JPS61219704A - 硫黄回収装置 - Google Patents

硫黄回収装置

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JPS61219704A
JPS61219704A JP6014085A JP6014085A JPS61219704A JP S61219704 A JPS61219704 A JP S61219704A JP 6014085 A JP6014085 A JP 6014085A JP 6014085 A JP6014085 A JP 6014085A JP S61219704 A JPS61219704 A JP S61219704A
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JP
Japan
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sulfur
gas
reaction
hydrogen sulfide
catalyst layer
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JP6014085A
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English (en)
Inventor
Kengo Uematsu
植松 健吾
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は硫化水素含有ガスからの硫黄回収装置に係り、
特に純度の高い硫黄を高回収率で回収する装置に関する
ものである。
〔発明の背景〕
石油精製工程や化学反応工程より排出される硫化水素含
有ガスから硫黄を回収する方法は湿式、乾式による吸収
法、直接転化法等が一般的に行なわれ、中でも乾式直接
転化法のクラウス式硫黄回収法が広く行なわれている。
クラウス式硫黄回収法の基本的反応は下記反応式によっ
て達成される。
H2S +    02= S Ox+ H2O(す2
HzS + S(h = 38 + 2HzO(2)従
来のクラウス式硫黄回収方法を実施する装置は°第2図
に示すような一般的なフローシステムの硫黄回収装置が
使用されている。クラウス式反応を行なう転化炉IK6
It化水素含有ガスを導管11から供給し、また助燃料
を導管13、空気を導管12からバーナ14に導入し燃
焼して高温雰囲気下1200〜1400℃にすることに
よシ、硫化水素は空気の酸素によって部分燃焼され、反
応式(1)のように亜硫酸ガスが生成する。部分燃焼に
より生成した亜硫酸ガスは硫化水素と反応し、反応式(
2)のように硫黄が生成する。硫化水素の一部が部分燃
焼されて生成する亜硫酸ガスは残りの未反応の硫化水素
と反応−tiI?モル比率になるように部分燃焼の空気
を制御する。供給する硫化水素の1/3が部分燃焼され
、残りの硫化水素と生放し次亜硫酸ガスのモル比率が2
:lになるようにされる。このように部分燃焼後に反応
式(2)により硫黄生成反応が生じる。
次に転化器lで反応が終了し友ガスをコンデンサ2に送
る。コンデンサ2は第1バス3、第2ノくス6、第3バ
ス8、・・・・・・・・・と数段に仕切られる。
ガスは第1バス3に導入し冷却されて硫黄と未反応ガス
に分けられ、硫黄は径路15を経て硫黄タンク19に貯
蔵される。未反応ガスは補助的に硫黄回収の為に約28
0〜300℃の温度に冷却され、更に反応式(2)の反
応を行なわせる為に径路164’経て反応器4に導入さ
れる。反応器4は第1反応室5、第2反応室7、第3反
応室9、・・・・・・と教室に仕切られ、コンデンサ2
の各バス3.6.8、・・・・・・と夫々配管されてい
る。wc1反応室5に導入した未反応の硫化水素と亜硫
酸ガスは反応し硫黄を生成し、断熱発熱反応の為に50
〜80℃の温度上昇が生じる。反応後のガスは径路17
を経て再度コンデンサ2の第2バス6に導入、冷却され
、硫黄と未反応ガスに分けら詐、第1バスと同様に硫黄
は硫黄タンク19に貯蔵され、未反応ガスは第1反応室
より若干(20〜25℃)低い温度で第2反応室7に導
入さn、更に残存する未反応の硫化水素と亜硫酸ガスと
は反応式(2)による反応で未反応成分から更に硫黄が
生成される。
以降、順次に前述の如くコンデンサ第3バス8、反応室
9、コンデンサ第4バスlOとガスを流し冷却、反応を
数段繰り返し、最後に煙突18から排ガスが大気放出さ
nる。硫化水素からの硫黄回収は主に転化器lと補助的
な反応器4で出来るだけ多く回収し、排煙中の硫黄化合
物を無くすように行なわれる。
−Qし 上述のような従来のクフウ式硫黄回収技術では次のよう
な欠点がある。反応式(1)の反応を発生させる為には
高温雰囲気下の条件が必要であシ、助燃剤としてプロパ
ン(Cs)Is)等を燃焼する必要がある。しかし、反
応式(2)の反応を進ませ硫黄生成を最大にする条件は
低温、一定モル比、及び不純物の不在等が挙げらnる。
即ち、反応式(2)の反応は発熱反応の為に低温はど反
応が右辺へ進行する。また、容積が増加する反応の為に
反応圧力が低い程反応が右辺に進む。また、左辺の硫化
水素(HzS)と亜硫酸ガス(S O2)とのモル比が
2=1のときが最大の反応量となる。また、右辺物質の
水(HzO)の共存量が少ない程、ル・シャトリエの5
気則から右辺へ進行する。更に不純物の炭酸ガス(CC
h)、−酸化炭素(CO)等が共存すると、妨害副反応
が発生して硫黄の生成が阻害され、チオカルボニル(C
OS)、二硫化炭素(C82)等の、不純物が生成する
クラウス式硫黄回収法で硫黄回収の低下は上述の要因に
よっており、転化器(クラウス炉)にて助燃料を熱焼す
ることが最大かつ唯一の欠点である。例えばプロパン等
の低級炭化水素を燃焼すると、転化炉内の温度は120
0〜1400℃に達し、燃焼ガスとして水、−酸化炭素
、炭酸ガス等が発生する。この為に上述の要因による反
応式(2)の硫黄生成が阻害される。その結果、装置全
体として一定の硫黄回収率を達成する為には、例えば第
2図に示した如くコンデンサ2のバス3.6.8、lO
や反応器4の反応室5.7.9に未反応ガスを数回(3
〜4回)順次流す必要がある。従ってクラウス式反応を
好適に行ない得る装置が要望されていた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記の従来のクラウス式硫黄回収技術
の欠点を解決し、硫黄の回収量を増加し硫黄の純度を高
くし、しかも装置の簡略化?図る硫黄回収装置を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
本発明の硫黄回収装置は助燃料を燃焼する従来のクラウ
ス炉に替えて、直接硫化水素を燃焼触媒層で部分燃焼す
る転化炉が採用され九ことにある。
即ち、本発明は、硫化水素導入管と空気導入管が取シ付
けられ、硫化水素を空気で部分燃焼する燃焼触媒層、及
び硫化水素と前記部分燃焼によフ生成し次亜硫酸ガスと
を反応して硫黄を生成する反応ゾーンが設けられ九転化
炉が配設された硫化水素含有ガスからの硫黄回収装置で
ある。
尚、前記燃焼触媒層が硫化水素を低温度で燃焼(酸化)
する触媒を含むならば何れでもよいが、中でも白金、バ
ラジユウム、チタン系触媒から選ばれた1種又は2種以
上の触媒層が好ましい。ま九、前記転化炉の後流に転化
炉から出る反応ガスを冷却して硫黄と未反応ガスに分離
するコンデンサ、及び補助的に前記未反応ガス中の硫化
水素と亜硫酸ガスと?反応して硫黄を生成する反応器が
設置されると、硫黄回収量を増加し、また排ガス中の未
反応硫黄化合物を減少できる。この場合必要に応じてコ
ンデンサ、反応器の系列を数段に設けて未反応ガスを順
次に冷却、反応を繰り返して行なうことにより、更に硫
黄回収量を増大し排ガス中の硫黄化合物を極めて低減で
きる。
本発明の転化炉においては、硫化水素?酸化して亜硫酸
ガスにする反応をプロパン等の助燃料を燃焼して高温度
で行なうことがなく、燃焼触媒により低温度で進ませる
ので、低温度で効果的に硫化水素と亜硫酸ガスとから硫
黄生成反応が速に進み得るものである。ま次、助燃料の
燃焼を不用とするので炭酸ガス、−酸化炭素の発生が一
切無く、硫黄生成反応が阻害されることが無い。
〔発明の実施例〕
本発明の硫黄回収装置の好適な一具体例を票≠第1図の
装置のフローシステムによって説明する。
転化炉1内に燃焼触媒層20と反応ゾーン21が設けら
れる。硫化水素含有ガスを導管11から、ま九空気を導
管12から転化炉1内の燃焼触媒層20に導入し、触媒
の白金、パラジウム、チタン系等の金属又はこれらの化
合物を含む触媒層において、上述の反応式(1)の如く
硫化水素を部分燃焼し亜硫酸ガスを生成する。導入する
硫化水素の約1/3を燃焼して同モルの亜硫酸ガスを生
成し、この際燃焼触媒が存在するので温度は約600〜
800℃で酸化反応が容易に行なわれる。反応シー72
1において、残りの未反応の硫化水素と燃焼触媒層20
で生成した亜硫酸ガスとのモル比率は約2:1にされ、
上述の反応式(2)の如く反応して硫黄が生成する。こ
の際、助燃料ヲ撚焼させずに硫化水素の部分燃焼のみで
あるので転化炉1内の温度は従来方式に比べて低く保た
れ、それ故に反応ゾーン21での反応式(2)の反応は
活発に右辺に進行する。また、水の生成が少ないので前
述のようにル・シャ) IJ工の法則から反応式(2)
の反応は右辺に進行する。更に助燃料の燃焼により生成
する一酸化炭素、炭酸ガスが一切存在しないので副反応
による副生物が無く、従って高純度の硫黄が生成され、
また反応圧が低いので反応式(2)は右辺に進む。
次に転化炉1から出た反応ガスは第1図と同様にコンデ
ンサ2で冷却して硫黄と未反応ガスに分離され、硫黄は
硫黄タンク19に貯槽し、未反応ガスは反応器4に導入
されて更に補助的に硫化水素と亜硫酸ガスとから硫黄が
回収され、再びコンデンサ、反応器に順次に送り硫黄が
できるだけ回収され、排気ガスは煙突18から放出され
るが、ガス中の硫化水素、亜硫酸ガスを極度に少なくで
きる。
本発明の転化炉1における反応式(2)の反応率は65
〜70%で、従来方式では55〜60%であり5本発明
は転化炉の温度を低くできるので高い反応率が得られる
。従って転化炉の後流のコンデンサ、反応器の系列の段
数を減少することができる。
本発明の硫黄回収装置は前述のように燃焼触媒層を内設
し九転化器を採用しているので高効率、高純度の硫黄の
回収が実現されるものである。尚、この装置は硫化水素
の燃焼だけでなく、一般の低カロリーガスの燃焼にも応
用でき、また不純物を存在させないで反応させる高温反
応器にも適用され得るものである。
〔発明の効果〕
本発明の硫黄回収装置は燃焼触媒層と反応ゾーンを有す
る転化器が配役さnfcことに特色がある装置で、従来
のクラウス式装置の如く助燃料を使用する必要がないの
で次のような利点がある。
(リ 硫黄回収率の向上 助燃料を燃焼しないので転化炉が低温に維持されて1反
応ゾーンでの硫黄生成が増進し、水等の反応器の生成が
低減するので硫黄回収率が向上する。
(2)  硫黄純度の向上 一酸化炭素、炭酸ガス、未燃炭素等の発生がないので硫
黄純度が向上し、例えば本発明で得られる硫黄純度は1
00%であるが、従来方式では99、*参チであった。
(3)  装置の簡略化 転化炉での硫黄生成反応効率が向上する為に未反応ガス
の量が減るので、反応補助的な反応器、コンデンサ系列
の数を減少でき、また配管を短縮できるので、従って装
置が簡略化でき設備費が低減される。
【図面の簡単な説明】
tJE1図は本発明の硫黄回収装置のフローシステムを
示し、第2図は従来の装置のフローシステムを示す。 1・・・転化炉、2・・・コンデンサ、3.6.8.1
0・・・第1,2.3.4バス、4・・・反応器、5.
7.9・・・第1.2.3反応室、1工・・・硫化水素
導入管、12・・・空気導入管、13・・・助11!!
l料導入管、14・・・バーナ、19・・・硫黄タンク
、20・・・燃焼触媒層、21・・・反応ゾーン。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)硫化水素導入管と空気導入管が取り付けられ、硫
    化水素を空気で部分燃焼する燃焼触媒層、及び硫化水素
    と前記部分燃焼により生成した亜硫酸ガスとを反応して
    硫黄を生成する反応ゾーンが設けられた転化炉が配設さ
    れたことを特徴とする硫化水素含有ガスからの硫黄回収
    装置。
  2. (2)前記燃焼触媒層が白金、バラジユウム、及びチタ
    ン系触媒から選ばれた1種又は2種以上の触媒を含む触
    媒層であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の硫黄回収装置。
  3. (3)前記転化炉の後流に転化炉からの反応ガスを冷却
    して硫黄と未反応ガスに分離するコンデンサ、及び補助
    的に前記未反応ガス中の硫化水素と亜硫酸ガスとを反応
    して硫黄を生成する反応器が配設されたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項及び第2項に記載の硫黄回収装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1321882C (zh) * 2005-06-15 2007-06-20 石家庄开发区精致化工技术有限公司 一种连续硫回收装置

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JPS59182205A (ja) * 1983-01-31 1984-10-17 ソシエテ・ナシオナル・エルフ・アキテ−ヌ(プロダクシオン) H↓2s含有ガスより硫黄を製造するための接触的方法

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