JPH0642708A - Ｈ２ｓの燃焼及びその関連クラウス法 - Google Patents
Ｈ２ｓの燃焼及びその関連クラウス法Info
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- JPH0642708A JPH0642708A JP5124758A JP12475893A JPH0642708A JP H0642708 A JPH0642708 A JP H0642708A JP 5124758 A JP5124758 A JP 5124758A JP 12475893 A JP12475893 A JP 12475893A JP H0642708 A JPH0642708 A JP H0642708A
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- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
- C01B17/0413—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process characterised by the combustion step
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/52—Hydrogen sulfide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 約２５〜１００％の酸素濃度を有するオキシ
ダントの存在下、Ｈ2 Ｓの少なくとも一部分をＳＯ2 に
燃焼させる燃焼帯域で、Ｈ2 Ｓ含分が少なくとも約２０
容量％の流体流れを燃焼させる方法を提供する。 【構成】 燃焼帯域に流体流れ中Ｈ2 Ｓ １ｋモル毎に
約０．０５〜０．３５ｋモルの二酸化硫黄を導入し、そ
れによって前記燃焼帯域の温度が、該帯域に用いる耐火
物で設定される温度限界以下に保持されることを含む方
法。
ダントの存在下、Ｈ2 Ｓの少なくとも一部分をＳＯ2 に
燃焼させる燃焼帯域で、Ｈ2 Ｓ含分が少なくとも約２０
容量％の流体流れを燃焼させる方法を提供する。 【構成】 燃焼帯域に流体流れ中Ｈ2 Ｓ １ｋモル毎に
約０．０５〜０．３５ｋモルの二酸化硫黄を導入し、そ
れによって前記燃焼帯域の温度が、該帯域に用いる耐火
物で設定される温度限界以下に保持されることを含む方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｈ2 Ｓ含有ガス流れの
燃焼及びその関連クラウス法に関する。
燃焼及びその関連クラウス法に関する。
【０００２】
【従来の技術】製油所ないし天然ガス精製プラントを含
む種々のプラントで大量の硫化水素及びアンモニア含有
ガス流れが生成される。硫化水素及びアンモニアが大気
に放出されるなら、環境面で危険である。これら化合物
はその毒性故にヒトの健康に対し極めて脅威となる。こ
れら硫化水素含有ガス流れの燃焼により、汚染物質の発
生が抑制されるだけでなく、取分け、紙、燻蒸剤、硫
酸、タイヤ、肥料及び火薬の製造に有用な硫黄が生成す
ることは知られている。この燃焼は通常空気の存在で実
施される。それがクラウス硫黄法と併用されるとき、硫
化水素含有供給ガスは空気で部分燃焼されて燃焼帯域に
二酸化硫黄を形成する。存在する空気量は、それが、入
ってくる供給ガス中の硫化水素の約三分の一を燃焼させ
るのに十分な、しかもいかなるアンモニアガスをも窒素
及び流れ蒸気に分解させるのに十分な酸素量をもたらす
如き量である。その結果燃焼帯域で得られるガスは、未
燃焼硫化水素の一部分と二酸化硫黄との反応故に硫黄及
び水をも含有しうる。得られるガス中の硫黄は冷却によ
り液体形状で回収しうる。該ガスは次いで通常二つ以上
の触媒反応炉床に通され、未反応硫化水素と二酸化硫黄
との反応を促進することによって追量の硫黄を生成す
る。
む種々のプラントで大量の硫化水素及びアンモニア含有
ガス流れが生成される。硫化水素及びアンモニアが大気
に放出されるなら、環境面で危険である。これら化合物
はその毒性故にヒトの健康に対し極めて脅威となる。こ
れら硫化水素含有ガス流れの燃焼により、汚染物質の発
生が抑制されるだけでなく、取分け、紙、燻蒸剤、硫
酸、タイヤ、肥料及び火薬の製造に有用な硫黄が生成す
ることは知られている。この燃焼は通常空気の存在で実
施される。それがクラウス硫黄法と併用されるとき、硫
化水素含有供給ガスは空気で部分燃焼されて燃焼帯域に
二酸化硫黄を形成する。存在する空気量は、それが、入
ってくる供給ガス中の硫化水素の約三分の一を燃焼させ
るのに十分な、しかもいかなるアンモニアガスをも窒素
及び流れ蒸気に分解させるのに十分な酸素量をもたらす
如き量である。その結果燃焼帯域で得られるガスは、未
燃焼硫化水素の一部分と二酸化硫黄との反応故に硫黄及
び水をも含有しうる。得られるガス中の硫黄は冷却によ
り液体形状で回収しうる。該ガスは次いで通常二つ以上
の触媒反応炉床に通され、未反応硫化水素と二酸化硫黄
との反応を促進することによって追量の硫黄を生成す
る。
【０００３】しかしながら、空気の存在でＨ2 Ｓ含有ガ
ス流れを燃焼することは非能率的であるとわかった。空
気は約２１％の酸素しか含まないので、有意量の不必要
な窒素が燃焼帯域またはその関連クラウス法系にもたら
される。供給ガス中の硫化水素濃度レベルまたは、より
高い供給ガス処理速度に対するニーズが増すにつれ、よ
り多量の酸素が要求され、かくして空気中固有に存在す
る、更に多量の不必要な窒素が燃焼帯域及び（または）
その関連系にもたらされる。増大する窒素流量により、
燃焼帯域及びその関連系内の圧力降下が高まり、また燃
焼帯域における反応体の残留時間が短縮され、且つまた
燃焼帯域及びその関連系で処理されるガス容量が増大す
る。
ス流れを燃焼することは非能率的であるとわかった。空
気は約２１％の酸素しか含まないので、有意量の不必要
な窒素が燃焼帯域またはその関連クラウス法系にもたら
される。供給ガス中の硫化水素濃度レベルまたは、より
高い供給ガス処理速度に対するニーズが増すにつれ、よ
り多量の酸素が要求され、かくして空気中固有に存在す
る、更に多量の不必要な窒素が燃焼帯域及び（または）
その関連系にもたらされる。増大する窒素流量により、
燃焼帯域及びその関連系内の圧力降下が高まり、また燃
焼帯域における反応体の残留時間が短縮され、且つまた
燃焼帯域及びその関連系で処理されるガス容量が増大す
る。
【０００４】燃焼帯域及びその関連系での非生産的窒素
の流量もしくは存在を減少させるために、酸素給源とし
て酸素または酸素富化空気を用いることが提案されてい
る。例えば、Ｇｉｅｃｋの米国特許第４，１３８，４７
３号明細書は、慣用クラウス処理系からの再循環二酸化
硫黄の存在でＨ2 Ｓ含有供給ガスを燃焼させるのに純粋
酸素の使用を開示している。再循環ＳＯ2 は、複数の触
媒転化炉床上で燃焼ガス中のほとんどのＨ2 Ｓ及びＳＯ
2 と反応後慣用クラウス処理の下流部分から誘導され
る。この技法は、燃焼帯域に導入される窒素の量を定価
させ且つそれから生じる汚染物質（ＳＯ2 ）を減少させ
るけれども、燃焼帯域での温度上昇に関連した問題を処
理することができない。高濃度のＨ2 Ｓ（５０％以上の
Ｈ2 Ｓ）を含有する供給ガスを純粋酸素または酸素富化
空気の存在で燃焼させるとき、燃焼帯域の温度が該帯域
の耐火物の温度許容値を超えることがある。
の流量もしくは存在を減少させるために、酸素給源とし
て酸素または酸素富化空気を用いることが提案されてい
る。例えば、Ｇｉｅｃｋの米国特許第４，１３８，４７
３号明細書は、慣用クラウス処理系からの再循環二酸化
硫黄の存在でＨ2 Ｓ含有供給ガスを燃焼させるのに純粋
酸素の使用を開示している。再循環ＳＯ2 は、複数の触
媒転化炉床上で燃焼ガス中のほとんどのＨ2 Ｓ及びＳＯ
2 と反応後慣用クラウス処理の下流部分から誘導され
る。この技法は、燃焼帯域に導入される窒素の量を定価
させ且つそれから生じる汚染物質（ＳＯ2 ）を減少させ
るけれども、燃焼帯域での温度上昇に関連した問題を処
理することができない。高濃度のＨ2 Ｓ（５０％以上の
Ｈ2 Ｓ）を含有する供給ガスを純粋酸素または酸素富化
空気の存在で燃焼させるとき、燃焼帯域の温度が該帯域
の耐火物の温度許容値を超えることがある。
【０００５】高い燃焼帯域温度の問題を認識したとき、
クラウス法系の燃焼帯域における種々の温度調節用添加
剤の使用が提案された。例えば、Ｂｒｉａｎの米国特許
第４，８８８，１６２号明細書は燃焼帯域での温度調節
剤として水を開示している。他方、Ｐａｌｍの米国特許
第４，８４９，２０３号明細書は、温度調節剤として二
酸化硫黄含有物を含む種々の希釈剤を開示している。内
部冷却用放熱子として用いられるこれら添加剤はＨ2 Ｓ
の燃焼時放出される熱のいくらかを吸収し、かくして燃
焼帯域の温度を調節する。しかしながら、これら添加剤
の導入は、いかなる効率をももたらすことなく、燃焼帯
域及びその関連系において不必要なガスを増大させる。
内部冷却用放熱子として作用するのに必要な添加剤の量
は、それが酸素給源（空気）からの窒素除去によって排
除されたまさにその問題を惹起しうる如き量でありう
る。かくして、不必要なまたは非生産的な物質の溢流に
伴う問題を惹起せずに効率的態様でＨ2 Ｓ燃焼及びその
関連クラウス法を実施しうる方法が見出される必要があ
る。
クラウス法系の燃焼帯域における種々の温度調節用添加
剤の使用が提案された。例えば、Ｂｒｉａｎの米国特許
第４，８８８，１６２号明細書は燃焼帯域での温度調節
剤として水を開示している。他方、Ｐａｌｍの米国特許
第４，８４９，２０３号明細書は、温度調節剤として二
酸化硫黄含有物を含む種々の希釈剤を開示している。内
部冷却用放熱子として用いられるこれら添加剤はＨ2 Ｓ
の燃焼時放出される熱のいくらかを吸収し、かくして燃
焼帯域の温度を調節する。しかしながら、これら添加剤
の導入は、いかなる効率をももたらすことなく、燃焼帯
域及びその関連系において不必要なガスを増大させる。
内部冷却用放熱子として作用するのに必要な添加剤の量
は、それが酸素給源（空気）からの窒素除去によって排
除されたまさにその問題を惹起しうる如き量でありう
る。かくして、不必要なまたは非生産的な物質の溢流に
伴う問題を惹起せずに効率的態様でＨ2 Ｓ燃焼及びその
関連クラウス法を実施しうる方法が見出される必要があ
る。
【０００６】従って、本発明の一つの目的は、高められ
た圧力降下、反応体の短縮された残留時間並びに燃焼帯
域及びその関連クラウス法での高められた流体荷重を惹
起しうる非生産的物質の存在を最低限に抑えることであ
る。本発明の別の目的は、燃焼帯域の温度を該帯域の耐
火物で設定される温度限界以下に保持することである。
本発明の更に別の目的は、クラウス法と関連させてＨ2
Ｓ含有ガス流れの燃焼を実施するときの全硫黄回収効率
を高めることである。本発明の他の目的は、大気に放出
される汚染物質（Ｈ2 ＳまたはＳＯ2 ）を減少させるこ
とである。本発明の更に他の目的は、クラウス法と関連
した設備費ないしエネルギーコストを低減することであ
る。
た圧力降下、反応体の短縮された残留時間並びに燃焼帯
域及びその関連クラウス法での高められた流体荷重を惹
起しうる非生産的物質の存在を最低限に抑えることであ
る。本発明の別の目的は、燃焼帯域の温度を該帯域の耐
火物で設定される温度限界以下に保持することである。
本発明の更に別の目的は、クラウス法と関連させてＨ2
Ｓ含有ガス流れの燃焼を実施するときの全硫黄回収効率
を高めることである。本発明の他の目的は、大気に放出
される汚染物質（Ｈ2 ＳまたはＳＯ2 ）を減少させるこ
とである。本発明の更に他の目的は、クラウス法と関連
した設備費ないしエネルギーコストを低減することであ
る。
【０００７】発明の概要 叙上の目的及び、以下の記述から当業者に明らかな他の
目的は、本発明すなわち、２１％より高い酸素濃度を有
するオキシダントの存在下、Ｈ2 Ｓの少なくとも一部分
がＳＯ2 に燃焼される燃焼帯域で、Ｈ2 Ｓ含分少なくと
も約２０容量％の流体流れを燃焼させる方法にして、燃
焼帯域に、流体流れ中Ｈ2 Ｓ １ｋモル毎に約０．０５
ｋモル〜０．３５ｋモルのＳＯ2 を導入し、それによっ
て燃焼帯域の温度が該帯域の耐火物で設定される温度限
界以下に保持されるようにした方法を含む本発明により
達成される。燃焼帯域で必要な温度限界を達成すべく導
入されるＳＯ2 量は特定のクラウス法から得られる。ク
ラウス法には、燃焼帯域から生じたガスの少なくとも一
部分を温度（ｔｈｅｒｍａｌ）帯域に受容し、該帯域で
二酸化硫黄の少なくとも一部分とその中の未燃焼Ｈ2 Ｓ
とを反応させて硫黄と水を形成させ、温度帯域から誘導
されたガスの少なくとも一部分を冷却してその中の硫黄
を液体形状で除去し、硫黄除去したガスを、未反応二酸
化硫黄とその中のＨ2 Ｓとの反応を促進する単一触媒転
化炉段階で反応させて追量の硫黄を形成し、触媒段階で
形成したガスの少なくとも一部分を冷却してその中の硫
黄を液体形状で除去し、この硫黄除去したガスを焼却炉
中オキシダントの存在で燃焼させて、その中のいかなる
Ｈ2 ＳをもＳＯ2 に転化させ、そして燃焼帯域で用いら
れる二酸化硫黄を選択的に回収すべく、形成したガスを
焼却炉で処理することが包含される。単一触媒段階を特
定の選択的ＳＯ2 回収との関連で用いることにより、硫
黄回収率が増大し、且つ燃焼帯域の温度が該帯域の構築
に用いた耐火物の温度許容値を越えないよう所要量のＳ
Ｏ2 が燃焼帯域にもたらされる。用語「流体」を本明細
書で用いるとき、それは気体、液体またはこれらの混合
物を意味する。用語「オキシダント」を本明細書で用い
るとき、それは酸素担持物質及び（または）酸素含有物
質を意味する。
目的は、本発明すなわち、２１％より高い酸素濃度を有
するオキシダントの存在下、Ｈ2 Ｓの少なくとも一部分
がＳＯ2 に燃焼される燃焼帯域で、Ｈ2 Ｓ含分少なくと
も約２０容量％の流体流れを燃焼させる方法にして、燃
焼帯域に、流体流れ中Ｈ2 Ｓ １ｋモル毎に約０．０５
ｋモル〜０．３５ｋモルのＳＯ2 を導入し、それによっ
て燃焼帯域の温度が該帯域の耐火物で設定される温度限
界以下に保持されるようにした方法を含む本発明により
達成される。燃焼帯域で必要な温度限界を達成すべく導
入されるＳＯ2 量は特定のクラウス法から得られる。ク
ラウス法には、燃焼帯域から生じたガスの少なくとも一
部分を温度（ｔｈｅｒｍａｌ）帯域に受容し、該帯域で
二酸化硫黄の少なくとも一部分とその中の未燃焼Ｈ2 Ｓ
とを反応させて硫黄と水を形成させ、温度帯域から誘導
されたガスの少なくとも一部分を冷却してその中の硫黄
を液体形状で除去し、硫黄除去したガスを、未反応二酸
化硫黄とその中のＨ2 Ｓとの反応を促進する単一触媒転
化炉段階で反応させて追量の硫黄を形成し、触媒段階で
形成したガスの少なくとも一部分を冷却してその中の硫
黄を液体形状で除去し、この硫黄除去したガスを焼却炉
中オキシダントの存在で燃焼させて、その中のいかなる
Ｈ2 ＳをもＳＯ2 に転化させ、そして燃焼帯域で用いら
れる二酸化硫黄を選択的に回収すべく、形成したガスを
焼却炉で処理することが包含される。単一触媒段階を特
定の選択的ＳＯ2 回収との関連で用いることにより、硫
黄回収率が増大し、且つ燃焼帯域の温度が該帯域の構築
に用いた耐火物の温度許容値を越えないよう所要量のＳ
Ｏ2 が燃焼帯域にもたらされる。用語「流体」を本明細
書で用いるとき、それは気体、液体またはこれらの混合
物を意味する。用語「オキシダント」を本明細書で用い
るとき、それは酸素担持物質及び（または）酸素含有物
質を意味する。
【０００８】発明の詳細な説明 本発明は特定量の二酸化硫黄を利用することを含み、而
して該量は、純粋酸素もしくは酸素富化空気の存在でＨ
2 ＳをＳＯ2 に転化させることにより惹起される反応と
関連した温度上昇の低下に十分な量とする。特定量のＳ
Ｏ2 を燃焼帯域に供給することにより、燃焼の間ＳＯ2
へのＨ2 Ｓの転化を最小限に抑えることができ、かくし
て発熱反応から生じるいかなる熱も軽減される。燃焼帯
域に加えられるＳＯ2 は、大気への汚染物質の放出を最
小限に抑えた効率的態様で有価物（硫黄）を回収しうる
よう特定配置したクラウス法系で発生しうる。特定配置
したクラウス法を用いるとき、燃焼帯域への二酸化硫黄
の添加は、該帯域での温度上昇を抑制するのに役立つだ
けでなく、触媒段階で所望のＨ2 Ｓ／ＳＯ2 比をもたら
すことによりクラウス法での硫黄回収を最大限にするの
に役立つ。
して該量は、純粋酸素もしくは酸素富化空気の存在でＨ
2 ＳをＳＯ2 に転化させることにより惹起される反応と
関連した温度上昇の低下に十分な量とする。特定量のＳ
Ｏ2 を燃焼帯域に供給することにより、燃焼の間ＳＯ2
へのＨ2 Ｓの転化を最小限に抑えることができ、かくし
て発熱反応から生じるいかなる熱も軽減される。燃焼帯
域に加えられるＳＯ2 は、大気への汚染物質の放出を最
小限に抑えた効率的態様で有価物（硫黄）を回収しうる
よう特定配置したクラウス法系で発生しうる。特定配置
したクラウス法を用いるとき、燃焼帯域への二酸化硫黄
の添加は、該帯域での温度上昇を抑制するのに役立つだ
けでなく、触媒段階で所望のＨ2 Ｓ／ＳＯ2 比をもたら
すことによりクラウス法での硫黄回収を最大限にするの
に役立つ。
【０００９】ここで添付図を参照するに、そこには、好
ましいクラウス法の一部として純粋酸素もしくは酸素富
化空気の存在でＨ2 Ｓ含有ガス流れの燃焼を実施する本
発明の一つの好ましい具体化が例示されている。硫化水
素含分約２０〜１００容量％好ましくは約５０〜１００
容量％の供給ガスを、管路（４）を通し燃焼帯域を有す
る反応炉（２）に約２〜２０ｐｓｉｇの圧力で導入す
る。供給ガスは、反応炉（２）への導入前加熱手段（４
４）で約４０℃〜１２０℃の温度に予熱しうる。管路
（３２）内の再循環流れは直接反応炉（２）に導入さ
れ、また（或は）管路（４）に約２〜２０ｐｓｉｇの圧
力で導入されるか、廃熱ボイラー（８）及び（または）
熱交換器（１６）に導入される。再循環流れの温度は約
３０℃〜１００℃の範囲である。再循環流れは、炉
（２）の温度が約１５００〜１８００℃以上に上昇する
のを抑制するのに十分量のＳＯ2 を含有し、かくして炉
（２）の耐火物へのいかなる有害な影響をも防止する。
しかしながら、必要とされるＳＯ2 の少なくとも一部分
は、供給ガスの予熱時Ｈ2 Ｓの一部分を燃焼させること
によっても発生しうる。再循環流れ及び（または）供給
ガス中のＳＯ2 の量は、該ガス中のＨ2 Ｓ １ｋモル毎
に約０．０５ｋモル〜０．３５ｋモル好ましくは約０．
０５〜０．１５ｋモルのＳＯ2 が炉（２）に導入されう
る如き量である。再循環流れは、炉（２）での不必要ガ
スの導入が最低限にされるように本質上ＳＯ2 よりな
る。空気より高い酸素濃度を有するオキシダント好まし
くは少なくとも約２５容量％例えば約５０〜１００容量
％の酸素濃度を有するオキシダントも亦、管路（６）を
通って炉（２）に導入され、それによりＨ2 Ｓが燃焼せ
しめられる。Ｈ2 Ｓの燃焼量は、再循環流れ形状で導入
されるＳＯ2 と燃焼により形成されるＳＯ2 とが一緒に
なるとき、約２：１の所望Ｈ2 Ｓ／ＳＯ2 比を有するガ
スが形成される如き量である。ＳＯ2 の少なくとも一部
分は未燃焼Ｈ2 Ｓと反応して炉（２）内に硫黄を形成す
る。炉内の反応は次式で表わされる： Ｈ2 Ｓ＋３／２ Ｏ2 → ＳＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ ２Ｈ2 Ｓ＋ＳＯ2 → ３／２ Ｓ2 ＋２Ｈ2 Ｏ 次いで、得られた反応炉流出ガスは熱交換器または廃熱
ボイラー（８）に搬送される。廃熱ボイラー（８）で
は、燃焼流出ガスが管路（１０）内のボイラー供給水に
対し冷却され、それにより約３００〜５００℃の温度を
有する冷却流出ガスと、管路（１１）から回収されうる
ボイラー流れが生成される。炉（２）に導入される供給
ガスがより低いＨ2 Ｓ濃度を有するとき、炉（２）内の
ガス流れを減少させるべく管路（３２）からのＳＯ2 含
有流れの少なくとも一部分を廃熱ボイラー（８）に直接
導入することができる。
ましいクラウス法の一部として純粋酸素もしくは酸素富
化空気の存在でＨ2 Ｓ含有ガス流れの燃焼を実施する本
発明の一つの好ましい具体化が例示されている。硫化水
素含分約２０〜１００容量％好ましくは約５０〜１００
容量％の供給ガスを、管路（４）を通し燃焼帯域を有す
る反応炉（２）に約２〜２０ｐｓｉｇの圧力で導入す
る。供給ガスは、反応炉（２）への導入前加熱手段（４
４）で約４０℃〜１２０℃の温度に予熱しうる。管路
（３２）内の再循環流れは直接反応炉（２）に導入さ
れ、また（或は）管路（４）に約２〜２０ｐｓｉｇの圧
力で導入されるか、廃熱ボイラー（８）及び（または）
熱交換器（１６）に導入される。再循環流れの温度は約
３０℃〜１００℃の範囲である。再循環流れは、炉
（２）の温度が約１５００〜１８００℃以上に上昇する
のを抑制するのに十分量のＳＯ2 を含有し、かくして炉
（２）の耐火物へのいかなる有害な影響をも防止する。
しかしながら、必要とされるＳＯ2 の少なくとも一部分
は、供給ガスの予熱時Ｈ2 Ｓの一部分を燃焼させること
によっても発生しうる。再循環流れ及び（または）供給
ガス中のＳＯ2 の量は、該ガス中のＨ2 Ｓ １ｋモル毎
に約０．０５ｋモル〜０．３５ｋモル好ましくは約０．
０５〜０．１５ｋモルのＳＯ2 が炉（２）に導入されう
る如き量である。再循環流れは、炉（２）での不必要ガ
スの導入が最低限にされるように本質上ＳＯ2 よりな
る。空気より高い酸素濃度を有するオキシダント好まし
くは少なくとも約２５容量％例えば約５０〜１００容量
％の酸素濃度を有するオキシダントも亦、管路（６）を
通って炉（２）に導入され、それによりＨ2 Ｓが燃焼せ
しめられる。Ｈ2 Ｓの燃焼量は、再循環流れ形状で導入
されるＳＯ2 と燃焼により形成されるＳＯ2 とが一緒に
なるとき、約２：１の所望Ｈ2 Ｓ／ＳＯ2 比を有するガ
スが形成される如き量である。ＳＯ2 の少なくとも一部
分は未燃焼Ｈ2 Ｓと反応して炉（２）内に硫黄を形成す
る。炉内の反応は次式で表わされる： Ｈ2 Ｓ＋３／２ Ｏ2 → ＳＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ ２Ｈ2 Ｓ＋ＳＯ2 → ３／２ Ｓ2 ＋２Ｈ2 Ｏ 次いで、得られた反応炉流出ガスは熱交換器または廃熱
ボイラー（８）に搬送される。廃熱ボイラー（８）で
は、燃焼流出ガスが管路（１０）内のボイラー供給水に
対し冷却され、それにより約３００〜５００℃の温度を
有する冷却流出ガスと、管路（１１）から回収されうる
ボイラー流れが生成される。炉（２）に導入される供給
ガスがより低いＨ2 Ｓ濃度を有するとき、炉（２）内の
ガス流れを減少させるべく管路（３２）からのＳＯ2 含
有流れの少なくとも一部分を廃熱ボイラー（８）に直接
導入することができる。
【００１０】廃熱ボイラー（８）からの冷却流出ガスは
次いで第一冷却器（１２）に導入され、該冷却器により
流出ガスは更に冷却されて液体硫黄を生成し、該硫黄は
管路（１４）から回収される。冷却器（１２）からの未
凝縮流出ガスは熱交換器（１６）内、管路（３２）から
のＳＯ2 の存在ないし不存在で加熱されて、ガス流れの
硫黄の露点より高い約３００〜４００℃の温度を有する
流出流れをもたらす。炉（２）に導入される供給ガスが
より低いＨ2 Ｓ濃度を有するとき、炉（２）及び廃熱ボ
イラー（８）内のガス流れを減少させるために、ＳＯ2
含有ガス流れの少なくとも一部分を管路（３２）から熱
交換器（１６）に直接導入することができる。熱交換器
（１６）は廃熱ボイラー（８）及び（または）炉（２）
から回収される熱を利用しうる。例えば、未凝縮流出ガ
ス流れは、炉（２）内の燃焼流出ガスと間接的に、或は
炉（２）壁と熱交換して所望の温度を得ることができ
る。
次いで第一冷却器（１２）に導入され、該冷却器により
流出ガスは更に冷却されて液体硫黄を生成し、該硫黄は
管路（１４）から回収される。冷却器（１２）からの未
凝縮流出ガスは熱交換器（１６）内、管路（３２）から
のＳＯ2 の存在ないし不存在で加熱されて、ガス流れの
硫黄の露点より高い約３００〜４００℃の温度を有する
流出流れをもたらす。炉（２）に導入される供給ガスが
より低いＨ2 Ｓ濃度を有するとき、炉（２）及び廃熱ボ
イラー（８）内のガス流れを減少させるために、ＳＯ2
含有ガス流れの少なくとも一部分を管路（３２）から熱
交換器（１６）に直接導入することができる。熱交換器
（１６）は廃熱ボイラー（８）及び（または）炉（２）
から回収される熱を利用しうる。例えば、未凝縮流出ガ
ス流れは、炉（２）内の燃焼流出ガスと間接的に、或は
炉（２）壁と熱交換して所望の温度を得ることができ
る。
【００１１】未凝縮流出ガスが所望温度範囲にひとたび
加熱されたなら、それは触媒転化炉床（１８）に供給さ
れる。該触媒転化炉床（１８）では、未反応Ｈ2 ＳとＳ
Ｏ2が反応して追量の硫黄を形成する。反応は次式で表
わされる： ２Ｈ2 Ｓ＋ＳＯ2 → ３／８ Ｓ8 ＋２Ｈ2 Ｏ 触媒転化炉床（１８）から生じる反応流出ガスは第二冷
却器（２０）で冷却されて追加的硫黄が管路（２２）か
ら液体形状で回収される。冷却器（２０）からのいかな
る未凝縮流出ガス流れも焼却炉（２４）に搬送される。
未凝縮流出ガス流れは取分け硫化水素、二酸化炭素、Ｈ
2 Ｏ及び二酸化硫黄を含有しうる。オキシダントの存在
で流出ガスを焼却することにより、流出ガス流れ中のＨ
2 Ｓは二酸化硫黄に転化され、それにより実質上Ｈ2 Ｓ
のないガス流れが生成する。焼却炉（２４）で用いられ
る好ましいオキシダントは２１％より高い酸素濃度を有
する。無論、オキシダント中の酸素濃度が高くなるにつ
れ、それに呼応して系内のいかなる不必要（ガスないし
非生産的ガス）も減少する。
加熱されたなら、それは触媒転化炉床（１８）に供給さ
れる。該触媒転化炉床（１８）では、未反応Ｈ2 ＳとＳ
Ｏ2が反応して追量の硫黄を形成する。反応は次式で表
わされる： ２Ｈ2 Ｓ＋ＳＯ2 → ３／８ Ｓ8 ＋２Ｈ2 Ｏ 触媒転化炉床（１８）から生じる反応流出ガスは第二冷
却器（２０）で冷却されて追加的硫黄が管路（２２）か
ら液体形状で回収される。冷却器（２０）からのいかな
る未凝縮流出ガス流れも焼却炉（２４）に搬送される。
未凝縮流出ガス流れは取分け硫化水素、二酸化炭素、Ｈ
2 Ｏ及び二酸化硫黄を含有しうる。オキシダントの存在
で流出ガスを焼却することにより、流出ガス流れ中のＨ
2 Ｓは二酸化硫黄に転化され、それにより実質上Ｈ2 Ｓ
のないガス流れが生成する。焼却炉（２４）で用いられ
る好ましいオキシダントは２１％より高い酸素濃度を有
する。無論、オキシダント中の酸素濃度が高くなるにつ
れ、それに呼応して系内のいかなる不必要（ガスないし
非生産的ガス）も減少する。
【００１２】焼却炉（２４）からのガス流れは吸収装置
（２８）に直接送入されるか或は、吸収装置（２８）へ
の導入前第三冷却器（２６）で冷却されて水が管路（２
９）より除去される。ユニオン・カーバイド・カナダ・
リミテッド・ブロシュアー、「Cansolv; a Revolutiona
ry New Flu Gas Scrubbing Technology 」及び（また
は）Ａｔｗｏｏｄ等の米国特許第３，９０４，７３５号
明細書に記載された吸収装置が好ましい。一般に、吸収
装置（２８）はテールガス状態調節部分（水及び焼却炉
ガス冷却器、焼却炉ガス冷却器、水移送ポンプ、ボイラ
ー供給水ポンプ及び槽、焼却炉並びに焼却炉廃熱ボイラ
ーを含む）と硫黄再循環部分（接触塔、再生器塔、還流
槽、Cansolv 槽、リボイラー及びポンプ、リーン・リッ
チ・エクスチェンジャー・エアリアル・クーラー、リー
ン・アミン冷却器及び還流冷却器並びに再循環送風機を
含む）とからなる。
（２８）に直接送入されるか或は、吸収装置（２８）へ
の導入前第三冷却器（２６）で冷却されて水が管路（２
９）より除去される。ユニオン・カーバイド・カナダ・
リミテッド・ブロシュアー、「Cansolv; a Revolutiona
ry New Flu Gas Scrubbing Technology 」及び（また
は）Ａｔｗｏｏｄ等の米国特許第３，９０４，７３５号
明細書に記載された吸収装置が好ましい。一般に、吸収
装置（２８）はテールガス状態調節部分（水及び焼却炉
ガス冷却器、焼却炉ガス冷却器、水移送ポンプ、ボイラ
ー供給水ポンプ及び槽、焼却炉並びに焼却炉廃熱ボイラ
ーを含む）と硫黄再循環部分（接触塔、再生器塔、還流
槽、Cansolv 槽、リボイラー及びポンプ、リーン・リッ
チ・エクスチェンジャー・エアリアル・クーラー、リー
ン・アミン冷却器及び還流冷却器並びに再循環送風機を
含む）とからなる。
【００１３】吸収装置（２８）では、接触塔に約１００
℃以下の温度で入るガス流れが、少なくとも１種のアミ
ン化合物を含む吸収剤と向流接触する。かかる接触を通
して、ガス流れ中約９０〜１００％のＳＯ2 を回収する
ことができる。しかしながら、もし他のテールガス処理
系が工業上実行可能な態様でガス流れ中高い割合のＳＯ
2 を回収しうるなら、該系を吸収装置（２８）の代わり
に用いることができる。選択的分離により回収されるＳ
Ｏ2 は管路（３２）を経て反応炉（２）、廃熱ボイラー
（８）及び（または）熱交換器（１６）に再循環用送風
機（３０）による約２〜２０ｐｓｉａの圧力で搬送され
る一方、実質上ＳＯ2 のない残留ガスは大気に廃棄ない
し排出される。下記例は更に本発明を例示するのに役立
つ。これら例は例示目的のために示すもので、本発明を
限定するものではない。
℃以下の温度で入るガス流れが、少なくとも１種のアミ
ン化合物を含む吸収剤と向流接触する。かかる接触を通
して、ガス流れ中約９０〜１００％のＳＯ2 を回収する
ことができる。しかしながら、もし他のテールガス処理
系が工業上実行可能な態様でガス流れ中高い割合のＳＯ
2 を回収しうるなら、該系を吸収装置（２８）の代わり
に用いることができる。選択的分離により回収されるＳ
Ｏ2 は管路（３２）を経て反応炉（２）、廃熱ボイラー
（８）及び（または）熱交換器（１６）に再循環用送風
機（３０）による約２〜２０ｐｓｉａの圧力で搬送され
る一方、実質上ＳＯ2 のない残留ガスは大気に廃棄ない
し排出される。下記例は更に本発明を例示するのに役立
つ。これら例は例示目的のために示すもので、本発明を
限定するものではない。
【００１４】
【実施例】例 １ 添付図に示すクラウス法系でＨ2 Ｓ含有酸ガスを処理し
た。用いた条件及び系の各装置における回収物を下記表
Ｉに要約する：
た。用いた条件及び系の各装置における回収物を下記表
Ｉに要約する：
【００１５】
【表１】
【００１６】表Ｉに示す如く、Ｈ2 Ｓの燃焼は、特定量
のＳＯ2 を反応炉に供給するとき該炉の耐火物に悪影響
を及ぼすことなく技術的に純粋な酸素の存在で実施する
ことができる。本質上特定量のＳＯ2 よりなるガスを用
いることにより、反応炉及びその関連装置は、不必要な
ガスが皆無か或は該ガスを実質上含まず、それによって
酸供給ガスすなわち処理すべきＨ2 Ｓに対する容量が高
められる。これらの利益は、高められた硫黄回収率（９
９．７％＋）とともに達成される。
のＳＯ2 を反応炉に供給するとき該炉の耐火物に悪影響
を及ぼすことなく技術的に純粋な酸素の存在で実施する
ことができる。本質上特定量のＳＯ2 よりなるガスを用
いることにより、反応炉及びその関連装置は、不必要な
ガスが皆無か或は該ガスを実質上含まず、それによって
酸供給ガスすなわち処理すべきＨ2 Ｓに対する容量が高
められる。これらの利益は、高められた硫黄回収率（９
９．７％＋）とともに達成される。
【００１７】例 ２ 約８０％のＨ2 Ｓ含有酸ガス供給物を、三つの触媒転化
炉段階を有する慣用クラウス法系で空気により燃焼させ
た。該慣用クラウス法系を変更して添付図のクラウス法
系にした後、同じガスを酸素の存在で燃焼させた。この
プロセスシミュレーションの結果を下記表IIに要約す
る：
炉段階を有する慣用クラウス法系で空気により燃焼させ
た。該慣用クラウス法系を変更して添付図のクラウス法
系にした後、同じガスを酸素の存在で燃焼させた。この
プロセスシミュレーションの結果を下記表IIに要約す
る：
【００１８】
【表２】
【００１９】注： ＊ CVI = 触媒転化炉段階、 ＊ CD1 = 第一触媒段階直後に設置した冷却器、 ＊ CD2 = 第二触媒段階直後に設置した冷却器、 ＊ CD3 = 第三触媒段階直後に設置した冷却器、 ＊ RH1 = 第一触媒段階前に設置した再加熱器、 ＊ RH2 = 第二触媒段階前に設置した再加熱器、 ＊ RH3 = 第三触媒段階前に設置した再加熱器、 ＊ (kw)= キロワット（１ｋｗ＝３４１４Ｂｔｕ／ｈ
ｒ）、 ＊ WHE = 廃熱ボイラー、 ＊ TCD = ＷＨＩの後に設置した冷却器。
ｒ）、 ＊ WHE = 廃熱ボイラー、 ＊ TCD = ＷＨＩの後に設置した冷却器。
【００２０】表IIに示す如く、本発明を用いることから
引出される多くの利益がある。かかる利益に、取分け、
（１）Ｈ2 Ｓ含有酸ガスの増加量が処理されること、
（２）硫黄の回収率が高いこと（９９．７％＋）、
（３）二つの触媒段階の排除による設備費ないしエネル
ギーコストが削減されること、及び（４）水冷却装置な
いし吸収装置へのガス流れが７３％まで低下することが
含まれる。これらの利益すべては、系に沿った圧力降下
を高めることなく達成され、しかも反応炉温度が、該炉
の耐火物の温度許容値すなわち＜１５００℃を越えずに
達成される。以上、或る特定の具体化を参照しながら本
発明を説示してきたが、当業者なら、特許請求の範囲及
び精神内で他の具体化があることは認識し得よう。
引出される多くの利益がある。かかる利益に、取分け、
（１）Ｈ2 Ｓ含有酸ガスの増加量が処理されること、
（２）硫黄の回収率が高いこと（９９．７％＋）、
（３）二つの触媒段階の排除による設備費ないしエネル
ギーコストが削減されること、及び（４）水冷却装置な
いし吸収装置へのガス流れが７３％まで低下することが
含まれる。これらの利益すべては、系に沿った圧力降下
を高めることなく達成され、しかも反応炉温度が、該炉
の耐火物の温度許容値すなわち＜１５００℃を越えずに
達成される。以上、或る特定の具体化を参照しながら本
発明を説示してきたが、当業者なら、特許請求の範囲及
び精神内で他の具体化があることは認識し得よう。
【図１】本発明方法の一つの好ましい具体化を示す概略
フローシートである。
フローシートである。
２ 反応炉 ８ 廃熱ボイラー １２ 第一冷却器 １６ 熱交換器 １８ 触媒転化炉床 ２０ 第二冷却器 ２４ 焼却炉 ２６ 第三冷却器 ２８ 吸収装置 ３０ 再循環用送風機 ４４ 加熱手段
Claims (9)
- 【請求項１】 約２５％〜１００％の酸素濃度を有する
オキシダントの存在下、Ｈ2 Ｓの少なくとも一部分をＳ
Ｏ2 に燃焼させる燃焼帯域で、Ｈ2 Ｓ含分が少なくとも
約２０容量％の流体流れを燃焼させる方法にして、前記
燃焼帯域に、流体流れ中Ｈ2 Ｓ １ｋモル毎に約０．０
５ｋモル〜０．３５ｋモルの二酸化硫黄を導入し、それ
によって前記燃焼帯域の温度が、該帯域に用いられる耐
火物で設定される温度限界以下に保持されることを含む
燃焼方法。 - 【請求項２】 燃焼帯域の温度が約１５００℃以下に保
持される、請求項１の方法。 - 【請求項３】 燃焼帯域に導入される二酸化硫黄が、下
記工程すなわち、（ａ）燃焼帯域から生じた二酸化硫黄
及びＨ2 Ｓを含有する燃焼ガスを、前記二酸化硫黄の少
なくとも一部分とその中のＨ2 Ｓとの反応により硫黄と
水を形成させる温度（ｔｈｅｒｍａｌ）帯域内に受容
し、（ｂ）工程（ａ）からのガスの少なくとも一部分を
冷却してその中の硫黄を液体形状で除去し、（ｃ）工程
（ｂ）からの硫黄除去した脱硫ガスの少なくとも一部分
を、未反応二酸化硫黄とその中のＨ2 Ｓとの反応を促進
させる単一触媒転化炉段階で反応させて追量の硫黄を形
成し、（ｄ）工程（ｃ）で形成したガスの少なくとも一
部分を冷却してその中の追加的硫黄を液体形状で除去
し、そして（ｅ）工程（ｄ）からの硫黄除去したガスを
処理して本質上、燃焼帯域に導入される二酸化硫黄より
なるガスを選択的に回収する諸工程を含むクラウス法か
ら誘導される、請求項２の方法。 - 【請求項４】 工程（ｄ）からの硫黄除去したガスが、
本質上二酸化硫黄よりなるガスの選択的回収のためアミ
ン化合物少なくとも１種を用いる吸収装置で処理される
請求項３の方法。 - 【請求項５】 更に、工程（ｄ）からの硫黄除去したガ
スを焼却炉中、オキシダントとともに燃焼させてその中
のいかなるＨ2 Ｓをも、吸収装置での処理前二酸化硫黄
に転化させることを含む請求項４の方法。 - 【請求項６】 燃焼炉で用いられるオキシダントが酸素
富化空気または技術上純粋な酸素である、請求項５の方
法。 - 【請求項７】 更に、焼却炉から燃焼ガスを冷却して、
吸収装置での処理前水を除去することを含む請求項６の
方法。 - 【請求項８】 燃焼帯域に導入される二酸化硫黄の少な
くとも一部分が、該燃焼帯域へのその導入前流体流れを
部分燃焼させることにより形成される、請求項１の方
法。 - 【請求項９】 （ａ）Ｈ2 Ｓ含分が少なくとも約５０容
量％の流体流れを燃焼帯域中、再循環ＳＯ2 の存在下約
５０〜１００％の酸素濃度を有するオキシダントととも
に、Ｈ2 Ｓの少なくとも一部分がＳＯ2 に転化するまで
燃焼させ、（ｂ）前記燃焼帯域に存在する未転化Ｈ2 Ｓ
及びＳＯ2 の少なくとも一部分を互いに反応させてＨ2
Ｓ、ＳＯ2 、硫黄及び水を含有するガスを形成し、
（ｃ）Ｈ2 Ｓ、ＳＯ2 、硫黄及び水を含有するガスを少
なくとも一つの冷却器で冷却して、その中の硫黄を液体
形状で回収し、（ｄ）前記少なくとも一つの冷却器から
の冷却ガスを加熱して約３００〜４００℃の温度を有す
る加熱ガスをもたらし、（ｅ）該加熱ガスを単一触媒転
化炉床に通しその中の未反応Ｈ2 Ｓ及びＳＯ2 を反応さ
せて追量の硫黄を形成し、（ｆ）前記単一触媒転化炉床
から生じるガスを冷却して前記追量の硫黄を液体形状で
分離し、（ｇ）追量の硫黄除去したガスを燃焼炉に通し
その中に残存するいかなるＨ2 Ｓをも燃焼させてＳＯ2
含有ガスを形成し、（ｈ）前記ＳＯ2 含有ガスの流れに
関し向流でアミン化合物少なくとも１種を含む吸収剤を
用いる少なくとも一つの吸収装置でＳＯ2 含有ガスから
ＳＯ2 を選択的に分離し、そして（ｉ）前記燃焼帯域
に、選択的に分離されたＳＯ2 を約２〜２０ｐｓｉａの
圧力で再循環させることを含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US88007592A | 1992-05-05 | 1992-05-05 | |
| US880075 | 1992-05-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642708A true JPH0642708A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=25375473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5124758A Withdrawn JPH0642708A (ja) | 1992-05-05 | 1993-04-30 | Ｈ２ｓの燃焼及びその関連クラウス法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0568980A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0642708A (ja) |
| KR (1) | KR930023630A (ja) |
| BR (1) | BR9301749A (ja) |
| CA (1) | CA2095457A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2467930B (en) * | 2009-02-19 | 2014-07-16 | Linde Ag | A method and apparatus for the partial oxidation of hydrogen sulphide |
| DE102012007161A1 (de) * | 2012-04-12 | 2013-10-17 | Thyssenkrupp Uhde Gmbh | Verfahren zur Regelung der Temperatur im Verbrennungsofen einer Claus-Anlage |
| EP3066046B2 (en) | 2013-11-08 | 2022-12-28 | Saudi Arabian Oil Company | Sulfur recovery unit and process |
| CN114053067A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-18 | 成都昶艾电子科技有限公司 | 高原供氧系统的工作方法、装置、电子设备及存储介质 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4552747A (en) * | 1984-06-20 | 1985-11-12 | Gaa Engineered Systems, Inc. | Temperature moderation of an oxygen enriched Claus sulfur plant |
| US4798716A (en) * | 1986-04-29 | 1989-01-17 | Amoco Corporation | Sulfur recovery plant and process using oxygen |
| EP0252497A3 (en) * | 1986-07-09 | 1988-05-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Sulfor dioxide injection for claus furnace temperature moderation |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP5124758A patent/JPH0642708A/ja not_active Withdrawn
- 1993-05-04 CA CA002095457A patent/CA2095457A1/en not_active Abandoned
- 1993-05-04 KR KR1019930007632A patent/KR930023630A/ko not_active Application Discontinuation
- 1993-05-04 EP EP93107225A patent/EP0568980A1/en not_active Withdrawn
- 1993-05-04 BR BR9301749A patent/BR9301749A/pt not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930023630A (ko) | 1993-12-21 |
| BR9301749A (pt) | 1993-11-09 |
| CA2095457A1 (en) | 1993-11-06 |
| EP0568980A1 (en) | 1993-11-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |