JPH05508615A - 硫化水素を含む少なくとも一種のイオウ化合物含有ガスおよび燃料流出物からイオウを製造する方法ならびに熱反応器 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 硫化水素を含む少なくとも一種のイオウ化合物含有ガスおよび燃料流出物からイ オウを製造する方法ならびに熱反応器発明の詳細な説明 本発明は、Ｈ２Ｓを含む少なくとも一種のイオウ化合物含有ガスと、気体または 液体の燃料流出物とからイオウを製造する方法に関する。さらに、該方法を実施 するのに使用できる熱反応器に関する。

クラウス方法による硫化水素を含むイオウ化合物含有ガスからのイオウの製造は 、硫化水素を遊離酸素含有ガスの酸素によって制御酸化することから成り、この 酸化期間は、触媒との接触により延長される。硫化水素を含むイオウ化合物含有 ガスが熱反応工程に送られると、遊離酸素を含むガスの存在下、制御燃焼により 硫化水素の約３分の１がＳ０２に変わり、ある一定量のイオウが生成する。次い で、熱反応工程で得られた気体の反応混合物を間接的に冷却すると、蒸気を生成 することにより、それに含まれる熱エネルギーを回収することができ、冷却され た混合物は凝縮工程に送られて、気体混合物に存在するイオウを凝縮により分離 する。この段階ではまだ非常に不完全であるイオウの製造をさらに行うために、 凝縮工程で得られる気体の混合物を再加熱し、適当な触媒を含む触媒反応工程に 送ると、該混合物に存在するＳＯおよびＨ２Ｓが該触媒と接触して互いに反応し 、新たに一定量のイオウを生じる。触媒による反応は、一般に２または３個の触 媒ゾーンを必要とし、各々のゾーンの前には、処理すべき気体混合物用のヒータ ーが、その後ろには、生成するイオウを分離するコンデンサーがある。最後の触 媒ゾーンから得られる残留気体は、Ｈ２Ｓ１Ｓ０２、イオウ蒸気および／または ｖｅｓｉｃｕｌａｒ　イオウ、ＣＯＳならびにＣ８２などのイオウ化合物をまだ 少量含んでおり、大気中に排出するための焼却工程に送る前、所望により精製工 程に送るが、ここでもイオウ化合物はまだ高比率で該残留気体中に残っている。

場合によっては、熱反応工程での気体燃料流出物の燃焼を、Ｈ２Ｓの制御酸化を 伴うように行う必要がある可能性がある。

すなわち、残留ガスまたは、イオウ化合物、特に有機イオウ化合物および恐らく はアンモニアもしくはアンモニア生成化合物を含む液体から成る燃料流出物を利 用する場合は、上記した燃焼により、燃料流出物中のイオウおよび窒素化合物を 分解して、該イオウ化合物からＳ０２を生成することができ、このＳ　Ｏ２は、 イオウ化合物含有ガス中のＨ２Ｓの制御酸化により生成するＳ０２に加える。上 記とは別の種類の燃焼例は、熱反応工程でＨ２Ｓの少ないイオウ化合物含有ガス を処理する際に見られ、そのとき、燃料流出物は加熱ガスから成り、その燃焼に より、熱反応工程の温度を、Ｈ２Ｓの少ないイオウ化合物含有ガスの制御酸化だ けでは得られない必要温度に上げることができる。

クラウスのイオウ製造プラントの熱反応段で運転しながら、一方では気体または 液体の燃料流出物の燃焼を行い、他方ではイオウ化合物含有ガスのＨ２Ｓの制御 酸化を行うという公知の同時製造方法では、クラウスプラントの続く触媒工程で の処理に必要な品質を有する反応ガス流、すなわち、Ｈ５ＳＳ０２およびイオウ 蒸気は含み、ＮＨ３、Ｓ０３、炭化水素および酸化窒素の不純物は実質的に含ま ないガス流を熱反応段の出口で得るための条件を完全に満たしながら、広範囲の 流量および組成物に対してこの処理を行うことはできない。

本発明の目的は、クラウスのイオウ製造方法の熱反応段において、Ｈ５１Ｓｏ２ およびイオウ蒸気は含み、上記で挙げた不純物は実質的に含まない反応ガス流が 、広範囲の流量および組成−にわたって、熱反応段の出口で得られるような条件 下で、気体または液体の燃料流出物の全燃焼および少なくとも一種のイオウ化合 物含有ガスのＨ２Ｓの制御酸化を同時に行うことが可能な方法を提供することで ある。

従って、本発明の方法は、Ｈ２Ｓを含む少なくとも一種のイオウ化合物含有ガス 、および気体または液体の燃料流出物からイオウを製造する方法であって、熱反 応段で、イオウ化合物含有ガス中のＨ２Ｓの制御酸化および燃料流出物の完全燃 焼を行ってＨＳ、ＳＯ２およびイオウ蒸気を含む気体流を作る熱反応工程、該気 体流を間接的に冷却して凝縮によりイオウを分離する次の工程、ならびに冷却工 程で得られた気体流に対して行う、その次の触媒反応工程を含む方法において、 熱反応工程が、気体または液体の燃料流出物の燃焼を、その燃料流出物の完全燃 焼に必要な理論量に対して過剰量の遊離酸素含有ガスとともに熱反応段の第一ゾ ーンで行い、その過剰分は、処理すべき全イオウ化合物含有ガスのＨ５の約３分 の１をＳ０２に酸化するのに必要な遊離酸素含有ガスの理論量よりも小さく；第 一のイオウ化合物含有ガス流を熱反応段の該第一ゾーンに入っている燃料流出物 の燃焼による煙の中に注入し；第一ゾーンで得られた気体物質を受け取る熱反応 段の第二ゾーン中で第二のイオウ化合物含有ガス流を制御量の遊離酸素含有ガス によって不完全燃焼させて、触媒反応工程で得られるガスのＨ２Ｓ：Ｓ０２モル 比を予め決めた値（特に約２＝１）になるようにし；箪−および第二のイオウ化 合物含有ガス流の流量が、熱反応段の第二ゾーン中で第二のイオウ化合物含有ガ ス流を不完全燃焼させるときの温度が８５０℃（特に９２０℃）より高（なるよ うに調整することにより行われることを特徴とする方法である。

本発明方法によれば、燃料流出物は、過剰量の遊離酸素含有ガスの存在下で完全 に燃焼する。また、熱反応段の第一ゾーンでの該燃焼による酸化連中で処理すべ きイオウ化合物含有ガスの余液の一部を第一のイオウ化合物含有ガス流として注 入すると、熱反応段の第二ゾーンにおいて第二のイオウ化合物含有ガス流の燃焼 を行うバーナーの温度を充分高＜　（８５０℃、特に９２０℃より高く）するこ とができ、火炎安定性を確実にするとともに触媒反応工程の出口で所望のＨＳ： Ｓ０２モル比を得ることができる。上記で挙げた利点の他に、本発明方法は、公 知方法と比較すると、より流量の多い液体または気体の燃料流出物を一定の全イ オウ化合物含有ガス流量において処理することができる。

本発明方法の実施に有利な態様においては、熱反応段の第二ゾーンで得られたガ ス流をガス滞留ゾーンに通し、該ガス流の温度を該第二ゾーンの出口温度に等し いかその前後の温度に保持した後、触媒反応工程の前の冷却工程に送る。

熱反応段の各ゾーン（ガス滞留ゾーンがある場合はそれを含む）のガスの滞留時 間はかなり変えることができ、各々が全く異なっていてもよいし、あるいは、実 質的に等しくてもよい。

各々の滞留時間として好ましいのは、特に０．２〜２秒である。

本発明方法にしたがって処理される東−および／または第二のイオウ化合物含有 ガス流は炭化水素を含んでいてもよく、その全濃度は、０．２〜１０体積％、特 に０．５〜５体積％であ本発明方法で使用する第一および第二のイオウ化合物含 有ガス流は、２橿原のイオウ化合物含有ガスから成っていてもよく、それらのＨ ２Ｓ含量は同じでも異なっていてもよい。第一のイオウ化合物含有ガス流を構成 するイオウ化合物含有ガスのＨ２Ｓ含量は、第二のイオウ化合物含有ガス流を成 すイオウ化合物含有ガスよりも少ないのが有利である。また、第一および第二の イオウ化合物含有ガス流が各々、単一のイオウ化合物含有ガスの一部およびその 残りの部分から成っていてもよい。

本発明方法の一態様によれば、燃料流出物が、ＳＯ２に酸化されうるイオウ化合 物、特に有機硫化物（例えば、二硫化ジメチルおよび二硫化ジエチルなどの二硫 化アルキル）および恐らくアンモニアまたはＨＣＮなどの窒素化合物を含む気体 または液体の残留流出物であり、一方、少なくとも第二のイオウ化合物含有ガス 流のＨ２Ｓ含量は１５体積％より高く、燃料流出物の流量ならびに第一および第 二のイオウ化合物含有ガス流の全流量は、燃料流出物の燃焼中に生じるＳ０２の モル流量Ｘが両方のイオウ化合物含有ガス流によるＨ２Ｓの全モル流量Ｙの半分 より小さく、遊離酸素含有ガスの過剰分は、その酸素のモル流量が、燃料流出物 の完全燃焼に必要な理論量に関する、（Ｙ−２Ｘ）／２より小さい。

本発明方法の別の態様によれば、燃料流出物が加熱ガスから成り、一方、第一お よび第二のイ才つ化合物含有ガス流のＨ２Ｓ含量は３５体積％より少ない。

必要であれば、熱反応段に送る反応物、すなわち燃料流出物、イオウ化合物含有 ガスおよび空気は、その段に注入する前に、約５００℃までの温度に予め加熱し ておいてもよい。

燃料流出物の燃焼およびイオウ化合物含有ガスの第二部分の不完全燃焼に使用す る遊離酸素含有ガスは、一般には空気であるが、純粋な酸素、酸素の多い空気ま たは、酸素と窒素以外の一種以上の不活性ガスとを種々の割合で含む他の混合物 を使用することもできる。

反応物を予備加熱し、および／または酸素の多い空気もしくは純粋な酸素を使用 すると、特に、Ｈ２Ｓの少ないイオウ化合物含有ガスの処理を、熱反応段の第二 ゾーンでこれらのイオウ化合物含有ガスの燃焼温度を上げることにより行うこと ができ本発明は、さらに、本発明方法の熱反応工程を行う熱反応段を構成するの に使用できる熱反応器に関する。

該熱反応器は、気体または液体の燃料流出物の供給手段と流量調節可能な遊離酸 素含有ガスの供給手段とを有するバーナー（例えば、軸流、ラジアルまたは貫流 バーナー）を備える閉口端部と、出口を形成する開口部を有する端部とを備え、 耐火勧賞でできた第−室、ならびに第−室の下流側に位置し、策−室の出口と通 じる入口と出口を形成する開口部とを有する耐火物質でできた第二室を含み、禦 二室がさらに、第二のイオウ化合物含有ガス流の供給手段および流量調節手段な 遊離酸素含有ガスの供給手段を有するバーナー（例えば、ラジアルまたは貫流バ ーナー）を備えた反応器において、一方では第一のイオウ化合物含有ガス流を第 −室に注入する手段を含み、他方では、第一および第二のイオウ化合物含有ガス 流の流量比をどちらかの流量に影響を及ぼすことにより制御するように配置され た流量調節手段を含むことを特徴とする反応器である。

熱反応器の東−室に篇−のイオウ化合物含有ガス流を注入する手段は、該反応器 の第二室に第二のイオウ化合物含有ガス流を供給する手段に連結してもよく、そ の結果、篇−のイオウ化合物含有ガス流は単一のイオウ化合物含有ガスの第一の 部分を構成し、蟇二のイオウ化合物含有ガス流はその単一のイオウ化合物含有ガ スの残りの部分を成す。

好ましい態様によれば、熱反応器の第−室は、該第−室の長袖に垂直で、バーナ ーと該第−室に備えられた第一のイオウ化合物含有ガス流の注入手段との間に配 置された、耐火物質製の多孔性壁によって二つの部分に分けられる。

また、熱反応器は、耐火物質でできた第三室を含んでもよく、この第三室は、耐 火物質でできた多孔性の仕切りによって第二室の出口と通じる入口および熱反応 器の出口を形成する開口部を有する。

熱反応器の異なる室全部を同じ単一の金属容器内に配置してもよい。

熱反応器が２室から成る場合は第三室の出口、または熱反応器が３室から成る場 合は第三室の出口が熱反応器の出口となる。

クラウスのイオウ製造方法を使用するプラントでは、この出口は一般に、循環水 と熱反応器で生じた熱ガスとの間の間接的熱交換により蒸気を生成する熱回収ボ イラーの入口と通じている。

本発明の他の特徴および利点は、図面を参照して説明する以下の記載により明ら かになるであろう。ただし、以下の説明は本発明を限定するものではない。なお 、図１は、本発明方法を実施するための基本的プラントを示す図であり、図２ａ は、図１のプラントで使用する熱反応器の長軸を通る平面に沿って切断した断面 図であり、図２ｂは、図２ａの熱反応器の長軸に垂直で、イオウ化合物含有ガス を該反応器の第−室に注入する手段を通る平面沿って切断した横断面図である。

図１に示すプラントは、第一熱反応室２、東二熱反応室３および高温滞留室４を 含む熱反応器１を含み、これらの室は実質的に円筒状で同軸である。耐火物質で できたこれらの室は上記の順で直列に配置しており、その各々は、最初の二つが オリフィス（不図示）によって、後の二つが耐火物質でできた多孔性の仕切り５ によってその次の室に通じている。第一の熱反応室には、輸液バーナー６が取り つけてあり、該バーナーには、液体または気体の燃料流出物を供給するための導 管７および遊離酸素含有ガスを供給するための導管８が備えられている。第−室 は、耐火物質でできた横断多孔性壁４８によって二つの部分に分けられる。第二 の熱反応室には、第二室の第−室に近い端部付近で第二室に通じているラジアル バーナー９が備わっており、該バーナーは、イオウ化合物含有ガスを供給するた めの導管１０および遊離酸素含有ガスを供給するための導管１１を有し、後者の 導管には、サーボ機構２７の作用により制御できる開口部を有するバルブ１２が 取りつけられている。開口が調節可能なバルブ２８を備えた導管１３が導管１０ の分岐管として取りつけられ、多孔性壁４８の下流側で熱反応器の第−室２に通 じているので、導管１０を流れる単一のイオウ化合物含有ガスの一部を第−室に 供給することができる。イオウ化合物含有ガスのその一部は第一のイオウ化合物 含有ガス流を構成し、バーナー９に到達する残りの部分は第二のイオウ化合物含 有ガス流となる。

熱反応器の出口、すなわち該反応器の室４の出口は、熱回収ボイラー１４に連結 しており、該ボイラーは、間接的熱交換によって作動し、導管１５から導入され る水によって蒸気を生成する。生成した蒸気は、導管１６によって除去される。

イオウを分離するためのコンデンサー１７は、熱回収ボイラーの出口に配置され 、該コンデンサーには液体のイオウを除去するための導管１８が備えられている 。コンデンサー１７の出口は、触媒反応段１９の入口に連結している。触媒反応 段は普通、直列に取りつけられた２または３個の触媒コンバーターを含み、各コ ンバーターの前には処理すべきガス混合物用のヒーターが、その後ろにはイオウ を分離するためのコンデンサーが取りつけである。最後の触媒コンバーターの後 ろにあるコンデンサーを２０で示す。該コンデンサーは、液体のイオウを除去す るための導管２１を有する。焼却炉２２がこのコンデンサーの後ろにあり、煙突 ２３と連結している。適切であれば、さらに、公知の任意のタイプの精製段をコ ンデンサー２０と焼却炉２２との間に入れてもよい。負性フィードバック制御用 として公知の制御手段２４を使用して、触媒反応段１９を出てコンデンサーで冷 却された残留ガスの試料分析を行い、そのＨ２ＳおよびＳｏ２含量を測定する。

該試料はサンプリングライン２５によって採取され、この分析結果によって、サ ーボ機構２７０指令信号２６が出される。その信号は、バルブ１２の開口を制御 し、導管１１によってバーナー９に供給される遊離酸素含有ガスの流量を、触媒 反応段１９を出るガスのＨ２Ｓ：Ｓ０２モル比が選択値（一般には２：１）で維 持されるように調節する。導管１３に取りつけられたバルブ２８の開口度は、比 例測定器（図示していない）によって調節され、該導管１３中のイオウ化合物含 有ガスの流量を決定し、およびその結果として、導管１０によって供給されるイ オウ化合物含有ガス流から得られ、各々、室２およびバーナー９に注入されるイ オウ化合物含有ガス画分の流量比を決定する。バルブ２８の開口度の調節は、バ ーナー９の火炎温度を所望の値に維持することのできる負性フィードバック制御 方法によって行うこともできる。

図２ａおよび図２ｂで各々、長手断面図および横断面図を示した熱反応器は、図 １で示した熱反応器に対応するが、さらに細部を記載している。対応する部分は 同一の参照番号で示した。

第一および第二の熱反応室２および３ならびに高温滞留室４はここでも直列に連 結しており、これらの室の境界は、耐火性の壁、すなわち東−室２の場合は３０ ．第二室３の場合は３１および高温滞留室４の場合は３２でできている。第−室 ２および第二室３はオリフィス３３によって通じており、第二室３および高温滞 留室４は多孔性の仕切り５によって通じている。熱反応室３から最も離れた熱反 応室２の端部には細流バーナー６が配置されている。該バーナーはバーナーヘッ ド３４を含み、気体または液体の燃料流出物を供給するための導管７に連結して おり、該第−室２の耐火性壁でできたオリフィス３５によって第−室２に通じて いる。ケーシング３６はバーナー６を取り囲み、第−室２の端部３７とともに空 間３８を規定し、遊離酸素含有ガスを供給する導管８がその空間に通じている。

第−室２は、そこを横断する多孔性壁４８によって二つの部分に分けられる。ラ ジアルバーナー９が第二室３の壁３１にはめ込まれており、イオウ化合物含有ガ ス供給導管１０に連結しているこのバーナーのヘッド３９は、その壁３１ででき たチャンネル４０に通じ、熱反応室３と放射方向に通じている。バーナー９はケ ーシング４１によって取り囲まれ、開口が調節可能なバルブ１２を備えた遊 超酸素含有ガスの供給導管１１がそのケーシングに通じている。

熱反応器の開口端４２は同時に高温ガス滞留室４の出口でもあり、クラウスプラ ントの熱回収ボイラー１４に連結している。

該ボイラーは高温ガス滞留室４に隣接して付いている。

イオウ化合物含有ガスを第−室２に注入するシステム４３は、多孔性壁の下流側 で、第二室３近くの東−室に備えてあり、該システムは導管１０の分岐管として 取りつけられた導管１３に連結している。このシステム４３は、第−室２に注入 されるイオウ化合物含有ガスとバーナー６によって第一室中に生じる燃焼炎とを 完全に混合することができるものであれば公知のどの種のものでもよい。該シス テム４３は、例えば、東−室２を取り囲み、導管１０の分岐管として取りつけら れた導管１３に連結した管状の冠リング４４および複数の管状部材４５（そのう ちの４個を図に示す）を含む。管状部材は各々、一端４６によって冠リング４４ に連結し、第−室２の壁３０を通過して、他端４７により、纂−室に接して通じ ている。

本発明方法の実施は次のように行う。

気体または液体の燃料流出物を導管７によりバーナー６に供給し、燃料流出物の 完全燃焼に必要な理論量に関して過剰である適量の遊離酸素含有ガスを導管８に よって供給する。こうして生じる可燃性混合物を燃焼させ、酸化条件下で行われ るこの燃焼により得られるガスまたは煙を、導管１３によりイオウ化合物含有ガ ス流１０から分岐して、注入システム４３により第−室２に注入されるイオウ化 合物含有ガス画分から成る第一のイオウ化合物含有ガス流に触れさせる。燃焼に より生じた酸化煙との接触により、該イオウ化合物含有ガス画分のＨ２Ｓの一部 がＳＯ２およびイオウに酸化され、該画分に含まれる痕跡量の炭化水素は完全に 分解され、該煙に存在した酸素は実質的に全部消費される。第一熱反応室２で上 記接触により得られる気体物質は、オリフィス３３を通過することにより第二熱 反応室３に流れる。オリフィスの形状は、該化合物に含まれる酸素を消費するた めに、該化合物の均一化が促進されるように選択する。導管１０を流れ、導管１ ３によって分岐されないイオウ化合物含有ガス画分によって生じる第二のイオウ 化合物含有ガス流はバーナー９に供給され、一方、触媒反応工程で得られるガス のＨＳ：ＳＯ２モル比が選択値（一般には約２：１）になるような適量の遊離酸 素含有ガスは、導管１１により、制御された流量でチャンネル４０に供給される 。こうして得られる可燃性混合物は８５０℃、特に９２０℃より高い燃焼温度で 燃える。この温度は、バーナー９の出口で安定な炎を得るため、およびバーナー ９に供給されるイオウ化合物含有ガス流に存在する可能性がある痕跡量の炭化水 素の完全燃焼を行うのに適している。バーナー９で作られる燃焼ガスを、熱反応 室３で、第−室２からの気体物質と混合して、Ｈ２Ｓ、Ｓｏ、、およびイオウ蒸 気を含むガス混合物を作る。該ガス混合物は還元剤である。

熱反応ゾーン２中で過剰の遊離酸素含有ガスとともに燃焼を行う燃料流出物がイ オウ化合物およびアンモニアまたはＨＣＮなどの窒素化合物を含む場合は、燃料 流出物の燃焼中に生じた可能性がある酸化窒素およびＳ０３の全還元が、該ガス 混合物により可能である。熱反応室３で得られたガス混合物が耐火性の多孔性璧 ５を通過すると、この混合物の質がさらに改善され、さらに高温滞留室４（温度 はまだ９００℃より高い）に留まる。

高温滞留室の出口を通って熱反応器を出た、Ｈ２Ｓ１ＳＯ２およびイオウ蒸気を 含むガス流は、熱回収ボイラー１４で最初の冷却を受け、次いでコンデンサー１ ７でより強い冷却を受ける。

コンデンサー１７では、該ガス流にあるイオウの一部が凝縮し、導管１８によっ て除去できる。

次いで、コンデンサー１７を出たガス流は、再加熱された後、触媒変換段１９に 入り、そのガス流にまだ含まれている一定量のＨ３およびＳｏ２をイオウに変え る。触媒変換段を出たガスはコンデンサー２０に入ってイオウが分離され、次い で、焼却炉２２に入って最終的に残ったイオウ化合物をＳ　Ｏ２に変えた後、煙 突２３によって大気に排出される。触媒変換段の出口でのＨＳ：Ｓ０２モル比は 、制御手段２４の作用により、選択値（一般には２：１）に維持される。制御手 段は、酸素含有ガスをバーナー９に供給するための導管１１に固定されたバルブ １２の開口度を調節するサーボ機構２７を作動させる。

また、該ＨＳ：Ｓ０２モル比は、バーナー９に導入されるイオウ化合物含有ガス 流に比例する大部分の遊離酸素含有ガス流を図示していない導管によってバーナ ー９に供給し、遊離酸素含有ガスの少量の追加流を導管１１によって導入し、該 追加流の制御を、制御手段２４によって作動するサーボ機構の作用により、導管 １１に固定されたバルブ１２の開口度を調節することにより選択値に維持するこ ともできる。

次に、本発明の記載を補足するために、本発明方法を実施した３つの実施例を以 下に示す。

実施例ｌ Ｈ２Ｓの少ないイオウ化合物含有ガスと、加熱ガスから成る気体の燃料流出物と を本発明により同時に処理することによりイオウの製造を試みた。

イオウ化合物含有ガスは、２５体積％のＨ２Ｓ−７ｏ−３体積％のＣｏ、４体積 ％のＨ２０，０，４体積％のＣＨ４、０，２体積％のＣ２Ｈ６および０．１体積 ％のベンゼンを含み、加熱ガスは、７１．６体積％のメタン、１０体積％のエタ ン、４．６体積％のＣ３以上のアルカン、０．５体積％のＣ０１０，５体積％の Ｈ２，７体積％の窒素、６．７体積％の２ゝ Ｃ２Ｈ４，１−８体積％のＣ）Ｉ３ＳＨ，１体積％のＨ２Ｓおよび０．６体積％ のＣＯ２を含む。

図１・２ａおよび２ｂを参照して説明したのと同様の７々イロツトプラント中で 操作を行った。すなわち、二つの熱反応室および高温ガス滞留室を含む熱反応器 を使用した。気体の燃料流出物およびイオウ化合物含有ガスの一部の燃焼を行う ために使用した遊離酸素含有ガスは空気であった。

気体の燃料流出物、すなわち加熱ガス、および関与する燃焼空気は、各々、５８ および１００℃の温度下、３８．４キロモル／時および６８２キロモル／時の流 量で第一熱反応室（室２）に供給した。バーナー６付近の第一熱反応室の温度は 約１５００℃であった。

第一熱反応室での加熱ガスの燃焼により、７３体積％の窒素、１３体積％のＨ２ ０，７，３体積％の酸素、６．６体積％のＣｏ　および０．１体積％のＳ　Ｏ２ を含み、温度が１５００℃である酸化煙が７２３．７キロモル／時の流量で得ら れた。

温度２００℃、流量１２００キロモル／時で導管１０により供給されるイオウ化 合物含有ガスは、バルブ２８の開口を比例測定装置により適切に制御することに より、導管１３に流れる流量７０７．８キロモル／時の第一画分およびバーナー ９への供給に使用する流量４９２．２キロモル／時の第二画分に分けられた。

イオウ化合物含有ガスの該第−画分は、注入システム４３によって第一熱反応室 に注入し、過剰の空気中で行われた加熱ガスの燃焼により該策−室で得られた酸 化煙と混合した。

次いで、この混合により得られた気体物質は、オリフイス３３を通って第二熱反 応室に流れた。該物質の温度は９５８℃であり、４体積％のＨ３，０，８体積％ のＳｏ　、３．５体積％のイオウ蒸気、３６．２体積％の窒素、３４．５体積％ のＣｏ　１１６．４体積％ｔｖＨ２０，３，２体積％（７）Ｃｏ、１体積％のＨ ２ならびに０．４体積％のＣＯ８およびＣ５２を含んでいた。

イオウ化合物含有ガスの第二画分は、第二熱反応室（室３）のバーナー９に供給 され、該バーナーにはさらに、２００℃に予備加熱された空気が４０１キロモル ／時で供給された。

この空気の量は、触媒反応段１９から出てくるガスのＨ２Ｓ：Ｓ　Ｏ２モル比を ２：１にするものであった。バーナー９では、９２５℃の温度で８８７キロモル ／時の燃焼ガスが得られた。該燃焼ガスは炭化水素を含まず、４体積％のイオウ 蒸気、２．２体積％のＨ９３，４体積％のＳｏ　３８．１体２１　２ゝ 積％のＣｏ、３５５体積の窒素、１５．３体積％のＨ２Ｏ１１，４体積％のＣｏ 、０．４体積％のＨ２ならびに０．２体積％のＣＯ５およびＣ８２を含んでいた 。

バーナー９によるイオウ化合物含有ガスの第二画分の燃焼によって得られたガス は、第一熱反応室で得られ、オリフィス３３を通って第二室に到達した気体物質 と、第二熱反応室で混合した。得られた９５０℃のガス混合物は、多孔性の仕切 り５を通過してガス滞留室４に入り、この室に留まって実質的にその温度を維持 した。該ガス混合物は、３．９体積％のイオウ蒸気、３．２体積％のＨ８，Ｌ、 ６体積％のＳ０２．３６体積％のＣｏ２．３５．８体積％ノ窒素、１６．１体積 ％（７）Ｈ２０゜２．４体積％のＣＯ，０，７体積％のＨ２Ｏならび＋：０．３ 体積％のＣｏＳおよびＣ８２を含んでいた。

該ガス混合物の温度および組成物を有する炭化水素を含まないガス流は、熱反応 器の出口４２から取り出され、２３４４キロモル／時の流量で熱回収ボイラー１ ４を通過した。

実施例２ 実施例１で使用したのと同じプラントで操作することにより、Ｈ２Ｓを含むイオ ウ化合物含有ガスと二硫化物から成る液体の燃料流出物とを本発明にしたがって 同時処理して、イオウの製造を試みた。

イオウ化合物含有ガスは、３５．３体積％のＨ２Ｓ−５６，５体積％のＣＯ，７ ，２体積％のＨ２０１０−９体積％のＣＨおよび０．１体積％のＣＨ３ＳＨを含 み、液体の燃斜流出物は、２７モル％の二硫化ジメチルおよび７３モル％の二硫 化ジエチルを含む混合物であった。

液体の燃料流出物および関与する燃焼空気は、各々、３８および１００℃の温度 下、９．６キロモル／時および５：）９．５キロモル／時の流量で第一熱反応室 のバーナーに供給した。

バーナー６付近の東−熱反応室の温度は約１５４０℃であった。第一熱反応室で の液体の燃料流出物の燃焼により、７４．３体積％の窒素、９．７体積％の水、 ６．５体積％の酸素、６体積％のＣＯおよび３．５体積％のＳ０２を含む酸化煙 が５５０キロモル／時の流量で得られた。

温度２００℃、流量９８２キロモル／時で導管１０により供給されるイオウ化合 物含有ガスは、バルブ２８の開口を比例測定装置により適切に制御することによ り、導管１３に流れる流量３９３．２キロモル／時の東−画分および第二熱反応 室に設けられたバーナー９への供給に使用する流量５８８．８キロモル／時の第 二画分に分けられた。

イオウ化合物含有ガスの該第−画分は、注入システム４３によって第一熱反応室 に注入し、過剰の空気中で行われた液体の燃料流出物の燃焼により該第−室で得 られた酸化層と混合した。

その結果、イオウ化合物含有ガスの該第−画分に存在した痕跡量の炭化水素、す なわちＣＨ４は完全に分解された。

次いで、この混合により得られた気体物質は、オリフィス３３を通って第二熱反 応室に流れた。該物質の温度は１０７３℃であり、５．３体積％のイオウ蒸気、 ３．５体積％のＨＳ、２体積％のＳｏ　４２．３体積％の窒素、２２ゝ ２３３体積のＣｏ　、１８．８体積％のＨ２０，３，６体積％のＣｏ、１．５体 積％のＨ２ならびに０．２体積％のｃｏｓおよびＣＳ　２を含んでいた。

イオウ化合物含有ガスの第二画分は、第二熱反応室のバーナー９に供給され、該 バーナーにはさらに、２００℃に予備加熱された空気が４９０キロモル／時で供 給された。この空気の量は、触媒反応段１９から出てくるガスのＨ２Ｓ：８０２ モル比を２＝１にするものであった。バーナー９では、９２５℃の温度で流量１ ０７８キロモル／時の燃焼ガスが得られた。該燃焼ガスは炭化水素を含まず、６ 体積％のイオウ蒸気、４．８体積％のＨ３，２，２体積％のＳｏ、３５．１体積 ％の窒素、２９．７体積％のＣｏ　１９．７体積％のＨ２０，１，５体積％のＣ ｏ、０．７体積％のＨ２ならびに０．３体積％のｃｏｓおよびＣＳ　２を含んで いた。

バーナー９によるイオウ化合物含有ガスの第二画分の燃焼によって得られたガス は、第一熱反応室で得られ、オリフィス３３を通って第二室に到達した気体物質 と、第二熱反応室で混合した。得られた９９６℃のガス混合物は、多孔性の仕切 り５を通過してガス滞留室４に入り、この室に留まってその温度を維持した。該 ガス混合物は、５．７体積％のイオウ蒸気、４．２体積％のＨ３，２，１体積％ のＳｏ２．３８．４体積％の窒素、２６．６体積％のＣｏ　、１９．３体積９６ のＨ２０゜２．４体積％のｃｏ、１体積％のＨ２ならびに０．３体積％のｃｏｓ およびＣ８２を含んでいた。

上記ガス混合物の温度および組成物を有する炭化水素を含まないガス流は、２０ ４６キロモル／時の流量で熱反応器の出口４２から取り出され、熱回収ボイラー １４を通過した。

実施例３ 実施例１で使用したのと同様なプラントで操作することにより、Ｆ（２３を含む イオウ化合物含有ガスとアンモニアを含む気体の燃料流出物とを本発明にしたが って同時処理して、イオウの製造を試みた。該燃料流出物は、イオウ化合物含有 水を精錬装置で処理して得られたものである。

イオウ化合物含有ガスは、９００体積のＨ２Ｓ　１５　、　４体積％のＣＯ２， ４体積％のＨ２０および０．６体積％のＣＨ４を含み、気体の燃料流出物は、３ ５モル％のＨ２Ｓ、３５モル％のＮＨ３および３０モル％のＨ２Ｏを含む混合物 であった。

気体の燃料流出物および関与する燃焼空気は、各々、８０および１００℃の温度 下、５０．３キロモル／時および２４４．６キロモル／時の流量で第一熱反応室 のバーナーに供給した。

バーナー６付近の第一熱反応室の温度は１５００℃であった。

第一熱反応室での気体の燃料流出物の燃焼により、６８．１体積％の窒素、２２ ２体積のＨ２０，６，１体積％のＳ０２および３．８体積％の酸素を含む酸化煙 が２９０．５キロモル／時の流量で得られた。

温度５０℃、流量１００キロモル／時で導管１０により供給されるイオウ化合物 含有ガスは、バルブ２８の開口を比例測定装置により適切に制御することにより 、導管１３に流れる流量ロアキロモル／時の第一画分および第二熱反応室に設け られたバーナー９への供給に使用する流量３３キロモル／時の第二画分に分けら れた。

イオウ化合物含有ガスの該第−両分は、注入システム４３によって第一熱反応室 に注入し、過剰の空気中で行われた気体の燃料流出物加熱ガスの燃焼により該第 −室で得られた酸化煙と混合した。その結果、イオウ化合物含有ガスの該第−画 分に存在した痕跡量の炭化水素、すなわちＣＨ４は完全に分解された。

次いで、この混合により得られた気体物質は、オリフィス３３を通って第二熱反 応室に流れた。該物質の温度は１３２６℃であり、６．９体積％のイオウ蒸気、 ３．６体積％のＨ２Ｓ１３．６体積％のＳｏ２．５３．７体積％の窒素、２６． ５体積％のＨ２０，４，６体積％のＨ２，０，７体積％のＣＯ２および０．４体 積％のＣＯを含んでいた。

イオウ化合物含有ガスの第二画分は、第二熱反応室のバーナー９に供給され、該 バーナーにはさらに、１００℃に予備加熱された空気が３４キロモル／時で供給 された。この空気の量は、触媒反応段１９から出てくるガスのＨＳ：ＳＯ２モル 比を２：１にするものであった。炎の温度が９２９℃であるバーナー９では、燃 焼ガスが６７．８キロモル／時で得られた。該燃焼ガスは炭化水素を含まず、１ ０．７体積％のイオウ蒸気、２２２体積（７）ＨＳ、０．３体積％（７）Ｓｏ　 ３８．８体積２　２・ ％の窒素、２２．８体積％のＨＯ１２，５体積％のＨ２、２，５体積％のＣＯ２ および０．４体積％のＣＯを含んでいた。

バーナー９によりイオウ化合物含有ガスの第二画分から得られた燃焼ガスは、第 一熱反応室で得られ、オリフィス３３を通って第二室に到達した気体物質と、第 二熱反応室で混合した。

得られた１２５３℃のガス混合物は、多孔性の仕切り５を通過してガス滞留室４ に入り、この室に留まってその温度を維持した。

該ガス混合物は、８．４体積％のイオウ蒸気、５．２体積％のＨ２Ｓ、２．６体 積％のＳｏ２．５１．２体積％の窒素、のＣＯ２および０．４体積％のＣｏを含 んでいた。

上記ガス混合物の温度および組成物を育し、炭化水素、Ｓ０３および酸化窒素を 含まないガス流は、４３８キロモル／時の流量で熱反応器の出口４２から取り出 され、熱回収ボイラー１４を通過した。

要　約 可燃性流出物を、熱反応段（１）の第一領域（２）のイオウ空気中で燃焼させ、 策−酸性ガス流を該領域（２）の燃焼煙中に注入しく１３．４３）、第二酸性ガ ス流の一部を、第一領域（２）で生じたガスを受け取った熱反応段の第二領域（ ３）で、量を制御した空気（１１１２）とともに燃焼させ、熱反応段（１）で生 じたガス流を処理するクラウス触媒反応段（１９）で得られるガスのＨ２Ｓ：８ ０２モル比を２：１にし、二つの領域（２，３）間の酸性ガスの流量を調節して 、第二領域（３）での炎の温度を８５０℃以上にする。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．Ｈ２Ｓを含む少なくとも一種のイオウ化合物含有ガス、および気体または液 体の燃料流出物からイオウを製造する方法であって、熱反応段で、イオウ化合物 含有ガス中のＨ２Ｓの制御酸化および燃料流出物の完全燃焼を行ってＨ２Ｓ、Ｓ Ｏ２およびイオウ蒸気を含む気体流を作る熱反応工程、該気体流を間接的に冷却 して凝縮によりイオウを分離する次の工程、ならびに冷却工程で得られた気体流 に対して行う、その次の触媒反応工程を含む方法において、熱反応工程が、気体 または液体の燃料流出物の燃焼を、その燃料流出物の完全燃焼に必要な理論量に 対して過剰量の遊離酸素含有ガスとともに熱反応段の第一ゾーンで行い、その過 剰分は、処理すべき全イオウ化合物含有ガス流のＨ２Ｓの約３分の１をＳＯ２に 酸化するのに必要な遊離酸素含有ガスの理論量より小であり；第一のイオウ化合 物含有ガス流を熱反応段の該第一ゾーンに入っている燃料流出物の燃焼煙の中に 注入し；第一ゾーンで得られた気体物質を受け取る熱反応段の第二ゾーン中で第 二のイオウ化合物含有ガス流を制御量の遊離酸素含有ガスによって不完全燃焼さ せて、触媒反応工程で得られるガスのＨ２Ｓ：ＳＯ２比が予め決めた値になるよ うにし；第一および第二のイオウ化合物含有ガス流の流量を、熱反応段の第二ゾ ーン中で第二のイオウ化合物含有ガス流を不完全燃焼させるときの温度が８５０ ℃より高くなるように調整することにより行われることを特徴とする方法。
2. ２．第一および第二のイオウ化合物含有ガス流の流量を、熱反応段の第二ゾーン 中で第二のイオウ化合物含有ガス流を不完全燃焼させるときの温度が９２０℃よ り高くなるように調整することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ３．触媒反応工程で得られるガスのＨ２Ｓ：ＳＯ２モル比の予め決めた値が約２ ：１であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. ４．熱反応段の第二ゾーンで得られるガス流をガス滞留ゾーンに通し、そこで、 該ガス流の温度を該第二ゾーンの出口温度に等しいかその前後の温度に保持する ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. ５．第一および／または第二のイオウ化合物含有ガス流が炭化水素を含み、その 全濃度が０．２〜１０体積％、特に０．５〜５体積％であることを特徴とする請 求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. ６．第一および第二のイオウ化合物含有ガス流が２種類のイオウ化合物含有ガス から成り、それらのＨ２Ｓ含量が同一または異なることを特徴とする請求項１〜 ５のいずれか一項に記載の方法。
7. ７．第一のイオウ化合物含有ガス流のＨ２Ｓ含量が第二のイオウ化合物含有ガス 流より少ないことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. ８．第一および第二のイオウ化合物含有ガス流が各々、単一のイオウ化合物含有 ガスの第一部分およびこの単一のイオウ化合物含有ガスの残りの部分から成るこ とを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
9. ９．燃料流出物がＳＯ２に酸化可能なイオウ化合物を含む気体または液体の残留 流出物であって、アンモニアまたはＨＣＮのような窒素化合物を含んでいてもよ く、一方、少なくとも第二のイオウ化合物含有ガス流のＨ２Ｓ含量は１５体積％ より多く；燃料流出物の流量ならびに第一および第二のイオウ化合物含有ガス流 の全流量を、燃料流出物の燃焼中に生じるＳＯ２のモル流量Ｘが該イオウ化合物 含有ガス流によって供給されるＨ２Ｓの全モル流量Ｙの半分より小さくなるよう にし；遊離酸素含有ガスの過剰分は、酸素のモル流量が、燃料流出物の完全燃焼 に必要な理論量に関する、（Ｙ−２Ｘ）／２より小さくなるようにすることを特 徴とする請求項３〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. １０．燃料流出物が加熱ガスから成り、第一および第二のイオウ化合物含有ガス 流のＨ２Ｓ含量が３５体積％より少ないことを特徴とする請求項１〜８のいずれ か一項に記載の方法。
11. １１．少なくとも一種のイオウ化合物含有ガス中のＨ２Ｓの制御酸化を行うと同 時に気体または液体の燃料流出物の完全燃焼を行ってＨ２Ｓ、ＳＯ２およびイオ ウ蒸気を含む気体流を作るための熱反応器であって、気体または液体の燃料流出 物の供給手段（７）と流量調節可能な遊離酸素含有ガスの供給手段（８）とを有 するバーナー（６）を備える閉口端部と、出口を形成する開口部（３３）を有す る端部とを構え、耐火物質でできた第一室（２）を含むと共に、第一室の下流側 に位置し、且つ、第一室の出口（３３）と通じる入口と、出口を形成する開口部 とを有する耐火物質でできた第二室（３）を含み、第二室がさらに、第二のイオ ウ化合物含有ガス流の供給手段（１０）および流量調節可能（１２）な遊離酸素 含有ガスの供給手段（１１）を存するバーナー（９）を備えた反応器において、 一方では第一のイオウ化合物含有ガス流を第一室（２）に注入する手段（４３） を含み、他方では、第一および第二のイオウ化合物含有ガス流の流量比をどちら かの流量に影響を及ぼすことにより制御するように配置された流量調節手段（２ ８）を含むことを特徴とする反応器。
12. １２．さらに耐火物質でできた第三室（４）を含み、この第三室が、耐火物質で できた多孔性の仕切り（５）によって第二室の出口に通じる入口と、熱反応器の 出口を形成する開口部（４２）とを有することを特徴とする請求項１１に記載の 反応器。
13. １３．第一のイオウ化合物含有ガス流を第一室（２）に注入する手段（４３）が 、第二室（３）のバーナー（９）に備えられた第二のイオウ化合物含有ガス流の 供給手段（１０）と導管（１３）によって連結し、その結果、第一のイオウ化合 物含有ガス流が単一のイオウ化合物含有ガスの第一部を成し、第二のイオウ化合 物含有ガス流がその単一のイオウ化合物含有ガスの残りの部分を成すことを特徴 とする請求項１１または１２に記載の反応器。
14. １４．第一および第二のイオウ化合物含有ガス流の流量調節手段が、第一のイオ ウ化合物含有ガス流を第一室（２）に注入する手段（４３）を第二室（３）のバ ーナー（９〕に備えられた第二のイオウ化合物含有ガス流の供給手段（１０）に 連結する導管（１３）に取りつけた、開口度が調節可能なバルブを含むことを特 徴とする請求項１３に記載の反応器。
15. １５．第一のイオウ化合物含有ガス流を第一室（２）に注入する手段（４３）が 、一方では、第一室（２）を取り囲み、該注入手段を第二室（３）のバーナー（ ９）に備えられた第二のイオウ化合物含有ガス流の供給手段（１０）に連結する 導管（１３）に連結する管状の冠リング（４４）を含み、他方では、その各々が 一端（４６）によって管状の冠リング（４４）に連結し、第一室（２）の壁（３ ０）を通過してその他端（４７）により第一室に通じる複数の管状部材（４５） を含む注入手段であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の反応器。
16. １６．熱反応器の第一室（２）が、該第一室の長軸に垂直で、バーナー（６）と 該第一室に備えられた第一のイオウ化合物含有ガス流の注入手段（４３）との間 に配置された、耐火物質製の多孔性壁（４８）によって二つの部分に分けられる ことを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の反応器。