完全氧化所需的氧分子的化学计量流量；

12.一种在如权利要求1～11中任何一项所述的装置中使用的燃烧器，该燃烧器包括：一条包含有空气的燃烧支持气体的主通道；多根沿着该主通道互相平行延伸的、末端开放的、彼此隔开的、通流体用的细长的外管；至少在燃烧器的远端，每一根外管包围着一根相应的、末端开放的、通流体用的细长内管，该内管互相平行地延伸；燃烧器的第一入口为氧或富含氧的空气的入口，而燃烧器的第二入口用于送入含有气体的硫化氢；第一和第二个入口中的一个入口与外管连通，而第一和第二个入口中的另一个入口与内管连通；其中，内管和外管的出口配置成使得在工作时，硫化氢与氧和空气在燃烧器的远端的下游基本上完全混合；并且内管和外管的出口是并置的，其尺寸作成可使在工作中炉子中的火焰保持稳定，该火焰具有至少一个第一高温层和至少一个第二低温层；第一组的内管和外管工作时将气体送入第一层火焰中，而第二组的内管和外管工作时将气体送入第二层火焰中；燃烧器相对于炉子的位置在切线方向，第一组的内管和外管的出口，位于第二组内管和外管的出口的上面。

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