DE69232605T2

DE69232605T2 - Bearbeitung von Gasströmen

Info

Publication number: DE69232605T2
Application number: DE69232605T
Authority: DE
Inventors: Richard William Watson
Original assignee: BOC Group Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: ZA921024B; EP0500320B1; EP0500320A1; CA2061151C; JPH0687604A; AU656943B2; ATE217605T1; CA2061151A1; GB9103382D0; DE69232605D1; JP3300009B2; KR920016340A; KR100221263B1; US5486345A; AU1096692A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Gasen. Insbesondere bezieht sie sich auf die Behandlung eines Schwefelwasserstoff enthaltenden Gasstroms.
Schwefelwasserstoff enthaltende Gasströme werden typischerweise als Abfallprodukte oder Nebenprodukte in vielen industriellen Prozessen erzeugt. Beispielsweise werden saure Gasströme, die Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthalten, typischerweise während Ölraffinerievorgängen erzeugt, bei denen Schwefel aus Rohöl entfernt wird. Es ist notwendig, solche Schwefelwasserstoff enthaltenden Ströme zu behandeln, bevor sie in die Atmosphäre abgeleitet werden, um ihren Gehalt an schwefelhaltigen Gasen zu reduzieren oder vollständig abzuscheiden. Ein gut bekannter und weitgehend praktizierter Prozeß zur Behandlung eines Schwefelwasserstoff enthaltenden Gasstroms ist der Claus-Prozeß. Dieser Prozeß basiert auf der Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid zur Bildung von Schwefeldampf und Wasserdampf gemäß der Gleichung:
SO&sub2; + 2H&sub2;S = 2H&sub2;O + 3S
Schwefel existiert in der Dampfphase in einer Anzahl von verschiedenen Molekülarten wie beispielsweise S&sub2;, S&sub6; und S&sub8; entsprechend der Temperatur.
Die erste Stufe des Claus-Prozesses ist das Abbrennen etwa eines Drittels des Schwefelwasserstoffs in dem ankommenden Gasstrom, um Schwefeldioxid und Wasserdampf entsprechend der Gleichung zu bilden:
2H&sub2;S + 3O&sub2; = 2H&sub2;O + 2SO&sub2;
Diese Verbrennungsreaktion findet in einem geeigneten Ofen statt und normalerweise wird Luft als Sauerstoffquelle für die Zwecke der Verbrennung eingesetzt. Die Reaktion zwischen dem Schwefeldioxid und dem Schwefelwasserstoff beginnt in der Verbrennungszone und setzt sich dann stromab der Verbrennungszone fort. Jedoch ist es ein Merkmal der Claus-Reaktion, daß bei der Temperatur, die durch die Verbrennung des Schwefelwasserstoffs erzeugt wird, es (mit Luft) nicht möglich ist, mehr als etwa 75% des verbleibenden Schwefelwasserstoffs durch Reaktion mit Schwefeldioxid zu Schwefel umzuwandeln, und typischerweise werden nur zwischen 50 und 70% des Schwefelwasserstoffs so umgewandelt. Jedoch ist es möglich, eine höhere Gesamtumwandlung in Anwesenheit eines Katalysators bei einer Reaktionstemperatur im Bereich von 200 bis 450ºC durch Reagieren des verbleibenden Schwefelwasserstoffs und Schwefeldioxids zu erreichen. Dementsprechend werden die Gase, nachdem sie aus dem Ofen herausgelangen, auf eine Temperatur abgekühlt, bei dem der im Ofen gebildete Schwefel kondensiert. Der Schwefel wird so rückgewonnen. Die Gase werden dann auf eine Temperatur wieder erhitzt, die zur Durchführung der katalysatorgestützten Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid geeignet ist, wobei eine solche Temperatur typischerweise im Bereich von 200ºC liegt. Typischerweise werden zwei oder drei Stufen der katalytischen Umwandlung durchgeführt, wobei der Schwefelwasserstoff enthaltende Gasstrom unmittelbar stromauf jeder Stufe wieder erhitzt wird und resultierender Schwefel durch Kondensation unmittelbar stromab jeder Stufe aus dem Gasstrom abgeschieden wird. Das resultierende Gasgemisch, das nun nur noch eine relativ niedrige Konzentration an schwefelhaltigen Gasen enthält, wird dann typischerweise einem abschließenden Gasreinigungsprozeß zugeführt oder verbrannt. Geeignete abschließende Gasreinigungsprozesse umfassen das Scot-, das Beavon-, und das Stretford-Verfahren.
Um den herkömmlichen Claus-Prozeß zu verbessern, ist es bekannt, reinen Sauerstoff oder Sauerstoff-angereicherte Luft anstelle von nicht mit Sauerstoff angereicherter Luft zur Unterstützung der Verbrennung des Schwefelwasserstoffs einzusetzen. Diese Substitution reduziert den Anteil von Stickstoff in dem Gasstrom, der durch die Claus-Anlage strömt, und ermöglicht dadurch eine Leistungssteigerung einer Anlage gegebener Größe. In der Praxis ist jedoch in vielen Anlagen das Maß der auf diese Weise erzielbaren Leistungssteigerung begrenzt, da eine Tendenz besteht, daß das reduzierte Stickstoffvolumen zu höheren Temperaturen innerhalb des Ofens führt, denen der dem Ofen zugeordnete Abwärmekessel oder die feuerfeste Auskleidung des Ofens nicht widerstehen kann. Tatsächlich wird das Maß einer Leistungssteigerung, das durch eine einfache Substitution von Sauerstoff für Luft erreicht werden kann, umso niedriger, je stärker Schwefelwasserstoff in dem Gasstrom konzentriert ist.
Es gibt daher im Stand der Technik eine Anzahl von Vorschlägen, um das Problem des übermäßigen Temperaturanstiegs zu beherrschen, das durch die Substitution von Luft durch Sauerstoff entstehen kann. In der EP-A-0 165 609 ist beschrieben, daß die Anreicherung der Verbrennungsluft mit Sauerstoff auf einen Pegel von 70 Molprozent Sauerstoff eine kalkulierte theoretische adiabatische Flammentemperatur von etwa 3750ºF (2065ºC) erzeugt, daß aber durch Rezirkulieren eines Teils des Gasstroms, das den ersten Schwefelkondensator (der zwischen dem Ofen und der ersten katalytischen Stufe angeordnet ist) verlässt, zum Ofen selbst zur Mäßigung der Flammentemperatur diese Temperatur unterhalb von 2800ºF (1538ºC) gehalten werden kann, während eine Steigerung des Durchsatzes von Schwefelwasserstoff im Bereich von 50 bis 100 Volumenprozent erreicht wird. Dieses Resultat kann erreicht werden, weil der Rezirkulationsstrom weitgehend aus Wasserdampf besteht, der eine höhere molare Wärmekapazität als Stickstoff hat.
Es ist auch eine Anzahl alternativer Methoden zur Mäßigung der Flammentemperatur vorgeschlagen worden. Beispielsweise schlägt die GB-A-2 173 780 vor, daß die Temperatur einfach durch Einleiten von flüssigem Wasser in die Flammenzone gemäßigt wird. In der EP-A-0 252 497 wird vorgeschlagen, einen die Temperatur mäßigenden Schwefeldioxidstrom zu verwenden. Das Schwefeldioxid kann herbeigeführt oder durch Verbrennen eines kleinen Teils der Schwefelwasserstoffzufuhr oder flüssigen Schwefelprodukts in einer separaten Prozesseinheit erzeugt werden. Alternativ kann es vom "hinteren Ende" eines Claus-Prozeßstroms (der im Allgemeinen etwa 3 Mol pro 100 Mol Schwefelwasserstoffspeisematerial enthält) erzeugt werden. Zusätzliche Vorteile, die aus diesem Verfahren erreicht werden können, sind ein verringerter Sauerstoffverbrauch, ein gesteigerter Umwandlungsprozentsatz des Schwefelwasserstoffs und eine Steigerung der Kapazität des Ofens, in welchem der Schwefelwasserstoff verbrannt wird.
Ein alternativer Ansatz zur Verwendung von reinem Sauerstoff oder von Sauerstoff- angereicherter Luft zur Verbesserung der Kapazität oder des Durchsatzes eines Claus- Prozesses ist die Durchführung der Verbrennung des Schwefelwasserstoffs in zwei separaten Öfen. Dementsprechend wird die Gesamtmenge der durch die Verbrennung erzeugten Wärme zwischen den beiden Öfen verteilt, ohne Notwendigkeit zur Verwendung eines externen oder rezirkulierten Temperaturmoderators. Ein solcher Prozeß ist in der GB-B-2 187 445 beschrieben. Bei einer Variation dieses Ansatzes kann ein kleinerer Teil des Schwefelwasserstoff enthaltenden Speisestroms in einem ersten Ofen vollständig verbrannt werden, wobei zur Unterstützung der Verbrennung im wesentlichen reiner Sauerstoff und ein rezirkulationsstrom von Schwefeldioxid und Wasserdampf zur Mäßigung der Temperatur im ersten Ofen verwendet wird. Ein Teil des resultierenden Gasgemischs wird abgekühlt und in einen zweiten oder Hauptofen eingeleitet, um so die Menge von Schwefeldioxid zu reduzieren, die darin durch die Verbrennung des Schwefelwasserstoffs gebildet werden muß. Beispiele eines solchen Prozesses sind in der GB-B-2 187 444 und EP-A- 0 290 286 beschrieben. Eine Abstufung der Verbrennung über zwei Öfen ermöglicht es, eine größere Steigerung der Kapazität und des Schwefelwasserstoffdurchsatzes zu erreichen, als dies typischerweise bei einem Prozeß unter Verwendung nur eines einzigen Ofens mit Einleiten eines Moderators in die Flammenzone zur Ermäßigung der Temperatur einer sauerstoffangereicherten Flamme möglich ist.
Die oben erörterten bekannten Prozesse konzentrieren sich alle auf die Verwendung von reinem Sauerstoff oder mit sauerstoffangereicherter Luft zur Verbesserung des Durchsatzes bzw. der Kapazität einer Claus-Anlage unter Verwendung eines Ofens oder mehrerer Öfen und einer oder mehrerer katalytischer Stufen. Einer der Hauptschwerpunkte der Kapital- und Betriebskosten einer Claus-Anlage rührt von den katalytischen Stufen her. Der Katalysator ist ziemlich teuer und erfordert einen periodischen Austausch. Darüber hinaus ist eine Wiedererhitzungseinrichtung stromauf jeder Stufe notwendig. Ein Bedürfnis zur Reduzierung der Anzahl von für einen gegebenen Umwandlungsprozentsatz des Schwefelwasserstoffs im Speisegas verwendeten katalytischen Stufen ist in der EP-A-0 328 820 erwähnt. Die EP-A-0 328 820 A beschreibt die Verwendung von mindestens drei und typischerweise vier Öfen zur Steigerung der Umwandlungsmenge von Schwefelwasserstoff, die stromauf der katalytischen Stufe oder Stufen stattfindet. Jeder solche Ofen arbeitet mit reinem Sauerstoff oder Sauerstoff angereicherter Luft zur Unterstützung der Verbrennung des Schwefelwasserstoffs. Die Anzahl der verwendeten Öfen ist aber selbst ein Nachteil.
Die EP-A-0 212 297 beschreibt unter Bezugnahme auf ihre Fig. 6 eine Variante des Claus-Prozesses, bei welcher der Ofen auf einem so bemessenen Druck arbeitet, daß, wenn das daraus austretende Gas, das Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, Kohlendioxid, Wasserdampf und Schwefeldampf enthält, durch einen dem Ofen zugeordneten Kondensator gelangt, der Wasserdampf zusammen mit dem Schwefeldampf kondensiert. Ein Teil des restlichen Gasstroms wird zum Ofen rezirkuliert. Der Rest gelangt in einen Brennofen, in welchem restlicher Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxid und Wasserdampf oxidiert wird. Das resultierende Schwefeldioxid wird aus dem Wasserdampf und restlichen Kohlendioxid abgeschieden und ebenfalls in den Ofen rezirkuliert. Es wird beschrieben, daß als Ergebnis im wesentlichen sämtlicher Schwefel ohne irgendwelche Stufen katalytischer Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid rückgewonnen werden kann.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens, das es ermöglicht, hoch effektive Umwandlungsprozentsätze von Schwefelwasserstoff zu Schwefel stromauf irgendeines katalytischen Reaktors zu erreichen, in welchem restlicher Schwefelwasserstoff mit Schwefeldioxid reagiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von Schwefel aus einem Speisegas vorgesehen, das Schwefelwasserstoff enthält, mit den Schritten:
a) Durchführen der Verbrennung eines Teils des Schwefelwasserstoffgehalts des Gasstroms, der Speisegas enthält, in mindestens einem Ofen zur Bildung von Schwefeldioxid und Wasserdampf,
b) Zuführen von sauerstoffreichem Gas zur Unterstützung der Verbrennung des genannten Teils des Schwefelwasserstoffs mit solcher Rate, daß der volumetrische Strömungsdurchsatz des Sauerstoffs in den Ofen weniger als die Hälfte des volumetrischen Durchsatzes von Schwefelwasserstoff in den Ofen beträgt,
c) Reagierenlassen des restlichen Schwefelwasserstoffs in dem Gasstrom in dem Ofen mit Schwefeldioxid, das durch die Verbrennung des Schwefelwasserstoffs gebildet wird, um so Schwefeldampf und Wasserdampf zu erzeugen,
d) Abtrennen von Schwefeldampf, aber nicht von Wasserdampf, aus einem Strom eines Gasgemischs, das Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, Schwefeldampf und Wasserdampf enthält und aus dem Ofen abgezogen wird,
e) Reagieren mindestens eines Teils des Gasstroms, aus dem Schwefel abgetrennt worden ist, mit sauerstoffreichem Gas, wobei sämtlicher Schwefelwasserstoff in dem genannten Teil des Gasstroms vollständig zu Schwefeldioxid und Wasserdampf oxidiert wird,
f) Abscheiden von Wasserdampf aus dem nach Schritt e) erzeugten Gasstrom,
g) Rückführen mindestens eines Teils des Gasstroms, aus dem Wasserdampf abgeschieden worden ist, als einziges Rezirkulationsgas in den Ofen oder mindestens einen der Öfen und Reagieren von Schwefeldioxid im zurückgeführten Gasstrom in diesem Ofen mit Schwefelwasserstoff im Speisegas, und
h) Entnehmen eines Teils des Gasstroms vom Ende des Schritts d) oder dem Ende des Schritts f) oder von beiden zur weiteren Behandlung, die mindestens eine katalytische Reaktionsstufe zwischen ihrem Schwefelwasserstoffgehalt und ihrem Schwefeldioxidgehalt enthält.
Mit dem hier verwendeten Begriff "sauerstoffreich" ist Sauerstoff-angereicherte Luft oder im kommerziellen Sinn reiner Sauerstoff gemeint. Vorzugsweise werden Verunreinigungen in dem Sauerstoff auf einem Minimum gehalten. Dementsprechend wird kommerziell reiner Sauerstoff gegenüber Sauerstoff-angereicherter Luft bevorzugt, und falls die letztere verwendet wird, ist der Sauerstoffgehalt vorzugsweise hoch, beispielsweise 80% nach Volumen oder mehr.
Vorzugsweise wird der Schritt a) des Verfahrens nach der Erfindung in einem einzigen Ofen durchgeführt. Durch vollständiges Oxidieren des Schwefelwasserstoffgehalts in dem Gasstrom, der durch den Reaktor passiert, und dann Zurückführen des resultierenden Gasstroms in den Ofen werden hoch effiziente Umwandlungsgrade (das heißt relativ zu frischem Speisegas) in dem Ofen erreicht, typischerweise von über 80%, obwohl beträchtlich weniger als ein Drittel des Schwefelwasserstoffs darin verbrannt wird. Die Abscheidung von Wasser, was einen an Schwefeldioxid reicheren Gasstrom erzeugt, trägt dazu bei, diesen Effekt zu verstärken und (im Vergleich mit herkömmlichen oder anderen Sauerstoff verwendenden Prozessen) die Gesamtmenge der Gasströmung zu reduzieren, die in stromabwärtigen Teilen der Einrichtung nach der Erfindung gehandhabt werden muß. Insbesondere wird eine effizientere Gesamtumwandlung des Schwefelwasserstoffs zu Schwefeldampf ermöglicht.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens und einer Einrichtung nach der Erfindung wird nur ein Teil des Stroms, aus welchem Schwefeldampf abgeschieden wird, in den Ofen zurückgeführt. Ein weiterer Teil (vorzugsweise der Rest) wird mindestens einer und vorzugsweise zwei oder drei Stufen einer katalytischen Reaktion zwischen ihrem Schwefelwasserstoffgehalt und ihrem Schwefeldioxidgehalt unterzogen. Für einen gegebenen Durchsatz von Speisegas zum Ofen ermöglicht es das Verfahren nach der Erfindung, die Gasmenge pro Zeiteinheit zu verringern, welche die Stufen der katalytischen Reaktion zwischen dem Schwefelwasserstoff und dem Schwefeldioxid behandeln müssen, und ermöglicht das Erreichen einer höheren Gesamtumwandlungseffizienz. Der Teil des Stroms, der den genannten Stufen der katalytischen Reaktion zwischen dem Schwefelwasserstoff und dem Schwefeldioxidgehalt unterzogen wird, wird typischerweise stromauf jeder solchen Stufe erhitzt. Falls notwendig kann der gesamte Strom, aus welchem der Schwefel abgeschieden worden ist, stromauf der Unterteilung erwärmt werden.
Der Anteil des Gasstroms aus dem Schwefelabscheider, der zum Reaktor geleitet wird, ist im Hinblick auf die Betriebsbeschränkungen des Ofens vorzugsweise so groß wie möglich. Es ist wünschenswert, daß das Molverhältnis von Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxid in dem Gasstrom aus dem Schwefelabscheider sich dem stöchiometrischen Wert von 2 : 1 annähert. Je größer die Rate des Rezirkulationsgases zum Ofen bzw. zu den Öfen ist, um so geringer ist die Verbrennung von Schwefelwasserstoff, die in dem Ofen erfolgen muß, um eine gewähltes Molverhältnis von Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxid typischerweise im Bereich von 2 : 1 zu ergeben. Je geringer die Menge von pro Zeiteinheit verbranntem Schwefelwasserstoff ist, um so niedriger ist die resultierende Flammentemperatur. Es gibt eine Anzahl von Faktoren, die ein Minimum der Flammentemperatur und daher ein Maximum des Durchsatzes vorgeben, mit welchem Gas zum Ofen rezirkuliert werden kann. Zum ersten muß die Flammentemperatur hoch genug sein, um eine stabile Flamme zu ergeben. Zum zweiten enthalten manche Schwefelwasserstoffspeisematerialien Ammoniak. Es ist wünschenswert, daß die Flammentemperatur ausreichend hoch ist, damit solcher Ammoniak vollständig in der Flamme verbrannt wird. Zum dritten besteht eine Tendenz des Schwefelwasserstoffs, sich in Wasserstoff und Schwefel zu dissoziieren, wobei diese Tendenz mit zunehmender Temperatur größer wird. Eine solche Dissoziation ist insoweit vorteilhaft, als sie die Erfordernisse zum Bilden von Schwefel durch die Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid und folglich den Bedarf an zuzuführendem Sauerstoff zur Bildung von einigem Schwefeldioxid durch die Verbrennungsreaktion mit Schwefelwasserstoff reduziert. Dementsprechend kann der Betrieb des Ofens mit einer relativ hohen Flammentemperatur gewählt werden, um diesen Vorteil der Dissoziation von Schwefelwasserstoff auszunutzen.
Typischerweise wird die Flammentemperatur im Bereich von 1200 bis 1600ºC gewählt. Um die zur Erzeugung einer gewünschten Flammentemperatur notwendige Verbrennungsmenge von Schwefelwasserstoff in dem Ofen zu verringern und folglich den Anteil in dem Gasstrom aus dem Schwefelabscheider zu steigern, der in den Ofen rezirkuliert werden kann, wird der Schwefelwasserstoff enthaltende Speisegasstrom vorzugsweise typischerweise auf eine Temperatur von mindestens 300ºC und typischerweise 500ºC oder höher vorerhitzt. Gewünschtenfalls kann der rezirkulierte Gasstrom und der in den Ofen zugeführte sauerstoffreiche Gasstrom ebenfalls vorerhitzt werden. Das Vorerhitzen des Speisegasstroms ermöglicht eine signifikante Steigerung des Anteils des Gasstroms aus dem Schwefelabscheider, der für eine gegebene Ofenbetriebstemperatur rezirkuliert werden kann. Dementsprechend ist ein kleineres Gasvolumen vorhanden, das von dem stromabwärtigen Teilen des Prozesses verarbeitet werden muß, was besonders den Betrieb von katalytischen Reaktoren begünstigt, in welchen Schwefelwasserstoff mit Schwefeldioxid reagiert wird.
Der Gasstrom aus dem Wasserabscheider kann in die Flammenzone des Ofens zurückgeführt werden, wird aber vorzugsweise in einem Bereich stromab der Flammenzone in den Ofen zugeführt, um so keinen direkten Temperaturabsenkungseinfluß auf die Flammenzone zu haben.
Gewünschtenfalls können zwei Öfen eingesetzt werden, die Speisegas parallel miteinander erhalten. Die Zusammensetzung des Speisegases zum einen Ofen kann von derjenigen zum anderen Ofen abweichen. Beispielsweise kann in einer Ölraffinerie ein Ofen ein Speisematerial erhalten, das aus einem Gemisch von Amingas (das ammoniakfrei ist und manchmal als Säuregas bezeichnet wird) und saurem Wasserabstreifergas (das Ammoniak enthält) besteht, während der andere Ofen nur Amingas erhält. Es ermöglicht das Betreiben des anderen Ofens gewünschtenfalls mit einer Flammentemperatur, die zum Verbrennen allen Ammoniaks unzureichend wäre. Typischerweise ist nur einer der beiden Öfen die Quelle des Gasgemischs, das zum Reaktor gelangt. Dieser Ofen ist unten als der erste Ofen identifiziert, und der andere als der zweite Ofen. Im allgemeinen wird der erste Ofen ähnlich wie der Ofen einer Einrichtung nach der Erfindung betrieben, die nur einen Ofen zur Aufnahme des Schwefelwasserstoffspeisematerials umfasst. Nur ein Teil des Gasstroms aus dem dem ersten Ofen zugeordneten Schwefelabscheider braucht zum Reaktor geleitet zu werden. Der Rest wird vorzugsweise in den zweiten Ofen zusammen mit einem Teil des Speisegases eingeleitet. Das Schwefelwasserstoffspeisematerial zum zweiten Ofen wird vorzugsweise auf eine Temperatur von typischerweise mindestens 300ºC vorerwärmt. Sauerstoffreiches Gas wird bevorzugt verwendet, um die Verbrennung eines Teils des Schwefelwasserstoffs im zweiten Ofen zu unterstützen. Ein Teil des Gasstroms aus dem Wasserabscheider wird vorzugsweise in den zweiten Ofen eingeleitet. Er kann in die Flammenzone oder in den Gasstrom stromab der Flammenzone eingeleitet werden. Das durch den Gasstrom aus dem Wasserabscheider beigesteuerte Schwefeldioxid verringert die Verbrennungsmenge, die im zweiten Ofen notwendig ist.
Gewünschtenfalls kann der gesamte Gasstrom aus dem dem ersten Ofen zugeordneten Schwefelabscheider geleitet werden. Es ist dann notwendig, einen Teil des Gasgemischs aus dem Wasserabscheider zum zweiten Ofen zuzuführen, um mit dem Schwefelwasserstoffspeisematerial zu reagieren.
In Beispielen, in welchen zwei Öfen Schwefelwasserstoff enthaltendes Speisematerial parallel erhalten, wird aus dem den zweiten Ofen verlassenden Gasgemisch vorzugsweise der Schwefeldampf abgeschieden und das Gasgemisch wird dann einer oder mehreren Stufen der katalytischen Reaktion von Schwefelwasserstoff mit Schwefeldioxid unterzogen. Dementsprechend liegt das Molverhältnis von Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxid in diesem Gasgemisch vorzugsweise bei etwa 2 : 1. Jedoch besteht keine solche Bevorzugung für den den ersten Ofen verlassenden Gasstrom, und dementsprechend kann die Verwendung eines zweiten Ofens die Wahl der Betriebsparameter für den ersten Ofen erweitern. Der Vorteil des Erhaltens eines hocheffektiven Umwandlungsprozentsatzes des Schwefelwasserstoffs (d. h. relativ zu frischem Speisematerial) stromauf irgendeines katalytischen Reaktors, in welchem Schwefelwasserstoff mit Schwefeldioxid zur Bildung von Schwefeldampf reagiert wird, wird immer noch erreicht, wenn zwei Öfen Schwefelwasserstoffspeisematerial parallel erhalten.
Der Schwefeldampf wird vorzugsweise durch Kondensation abgeschieden.
Im Schritt e) des Verfahrens nach der Erfindung wird die Gesamtoxidation des Schwefelwasserstoffgehalts von mindestens einem Teil des Gasstroms, aus welchem Schwefeldampf kondensiert worden ist, mindestens teilweise katalytisch durchgeführt, aber vorzugsweise wird sie ohne Verwendung eines Katalysators bewerkstelligt. Geeignete Katalysatoren umfassen solche, die bei der Verbrennung eines Gasstroms eingesetzt werden, der in einer Abgasreinigungsanlage als Teil einer Claus-Anlage behandelt worden ist. Die Reaktionstemperatur wird wünschenswerteweise durch Zugabe von Wasser oder Dampf zum Gasgemisch oder durch Wärmeaustausch gesteuert. Die Reaktionstemperatur wird typischerweise unterhalb 1000ºC gehalten. Ein Sauerstoffüberschuß wird vorzugsweise verwendet, um sicherzustellen, daß keine Spuren von Schwefelwasserstoff den Schritt e) des Verfahrens nach der Erfindung verlassen. Typischerweise liegt der Überschusssauerstoff im Bereich von 1 bis 2 Volumenprozent des Gasstroms (gemessen auf trockener Basis).
Die Reaktion des Schritts e) kann in einer Mehrzahl von Stufen durchgeführt werden, wobei eine Kühlung zwischen den Stufen erfolgt. Die erste Stufe verwendet vorzugsweise keinen Katalysator und wird vorzugsweise mit einer unterstöchiometrischen Sauerstoffrate betrieben, wobei die Temperatur unterhalb 1600ºC gehalten wird. Das resultierende Gasgemisch wird dann auf eine Temperatur vorzugsweise nahe am, aber über dem Taupunkt des Schwefels abgekühlt. Die Zerstörung des Schwefelwasserstoffs und irgendwelchen vorhandenen Schwefeldampfs kann in einer zweiten Stufe durch Reaktion mit Sauerstoff in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Katalysators vervollständigt werden. Die Strömung der Reaktionsmittel in die zweite Stufe kann enge gesteuert werden, um sicherzustellen, daß eine vollständige Verbrennung von sämtlichen Schwefelwasserstoff und Schwefeldampf erfolgt, der in den Schritt e) des Verfahrens nach der Erfindung eintritt, während die Bildung von Schwefeltrioxid vermieden wird. Im Allgemeinen wird eine zweistufige Reaktion gegenüber einer einstufigen bevorzugt, da die Temperatur in der zweistufigen Reaktion leichter ohne Zugabe von Wasser oder Dampf in das reagierende Gasgemisch beherrscht werden kann. Dementsprechend kann die Größe jedes Reaktors verhältnismäßig klein gehalten werden. Gewünschtenfalls wird im ersten Reaktor durch Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid gebildeter Schwefeldampf aus dem Gasstrom zwischen der ersten und der zweiten Stufe abgeschieden, aber im allgemeinen wird es bevorzugt, keine solche Abscheidung durchzuführen, da sie die Größe des Reaktors der ersten Stufe für einen gegebenen Strömungsdurchsatz von Schwefeldioxid steigert und einen zusätzlichen Kondensator (oder sonstigen zu installierenden Abscheider) erfordert.
Im Schritt f) des Verfahrens nach der Erfindung wird der Wasserdampf vorzugsweise durch Kondensation abgeschieden. Der Schritt f) wird vorzugsweise durchgeführt, indem das Gasgemisch im Gegenstrom mit einem wässrigen Medium in Berührung gebracht wird, und wobei das resultierende Gasgemisch auf einer ersten Temperatur und das wässrige Medium auf einer zweiten Temperatur oberhalb der ersten Temperatur abgezogen wird. Die erste Temperatur wird vorzugsweise so gewählt, daß das Gasgemisch relativ frei von Wasserdampf ist, und liegt typischerweise unter 50ºC, zum Beispiel im Bereich von 25 bis 30ºC. Die zweite Temperatur wird vorzugsweise so gewählt, daß das wässrige Medium relativ frei von gelöstem Schwefeldioxid ist, und liegt vorzugsweise bei mindestens 90ºC und mehr vorzugsweise zwischen 95 und 110ºC, je nach dem Betriebsdruck. Die Gegenstromberührung zwischen dem wässrigen Medium und dem Gasgemisch wird deshalb vorzugsweise in einer Mittel, zum Beispiel eine Packung, zum Erleichtern einer innigen Berührung einer aufsteigenden Gasphase und einer absteigenden Flüssigkeitsphase enthaltenden Säule durchgeführt. Falls gewünscht, kann das wässrige Medium (vorzugsweise Wasser) einem Dampfabstreifen stromab seiner Berührung mit dem Gasgemisch unterzogen werden, um so seinen Schwefeldioxidgehalt weiter zu reduzieren.
Das Leiten mindestens eines Teils des Gasstroms, aus welchem Wasserdampf abgeschieden worden ist, in einen Schwefelwasserstoffspeisematerial erhaltenden Ofen ermöglicht außerordentlich hohe Verhältnisse von Schwefelwasserstoff zu Sauerstoff darin. Beispielsweise kann das Verhältnis zwischen 5 : 2 und 4 : 1 gehalten werden.
Verfahren nach der Erfindung werden nun beispielshalber unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Strömungsdiagramm einer ersten Schwefelrückgewinnungsanlage nach der Erfindung, die nur mit einem Ofen arbeitet,
Fig. 2 ein schematisches Strömungsdiagramm einer weiteren Schwefelrückgewinnungsanlage nach der Erfindung, die zwei Öfen umfasst,
Fig. 3 ein schematisches Strömungsdiagramm einer noch weiteren Schwefelrückgewinnungsanlage nach der Erfindung mit zwei Öfen,
Fig. 4 ein schematisches Strömungsdiagramm eines Brenners zum Einsatz in den Anlagen nach den Fig. 1 bis 3,
Fig. 5 ein schematisches Strömungsdiagramm eines Wasserabscheiders zur Verwendung in den Anlagen nach den Fig. 1 bis 3, und
Fig. 6 ein schematisches Strömungsdiagramm eines alternativen Wasserabscheiders zur Verwendung in den Anlagen nach den Fig. 1 bis 3.
In den Zeichnungen und der folgenden Beschreibung sind in den unterschiedlichen Figuren erscheinende gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Gemäß Fig. 1 der Zeichnungen wird ein Schwefelwasserstoff enthaltender Speisegasstrom in einem Wärmetauscher 2 von Umgebungstemperatur auf eine erhöhte Temperatur (typischerweise etwa 500ºC) erwärmt. Der Wärmeaustausch kann im Gegenstrom mit heißem Medium durchgeführt werden, das seine Wärme mindestens teilweise von in anderen Teilen des Prozesses erzeugter Wärme oder von irgendeiner sonstigen leicht verfügbaren Wärmequelle erhält. Der resultierende vorgewärmte Speisegasstrom, der Schwefelwasserstoff enthält, strömt dann in einen Brenner 4, der in einem Ofen 6 eine Flamme erzeugt. Obwohl nicht dargestellt, kann der vorgeheizte Schwefelwasserstoff enthaltende Speisegasstrom gewünschtenfalls auf eine Mehrzahl von Brennern verteilt werden, die in den Ofen 6 hineinbrennen. Ein Sauerstoffstrom wird ebenfalls in den Brenner 4 eingeleitet, um die Verbrennung eines Teils des Schwefelwasserstoffgehalts des Speisegasstroms zu unterstützen. Die Verbrennungsreaktion zwischen Schwefelwasserstoff und Sauerstoff erfolgt nach folgender Gleichung:
2H&sub2;S + 3O&sub2; = 2H&sub2;O + 2SO&sub2;
Der Brenner 4 ist typischerweise von einer Bauart, bei welcher die Flammenlänge und Temperaturverteilung so gesteuert werden kann, daß die Flamme nicht auf die feuerfeste Auskleidung des Ofens auftrifft oder ihr so nahe kommt daß ein Schaden an der Ofenauskleidung verursacht wird.
Das durch die Verbrennung eines Teils des Schwefelwasserstoffgehalts des Speisegasstroms gebildete Schwefeldioxid reagiert mit Schwefelwasserstoff zur Bildung von Schwefeldampf und Wasserdampf nach der Gleichung:
4H&sub2;S + 2SO&sub2; = 4H&sub2;O + 3S&sub2;(v)
bei Betrachtung der Stöchiometrie der beiden oben angegebenen chemischen Reaktionen ist klar, daß die stöchiometrische Rate der Zufuhr von sauerstoffreichem Gas, vorzugsweise in Form von kommerziell reinem Sauerstoff, die Hälfte von der ist, mit welcher Schwefelwasserstoff in den Ofen zugeführt wird. Vorzugsweise wird jedoch das sauerstoffreiche Gas zum Brenner 4 mit einer Rate zugeführt, die beträchtlich unter der stöchiometrischen Rate liegt. Die Reaktion zwischen dem Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff beginnt in der aktuellen Flammenzone 8 innerhalb des Ofens 6 und setzt sich in solche Teile des Ofens zwischen der Flammenzone 8 und dem Auslaß 10 des Ofens fort. Rezirkuliertes Schwefeldioxid, dessen Bildung unten noch beschrieben wird, wird direkt in den Reaktionsbereich des Ofens zwischen der Flammenzone 13 und dem Auslaß 10 eingeleitet. Das Einleiten dieses Schwefeldioxids steigert die Reaktionsmenge zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid, die in dem Ofen stattfindet, und steigert so die Bildung von Schwefeldampf. Die Flamme 8 wird typischerweise so betrieben, daß die feuerfeste Auskleidung unterhalb einer Maximaltemperatur von typischerweise im Bereich von 1400 bis 1650ºC gehalten wird, je nach Wahl des feuerfesten Materials. Es ist klar, daß die örtlichen Temperaturen innerhalb der Flammenzone 8 trotzdem deutlich oberhalb von 1650ºC erzeugt werden. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Reaktionen findet eine gewisse Desoziierung von Schwefelwasserstoff in Wasserstoff und Schwefel statt.
Der Gasstrom, der Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, Wasserdampf, Schwefeldampf und durch die Desoziierung von Schwefelwasserstoff gebildeten Wasserstoff enthält, strömt durch den Auslaß 10 aus dem Ofen 6 aus. Der Gasstrom wird dann in seiner Temperatur typischerweise auf einen Wert im Bereich von 300 bis 400ºC abgesenkt, in dem er durch einen Abwärmekessel 12 geleitet wird. Eine weitere Abkühlung des Gasstroms und eine Kondensation seines im wesentlichen gesamten Schwefeldampfgehalts erfolgt in einem Kondensator 14. Das flüssige Schwefelkondensat wird aus dem Gasgemisch im Kondensator 14 abgetrennt und typischerweise in einen abgeschlossenen Schwefeltopf (nicht dargestellt) geleitet. Das den Kondensator 14 verlassende Gasgemisch besteht typischerweise im wesentlichen aus Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, Wasserstoff und Wasserdampf und hat eine Temperatur von etwa 140ºC. Das Verhältnis von Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxid in dem Strom liegt typischerweise ungefähr beim stöchiometrischen Verhältnis von 2 : 1. Dementsprechend liegt das Verhältnis der molaren Zufuhrrate von Schwefelwasserstoff zum Ofen 6 zur Zufuhrrate von Sauerstoff deutlich oberhalb von 2 : 1. Der Gesamtgehalt von Schwefelwasserstoff und Schwefeldampf in dem Strom ist jedoch geringer als der Wasserdampfgehalt. Der Gasstrom kann auch Gase enthalten, die an der Reaktion nicht teilnehmen. Beispielsweise kann der Speisegasstrom unvermeidlich Kohlendioxid und Stickstoff enthalten. Etwas Stickstoff und Argon können auch durch das sauerstoffreiche Gas zu dem den Ofen 6 verlassenden Gasgemisch beigetragen werden. Der Stickstoff- und Argongehalt des sauerstoffreichen Gases wird daher vorzugsweise auf einem Minimum gehalten, in dem kommerziell reiner Sauerstoff als Quelle des Sauerstoffreichen Gases verwendet wird. Stickstoff und Kohlendioxid können ebenfalls durch Verbrennung beispielsweise von Ammoniak oder Kohlenwasserstoff gebildet werden, die im Speisestrom enthalten sind.
Der den Kondensator 14 verlassende Gasstrom kann gewünschtenfalls in einem Heizer 15 wieder auf eine Temperatur von etwa 230ºC erwärmt werden und wird in einen ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt. Der erste Teilstrom wird zu einem Reaktor oder Brenner 16 geleitet, in welchem sein gesamter Schwefelwasserstoffgehalt vollständig zu Schwefeldioxid und Wasserdampf durch Reaktion mit sauerstoffreichem Gas oxidiert wird, das vorzugsweise reiner Sauerstoff ist. Der Betrieb des Brenners 16 wird unten mit Bezug auf Fig. 4 der anliegenden Zeichnungen beschrieben. Das den Brenner 16 verlassende Gasgemisch besteht im wesentlichen aus Schwefeldioxid und Wasserdampf. Dieser Gasstrom wird typischerweise auf eine Temperatur im Bereich von 200ºC in einer Wärmerückgewinnungseinrichtung 18 wie beispielsweise einem Wärmetauscher oder einem Abwärmekessel abgekühlt. Der abgekühlte Gasstrom wird dann in einen Wasserdampfabscheider 20 geleitet, in welchem Wasserdampf aus dem Gasstrom entfernt wird. Zwei alternative Ausführungsformen des Abscheiders 20 sind in den Fig. 5 und 6 der anliegenden Zeichnungen dargestellt. Beide Ausführungsformen verwenden Wasser zum Kondensieren des Wasserdampfs und sind so betreibbar, daß im wesentlichen sämtlicher Wasserdampf kondensiert werden kann, während die Bildung eines so signifikante Mengen von Schwefelsäure oder schwefliger Säure enthaltenden flüssigen Ausflusses, daß Probleme mit seiner Handhabung oder Beseitigung auftreten, vermieden wird.
Es ist wichtig, sicherzustellen, daß der gesamte Schwefelwasserstoffgehalt des ersten Teilstroms durch Oxidation zu Schwefeldioxid und Wasserdampf im Brenner 16 zerstört wird, da irgendwelcher restlicher Schwefelwasserstoff mit Schwefeldioxid weiter reagieren würde mit dem Ergebnis, daß nicht nur Wasserdampf, sondern auch Schwefeldampf im Abscheider 20 kondensiert würde, was das Hinzufügen eines Systems zum Trennen des Wassers vom Schwefel erfordern würde.
Der den Kondensator 20 verlassende Gasstrom enthält Schwefeldioxid, aus welchem im wesentlichen sämtlicher Wasserdampf abgeschieden worden ist. Das Schwefeldioxid enthält jedoch kleine Mengen Wasserdampf und auch einen kleinen Sauerstoffanteil als Ergebnis des im Brenner 16 verwendeten Überschusssauerstoffs. Dieser Gasstrom verlässt den Abscheider 20 als ein mit Wasserdampf gesättigtes Gas auf einer Temperatur typischerweise im Bereich von 25 bis 35ºC. Er wird dann auf eine höhere Temperatur von beispielsweise 50ºC mittels des Heizers 22 erwärmt. Dieser Erwärmungsschritt macht das Gasgemisch für die Apparatur, in welcher es gehandhabt wird, weniger aggressiv, insbesondere für die Schaufeln eines Gebläses 24, das zum Rezirkulieren des Gasstroms, der Schwefeldioxid enthält, zum Ofen 6 eingesetzt wird. Dieser Gasstrom bildet die Quelle des Schwefeldioxids, das in den Ofen 6 zwischen seiner Flammenzone 8 und seinem Auslaß 10 eingeleitet wird.
Der zweite durch auf Aufteilen des den Kondensator 14 verlassenden Gasstroms gebildete Teilstrom wird einer weiteren Behandlung unterzogen, die das Reagieren seines Schwefelwasserstoffgehalts mit seinem Schwefeldioxidgehalt umfasst, um so im wesentlichen sämtliche schwefelhaltigen Gase daraus zu entfernen. Dementsprechend strömt der zweite Teilgasstrom durch eine Mehrzahl von katalytischen Stufen, die allgemein durch die Bezugszahl 26 in Fig. 1 angedeutet sind, von denen jede in Reihenanordnung einen ersten Wärmetauscher oder ein sonstiges Heizorgan (nicht dargestellt), worin die Temperatur des Gasgemischs auf einen für die katalytische Reaktion von Schwefelwasserstoff mit Schwefeldioxid geeigneten Wert (typischerweise im Bereich von 190 bis 250ºC) angehoben wird, zweitens einen Reaktor (nicht dargestellt), der Katalysatorbetten (beispielsweise aus aktiviertem Aluminiumoxid) für die Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthält, und drittens einen Kondensator (nicht dargestellt) zum Abscheiden des Schwefels aus dem resultierenden, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff, Wasserdampf und Schwefeldampf enthaltenden Gasgemisch umfasst. In der ersten Stufe der katalytischen Reaktion besteht kein Bedarf zum Vorsehen eines Heizorgans zusätzlich zum Heizer 15, da der Heizer das Anheben der Temperatur des Gasstroms auf einen für die katalytische Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid geeigneten Wert bewirkt. Typischerweise sind zwei oder drei solche Stufen 26 vorgesehen, die jeweils das Erwärmen, die katalytische Reaktion zwischen Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff, und die Kondensation von Schwefeldampf umfassen. Der resultierende Gasstrom, der typischerweise weniger als 5% der im Speisegas enthaltenen Schwefelatome enthält, wird dann zu einer Abgasreinigungseinheit 28 geleitet, die von irgendeiner herkömmlichen Bauart sein kann (zum Beispiel eine, die nach dem Scot-, Beavon- oder Stretford-Prozeß arbeitet).
Die Abscheidung des Wasserdampfs aus dem ersten Teilstrom im Kondensator 20 hat eine vorteilhafte Wirkung auf die Gleichgewichtsbedingungen im Ofen 6 sowie auf die Verringerung der Gesamtströmungsrate von Strömungsmittel durch die katalytischen Reaktionsstufen 26. Dementsprechend können diese katalytischen Stufen kleiner gemacht werden. Der effektivere Umwandlungsgrad im Ofen 6 ermöglicht die Verwendung von nur 2 anstatt von drei Stufen ohne irgendeinen signifikanten Verlust an Gesamtumwandlung von Schwefelwasserstoff zu Schwefel im Vergleich zu derjenigen, die in einem herkömmlichen Claus-Prozeß mit drei katalytischen Stufen erreicht wird, oder bei Verwendung von drei katalytischen Stufen 26 mit einem höheren Umwandlungsgrad. Da die Gasströmung durch die katalytischen Stufen reduziert ist, kann die Abgasreinigungseinheit für einen gegebenen Strömungsdurchsatz von Schwefelwasserstoff enthaltendem Speisegas kleiner gemacht werden.
Ein vereinfachtes Beispiel des Betriebs einer Einrichtung, wie sie in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellt ist, ist durchgerechnet worden und unten angegeben. Eine Anzahl von Annäherungen und Annahmen ist gemacht worden.
Ein Speisegasstrom, der 100 Volumenprozent Schwefelwasserstoff enthält, wird im Wärmetauscher 2 auf eine Temperatur von 500ºC vorgeheizt und wird durch den Brenner 4 mit einem Durchsatz von 82 Kilomol pro Stunde in den Ofen 6 eingeleitet. Außerdem wird reiner Sauerstoff zum Brenner 4 mit einem Durchsatz von 23 Kilomol pro Stunde zugeführt. Sämtlicher Sauerstoff reagiert in der Flammenzone 8 des Ofens 4 mit Schwefelwasserstoff. Das resultierende Gasgemisch enthält dementsprechend 66,67 Volumenteile Schwefelwasserstoff, 15,33 Volumenteile Schwefeldioxid, und 15,33 Volumenteile Wasserdampf. Rezirkuliertes Schwefeldioxid wird mit diesem Gas mit einem Durchsatz von 18 Kilomol pro Stunde vermischt. Ein Gasgemisch, das 20 Volumenteile Schwefelwasserstoff, 10 Volumenteile Schwefeldioxid, 62 Volumenteile Wasserdampf und 35 Volumenteile Schwefeldampf enthält (wobei angenommen wird, daß alles das Dimere S&sub2; ist), verlässt den Ofen (wobei irgendeine Desoziierung von Schwefelwasserstoff außer Betracht gelassen wird, die im Ofen 4 stattfindet). Der Gasstrom wird im Abwärmekessel 12 abgekühlt und dann wird Schwefeldampf aus dem Gemisch im Kondensator 14 auskondensiert. Der den Kondensator 14 verlassende Gasstrom wird in einem ersten und einem zweiten Strom unterteilt. Der ungeteilte Strom strömt mit einem Durchsatz von 92 Kilomol pro Stunde. Der erste Strom strömt mit einem Durchsatz von 55,2 Kilomol pro Stunde, und der zweite Strom mit einem Durchsatz von 36,8 Kilomol pro Stunde. Der erste Strom wird durch den Brenner 16 geleitet, und sein Schwefelgehalt wird durch Reaktion mit Sauerstoff zu Schwefeldioxid und Wasserdampf umgewandelt. Der Wasserdampf wird durch den Abscheider 20 kondensiert und Wasser wird mit einer Rate von 49,2 Kilomol pro Stunde zurückgewonnen. Es wird angenommen, daß kein Wasserdampf zum Gasgemisch zugegeben wird, um die Temperatur des Brenners 16 zu steuern, und daß der Abscheider 20 so effektiv ist, daß er sämtliches Wasser, aber kein Schwefeldioxid abscheidet. Diese Annahmen sind nicht vollständig korrekt, entsprechen aber einer vernünftigen Annäherung. Das verbleibende Gas, das nun aus Schwefeldioxid besteht, das im wesentlichen frei von anderen Komponenten ist, wird dann auf eine Temperatur von 120ºC im Heizer 22 erwärmt und bildet die Schwefeldioxidströmung, die mit den die Flammenzone 8 im Ofen 4 verlassenden Gase vermischt wird. Es wird angenommen, daß eine stöchiometrische Menge Sauerstoff im Brenner 16 verwendet wird, obwohl in der Praxis typischerweise ein kleiner Überschuß eingesetzt wird, um sicherzustellen, daß sämtlicher Schwefelwasserstoff vollständig zu Schwefeldioxid und Wasserdampf im Brenner 16 oxidiert wird.
Der zweite Strom strömt zu den katalytischen Stufen 26 und dann zur Abgasreinigungseinheit 28.
Wir haben die Ergebnisse der obigen Berechnung mit denjenigen für einen herkömmlichen Prozeß verglichen, bei welchem Schwefelwasserstoff mit einem Durchsatz von 82 Kilomol pro Stunde ohne Vorheizen geleitet wird, Luft anstatt Sauerstoff zur Unterstützung der Verbrennung eingesetzt wird, und keine Rezirkulation irgendeines Gases stattfindet. Auf der Basis dieses Vergleichs finden wir, daß während die Gasströmung aus dem Ofen 4 bei dem Verfahren nach unserer Erfindung weniger als 60% der entsprechenden herkömmlichen Strömung beträgt, der Strömungsdurchsatz von Gas zu den katalytischen Stufen 26 nur lediglich 16% des entsprechenden Strömungsdurchsatzes in einem herkömmlichen Prozeß bei einer angenommenen Ofenumwandlung von 70% beträgt. Man kann davon ausgehen, daß als Ergebnis dieser beträchtlich verringerten Strömung zu den katalytischen Stufen diese Stufen selbst kleiner als in einem herkömmlichen Prozeß ausgeführt werden können. In der Praxis ist es nicht wahrscheinlich, daß ein aus reinem Schwefelwasserstoff bestehendes Speisematerial verfügbar ist; vielmehr enthält das Schwefelwasserstoffspeisegas typischerweise andere Komponenten, beispielsweise Kohlendioxid. Wenn der Schwefelwasserstoff mehr verdünnt wird, vermindert sich auch das Maß der erhaltenen Vorteile. Trotzdem glauben wir, daß Verfahren nach der Erfindung einen brauchbaren Vorteil ergeben, wenn der Schwefelwasserstoffgehalt des Speisegasstroms 50 Volumenprozent oder mehr beträgt. Die Vorteile sind noch markanter, wenn der Schwefelwasserstoffgehalt des Speisegasstroms mehr als 70% nach Volumen beträgt.
Es ist außerdem verständlich, daß das Rezirkulieren des Schwefeldioxids die wirksame Speisematerialumwandlung im Ofen 4 beträchtlich erhöht. Dementsprechend, obwohl im Beispiel die aktuelle Umwandlung mit 70% angenommen wurde, beträgt die effektive Speisematerialumwandlung 85,37%. Gemäß Fig. 2 der Zeichnungen unterscheidet sich die in. Fig. 2 dargestellte Anlage von der nach Fig. 1 in der Behandlung, die dem durch Aufteilen der den Heizer 15 verlassenden Strömung gebildeten zweiten Teilgasstrom zuteil wird. Dementsprechend werden nachstehend nur solche Teile der Anlage nach Fig. 2 beschrieben, die der Behandlung des kleineren Teilstroms dienen.
Gemäß Fig. 2 wird der zweite Teilstrom mit einem Strom aus vorgeheiztem Schwefelwasserstoff mit einer Temperatur von 500ºC vermischt. Das resultierende Gemisch wird zu einem Brenner 40 geleitet, der in einen Ofen 42 hineinbrennt. Der Brenner 40 erhält außerdem eine Zufuhr von sauerstoffreichem Gas (vorzugsweise reiner Sauerstoff). In einer durch. Betrieb des Brenners 40 im Ofen 42 erzeugte Flammenzone 44 reagiert der Sauerstoff mit dem Schwefelwasserstoffgehalt des gemischten Gasstroms. Ein resultierender Gasstrom, der Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid und Wasserdampf enthält, verlässt den Ofen 42 durch einen Auslaß 46. Der Gasstrom wird dann typischerweise auf eine Temperatur im Bereich von 300ºC in einem Abwärmekessel 48 abgekühlt. Der Gasstrom gelangt dann durch einen Kondensator 50, in welchem Schwefeldampf davon durch Kondensieren abgeschieden wird, und der resultierende flüssige Schwefel wird zu einem abgeschlossenem Schwefeltopf (nicht dargestellt) geleitet. Der Gasstrom, aus welchem der Schwefeldampf ausgezogen worden ist, strömt nun zu einer Mehrzahl von katalytischen Stufen 52. Jede Stufe 52 umfaßt in Reihenanordnung zuerst einen Wärmetauscher oder eine anderen (nicht dargestellte) Einrichtung zum Anheben der Temperatur des Gasgemischs auf eine Temperatur typischerweise im Bereich von 190 bis 250ºC, zweitens einen katalytischen Reaktor (nicht dargestellt) zum Durchführen der Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid zur Bildung von Schwefeldampf und Wasserdampf, und drittens einen Kondensator (nicht dargestellt) zum Kondensieren von Schwefeldampf aus dem Gemisch. Durch Verwenden von drei solchen katalytischen Stufen 52 können mindestens 97% des Schwefelwasserstoffs im Speisegasstrom in Schwefel umgewandelt werden. Die restlichen, Schwefel enthaltenden Gase strömen aus den katalytischen Stufen 52 in eine herkömmliche Abgasreinigungseinheit 54.
Ein Beispiel des Betriebs der in Fig. 2 gezeigten Anlage ist in ähnlicher Weise wie das Beispiel des Betriebs der in Fig. 1 gezeigten Anlage berechnet worden. Dieses Beispiel ist identisch, außer der Behandlung des zweiten Teilstroms. Der zweite Teilstrom strömt mit einem Durchsatz von 36,8 Kilomol pro Stunde und enthält 8 Volumenteile Schwefelwasserstoff, 4 Volumenteile Schwefeldioxid und 24,8 Volumenteile Wasserdampf und wird mit einer Strömung von 8 Kilomol pro Stunde Schwefelwasserstoff vermischt, der auf eine Temperatur von 500ºC vorgeheizt ist. Dieses Gasgemisch wird dem Brenner 40 zusammen mit einem Strom reinen Sauerstoffs mit einem Durchsatz von 4 Kilomol pro Stunde zugeführt. Die Verbrennungsreaktion zwischen dem Sauerstoff und dem Schwefelwasserstoff bildet ein Gasgemisch, das 13,3 Volumenteile Schwefelwasserstoff, 6,67 Volumenteile Schwefeldioxid, und 27,47 Volumenteile Wasserdampf enthält (wobei eine Reaktion zwischen Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff ignoriert wird). Die Reaktion findet zwischen dem Schwefelwasserstoff und dem Schwefeldioxid im Ofen 42 statt, und das Gasgemisch verlässt diesen Ofen 42 durch den Auslaß 46 auf einer Temperatur von etwa 950ºC. Die Reaktion zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid geht durch den Abwärmekessel 48 weiter, und wein Gasstrom verlässt den Abwärmekessel 48 mit einem Strömungsdurchsatz von 49,75 Kilomol pro Stunde und enthält 4,19 Volumenteile Schwefelwasserstoff, 2,09 Volumenteile Schwefeldioxid, 36,61 Volumenteile Wasserdampf und 6,86 Volumenteile Schwefeldampf (wobei angenommen wird, daß dieser sämtlich in seiner dimeren Form S&sub2; vorliegt): Der Schwefel wird aus diesem Gasstrom im Kondensator 50 auskondensiert. Eine weitere Reaktion zwischen dem restlichen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid findet in den katalytischen Stufen 52 statt, und der resultierende Gasstrom wird dann einer Behandlung in der Abgasreinigungsanlage 54 vor dem Austragen in die Atmosphäre unterzogen.
Die Strömung des Gasgemischs zu den katalytischen Stufen beträgt, wie in der Anlage nach Fig. 1, nur einen kleinen Bruchteil der entsprechenden Strömung in einer herkömmlichen Anlage.
Gemäß Fig. 3 der Zeichnungen weist die dort gezeigte Anlage die gleichen Einheiten auf wie diejenige nach Fig. 2 der Zeichnungen. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Anlagen liegt darin, dass, während bei der in Fig. 2 gezeigten Anlage der den Heizer 15 verlassende Gasstrom in einen ersten und einen zweiten Teilstrom unterteilt wird, bei der Anlage nach Fig. 3 dieser gesamte Gasstrom zum Brenner 16 strömt. Dementsprechend wird nicht der gesamte den Heizer 22 verlassende Gasstrom zum Ofen 4 zurückgeleitet. Vielmehr wird der den Heizer 22 verlassende Gasstrom in einen größeren und einen kleineren Strom aufgeteilt, wobei der größere mit einem Teil des vorgeheizten Schwefelwasserstoffspeisegasstroms stromauf des Brenners 40 vermischt wird, und der kleinere Strom durch das Gebläse 24 zum Ofen 4 rezirkuliert wird.
Der im Fig. 3 gezeigte Ofen 42 ist jedoch wesentlich größer als der entsprechende Ofen nach Fig. 2, und es wird davon ausgegangen, daß, während im Betrieb der in Fig. 2 gezeigten Anlage der größte Teil des Schwefelwasserstoff enthaltenden Speisegases zum Ofen 42 gelangt, im Betrieb der in Fig. 3 gezeigten Anlage mehr von dem Schwefelwasserstoffspeisegas zum Ofen 42 strömt als zum Ofen 4. Demgemäß ist eine entsprechend größere Strömung von sauerstoffreichem Gas zum Ofen 42 als zum Ofen 4 vorhanden.
Es wird nun auf Fig. 4 der Zeichnungen Bezug genommen, wo ein Schwefelwasserstoffverbrennungsgerät dargestellt ist, das als einen der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Brenner 16 verwendet werden kann. Das in Fig. 4 gezeigte Verbrennungsgerät umfasst einen ersten Ofen 60, in welchen ein Brenner 62 hineinbrennt. Der Brenner 62 weist einen ersten Einlaß 64 für ein Schwefelwasserstoff enthaltendes Gasgemisch und einen zweiten Einlaß 66 auf, der mit einer Quelle sauerstoffreichen Gases (nicht dargestellt), vorzugsweise reinen Sauerstoffs, in Verbindung steht. Die relativen Zuführraten von Sauerstoff und Schwefelwasserstoff enthaltenden Gasgemisch zum Brenner 62 sind so gewählt, daß sichergestellt wird, daß die Temperatur des den Ofen 60 durch einen Auslaß 68 verlassenden Gasgemischs beispielsweise 1600ºC nicht übersteigt. Dementsprechend liegt die Zufuhrrate des Sauerstoffs relativ zu derjenigen von Schwefelwasserstoff unterhalb des für eine vollständige Verbrennung des Schwefelwasserstoffs notwendigen stöchiometrischen Wert.
Das den Ofen durch den Auslaß 68 verlassende Gasgemisch wird dann in einer Wärmerückgewinnungseinrichtung 70 (zum Beispiel einem Abwärmekessel) auf eine Temperatur ein wenig oberhalb derjenigen abgekühlt, bei welcher Schwefel kondensiert. Dementsprechend gelangt durch Reaktion zwischen dem Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid gebildeter Schwefel durch die Wärmerückgewinnungseinrichtung 70 mit den anderen Komponenten des Gasstroms hindurch. Dieser Gasstrom strömt dann zu einem Einlaß 76 eines zweiten Brenners 74, der in einen zweiten Ofen 72 hineinbrennt. Der Brenner 74 weist einen zweiten Einlaß 78 für sauerstoffreiches Gas (vorzugsweise reinen Sauerstoff) auf. Die Zufuhrrate von reinem Sauerstoff ist so gewählt, daß sichergestellt ist, daß eine vollständige Verbrennung von sämtlichen Schwefelwasserstoff und Schwefeldampfgehalt des in den Brenner 74 eintretenden Gasgemischs stattfindet. Dementsprechend wird ein leichter stöchiometrischer Sauerstoffüberschuß zugeführt. Ein im wesentlichen aus Schwefeldioxid und Wasserdampf bestehendes Gasgemisch verlässt den Ofen 72 durch einen Auslaß 80 typischerweise auf einer Temperatur im Bereich von 600 bis 1000ºC und gelangt dann zu der Wärmerückgewinnungseinheit 18, die in jeder der Fig. 1 bis 3 gezeigt ist.
Es wird nun auf Fig. 5 der anliegenden Zeichnungen Bezug genommen, wo ein erstes zur Verwendung als Wasserabscheider 20 in jeder der Fig. 1 bis 3 geeignetes Gerät gezeigt ist. Das Gerät umfasst eine Säule 90, die eine strukturierte oder zufällige Packung 92 zum Bewirken eines innigen Kontakts zwischen der Gasphase und der Flüssigkeitsphase enthält. Die Säule weist unterhalb der Packung 92 einen Einlaß 94 für das Gemisch aus Schwefeldioxid und Wasserdampf auf, das die Wärmerückgewinnungseinheit 18 in den Fig. 1 bis 3 der anliegenden Zeichnungen verlässt. Außerdem ist ein Kaltwasserverteiler 96 unterhalb der Packung 92 aber oberhalb des Einlasses 94 angeordnet. Im Betrieb besteht also eine gewisse Berührung zwischen dem aus dem Verteiler 96 austretenden Wasser und dem aus dem Einlaß 94 in die Säule 90 eintretenden Gas. Obwohl der Wasserverteiler 96 weggelassen werden kann, kann sein Betrieb typischerweise dazu beitragen, die Gastemperatur von der Einlasstemperatur von etwa 200ºC auf einen Wert im Bereich von 90 bis 110ºC zu reduzieren, und weist auch den Vorteil einer Reduzierung der Gasgeschwindigkeit durch die Packung 92 und einer Reduzierung des Durchsatzes auf, mit welcher Wasser zum oberen Ende der Packung 92 zugeführt werden muß.
Ein zweiter Wasserverteiler 98 ist oberhalb der Packung 92 angeordnet. Kaltes Wasser fließt also im Betrieb abwärts durch die Packung 92 und kommt in innigen Wärme- und Massenaustausch mit dem Schwefeldioxid enthaltenden Gasgemisch, das in der Säule 90 aufsteigt. Während das Gas nach oben durch die Packung 92 strömt, wird es fortschreitend abgekühlt und es findet eine Übertragung von Wasser aus der Gasphase in die Flüssigkeitsphase statt. Das Gas gelangt typischerweise durch das obere Ende der Packung 92 auf einer Temperatur im Bereich von 25 bis 35ºC und ist mit Wasserdampf bei dieser Temperatur gesättigt. Die Säule ist nahe ihrem oberen Ende mit einem Tröpfchenabscheider 100 versehen, um flüssige Wassertröpfchen aus dem Gas abzuscheiden. Das resultierende Gas, das relativ frei von Wasserdampf im Vergleich zu demjenigen ist, das durch den Einlaß 94 in die Säule 90 eintritt, gelangt durch einen Auslaß 102 am oberen Ende aus der Säule heraus und strömt in den in jeder der Fig. 1 bis 3 gezeigten Heizer 22.
Die Überleitung von Schwefeldioxid aus der Gasphase in die flüssige Phase findet auch statt, während das Gas in der Packung 92 aufsteigt. Während die flüssige Phase in der Packung absteigt, kehrt dieser Schwefel in die Gasphase zurück, während die Temperatur der Flüssigkeit fortschreitend ansteigt. Dementsprechend ist das den Boden der Säule 90 erreichende Wasser relativ frei von gelöstem Schwefeldioxid, wobei es typischerweise eine Temperatur im Bereich von 90 bis 110ºC hat, je nach dem Betriebsdruck der Säule 90. (Dieser Betriebsdruck liegt typischerweise im Bereich von 100 bis 150 kPa (absolut)). Das flüssige Wasser wird vom Boden der Säule 90 durch einen Auslaß 104 an deren Boden mittels einer Pumpe 106 abgezogen. Ein Teil des so abgezogenen flüssigen Wasserstroms kann entsorgt werden, während der Rest durch einen Wärmetauscher 108 geleitet wird, der mit Wasser gekühlt wird, in welchem es in seiner Temperatur typischerweise auf eine Temperatur im Bereich von 20 bis 30ºC abgekühlt wird. Dieses kalte Wasser wird dann in die Säule 90 zurückgeleitet und stellt die Zufuhrquelle für die Verteiler 96 und 98 dar. Ventile 109 und 110 sind zur Steuerung der relativen Durchsätze der Kaltwasserzufuhr zu den jeweiligen Verteilern 96 und 98 betätigbar.
Es wird nun auf Fig. 6 der Zeichnungen Bezug genommen, wo ein modifiziertes Wassertrenngerät der in Fig. 5 gezeigten Bauart dargestellt ist. Bei der Einrichtung nach Fig. 6 ist ein unterer Packungskörper 112 zwischen dem Gaseinlaß 94 und dem Boden der Säule 90 angeordnet. Dementsprechend steigt Wasser, welches das die Packung 92 verlassende und das durch den Verteiler 96 eingeleitete umfasst, unter Schwerkraft durch die Packung 112 ab. Dampf wird unterhalb der Packung 112 durch einen Einlaß 114 in die Säule 90 eingeleitet. Der Dampf steigt daher in der Packung 112 auf und bewirkt dadurch ein Abstreifen restlicher Spuren von Schwefeldioxid aus dem in der Packung 112 absteigenden Wasser. Dieses Wasser verlässt die Packung 112 mit einer Temperatur typischerweise im Bereich von 100 bis 110ºC (je nach dem Betriebsdruck der Säule 90), und wird durch den Auslaß 104 mittels der Pumpe 106 abgezogen. Ein Strömungssteuerventil 116 ist im Einlaß 114 vorgesehen, um die Dampfeinleitungsrate in die Säule 90 steuerbar zu machen.
In anderer Hinsicht sind Betrieb und Konstruktion der in Fig. 6 gezeigten Einrichtung identisch mit Betrieb und Konstruktion der in Fig. 5 gezeigten Einrichtung.
Das Verfahren nach der Erfindung wird durch die folgenden computersimulierten Beispiele weiter erläutert

Beispiel 1

Ein Gemisch von Amin- und Sauerwasser-Abstreifergasen aus einer Ölraffinerie wird nach dem Verfahren gemäß der Erfindung in der in Fig. 1 der Zeichnungen gezeigten Anlage behandelt. Das Gemisch wird auf 500ºC im Wärmetauscher 2 vorgeheizt, und der Rezirkulationsstrom wird im Heizer 22 auf 50ºC aufgeheizt. Der Druck des Speisegasstroms beträgt 55 kPa (relativ), und die Auslasstemperatur des Ofens 6 wird mit 1298ºC berechnet. Die Ergebnisse der Simulation sind in der unten stehenden Tafel 1 angegeben. Es wird angenommen, daß eine Einrichtung, wie in Fig. 4 gezeigt, als Brenner 16 benutzt wird, und daß eine Einrichtung, wie in Fig. 6 gezeigt, als Abscheider 20 benutzt wird. Es wird weiter angenommen, daß das im Abscheider 20 kondensierte Wasser frei von Schwefeldioxid ist. Tafel 1 Materialströmungen (kmol/h) der Ströme

Hinweis zu Tafel 1:

Strom A ist der in den Brenner 4 eintretende Speisegasstrom;
Strom B ist der in den Brenner 4 eintretende Sauerstoffstrom;
Strom C ist der Rezirkulationsstrom stromab des Gebläses 24;
Strom D ist der Gasstrom am Einlaß zum Schwefelkondensator 14;
Strom E ist der Gasstrom am Auslaß für Gas aus dem Schwefelkondensator 14;
Strom F ist der Schwefelstrom, der vom Schwefelkondensator 14 abgezogen wird;
Strom G ist der erste Teilstrom (d. h. der vom Kondensator 14 zum Brenner 16 gelangende Strom);
Strom H ist der zweite Teilstrom (d. h. der vom Kondensator 14 zu den katalytischen Stufen 26 gelangende Strom);
Strom I ist der Gasstrom am Auslaß des Brenners 16;
Strom J ist der Nettowasserstrom, der im Abscheider 20 kondensiert wird;
Strom K ist der Sauerstoffstrom, der zum Brenner 16 zugeführt wird.
Es wurde auch eine Berechnung der effektiven kumulativen Umwandlungsprozentsätze angestellt, die in der thermischen Stufe (d. h. im Ofen 6) und in den katalytischen Stufen 26 (wobei eine Anzahl von 3 angenommen wird) in diesem Beispiel erreicht werden, und es wurde eine Vergleichsberechnung für eine herkömmliche Claus-Anlage auf Luftbasis angestellt. Diese Berechnungen gehen davon aus, daß ein thermodynamisches Gleichgewicht in der thermischen und in den katalytischen Stufen erreicht wird.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tafel 2 gezeigt. Tafel 2

Beispiel 2

Ein Aminspeisegas aus einer Ölraffinerie wird durch das Verfahren nach der Erfindung in der in Fig. 1 der Zeichnungen gezeigten Anlage behandelt. Der Speisegasstrom wird auf 500ºC im Wärmetauscher 2 vorgeheizt, und der Rezirkulationsstrom wird im Heizer 22 auf 50ºC aufgeheizt. Der Druck im Speisegasstrom beträgt 55 kPa (relativ), und die Auslasstemperatur des Ofens 6 ist mit 1305ºC berechnet. Die Ergebnisse der Simulation sind in der nachstehenden Tafel 3 angegeben. Es wird angenommen, daß eine Einrichtung, wie in Fig. 4 gezeigt, als Brenner 16 eingesetzt wird, und eine Einrichtung, wie in Fig. 6 gezeigt, als Abscheider 20 eingesetzt wird. Es wird weiter angenommen, daß das im Abscheider 20 kondensierte Wasser frei von Schwefeldioxid ist. Tafel 3 Materialströme (kmol/h) der Ströme
In der Tafel 3 haben die Ströme A bis K die gleichen Definitionen wie die entsprechenden Ströme A bis K in Tafel 1.
Es wurde auch eine Berechnung der effektiven kumulativen Umwandlungsprozentsätze angestellt, die in den thermischen Stufen (d. h. im Ofen 6) und den katalytischen Stufen 26 (wobei eine Anzahl von 3 angenommen wird) in diesem Beispiel erreicht werden, und es wurde eine Vergleichsberechnung für eine herkömmliche Claus-Anlage auf Luftbasis angestellt. Diese Berechnungen nehmen an, daß in den thermischen und katalytischen Stufen thermodynamisches Gleichgewicht erreicht wird.
Die Ergebnisse sind in nachstehender Tafel 4 angegeben. Tafel 4

Claims

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Schwefel aus einem Speisegas, das Schwefelwasserstoff enthält, mit den Schritten:

a) Durchführen der Verbrennung eines Teils des Schwefelwasserstoffgehalts eines Gasstroms, der Speisegas enthält, in mindestens einem Ofen zur Bildung von Schwefeldioxid und Wasserdampf,

b) Zuführen von sauerstoffreichem Gas zur Unterstützung der Verbrennung des genannten Teils des Schwefelwasserstoffs mit solcher Rate, dass der volumetrische Strömungsdurchsatz des Sauerstoffs in den Ofen weniger als die Hälfte des volumetrischen Durchsatzes von Schwefelwasserstoff in den Ofen beträgt,

c) Reagierenlassen des restlichen Schwefelwasserstoffs in dem Gasstrom in dem Ofen mit Schwefeldioxid, das durch die Verbrennung des Schwefelwasserstoffs gebildet wird, um so Schwefeldampf und Wasserdampf zu erzeugen,

d) Abtrennen von Schwefeldampf, aber nicht von Wasserdampf, aus einem Strom eines Gasgemischs, das Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, Schwefeldämpf und Wasserdampf enthält und aus dem Ofen abgezogen wird,

e) Reagieren mindestens eines Teils des Gasstroms, aus dem Schwefel abgetrennt worden ist, mit sauerstoffreichem Gas, wobei sämtlicher Schwefelwasserstoff in dem genannten Teil des Gasstroms vollständig zu Schwefeldioxid und Wasserdampf oxidiert wird,

f) Abscheiden von Wasserdampf aus dem nach Schritt e) erzeugten Gasstrom,

g) Rückführen mindestens eines Teils des Gasstroms aus dem Wasserdampf abgeschieden worden ist, als einziges Rezirkulationsgas in den Ofen oder mindestens einen der Öfen und Reagieren von Schwefeldioxid im zurückgeführten Gasstrom in diesem Ofen mit Schwefelwasserstoff im Speisegas, und

h) Entnehmen eines Teils des Gasstroms vom Ende des Schritts d) oder vom Ende des Schritts f) oder von beiden zur weiteren Behandlung, die mindestens eine katalytische Reaktionsstufe zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Speisegas enthaltende Gasstrom auf eine Temperatur von mindestens 300ºC vorgeheizt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die genannte Gesamtoxidation in einer Mehrzahl von Stufen ausgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nur ein Teil des Gasstroms, aus welchem Schwefel abgeschieden worden ist, mit sauerstoffreichem Gas reagiert wird, und ein weiterer Teil mindestens einer katalytischen Reaktionsstufe zwischen seinem Schwefelwasserstoffgehalt und seinem Schwefeldioxidgehalt unterzogen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Schwefelwasserstoff enthaltender Gasstrom in einen zweiten Ofen parallel zu dem genannten Ofen, in dem die Verbrennung durchgeführt wird, geleitet wird, sauerstoffreiches Gas in den zweiten Ofen zur Unterstützung der Verbrennung eines Teils des Schwefelwasserstoffs zugeführt wird, das in den zweiten Ofen eintritt, wodurch Wasserdampf und Schwefeldioxid gebildet wird, eine Reaktion zwischen dem Schwefeldioxid und verbleibendem Schwefelwasserstoff im zweiten Ofen stattfindet um Schwefeldampf und Wasserdampf zu bilden, Schwefeldampf aus einem aus dem zweiten Ofen abgezogenen Gasstrom abgeschieden wird, und eine katalytische Reaktion zwischen dem Schwefelwasserstoffgehalt und dem Schwefeldioxidgehalt in dem resultierenden Gasstrom ausgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein Teil des Gasstroms, aus welchem Wasserdampf im Schritt f) abgeschieden worden ist, in den zweiten Ofen zur Reaktion mit Schwefelwasserstoff in diesem eingeleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei entweder der gesamte Gasstrom, aus welchem Schwefel im Schritt d) abgeschieden worden ist, zur Reaktion mit sauerstoffreichem Gas im Schritt e) entnommen wird, oder nur ein Teil des Gasstroms, aus welchem Schwefel d) abgeschieden worden ist, zur Reaktion mit sauerstoffreichem Gas im Schritt e) entnommen wird, und ein weiterer Teil hiervon in den zweiten Ofen eingeleitet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wasserdampf aus dem Gasstrom im Schritt f) durch Kondensation abgeschieden wird und wobei der resultierende Gasstrom auf einer ersten Temperatur unterhalb 50ºC erzeugt und das Kondensat auf einer Temperatur von mindestens 90ºC abgeschieden wird, wodurch der resultierende Gasstrom relativ frei von Wasserdampf und das Kondensat relativ frei von gelöstem Schwefeldioxid ist.