JP2626787B2 - Method for recovering sulfur from hydrogen sulfide-containing gas - Google Patents

Method for recovering sulfur from hydrogen sulfide-containing gas

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JP2626787B2
JP2626787B2 JP63095765A JP9576588A JP2626787B2 JP 2626787 B2 JP2626787 B2 JP 2626787B2 JP 63095765 A JP63095765 A JP 63095765A JP 9576588 A JP9576588 A JP 9576588A JP 2626787 B2 JP2626787 B2 JP 2626787B2
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Description

【発明の詳細な説明】 イ.発明の目的 産業上の利用分野 本発明は硫化水素含有ガスから元素状硫黄を回収する
方法に関するもので、装置をコンパクト化し且つ消費エ
ネルギーを節約することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for recovering elemental sulfur from a hydrogen sulfide-containing gas, and can reduce the size of an apparatus and save energy consumption.

従来の技術 クラウス型硫黄回収方法は下記[1]式の気相クラウ
ス反応 2H2S+SO2→3S+2H2O [1] を利用して硫化水素含有ガスから硫黄を回収するもの
で、製油所や天然ガス工場で稼動している。
2. Description of the Related Art The Claus-type sulfur recovery method recovers sulfur from a hydrogen sulfide-containing gas using a gas-phase Claus reaction 2H 2 S + SO 2 → 3S + 2H 2 O [1] of the following formula [1]. It operates at a gas plant.

上記[1]式においては亜硫酸ガス(SO2)を使用し
ているが、SO2ガス源が他にない場合は、下記[2]式
に示すように反応燃焼炉において硫化水素を含有する原
料ガスを空気によって部分燃焼させ、原料ガス中に含ま
れている硫化水素の約3分の1を亜硫酸ガスに変換する
ようにすると、燃焼による高温のため燃焼とほぼ同時に
上記クラウス反応が進行して元素状硫黄を生成する。
In the above formula [1], sulfurous acid gas (SO 2 ) is used. However, when there is no other SO 2 gas source, as shown in the following formula [2], a raw material containing hydrogen sulfide in a reaction combustion furnace is used. When the gas is partially burned with air to convert about one third of the hydrogen sulfide contained in the raw material gas into sulfur dioxide, the Claus reaction proceeds almost simultaneously with the combustion due to the high temperature of the combustion. Produces elemental sulfur.

硫化水素の部分燃焼による亜硫酸ガス生成と、クラウ
ス反応とを総合すれば、反応燃焼炉においては上記
[3]式の反応が行われていることになる。
When the sulfurous acid gas generation by the partial combustion of hydrogen sulfide and the Claus reaction are combined, the reaction represented by the above formula [3] is performed in the reaction combustion furnace.

反応ガスは排熱ボイラーで冷却した後、さらに硫黄凝
縮器で冷却し、生成した元素状硫黄を反応ガスから分離
する。
The reaction gas is cooled by a waste heat boiler, and further cooled by a sulfur condenser to separate generated elemental sulfur from the reaction gas.

SO2ガス源を他にない場合の典型的なクラウス反応装
置の一例を第1図により説明する。
An example of a typical Claus reactor in the case where there is no other SO 2 gas source will be described with reference to FIG.

硫化水素を含有する原料ガス52と、空気ブロワー2で
昇圧した空気50(又は酸素濃縮器1で富酸素化した富酸
素化空気51)とを反応燃焼炉5に送入し、前記[3]式
の熱的クラウス反応を起こさせ、その反応ガスを排熱ボ
イラー6で冷却し第1硫黄凝縮器7で元素硫黄を分離す
る。記号4は原料ガス予熱器、記号3は空気予熱器で、
必要に応じて使用する。
The raw material gas 52 containing hydrogen sulfide and the air 50 pressurized by the air blower 2 (or the oxygen-enriched air 51 enriched by the oxygen concentrator 1) are fed into the reaction combustion furnace 5, and the above-mentioned [3] A thermal Claus reaction of the formula is caused, the reaction gas is cooled by a waste heat boiler 6 and elemental sulfur is separated by a first sulfur condenser 7. Symbol 4 is a raw material gas preheater, symbol 3 is an air preheater,
Use as needed.

反応燃焼炉におけるクラウス反応の転化率は不充分な
ので、硫黄回収率を高めるために第1硫黄凝縮器7で元
素状硫黄を分離した反応ガスは第1補助バーナー8で加
熱した後、活性アルミナなどを充填した第1反応器9に
送入して接触的にクラウス反応を起こさせる。第1反応
器出口ガスは第2硫黄凝縮器10で再び冷却し生成した硫
黄を分離する。
Since the conversion rate of the Claus reaction in the reaction combustion furnace is insufficient, the reaction gas from which elemental sulfur has been separated by the first sulfur condenser 7 in order to increase the sulfur recovery rate is heated by the first auxiliary burner 8, and then activated alumina, etc. Into the first reactor 9 filled with, and catalytically causes a Claus reaction. The first reactor outlet gas is cooled again in the second sulfur condenser 10 to separate generated sulfur.

通常の硫黄回収装置においては、さらに硫黄回収率を
高めるため、第2補助バーナー11、第2反応器12、第3
硫黄凝縮器13、第3補助バーナー14、第3反応器15、第
4硫黄凝縮器16を設置して、引き続き加熱−接触反応−
冷却というサイクルを1回または2回繰り返す。2段の
接触反応器を使った場合93〜95%、3段の場合は96〜98
%の総合硫黄回収率が得られる。
In a normal sulfur recovery apparatus, the second auxiliary burner 11, the second reactor 12, the third
A sulfur condenser 13, a third auxiliary burner 14, a third reactor 15, and a fourth sulfur condenser 16 are installed, and then heating-contact reaction-
The cycle of cooling is repeated once or twice. 93-95% when using a two-stage catalytic reactor, 96-98 when using three stages
% Overall sulfur recovery is obtained.

第1〜第4硫黄凝縮器で分離された硫黄は液体硫黄54
として取り出す。
The sulfur separated in the first to fourth sulfur condensers is liquid sulfur 54.
Take out as.

最終硫黄凝縮器から出る排ガス53(以下テールガスと
いう)は少量の硫化水素、亜硫酸ガス、有機硫黄化合物
などを含んでいるため、これらを焼却するためにイソシ
ネレーター18に送り、燃焼空気ブロワー17からの燃焼用
空気55及び燃焼ガス56を用いて処理した後煙突19から大
気に放出する。またテールガス中の硫黄化合物の量を減
少させる必要のある時はスコット法などのテールガス処
理装置に送って処理する。
Exhaust gas 53 (hereinafter referred to as tail gas) from the final sulfur condenser contains a small amount of hydrogen sulfide, sulfur dioxide, and organic sulfur compounds. After processing using the combustion air 55 and the combustion gas 56, the air is discharged from the chimney 19 to the atmosphere. When it is necessary to reduce the amount of sulfur compounds in the tail gas, it is sent to a tail gas processing device such as a Scott method for processing.

かかるクラウス型硫黄回収装置の弱点は燃焼用空気中
の窒素によって引き起こされる。第1図により説明した
ように、燃焼用空気中の窒素は反応燃焼炉で系内に導入
された後装置内を流れて行き最終的には再び大気中に放
出されるので、クラウス反応に不活性であるにもかかわ
らず常に系内に大量に存在し(テールガス中の窒素濃度
は約60vol%)、次のような欠点を硫黄回収装置に与え
ている。
The weakness of such Claus-type sulfur recovery systems is caused by nitrogen in the combustion air. As described with reference to FIG. 1, nitrogen in the combustion air is introduced into the system in the reaction combustion furnace, flows through the apparatus, and finally is released again to the atmosphere. Despite being active, it is always present in a large amount in the system (nitrogen concentration in the tail gas is about 60 vol%), and the following disadvantages are given to the sulfur recovery device.

系内のガス流量を増加させるので、装置を大きくしな
ければならない。
Since the gas flow rate in the system is increased, the size of the apparatus must be increased.

硫黄回収装置では反応ガスの冷却工程−加熱工程が繰
り返されるので、系内ガス流量の増加によりエネルギー
が浪費される。
In the sulfur recovery device, the cooling gas-heating process of the reaction gas is repeated, so that energy is wasted due to an increase in the gas flow rate in the system.

窒素ガスの希釈効果のために反応成分の分圧を下げ、
結果的に硫黄回収率を下げている。
Reduce the partial pressure of the reaction components due to the dilution effect of nitrogen gas,
As a result, the sulfur recovery rate has been reduced.

発明が解決しようとする問題点 上記のような欠点を解決するために富酸素化空気を燃
焼用空気として使用して系内に導入される窒素量を減少
させることが考えられているが、酸素濃度があまり高い
と反応燃焼炉が高温になりすぎるので炉の耐火材の材質
の点で限界がある。
Problems to be Solved by the Invention In order to solve the above-mentioned drawbacks, it has been considered to reduce the amount of nitrogen introduced into the system by using oxygen-enriched air as combustion air. If the concentration is too high, the temperature of the reaction furnace becomes too high, so there is a limit in terms of the material of the refractory material of the furnace.

本発明は、富酸素化空気を使用することによる随伴窒
素減少効果に加えて、さらに系内に導入される窒素量の
減少と消費エネルギーの節約を可能にする硫化水素含有
ガスから硫黄を回収する方法を提供することを目的とす
る。
The present invention recovers sulfur from a hydrogen sulfide-containing gas, which, in addition to the associated nitrogen reduction effect of using oxygen-enriched air, further enables a reduction in the amount of nitrogen introduced into the system and a reduction in energy consumption. The aim is to provide a method.

ロ.発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明に関わる硫化水素含有ガスから硫黄を回収する
方法は、硫化水素を含有する原料ガス及び酸素含有ガス
を反応燃焼炉に導入し熱的クラウス反応を起させ、その
反応ガスを冷却して硫黄凝縮器で元素硫黄を分離した
後、接触反応器内で接触クラウス反応を行わせ、その反
応ガスを冷却して硫黄凝縮器で更に元素硫黄を分離して
硫黄回収率を高めるクラウス型硫黄回収方法において、
反応燃焼炉へ導入する酸素含有ガスとして酸素濃度30〜
50モル%の富酸素化空気を使用し、該富酸素化空気によ
り供給され硫化水素との反応に使用される酸素量を原料
ガス中の硫化水素量の40〜45モル%とし、且つ反応燃焼
炉出口ガスを1秒以内に700℃以下の温度まで急冷する
ことにより、最終硫黄凝縮器から出る排ガス中の水素濃
度を3容積%以上とすることを特徴とする。
B. Means for Solving the Problems A method for recovering sulfur from a hydrogen sulfide-containing gas according to the present invention comprises introducing a raw material gas containing hydrogen sulfide and an oxygen-containing gas into a reaction combustion furnace to carry out a thermal Claus reaction. After the reaction gas is cooled and the elemental sulfur is separated by a sulfur condenser, a contact Claus reaction is performed in a contact reactor.The reaction gas is cooled and the elemental sulfur is further separated by a sulfur condenser. In the Claus-type sulfur recovery method to increase the sulfur recovery rate,
Oxygen concentration of 30-
Using 50 mol% oxygen-enriched air, the amount of oxygen supplied by the oxygen-enriched air and used for the reaction with hydrogen sulfide is 40 to 45 mol% of the amount of hydrogen sulfide in the raw material gas, and the reaction combustion By rapidly cooling the gas at the furnace outlet to a temperature of 700 ° C. or less within 1 second, the hydrogen concentration in the exhaust gas discharged from the final sulfur condenser is set to 3% by volume or more.

従来の硫黄回収方法は、クラウス反応 を最適に進行させる必要から燃焼用空気量を原料ガス中
のH2Sの3分の1をSO2とH2Oに変換する量、即ち全H2Sの
50モル%に制御することを至上としてきた。
The conventional sulfur recovery method uses the Claus reaction From the amount of combustion air to convert one third of H 2 S in the raw material gas to SO 2 and H 2 O, ie, the total H 2 S
Controlling to 50 mol% has been paramount.

本発明方法では従来法とは異なり、富酸素化空気によ
り供給され硫化水素との反応に使用される酸素量を原料
ガス中の硫化水素量の40〜45モル%に制御し、且つ反応
燃焼炉出口ガスを1秒以内に700℃以下の温度まで急冷
する。
In the method of the present invention, unlike the conventional method, the amount of oxygen supplied by oxygen-enriched air and used for the reaction with hydrogen sulfide is controlled to 40 to 45 mol% of the amount of hydrogen sulfide in the raw material gas, and The outlet gas is rapidly cooled to a temperature of 700 ° C. or less within one second.

これは、反応燃焼炉において、前記 6H2S+3O2→6S+6H2O [3] の熱的クラウス反応ばかりでなく、 H2S→S+H2 [4] で示される硫化水素の熱分解反応をも起こさせるためで
ある。
This is because not only the thermal Clause reaction of 6H 2 S + 3O 2 → 6S + 6H 2 O [3] but also the thermal decomposition reaction of hydrogen sulfide represented by H 2 S → S + H 2 [4] occur in the reaction combustion furnace. It is to make it.

硫化水素との反応に使用される酸素量を原料ガス中の
硫化水素量の40モル%にした場合には、理論上前記
[3]式の熱的クラウス反応が8割、[4]式の熱分解
反応が2割行われ、45モル%にした場合には、理論上前
記[3]式の熱的クラウス反応が9割、[4]式の熱分
解反応が1割行われることになる。
When the amount of oxygen used for the reaction with hydrogen sulfide is set to 40 mol% of the amount of hydrogen sulfide in the raw material gas, theoretically, the thermal Claus reaction of the above formula [3] is 80%, and that of the formula [4] If the thermal decomposition reaction is carried out by 20% and the amount is 45 mol%, 90% of the thermal Claus reaction of the formula [3] is theoretically performed and 10% of the thermal decomposition reaction of the formula [4] is performed. .

ここで、「硫化水素との反応に使用される酸素量」と
言うのは、反応燃焼炉に送入される富酸素化空気中の酸
素量から、硫化水素を含有する原料ガス中に含まれてい
る炭化水素類を燃焼するために消費される酸素量を差し
引いた量を言う。これは炭化水素が優先的に酸素を消費
して燃焼するからである。
Here, the term "amount of oxygen used for the reaction with hydrogen sulfide" refers to the amount of oxygen contained in the source gas containing hydrogen sulfide based on the amount of oxygen in the oxygen-enriched air sent to the reaction combustion furnace. It is the amount obtained by subtracting the amount of oxygen consumed to burn hydrocarbons. This is because hydrocarbons preferentially consume oxygen and burn.

従って本発明の実施に当っては、硫化水素を含有する
原料ガス中に含まれている炭化水素類の割合を考慮し
て、反応燃焼炉に送入する富酸素化空気量を制御する。
Therefore, in the practice of the present invention, the amount of oxygen-enriched air sent to the reaction combustion furnace is controlled in consideration of the proportion of hydrocarbons contained in the raw material gas containing hydrogen sulfide.

また反応燃焼炉出口ガスを1秒以内に700℃以下の温
度まで急冷するのは、前記[4]式による硫化水素の熱
分解により生成した元素硫黄と水素とが再結合して硫化
水素に戻るのを抑制するためである。
Also, the rapid cooling of the reaction combustion furnace outlet gas to a temperature of 700 ° C. or less within 1 second is because elemental sulfur and hydrogen generated by the thermal decomposition of hydrogen sulfide according to the above formula [4] are recombined and returned to hydrogen sulfide. This is to suppress the situation.

従来の硫黄回収装置においては通常排熱ボイラーを用
いてスチームを発生させることにより反応ガスを冷却し
ている。本発明においても同様な排熱ボイラーを使用す
ることが可能であるが、排熱ボイラーでのガス線速を従
来法より高める必要がある。排熱ボイラー入口温度から
700℃までの平均接触時間は1秒以下、好ましくは0.5秒
以下とすることが望ましい。
In a conventional sulfur recovery apparatus, a reaction gas is cooled by generating steam using a waste heat boiler. Although a similar waste heat boiler can be used in the present invention, it is necessary to increase the gas linear velocity in the waste heat boiler compared to the conventional method. From the exhaust heat boiler inlet temperature
The average contact time up to 700 ° C. is desirably 1 second or less, preferably 0.5 second or less.

使用する富酸素化空気の酸素濃度は通常の空気中のそ
れよりも高めたものであればよいが、通常酸素濃度30〜
50%(モル%)の富酸素化空気を使用する。
The oxygen concentration of the oxygen-enriched air to be used may be higher than that of ordinary air, but the oxygen concentration is usually 30 to
50% (mol%) oxygen-enriched air is used.

なぜならば、導入窒素を減少させて反応ガスを減量す
る目的に対しては、酸素濃度約30〜50%の範囲では酸素
濃度の増加に伴なう導入窒素減少効果が顕著であるが、
酸素濃度が50%を超えると酸素濃度の増加に伴なう導入
窒素減少の程度がその効果が小さくなるからである。
Because, for the purpose of reducing the amount of the reaction gas by reducing the introduced nitrogen, the effect of reducing the introduced nitrogen accompanying the increase in the oxygen concentration is remarkable in the range of the oxygen concentration of about 30 to 50%.
This is because, when the oxygen concentration exceeds 50%, the effect of the degree of decrease in the introduced nitrogen accompanying the increase in the oxygen concentration is reduced.

たとえば酸素濃度50%の富酸素化空気を使用した場合
には約75%の系内窒素を減らすことができるが、酸素濃
度80%の富酸素化空気を使用しても約94%の窒素の減少
にしかならない。一方、50%以上に酸素を濃縮するため
にはその製造コストが高くなりコスト低減の目的に反す
る。
For example, when using oxygen-enriched air with an oxygen concentration of 50%, the nitrogen in the system can be reduced by about 75%. Only a decrease. On the other hand, enriching oxygen to 50% or more increases the production cost, which is against the purpose of cost reduction.

50%以下の富酸素化空気は膜分離および吸着分離技術
の進歩により近年安価に得られるようになった。
Oxygen-enriched air of 50% or less has recently become available at a low cost due to advances in membrane separation and adsorption separation techniques.

本発明に適する原料ガスは硫化水素を70モル%以上含
むことが望ましい。これ以下の場合には熱的クラウス反
応及び硫化水素の熱分解反応を進行させるに必要な燃焼
温度を得ることが困難となる。複数の原料ガスを処理す
るときには混合後の硫化水素濃度に対してこの基準は適
用される。しかしながら原料ガス中に多量の炭化水素類
を含む場合には硫化水素濃度が70モル%以下であっても
所望の燃焼温度に到達可能である。
The source gas suitable for the present invention desirably contains hydrogen sulfide in an amount of 70 mol% or more. Below this range, it is difficult to obtain the combustion temperature required to advance the thermal Claus reaction and the thermal decomposition reaction of hydrogen sulfide. When processing a plurality of source gases, this criterion is applied to the hydrogen sulfide concentration after mixing. However, when the raw material gas contains a large amount of hydrocarbons, a desired combustion temperature can be reached even when the hydrogen sulfide concentration is 70 mol% or less.

H2Sの熱分解を促進するためには、反応燃焼炉におけ
る燃焼温度は高いほど好ましく、少なくとも1400℃以上
とすることが望ましい。これは富酸素化空気と硫化水素
濃度70モル%以上の原料ガスを使用することにより達成
される。
In order to promote the thermal decomposition of H 2 S, the combustion temperature in the reaction combustion furnace is preferably as high as possible, and preferably at least 1400 ° C. or higher. This is achieved by using oxygen-enriched air and a source gas having a hydrogen sulfide concentration of 70 mol% or more.

クラウス反応の転化率の面からも高温の方が有利であ
る。しかしながら炉の耐火材のコストの面から上限は20
00℃とするのが実用的で、通常の操業条件としては1400
〜1800℃の範囲が好ましい。
Higher temperatures are also advantageous in terms of the conversion of the Claus reaction. However, the upper limit is 20 due to the cost of furnace refractory.
It is practical to set the temperature to 00 ° C, and the normal operating condition is 1400
A range of 11800 ° C. is preferred.

原料ガス中のH2S濃度によっては所定の燃焼温度に達
しない場合には原料ガス及び/または富酸素化空気を予
熱することが有効である。
If the predetermined combustion temperature is not reached depending on the H 2 S concentration in the source gas, it is effective to preheat the source gas and / or the oxygen-enriched air.

実施例1 第1図に示した装置を使用し、第1表に示す組成の原
料ガス240.0Kgモル/hr(H2S:210.91Kgモル/hr)及び富
酸素化空気(O2濃度31%)320.0Kgモル/hr(O2:99.2Kg
モル/hr)を反応燃焼炉に送入して熱的クラウス反応を
起させ、その反応ガスを排熱ボイラー700℃まで0.2秒で
急冷して元素硫黄を分離した後、補助バーナー(3段で
原料ガス合計16.1Kgモル/hr使用)で反応ガスを加熱し
て接触クラウス反応を行わせた場合のデータを第2表に
示す。この場合の、反応燃焼炉に送入される酸素のうち
原料ガス中のメタンの燃焼のために消費される酸素を除
いた、硫化水素との反応に使用される酸素と硫化水素と
のモル比(O2/H2Sモル比)は0.407である。
Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, the raw material gas having the composition shown in Table 1 was 240.0 kgmol / hr (H 2 S: 210.91 kgmol / hr) and oxygen-enriched air (O 2 concentration: 31%) ) 320.0Kg mol / hr (O 2 : 99.2Kg)
Mol / hr) into the reaction combustion furnace to cause a thermal Claus reaction. The reaction gas is rapidly cooled to 700 ° C in the exhaust heat boiler in 0.2 seconds to separate elemental sulfur, and then the auxiliary burner (3 stages) Table 2 shows data obtained when the reaction gas was heated to perform a catalytic Claus reaction by using a total of 16.1 kgmol / hr of the raw material gas. In this case, the molar ratio between oxygen and hydrogen sulfide used for the reaction with hydrogen sulfide, excluding oxygen consumed for the combustion of methane in the raw material gas, of the oxygen fed to the reaction combustion furnace (O 2 / H 2 S molar ratio) is 0.407.

実施例2 富酸素化空気流量を33.51Kgモル/hr(O2:103.88Kgモ
ル/hr)とし、反応ガスを排熱ボイラーで700℃まで0.5
秒で急冷する以外は実施例1と同様な試験を行った場合
のデータを第2表に示す。この場合の、反応燃焼炉に送
入される酸素のうち原料ガス中のメタンの燃焼のために
消費される酸素を除いた、硫化水素との反応に使用され
る酸素と硫化水素とのモル比は0.429である。
Example 2 The flow rate of oxygen-enriched air was set to 33.51 Kg mol / hr (O 2 : 103.88 Kg mol / hr), and the reaction gas was heated to 700 ° C. with an exhaust heat boiler to 0.5 ° C.
Table 2 shows data obtained when the same test as in Example 1 was performed except that the sample was rapidly cooled in seconds. In this case, the molar ratio between oxygen and hydrogen sulfide used for the reaction with hydrogen sulfide, excluding oxygen consumed for the combustion of methane in the raw material gas, of the oxygen fed to the reaction combustion furnace Is 0.429.

実施例3 富酸素化空気流量を345.7Kgモル/hr(O2:107.17Kgモ
ル/hr)とし、反応ガスを排熱ボイラーで700℃まで0.7
秒で急冷する以外は実施例1と同様な試験を行った場合
のデータを第2表に示す。この場合の、反応燃焼炉に送
入される酸素のうち原料ガス中のメタンの燃焼のために
消費される酸素を除いた、硫化水素との反応に使用され
る酸素と硫化水素とのモル比は0.445である。
Example 3 The flow rate of oxygen-enriched air was set to 345.7 kgmol / hr (O 2 : 107.17 kgmol / hr), and the reaction gas was heated to 700 ° C. by a waste heat boiler to 0.7 ° C.
Table 2 shows data obtained when the same test as in Example 1 was performed except that the sample was rapidly cooled in seconds. In this case, the molar ratio between oxygen and hydrogen sulfide used for the reaction with hydrogen sulfide, excluding oxygen consumed for the combustion of methane in the raw material gas, of the oxygen fed to the reaction combustion furnace Is 0.445.

比較例1 富酸素化空気流量を366.8Kgモル/hr(O2:113.71Kgモ
ル/hr)とし、反応ガスを排熱ボイラーで700℃まで1.7
秒で冷却する以外は実施例1と同様な試験を行った場合
のデータを第2表に示す。この場合の、反応燃焼炉に送
入される酸素のうち原料ガス中のメタンの燃焼のために
消費される酸素を除いた、硫化水素との反応に使用され
る酸素と硫化水素とのモル比は0.476である。
Comparative Example 1 The oxygen-enriched air flow rate was 366.8 Kg mol / hr (O 2 : 113.71 Kg mol / hr), and the reaction gas was heated to 700 ° C. with an exhaust heat boiler at a temperature of 1.7 ° C.
Table 2 shows data obtained when the same test as in Example 1 was performed except for cooling in seconds. In this case, the molar ratio between oxygen and hydrogen sulfide used for the reaction with hydrogen sulfide, excluding oxygen consumed for the combustion of methane in the raw material gas, of the oxygen fed to the reaction combustion furnace Is 0.476.

第2表から、実施例1、2及び3で比較例よりも明ら
かにテールガス量が減少しており、装置自体を小さくで
きることがわかる。またインシネレータにおける燃料使
用量は大巾に削減されることがわかる。テールガスの減
少比率よりも燃料ガスの削減率が大きいのは、テールガ
ス中に水素が多く含まれ、その一部がインシネレータで
燃焼するためである。
From Table 2, it can be seen that the tail gas amount is clearly reduced in Examples 1, 2 and 3 as compared with the comparative example, and the apparatus itself can be made smaller. It can also be seen that the amount of fuel used in the insulator is greatly reduced. The reason why the reduction rate of the fuel gas is larger than the reduction rate of the tail gas is that a large amount of hydrogen is contained in the tail gas, and a part of the hydrogen is burned by the incinerator.

反応燃焼炉に供給される富酸素化空気中の酸素量と原
料ガス中の硫化水素の比率を低下させても硫黄回収率は
変らず、むしろ増加傾向にある。
Even if the ratio of the amount of oxygen in the oxygen-enriched air supplied to the reaction combustion furnace to the ratio of hydrogen sulfide in the raw material gas is reduced, the sulfur recovery rate does not change, but rather increases.

作用 反応燃焼炉へ導入する酸素含有ガスとして富酸素化空
気を使用し、該富酸素化空気により供給され硫化水素と
の反応に使用される酸素量を原料ガス中の硫化水素量の
40〜45モル%とすることにより、反応燃焼炉では熱的ク
ラウス反応と同時に硫化水素の熱分解反応が進行し、且
つ反応燃焼炉出口ガスを1秒以内に700℃以下の温度ま
で急冷することにより、熱分解により生成した元素硫黄
と水素とが再結合して硫化水素に戻ることは抑制され
る。その結果、O2/H2Sモル比を減少させたにも拘らず硫
黄回収率は低下せず、反応系内のガス量が減少し、装置
のコンパクト化、消費エネルギーの減少をもたらす。
Using oxygen-enriched air as the oxygen-containing gas to be introduced into the reaction combustion furnace, the amount of oxygen supplied by the oxygen-enriched air and used for the reaction with hydrogen sulfide is calculated as the amount of hydrogen sulfide in the raw material gas.
By setting the content to 40 to 45 mol%, the thermal decomposition reaction of hydrogen sulfide proceeds simultaneously with the thermal Claus reaction in the reaction combustion furnace, and the outlet gas of the reaction combustion furnace is rapidly cooled to a temperature of 700 ° C or less within 1 second. Thereby, the recombination of elemental sulfur and hydrogen generated by thermal decomposition to return to hydrogen sulfide is suppressed. As a result, the sulfur recovery rate does not decrease despite the decrease in the O 2 / H 2 S molar ratio, the gas amount in the reaction system decreases, and the apparatus becomes compact and energy consumption decreases.

ハ.発明の効果 反応ガス量が減少するので装置がコンパクトになる。C. Effect of the Invention The apparatus becomes compact because the amount of reaction gas is reduced.

インシネレータの燃料を削減できる。Insulator fuel can be reduced.

水素が副生するのでテールガス処理装置で還元ガスを
使用する必要がなくなる。
Since hydrogen is produced as a by-product, there is no need to use a reducing gas in the tail gas treatment device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はクラウス型硫黄回収装置のプロセスフローを説
明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a process flow of a Claus-type sulfur recovery device.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】硫化水素を含有する原料ガス及び酸素含有
ガスを反応燃焼炉に導入し熱的クラウス反応を起させ、
その反応ガスを冷却して硫黄凝縮器で元素硫黄を分離し
た後、接触反応器内で接触クラウス反応を行わせ、その
反応ガスを冷却して硫黄凝縮器で更に元素硫黄を分離し
て硫黄回収率を高めるクラウス型硫黄回収方法におい
て、反応燃焼炉へ導入する酸素含有ガスとして酸素濃度
30〜50モル%の富酸素化空気を使用し、該富酸素化空気
により供給され硫化水素との反応に使用される酸素量を
原料ガス中の硫化水素量の40〜45モル%とし、且つ反応
燃焼炉出口ガスを1秒以内に700℃以下の温度まで急冷
することにより、最終硫黄凝縮器から出る排ガス中の水
素濃度を3容積%以上とすることを特徴とする硫化水素
含有ガスから硫黄を回収する方法。
A raw material gas containing hydrogen sulfide and an oxygen-containing gas are introduced into a reaction combustion furnace to cause a thermal Claus reaction,
After cooling the reaction gas and separating elemental sulfur with a sulfur condenser, a catalytic Claus reaction is performed in the contact reactor, and the reaction gas is cooled, and elemental sulfur is further separated with a sulfur condenser to recover sulfur. In a Claus-type sulfur recovery method that increases the oxygen concentration, the oxygen-containing gas
30 to 50 mol% of oxygen-enriched air is used, the amount of oxygen supplied by the oxygen-enriched air and used for the reaction with hydrogen sulfide is 40 to 45 mol% of the amount of hydrogen sulfide in the raw material gas, and The hydrogen concentration in the exhaust gas discharged from the final sulfur condenser is increased to 3% by volume or more by rapidly cooling the outlet gas of the reaction combustion furnace to a temperature of 700 ° C. or less within 1 second. How to collect.
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