DE1467119C

DE1467119C - Method and device for the recovery of elemental sulfur from a gas stream containing hydrogen sulfide with a low content of combustible substances

Info

Publication number: DE1467119C
Authority: DE
Inventors: Lorenz V.; Franklin George M.; Tulsa OkIa. Kunkel (V.StA.)
Original assignee: Amoco Production Co., Tulsa, OkIa. (V.StA.)
Publication date: 1972-02-17

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rück- von einem Drittel des Gases zu Schwefeldioxyd her-The invention relates to a method for the return of a third of the gas to sulfur dioxide.

gewinnung von elementarem Schwefel aus einem gestellt wird.extraction of elemental sulfur from one is provided.

schwefelwasserstoffhaltigen Gasstrom mit einem ge- Von den beiden Methoden ist die eine, bei derenHydrogen sulphide-containing gas stream with one of the two methods, one is with their

ringen Gehalt an brennbaren Stoffen, wobei dieses Durchführung das ganze Gas durch das Brennrohrwrestle content of combustibles, this carrying all the gas through the combustion tube

Gas in einer Verbrennungszone unter solchen Be- 5 des Kessels geführt wird, wobei ein Drittel des SO₂ Gas is passed in a combustion zone under such loading 5 of the boiler, with a third of the SO ₂

dingungen verbrannt wird, daß ein Teil des Schwefel- _ verbrennt, zweckmäßiger, da die Hauptmenge derconditions is burned that a part of the sulfur burns _, more expedient, since the majority of the

Wasserstoffs in Schwefeldioxyd umgewandelt wird, Reaktionswärme, die bei der Umsetzung zwischenHydrogen is converted into sulfur dioxide, heat of reaction that occurs during the reaction between

und das Schwefeldioxid mit dem Rest des Schwefel- SO₂ und H₂S freigesetzt wird, in dem Kessel entsteht,and the sulfur dioxide is released with the rest of the sulfur SO ₂ and H ₂ S, which is formed in the boiler,

Wasserstoffs derart reagieren gelassen wird, daß sich in dem 60 bis 70% des Schwefels im allgemeinenHydrogen is allowed to react in such a way that 60 to 70% of the sulfur is in general

elementarer Schwefel bildet. Dieses Verfahren ist io gebildet werden. Ein Hauptvorteil besteht dabeielemental sulfur forms. This procedure is to be formed io. There is a major benefit to this

dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom in einer darin, daß, falls der Kesselabstrom anschließend incharacterized in that a partial flow in one is that, if the boiler effluent is then in

Menge bis ungefähr 40% in einer ersten Zone zu einen katalytischen Konverter überführt wird, der inAmount of up to about 40% is transferred in a first zone to a catalytic converter, which is in

SO₂ verbrannt wird und den erhaltenen gasförmigen dem Konverter festgestellte Temperaturanstieg ge-SO _{2 is} burned and the resulting gaseous temperature rise detected by the converter

Reaktionsprodukten in einer zweiten nichtkatalyti- wohnlich unterhalb 97° C liegt. Daher betritt in der-Reaction products in a second non-catalytic converter is usually below 97 ° C. Therefore, in the-

schen Zone die restlichen schwefelwasserstoffhaltigen 15 artigen Fällen die Beschickung den ersten KonverterThe remaining 15-like cases containing hydrogen sulfide are fed into the first converter

Gase zugeführt werden, wobei sich elementarer mit einer Temperatur von 230° C und wird mit einerGases are supplied, being elementary with a temperature of 230 ° C and being with a

Schwefel bildet, der aus dieser Zone abgezogen wird. Temperatur von ungefähr 320° C abgezogen. WegenForms sulfur, which is withdrawn from this zone. Subtracted temperature of about 320 ° C. Because

Gegenwärtig werden zwei Verfahren eingehalten, der relativ niedrigen Spitzentemperatur ist es mögum in technischem Maßstabe freien Schwefel aus lieh, billigere Konstruktionsmaterialien, beispielsschwefelwasserstoffhaltigen Gasströmen wiederzu- 20 weise Flußstahl, zur Herstellung der Konverter zu gewinnen. Bei der Durchführung des einen Verfah- verwenden. Da ferner die Reaktion dazu neigt, bei renstyps, und zwar des »straight-through«-Prozesses, diesen tieferen Temperaturen ein Gleichgewicht zu wird die ganze Beschickung in einen Ofenkessel zu- erreichen, werden in dem ersten Konverter höhere sammen mit einer solchen Menge an Luft oder einer Umsätze zu freiem Schwefel erzielt,
anderen Quelle für freien Sauerstoff eingeführt, die 25 Wird andererseits nur ein Drittel der sauren Gäsdazu ausreicht, ein Drittel des Schwefelwasserstoffs beschickung in den Kessel eingeführt, zu SO₂ verin der Beschickung zu Schwefeldioxyd zu oxydieren. brannt und später mit den restlichen zwei Drittel Werden die Reaktanten auf einer Temperatur ober- des parallelgeführten Beschickungsstromes vor dem halb 650° C während einer ausreichenden Zeitspanne Einführen in den ersten Konverter vereinigt, dann gehalten, dann erzielt man einen erheblichen Umsatz 30 wird die Hauptmenge der Reaktionswärme infolge zu freiem Schwefel ohne die Verwendung eines Kata- der Bildung von Schwefel in dem erst^i Konverter lysators. Die bei dieser Reaktion anfallenden Pro- in Freiheit gesetzt. Natürlich tritt keine derartige dukte werden in einem Kessel oder Kühler abgekühlt, Wärmefreisetzung in dem Kessel auf, da im wesentwobei das erzeugte Schwefel abgetrennt wird. Die er- liehen der ganze Schwefelwasserstoff, der in dieser haltene Reaktionsmischung wird anschließend in eine 35 Stufe zugeführt wird, zu SO₂ verbrannt wird. Daher Reaktionszone eingeführt, die mit einem geeigneten erfolgt der größte Umsatz zu freiem Schwefel, beiKatalysator gefüllt ist. In dieser Zone erfolgt eine spielsweise ungefähr 65%, in dem ersten-. Konverter weitere Umwandlung von Schwefelwasserstoff in und ist, wie nicht anders zu erwarten ist, von einer freien Schwefel. Die gasförmigen Produkte werden größeren Freisetzung von Wärme begleitet, als dies anschließend durch einen Kühler geschickt oder in 40 in der entsprechenden Stufe bei der Durchführung eine Einheit eingeleitet, in der mittels einer Flüssig- des straight-through-Prozesses der Fall ist. Daher, keit der Schwefel ausgewaschen wird. Die nicht um- wird das Beschickungsgas, das auf 230° C vorerhitzt gesetzten Gase, die über Kopf aus der Wascheinheit worden ist und in den ersten Konverter einfließt, abgezogen werden, werden anschließend auf eine aus diesem mit einer Temperatur in der Größenord-Temperatur von ungefähr 205 bis 230° C gebracht 45 nung von 400° C abgezogen. Eine Erzeugung derund in eine zweite Reaktionszone geschickt. Die Pro- artiger Temperaturen erfordert jedoch nicht nur spedukte aus diesem Reaktor werden anschließend zur zielle Legierungen zum Bau des Konverters, sondern Abtrennung von freiem Schwefel in eine Einheit ge- hat auch eine Herabsetzung der Ausbeute an freiem schickt, die aus einem Kühler und aus einem Wäscher Schwefel zur Folge. . .' ,
besteht. 50 Daraus ist zu ersehen, daß das zuletzt erwähnteTwo procedures are currently being followed, the relatively low peak temperature makes it possible, on an industrial scale, to obtain free sulfur from cheaper construction materials, for example gas streams containing hydrogen sulfide, or mild steel, to produce the converter. Use when performing one of the procedures. Furthermore, since the reaction tends to reach equilibrium with these lower temperatures, namely the straight-through process, the entire charge in a furnace vessel will be higher in the first converter together with such an amount of Air or a conversion to free sulfur achieved,
Another source of free oxygen is introduced which, on the other hand, only one third of the acidic gases is sufficient to oxidize one third of the hydrogen sulphide _{feed to the boiler to SO 2} and the feed to sulfur dioxide. burns and later with the remaining two thirds, if the reactants are combined at a temperature above the parallel feed stream before half 650 ° C for a sufficient period of time introduction into the first converter, then a considerable conversion is achieved Heat of reaction as a result of too free sulfur without the use of a catalyst, the formation of sulfur in the first converter lysator. The pros involved in this reaction are set free. Of course, no such products are cooled in a boiler or cooler, heat release occurs in the boiler, since essentially the sulfur produced is separated off. The borrowed all the hydrogen sulfide, which is held in this reaction mixture is then fed in a 35 stage, is burned _{to SO 2.} Therefore introduced reaction zone, which takes place with a suitable, the greatest conversion to free sulfur, if the catalyst is filled. In this zone, for example, about 65% occurs, in the first -. Converter further converts hydrogen sulfide into and is, as is to be expected, from a free sulfur. The gaseous products are accompanied by a greater release of heat than is subsequently sent through a cooler or initiated in the appropriate stage in the implementation of a unit in which the straight-through process is the case by means of a liquid. Therefore, the sulfur is leached out. The feed gas, which has been preheated to 230 ° C and which has been drawn off overhead from the washing unit and flowing into the first converter, is then drawn off from this at a temperature of the order of magnitude of brought about 205 to 230 ° C 45 voltage subtracted from 400 ° C. A generation of and sent to a second reaction zone. The pro-like temperatures, however, not only require spedukte from this reactor to be used subsequently for the specific alloys for the construction of the converter, but also the separation of free sulfur into a unit has a reduction in the yield of free sends from a cooler and from one Scrubbers result in sulfur. . . ' ,
consists. 50 From this it can be seen that the last-mentioned

Der andere Verfahrenstyp zur Gewinnung von Verfahren niemals besonders gut dazu geeignet sein freiem Schwefel, der gewöhnlich als »split-flow«- kann, Schwefel aus Schwefelwasserstoff enthaltenden Prozeß bezeichnet wird, besteht darin, den Beschik- Gasen zu gewinnen. Dieses Verfahren wurde jedoch kungsstrom aufzuteilen und getrennt ein Drittel des- in der Vergangenheit dennoch in einigen Fällen anselben zu Schwefeldioxyd zu verbrennen, worauf das 55 gewendet, und zwar deshalb, da die Zusammensetletztere mit den restlichen zwei Dritteln des Ursprung- zung des Beschickungsgases derartig ist, daß eine liehen Beschickungsgases zur Erzielung einer Mi- Verbrennung nicht in entsprechender Weise aufrechtschung vereinigt wird, die in etwa der Mischung äqui- . erhalten werden kann, wenn die Gesamtmenge der valent ist, welche dann erzeugt wird, wenn das ganze Beschickung durch das Kesselbrennrohr geschickt Gas durch den Kessel in der vorstehend beschriebe- 60 wird.The other type of process for obtaining processes will never be particularly well suited Free sulfur, usually called "split-flow" - can contain sulfur from hydrogen sulfide Process is called, is to win the Beschik gases. This procedure was however to split the current and separate a third of what was in the past but in some cases to the same to burn to sulfur dioxide, whereupon that turned, and that is because the latter is composed with the remaining two thirds of the origin of the feed gas is such that one borrowed feed gas to achieve a mi-combustion not upright in a corresponding manner is combined, which is roughly equivalent to the mixture. can be obtained when the total amount of valent, which is generated when the entire charge is sent through the boiler burner tube Gas through the boiler in the 60 described above.

nen Weise geschickt wird. Bei der Anwendung eines Andere Schwierigkeiten, die bei der Gestaltung Verfahrens dieser Art unter Verwendung von zwei derzeit verwendeter Schwefelwiedergewinnungsanla-Konvertern ist die Methode der Verarbeitung des gen auftreten, sind auf Schwankungen der DurchStromes in dem System sowie der Wiedergewinnung Satzgeschwindigkeiten zurückzuführen. In Anlagen, von freiem Schwefel im wesentlichen die gleiche wie 65 bei deren Betrieb ein Teil des Ofen- oder Kesseldie Methode, die dann eingehalten wird, wenn die abstroms zur Vorerhitzung des Beschickungsgases in Rcaktionsniischung durch Einführen des ganzen Be- die Konverter abgezogen wird, treten Schwierigkeiten sdiickungsgases in einen Ofen und durch Verbrennen dann auf, wenn die Durchsatzgeschwindigkeitensent in a neat way. When applying another difficulty encountered in the design Process of this type using two currently used sulfur recovery plant converters The method of processing the gene is due to fluctuations in the flow in the system as well as the recovery of record speeds. In systems, of free sulfur essentially the same as 65 when operating a portion of the furnace or boiler die Method that is followed when the effluent to preheat the feed gas in Difficulties arise thickening gas is placed in a furnace and then burned on when the flow rates

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unterhalb ungefähr 50 % des möglichen Durchsatzes daß 33 °/o des gesamten sauren Gases verbrannt werfallen, da die Kühlfläche bei dem ersten und bei den. Die Produkte dieser Verbrennung reagieren mit dem zweiten Durchführen durch den Kessel konstant den übrigen 60 % des sauren Gases in der nichtist und die Wärmefreisetzung proportional dem katalytischen Reaktionszone des Feuertunnels. Da-Durchsatz ist. Daher haben bei geringeren Verarbei- 5 durch ist es möglich, das »Geradeaus«-Verfahren tungsgeschwindigkeiten geringere Temperaturen zum auch auf solche Gase anzuwenden, die bei dem überneuten Erhitzen zur Folge, daß größere Mengen liehen Geradeaus-Verfahren eine Verbrennung nicht an Wasserdampf zum erneuten Erhitzen einem jeden unterhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren weist Konverter zugeführt werden müssen. Dies hat wie- gegenüber den bekannten Verfahren mit geteilter derum einen verminderten Schwefelumsatz sowie eine io Strömung, die normalerweise bei Gasen mit mangelerhöhte Neigung zum Verschmutzen des Katalysators haften Verbrennungseigenschaften angewendet wermit freiem Schwefel zur Folge. den, folgende Vorteile auf:below about 50% of the possible throughput that 33% of the total acid gas is burned, because the cooling surface in the first and in the. The products of this combustion also react the second passage through the boiler the remaining 60% of the acid gas is constant in the not and the heat release proportional to the catalytic reaction zone of the fire tunnel. Da throughput is. Therefore, with less processing, it is possible to use the "straight ahead" method processing speeds lower temperatures to also apply to gases that overtop with the Heating means that larger amounts do not lend straight-ahead processes to combustion entertain everyone with steam for reheating. The method according to the invention has Converter must be supplied. As compared to the known processes, this has a split on the other hand, a reduced sulfur turnover and an io flow, which is normally increased in gases with deficiency Tendency to foul the catalyst, combustion properties adhere to whowith applied result in free sulfur. the following advantages:

Durch das eingangs geschilderte erfindungsgemäße 1. Eine größere Ausbeute an Schwefel durch Ver-Verfahren sowie durch die zu seiner Durchführung Wendung des nichtkätalytischen Reaktors stromverwendete Vorrichtung werden nunmehr diese den 15 aufwärts von den katalytischen Konvertern,,
bisher bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile 2. eine größere Ausbeute infolge niedrigerer konbeseitigt, verter Temperaturen,1. A greater yield of sulfur by the Ver process as well as the device used for its implementation of the non-catalytic reactor current used now these the 15 upwards of the catalytic converters ,,
disadvantages associated with previously known processes 2. a higher yield due to lower concomitant, higher temperatures,

In der britischen Patentschrift 890 739 wird eine 3. geringere Kosten durch stärkere Wärmeübertra-In the British patent specification 890 739 a 3rd lower cost due to stronger heat transfer

Vorrichtung zur Erzeugung von elementarem Schwe- gung in der Hochtemperaturübertragungszone,Device for generating elementary oscillation in the high temperature transfer zone,

fei aus schwefelwasserstoffenthaltenden Gasen be- ao 4. eine größere Produktion einer Hochdruckströ-fei from gases containing hydrogen sulphide be ao 4. a larger production of a high-pressure flow

schrieben, die eine Verbrennungszone aufweist, wel- mung undwrote, which has a combustion zone, welmung and

ehe das gesamte schwefelwasserstoffhaltige Gas auf- 5. eine vereinfachte Arbeitsweise bezüglich derbefore the entire hydrogen sulfide-containing gas to 5. a simplified procedure with respect to the

nimmt. Diese Vorrichtung sieht nicht die Aufteilung Kontrolle.takes. This device does not see the splitting control.

des Gases in zwei Ströme vor, bevor es dem Kessel Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrich-of the gas in two streams before it enters the boiler.

zugeführt wird. 25 tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver-is fed. 25 device for performing the inventive method

Die deutschen Patentschriften 1 198 333 und fahrens, die aus einem Boiler mit Auslässen an bei-1116 199 betreffen Vorrichtungen" zur Gewinnung den Enden desselben zum Abziehen heißer, gasförmivon elementarem Schwefel, bei deren Betrieb schwe- ger Produkte aus dem Boiler sowie Ablassen zum felwasserstoffhaltige Gase in elementaren Schwefel Abziehen von flüssigem Schwefel sowie einem /|nit umgewandelt werden. Diese Vorrichtungen weisen 30 dem Boiler verbundenen Beheizungstunnel, der^einen auch Kessel und katalytische Konverter auf. In bei- Schwefelwasserstoffeinlaß und einen Lufteinlaß soden genannten Veröffentlichungen wird die Zuleitung wie einen Brenner aufweist, in dem sich das Luftdes gesamten Stromes des schwefelwasserstoffhaltigen Schwefelwasserstoff-Gemisch verbrennen läßt, beGases zu einer Verbrennungszone beschrieben. In steht und dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens der Verbrennungszone wird die Beschickung mit 35 ein Beheizungstunnel 2, dessen Einlasse 12 und 16 einer ausreichenden Menge eines sauerstoffhaltigen und dessen Brenner sich an seinem einen Ende. beGases vermischt, um nur einen Teil des Schwefel- finden, wobei der Schwefelwasserstoff-Einlaß 12 so Wasserstoffs in Schwefeldioxyd umzuwandeln, das gebaut ist, daß er nur einen Teil des schwefelwasserseinerseits wieder mit dem nichtumgewandelten Teil stoffhaltigen Gases aufnimmt, und Einlaßeinrichtundes Gases reagiert, so daß sich etwas elementarer 40 gen 20 zwischen den Enden dieses Tunnels vorge-Schwefel bildet und der Rest des Schwefels durch sehen sind, in welchen zusätzliches schwefelwasserkatalytische Umwandlungen erhalten wird. stoffhaltiges Gas mit den Verbrennungsprodukten desGerman patents 1 198 333 and fahrens, which consist of a boiler with outlets at -1116 199 relate to devices "for extracting the ends thereof for drawing off hot, gaseous form elemental sulfur, with their operation heavy products from the boiler as well as discharge to the Hydrogen-containing gases in elemental sulfur Removal of liquid sulfur and a / | nit being transformed. These devices have 30 heating tunnels connected to the boiler, the ^ one also boilers and catalytic converters. In at- a hydrogen sulfide inlet and an air inlet mentioned publications, the supply line will have like a burner in which the Luftdes burn the entire stream of the hydrogen sulfide-containing hydrogen sulfide mixture, beGases to a combustion zone. In stands and is characterized in that at least of the combustion zone, the charge is 35 a heating tunnel 2, its inlets 12 and 16 a sufficient amount of an oxygen-containing one and its burner at one end. beGases mixed to find only part of the sulfur, with the hydrogen sulfide inlet 12 so To convert hydrogen into sulfur dioxide, which is built that it is only part of the sulfur water on the other hand takes up again with the unconverted part of the pulp-containing gas, and inlet equipment Gas reacts so that something more elementary 40 gene 20 between the ends of this tunnel pre-sulfur forms and the rest of the sulfur can be seen through, in which additional sulfur water catalytic Conversions is obtained. material-containing gas with the combustion products of the

Die erfindungsgemäß verwendete Vorrichtung ist Brenners vermischt wird.The device used according to the invention is burner is mixed.

insofern der aus der deutschenPatentschrift 1198 333 Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfin-to the extent that the German patent specification 1198 333 According to a preferred embodiment of the invention

beschriebenen Vorrichtung überlegen, als die Ver- 45 dung ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet,superior to the device described, as the 45 this device is characterized by

brennungskammer 84 durch wenigstens einen Brenn- daß zwei Beheizungstunnel 2 und 5 vorgesehen sind,combustion chamber 84 by at least one combustion that two heating tunnels 2 and 5 are provided,

tunnel, beispielsweise die Brenntunnel 2 und 5, er- von denen jeder an seinem einen Ende Einlasse 12,tunnels, for example the burning tunnels 2 and 5, each of which has inlets 12 at one end,

setzt wird. * 14, 16 und 18, 20 und 22, durch die Luft und'dasis set. * 14, 16 and 18, 20 and 22, through the air and that

Ferner ist erfindungsgemäß die aus einem schwefel- genannte Gas gesondert eingeblasen werden, und mit wasserstoffenthaltenden Gas gewinnbare Schwefel- 50 diesen Gaseinlässen 20 und 22 verbundene Gasmenge größer. Gemäß der erwähnten deutschen Pa- einblaseeinrichtungen 26, 28 und 30 besitzt. ?
tentschrift werden ungefähr 93,5% Schwefel aus Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung einem schwefelwasserstoffenthaltenden Gas gewon- der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennnen, das einen höheren Gehalt an Schwefelwasser- zeichnet, daß Zwillingsbeheizungstunnel 2, 5, wobei stoff, beispielsweise ungefähr 60%, als das erfin- 55 jeder dieser Tunnel an seinem einen Ende einen dungsgemäß eingesetzte Gas besitzt. Man könnte im Brenner besitzt und der Boiler 9 an jedem der dieallgemeinen annehmen, daß mit steigendem Gehalt sem Brenner entgegengesetzten Enden der Tunnel an Schwefelwasserstoff auch der Prozentsatz an wie- befestigt ist, und Einrichtungen 38, 52 und 50 vordergewonnenem Schwefel steigt. Es hat sich jedoch gesehen sind, durch die diese entgegengesetzten erfindungsgemäß herausgestellt, daß es möglich ist, 60 Enden 36 direkt mit gesonderten Wärmeaustauscheine größere Menge an elementarem Schwefel aus abschnitten 40, 42 im Boiler in Verbindung stehen, einem schwefelwasserstoffenthaltenden Gas heraus- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugzuholen, das einen geringen Gehalt an Schwefel- nähme auf die Zeichnungen näher erläutert,
wasserstoff besitzt. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung derFurthermore, according to the invention, the amount of gas that is separately blown in from a gas called sulfur, and the amount of gas that can be obtained with hydrogen-containing gas, connected to these gas inlets 20 and 22, is greater. According to the aforementioned German pa-blowing devices 26, 28 and 30. ?
According to a further preferred embodiment of a hydrogen sulphide-containing gas, the device is characterized in that a higher content of water sulphide is characterized in that twin heating tunnels 2, 5, where material, for example about 60%, as in the invention, each of these tunnels has a gas used according to the invention at one end. One could have in the burner and the boiler 9 at each of the general assumptions that with an increasing content of hydrogen sulfide at opposite ends of the tunnel at the burner, the percentage of retained sulfur is also increasing, and devices 38, 52 and 50 recovered sulfur increases. However, it has been seen, through which these opposite ends according to the invention are found, that it is possible to connect 60 ends 36 directly with separate heat exchange from a larger amount of elemental sulfur from sections 40, 42 in the boiler, a gas containing hydrogen sulfide to be referred to below with reference that a low sulfur content would be explained in more detail on the drawings,
owns hydrogen. Fig. 1 shows a schematic representation of the

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens der 65 Doppelfeuertunnel, die mit einem Boiler modernerAccording to one embodiment of the process of 65 double fire tunnels, which are modern with a boiler

Erfindung strömen durch ein kombiniertes Schwefel- Ausführung in Verbindung stehen;Invention flow through a combined sulfur execution communicating;

brenner-Verbrennungskammersystem etwa 40% des Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht, teilweise imburner combustion chamber system about 40% of Fig. 2 shows a side view, partly in

sauren Gases mit nur so viel Luft durch den Brenner, Schnitt des Feuertunnelaufbaus;acid gas with only so much air through the burner, section of the fire tunnel structure;

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Fig. 3 stellt eine Vorderansicht entlang der Linie gesehen, welche genannten drei öffnungen mit der 3-3 in F i g. 2 dar; Kammer 47 in Verbindung stehen.Fig. 3 shows a front view seen along the line, which said three openings with the 3-3 in Fig. 2 represents; Chamber 47 are in communication.

F i g. 4 ist eine Rückansicht der in den F i g. 1 Am oberen Teil der Kammer 56 ist eine Reagenz-F i g. 4 is a rear view of the FIG. 1 At the top of the chamber 56 there is a reagent

und 2 dargestellten Feuertunnel, wobei Einzelheiten gasdüse 68 und rechts von dieser eine Dampfdüse 70 des Aufbaus gezeigt werden, der auf dem vorderen 5 vorgesehen. Ferner ist an der oberen Seite des Boi-Ende des Boilers sitzt; lers ein Mannloch 72 angeordnet.and FIG. 2, with details of the gas nozzle 68 and, to the right of this, a steam nozzle 70 of the structure provided on the front 5. Further is at the top of the boi end the boiler is seated; Lers a manhole 72 arranged.

Fig. 5 stellt eine Seitenansicht, teilweise im Nachfolgend wird ein typisches Beispiel für dieFig. 5 is a side view, partly in the following a typical example of the

Schnitt, des mit den Feuertunneln in Verbindung Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung anstehenden Boilers dar; gegeben. Das saure Gas wird in einer Menge vonSection of the pending operation of the device described above in connection with the fire tunnels Boilers represent; given. The acid gas is in an amount of

F i g. 6 ist eine Vorderansicht des in der F i g. 5 io ungefähr 604 Mol pro Stunde mit einem Gehalt von dargestellten Boilers entlang der Linie 6-6 der 250 Mol H₂S, 321 Mol CO₂, 27 Mol Wasser und Fig. 5; ungefähr 7 Mol C₁-C₄ Kohlenwasserstoff je zurF i g. 6 is a front view of the FIG. 5 io approximately 604 moles per hour with a content of illustrated boilers along line 6-6 of 250 moles H ₂ S, 321 moles CO ₂ , 27 moles water and Figure 5; about 7 moles of C ₁ -C ₄ hydrocarbons each for

F i g. 7 ist eine Rückansicht des in der F i g. 5 dar- Hälfte in die Feuertunnel 2 und 5 eingelassen, wogestellten Boilers entlang der Linie 7-7 der Fig. 5. bei ungefähr 40% des Gases durch die DurchlässeF i g. 7 is a rear view of the FIG. 5 half embedded in fire tunnels 2 and 5, wogestellen Boilers taken along line 7-7 of Figure 5 at approximately 40% of the gas through the passages

Die F i g. 1 zeigt zwei Feuertunnel 2 und 5, die 15 12 und 14 und der Rest durch die Durchlässe 20 an dem einen Ende an einem Reaktorboiler 9 an- und 22 in die Anlage strömt. Das in die Feuergebracht sind, wobei die Speisetunnel und der Boiler tunnel 2 und 5 durch die Durchlässe 12 und 14 einauf den Stützen 8 und 10 gelagert sind. Beide Feuer- strömende Gas wird mit 656 Mol Luft pro Stunde tunnel sind mit den Gaseinlässen 12 und 14 und mit vermischt. Das resultierende Gemisch strömt dann den Lufteinlässen 16 und 18 versehen. Stromabwärts ao in den Hauptteil der Feuertunnel, wobei das Gemisch sind in einer kurzen Entfernung von den Lufteinläs- mit dem sauren Gas vereinigt wird, das in die Ansen die Hilfseinlässe 20 und 22 vorgesehen. Die bei- lage durch die Einlaßöffnungen 20 und 22 und den letztgenannten Einlasse stehen jeder mit einer schließlich durch die Düsen 30 eingelassen wird. Zu Gasverteilungseinrichtung innerhalb oder außerhalb diesem Zeitpunkt weist das in beiden Feuertunneln 2 der Tunnel in Verbindung. In diesem Zusammen- as und 5 befindliche Gasgemisch eine Temperatur von hang wird auf die Fig. 2 und 3 verwiesen, die in ungefähr 925° C und einen Druck von 1365 g/cm² ' Form von Längs- und Querschnitten durch den auf. Unter diesen Bedingungen werden ungefähr 65 Tunnel 5 eine im Innern des Tunnels angeordnete bis 70 %> des gesamten in die Anlage eingelassenen Verteileranlage zeigen. Der im Tunnel 2 befindliche H₂S im Hauptteil der beiden Tunnel in freien Schwe-Aufbau gleicht dem im anderen Tunnel dargestellten. 30 fei konvertiert. Die resultierenden Gasgemische der Das untere Ende des Gaseinlasses 22 ist in ein ge- Einzelprodukte werden dann über die Einfasse 50 eignetes gußfähiges, hochtemperaturfestes Material und 52 in den Boiler 9 eingelassen, in dem *ein Dampf 24 eingesetzt und weist eine Verbindung zur Rohr- mit einem Druck von 18,48 kg/cm² erzeugt wird, leitung 2b auf, die zu den mit den Düsen 30 ver- Das Erzeugnis wird aus dem Reaktorboiler 9 durch sehenen Armen 28 führt. Diese Düsen können in 35 die Dampfdüse 68 bei einer Temperatur von ungeeine Schräglage versetzt werden, so daß der Gas- fähr 340° C abgeführt, durch einen nicht dargeströmung in der Verbrennungskammer eine Wirbel- stellten herkömmlichen Kondensator geleitet, wähbewegung erteilt wird. Am rückwärtigen Ende des rend der resultierende flüssige Schwefel aus" der AnTunnels ist direkt über der Abstützung 32 eine Fach- lage bei einer Temperatur von 190° C (1232 g/cm²) verbandwand 34 angeordnet, die eine vollständige 40 abgelassen und die unkondensierten Reagenzgase zu Vermischung der reagierenden Gase miteinander be- einem nicht dargestellten ersten Konverter geleitet wirkt, bevor diese aus dem schmalen Durchlaß 36 werden. Vor dem Einströmen in den genannten Konin den Reaktorboiler 9 eintreten. verter werden diese Gase jedoch noch mit dem ausThe F i g. 1 shows two fire tunnels 2 and 5, which 15, 12 and 14 and the remainder flows through the passages 20 at one end to a reactor boiler 9 and 22 into the system. That are brought into the fire, the feed tunnels and the boiler tunnels 2 and 5 being supported on the supports 8 and 10 through the passages 12 and 14. Both fire-flowing gas is tunneled with 656 moles of air per hour and are mixed with gas inlets 12 and 14. The resulting mixture then flows through the air inlets 16 and 18 provided. Downstream ao in the main part of the fire tunnels, the mixture being combined at a short distance from the air inlets with the acidic gas which is provided in the anenoses by the auxiliary inlets 20 and 22. The supplement through the inlet openings 20 and 22 and the latter inlets are available each with one ultimately being admitted through the nozzles 30. This points in connection with the gas distribution device inside or outside of this point in time in both fire tunnels 2 of the tunnels. In this context and 5 a temperature of the gas mixture, reference is made to FIGS. 2 and 3, which in about 925 ° C and a pressure of 1365 g / cm ² 'in the form of longitudinal and cross sections through the. Under these conditions approximately 65 tunnels 5 will show up to 70%> of the total distribution system installed inside the tunnel. _{The H 2} S located in tunnel 2 in the main part of the two tunnels in a free swivel structure is the same as the one shown in the other tunnel. 30 fei converted. The resulting gas mixtures of the The lower end of the gas inlet 22 is in a single products are then poured suitable, high-temperature-resistant material through the rim 50 and 52 admitted into the boiler 9, in which * a steam 24 is used and has a connection to the pipe a pressure of 18.48 kg / cm ^{2 is} generated, line 2b, which leads to the arms 28 connected to the nozzles 30. The product is from the reactor boiler 9 through the arms 28. These nozzles can be displaced in the steam nozzle 68 at a temperature of unevenly inclined position, so that the gas is discharged about 340 ° C., a conventional condenser (not shown) is passed through a turbulent flow in the combustion chamber, while movement is given. At the rear end of the resulting liquid sulfur from "the AnTunnels" is arranged directly above the support 32 a compartment layer at a temperature of 190 ° C. (1232 g / cm ² ) acts to mix the reacting gases with one another at a first converter, not shown, before they are passed out of the narrow passage 36. Before flowing into the said cone, these gases enter the reactor boiler 9, but these gases are still exhausted with the

Der in der F i g. 5 dargestellte Reaktorboiler weist der Dampfdüse 62 am rückwärtigen Ende des Reeinen zylindrischen Mantel 38 mit zwei Sätzen Kühl- 45 aktorboilers 9 ausströmenden wiedererhitzten Gases rohren 40 und 42 auf, die an dem Rohrblech 44 und vermischt. Die kühlen Reagenzgase und das wiederan der Rückseite 46 einer wassergekühlten Umkehr- erhitzte Gas aus dem Boiler werden so miteinander kammer 47 befestigt sind. Das gesamte Gefäß ruht vermischt, daß das resultierende Gemisch eine Temauf den Abstützsockeln 10 und 48. Das Gefäß weist peratur von 226° C (1113 g/cm²) aufweist, bevor es am vorderen Ende zwei Einlaßöffnungen 50 und 52 5° in den ersten Konverter einströmt. Die gasförmigen auf (F i g. 6), in welche die Tunnel 2 bzw. 5 die Gase Reaktionsprodukte aus dem ersten Konverter, die in die Rohre 42, jedoch nicht in das Rohr 40, leiten. eine Temperatur von ungefähr 285° C ^aufweisen Die Stirnplatte 54 umgibt die Einlaßöffnungen 50 (1176 g/cm²), werden danach bei einer Temperatur und 52 und wirkt mit, diese an der Gebrauchsstelle von 190° C (11120 g/cm²) kondensiert, wobei der festzuhalten. Die Platte 54 ist im Abstand vor dem 55 flüssige Schwefel abgeschieden wird, während die Rohrblech 44 angeordnet, wodurch eine strömungs- kühlen, nicht umgesetzten Gase danach mit dem aus mitteldichte Kammer 56 gebildet wird. Am unteren der Dampfdüse 64 ausströmenden heißen wieder-Teil der Kammer 56 ist ein Schwefelablaß 58 vor- erhitzten Gas vermischt werden, wobei ein gasförmigesehen, durch den freier Schwefel in Form von ges Reaktionsgemisch erzeugt wird, das zu einem Dampf in die Kammer 47 entlassen und in den Roh- 6° nicht dargestellten zweiten Konverter strömt und ren 40 gekühlt wird, und der aus dem Boiler entfernt eine Temperatur von 226° C (bei 1113 g/cm²) aufwird. Am unteren Teil der Kammer 47 ist ein zweiter weist. Die Reaktionsprodukte aus dem letztgenann-Schwefelablaß 60 vorgesehen, durch den freier ten Konverter werden bei einer Temperatur von unSchwefel entfernt werden kann, der sich in der Kam- gefahr 244° C (1099 g/cm²) abgezogen, kondensiert, mer 47 kondensiert hat. Am rückwärtigen Ende der 6s und es wird aus der Anlage flüssiger Schwefel bei Kammer 47 sind die Dampfauslässe 62 und 64 an- einer Temperatur von 150° C (1036 g/cm²) abgegeordnet. Unterhalb dieser beiden Auslässe und in schieden. Alle nichtkonvertierten Gase werden dann der Mitte zwischen diesen ist ein Mannloch 66 vor- zu einem herkömmlichen Abzug geleitet.The one shown in FIG. 5 shown reactor boiler has the steam nozzle 62 at the rear end of the pure cylindrical jacket 38 with two sets of cooling 45 Aktorboilers 9 outflowing reheated gas tubes 40 and 42, which are on the tube sheet 44 and mixed. The cool reagent gases and the gas from the boiler, which is again on the rear side 46 of a water-cooled reverse-heated gas chamber 47, are fastened to one another. The entire vessel rests mixed so that the resulting mixture has a temperature on the support pedestals 10 and 48. The vessel has temperature of 226 ° C (1113 g / cm ² ) before there are two inlet openings 50 and 52 5 ° in the first at the front end Converter flows in. The gaseous ones (Fig. 6), into which the tunnels 2 and 5, respectively, conduct the gases reaction products from the first converter, which into the tubes 42, but not into the tube 40. have a temperature of about 285 ° C ^ The face plate 54 surrounds the inlet openings 50 (1176 g / cm ² ), are then at a temperature 52 and contributes to this at the point of use of 190 ° C (11120 g / cm ² ) condensed, with the hold. The plate 54 is at a distance in front of which 55 liquid sulfur is deposited, while the tubular sheet 44 is arranged, as a result of which a flow-cool, unconverted gas is then formed with the medium-density chamber 56. At the lower hot re-part of the chamber 56 flowing out of the steam nozzle 64, a sulfur outlet 58 of preheated gas is mixed, a gaseous gas being produced through which free sulfur is produced in the form of a reaction mixture, which is released into the chamber 47 and becomes a vapor flows into the raw 6 ° second converter, not shown, and Ren 40 is cooled, and which is removed from the boiler at a temperature of 226 ° C (at 1113 g / cm ² ). At the lower part of the chamber 47 there is a second point. The reaction products from the last genann sulfur drain 60 is provided to be by the free th converter at a temperature of unSchwefel removed may be that in the Chamber danger to 244 ° C (1099 g / cm ²⁾ withdrawn, condensed, has condensed mer 47 . At the rear end of the 6s and liquid sulfur is generated from the system at chamber 47, the steam outlets 62 and 64 are located at a temperature of 150 ° C. (1036 g / cm ² ). Below these two outlets and in part. All unconverted gases are then directed to the middle between these is a manhole 66 upstream to a conventional vent.

Ist der Boiler in Betrieb, wobei der größte Teil der Schwefelkonversion in diesem erfolgt, so können sich kleine Mengen flüssigen Schwefels in beiden Kammern 56 und 47 kondensieren, und sie werden durch die Ablässe 58 und 60 abgeleitet. Aus der F i g. 5 ist zu ersehen, daß die aus den Feuertunneln austretenden Reagensgase in die Rohre 42 strömen, wobei die teilweise abgekühlten Dämpfe und die reagierten Gase in die Kammer 47 strömen. Eine weitere Abkühlung des austretenden Dampfes erfolgt in den Rohren 40, und der aus den Rohren austretende Dampf wird in die Kammer 56 geleitet und strömt schließlich aus dem Boiler durch den Dampfauslaß 68 aus.Is the boiler in operation, with most of the Sulfur conversion takes place in this, so small amounts of liquid sulfur can be in both chambers 56 and 47 condense and they are diverted through drains 58 and 60. From FIG. 5 is it can be seen that the reagent gases exiting the fire tunnels flow into the tubes 42, wherein the partially cooled vapors and the reacted gases flow into the chamber 47. Another cool down of the exiting steam takes place in the tubes 40, and that emerging from the tubes Steam is directed into chamber 56 and ultimately flows out of the boiler through the steam outlet 68 off.

Bei den oben angeführten Strömungsmengen und Betriebsbedingungen und bei Verwendung von zwei katalytischen Konvertern enthält jeder ein Volumen des Katalysators, das einer Menge von ungefähr 16,27-in³ entspricht, wobei täglich insgesamt eine Schwefelproduktion von ungefähr 81 000-kg für eine Rückgewinnung von. 94% erhalten wird.At the flow rates and operating conditions listed above, and using two catalytic converters, each contains a volume of catalyst ^{equivalent to an amount of approximately 16.27-in 3} , with a total daily sulfur production of approximately 81,000-kg for a recovery of. 94% is obtained.

Das neue Verfahren kann zum Mischen eines H.,S-haltigen Speisegases mit normalerweise schlechter Brennbarkeit angewendet werden, wenn ein oder mehrere Feuertunnel benutzt werden. Mit anderen Worten, "dieses Verfahren kann allein oder zusammen mit einer Doppelfeuertunnelanordnung angewendet werden, die zu dem Zweck vorgesehen ist, Speiseströme behandeln zu können, deren Durchstrom in weiten Grenzen veränderlich ist.The new process can be used to mix an H., S-containing Feed gases with normally poor flammability are used if an or several fire tunnels can be used. In other words, "this procedure can be used alone or together be used with a twin fire tunnel arrangement designed for the purpose of To be able to treat feed currents, the flow of which is variable within wide limits.

Claims

Patent claims:

1. A process for the recovery of elemental sulfur from a hydrogen sulfide-containing gas stream with a low content of combustibles, this gas being burned in a combustion zone under such conditions that part of the hydrogen sulfide is converted into sulfur dioxide, and the sulfur dioxide with the remainder of the sulfur -Hydrogen is allowed to react in such a way that elemental sulfur is formed, characterized in that a partial stream is _{burned in an amount of up to about 40% in a first zone to SO 2} and the remaining hydrogen sulfide-containing gases are fed to the gaseous reaction products obtained in a second non-catalytic zone elemental sulfur is formed, which is withdrawn from this zone.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, consisting of a boiler (9) with outlets (62, 64 and 68) at both ends of the same for drawing off hot, gaseous products from the boiler and outlets (58, 60) for drawing off liquid sulfur and a heating tunnel (2) connected to the boiler, which has a hydrogen sulphide inlet (12) and an air inlet (16) as well as a burner in which the air-hydrogen sulphide mixture can be burned, characterized in that at least one heating tunnel ( 2), the inlets (12 and 16) and the burner of which are at one end thereof, the hydrogen sulphide inlet being constructed in such a way that it receives only part of the hydrogen sulphide-containing gas, and inlet means (20) are provided between the ends of this tunnel, in which additional gas containing hydrogen sulfide is mixed with the combustion products of the burner.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that two heating tunnels (2 · and 5) are provided, each of which ^ -än its one end inlets (12, 14, 16 urfcl 18,20 and 22), through the air and said gas are injected separately, and has gas injection devices (26, 28 and 30) connected to these gas inlets (20 and 22).

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that twin heating tunnels (2, 5), each of these tunnels having a burner at one end and the Boiler (9) is attached to each of the ends of the tunnel opposite this burner, and Means (38, 52 and 50) are provided through which these opposite ends (36) directly are in communication with separate heat exchange sections (40, 42) in the boiler.

For this purpose 2 sheets of drawings 209 608/40