JPS62230605A - ガス流の処理 - Google Patents

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】 本発明はガス流の処理に関る、ものである。特に、本発
明は硫化水素から成るガス流の処理に関る、ものである
。

硫化水素から成るガス流は代表的には多くの工業的工程
からの廃生成物または副生成物として生成る、６例えば
、二ば化炭素と硫化水素から成る酸性ガス流は代表的に
は硫黄が原油から除かれる油精製操作中に生成される。

その種の硫化水素含有流をそれらの大気中放出の前に処
理して置黄含有ガス含量ヲ減らすか全く除去る、ように
る、ことが必要である。硫化水素から成るガス流を処理
る、ための一つのよく知られ広〈実施される方法はクラ
ウス法である。この方法は硫化水素と二酸化硫黄とを反
応させて硫黄蒸気と水蒸気を形成させることに基づいて
おり、次の式に従う。

Ｓｏ２＋２Ｈ，Ｓ＝　２Ｈ！Ｏ＋３Ｓ 硫黄は蒸気相中で温度に応じてＳ２．Ｓ６　　およびＳ
８　　のような多くの異なる分子状種として存在る、。

クラウス法の第一段階は入ってくるガス流の中の硫化水
素の約三分の−を燃焼させて式２式％ に従って二酸化硫黄と水蒸気を形成させることである。

この燃焼反応は適当な炉の中でおこシ、通常は空気が燃
焼目的用に酸素源として用いられる。炉は、二酸化硫黄
と硫化水素の間の反応が燃焼帯においてはじまり次いで
その燃焼帯の下流で継続る、ことができるよう設計され
ている。しかし、クラウス法の一つの特色は、硫化水素
の燃焼によってつくり出される温度において、残留硫化
水素の約７５％以上を硫黄へ二酸化硫黄との反応によっ
て転化る、ことが可能ではなく、代表的には硫化水素の
５０係から７０係の間がそのような転化を受けるという
ことである。しかし、残留硫化水素と二酸化硫黄とを反
応させることによシ、２００から６５０°Ｃの程度の反
応温度における触媒の存在下においてよｐ高率の転換を
達成る、ことが可能である。（そのような「接触的」は
変においては、温度が低いほど達成される転化率が高い
）。

従って、ガスが炉のいわゆる熱領域を通過したのちに、
それらを炉中で形成された硫黄が凝縮る、温度へ冷却る
、。硫黄はこのようＫして回収される。ガスは次に硫化
水素と二酸化硫黄の間の接触反応の実施に適る、温度へ
再加熱されるが、その温度は代表的には２００℃の程度
のものである。

接触反応を次に実施し、代表的には残留硫化水素の約６
０係が硫黄へ転化される。けれども、１００壬の転化を
達成る、ことはまだ可能ではなく、それは、実際には９
２５係より大きい転化は硫黄蒸気が凝縮しそれによって
触媒の有効性を実質的に下げる温度においてのみ達成し
得るからである。

それゆえ、硫化水素の二酸化硫黄による接触的酸化を一
段以上の方式で実施る、ことが代表的であり、まず第一
に硫黄蒸気は凝縮させ次に硫化水素含有ガスを再加熱る
、ことが各段階の間で実施される。

各々の接触的段階に先立ってガスの再加熱を実施る、た
めに各種の手段を用いてよい。例えば。

供給ガス混合物の小部分を炉の上流からそらさせて、装
置系列内のバーナーにおいて完全に二酸化硫黄へ燃焼さ
せることができ、そこには、代表的には１個のその種の
バーナーが各接触反応器の上流で存在る、。二酸化硫黄
含有熱ガスを次に主ガス流と各々の接触反応器の上流で
混合して再加熱を行なわせるようにる、。あるいはまた
、主ガス流の一部を列えば炉を出る主ガス流を冷却る、
のに用いる廃熱ボイラーから取シ、装置系列内バーナー
からのガスと同じ方式で使用る、ことができる。もう−
りの方式は、例えばスチームとの間接的熱交換を用いて
再加熱を行なわせることである。

代表的には、二段ｉたは三段のその種の段階の後に、最
下流段階中で形成した硫黄はガス流から凝析され、その
ガス流は次に比較的稀薄な硫化水素流を増扱うための既
知の種類のテールガス浄化工程（例えば、スコツト、ビ
ーボンあるいはストシトフォード法）へ送られるか、そ
のガス流が次に焼却される。

この基本的なりラウス法の多くの変形が可能である。こ
れらの変形のいくつかはＨ，フィッシャーのＨｙｄｒｏ
ｃａｒｂｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍ　　３月（１
９７９年）、１２５−１２９頁によって「硫黄コストは
プロセスの選択とともに変る」という論文においてまと
められている。

最近は、比較的高い硫黄含量の原油を使う傾向があジ、
また硫黄含有ガスの大気放出に関る、かぎり、より厳し
い環境規準の傾向があって、益々多くの硫化水素含有流
が処理されることが必要となシ、従って硫化水素含有ガ
スのためのより多くの処理能力が必要とされる。例えば
、可能な場合には、現存クラウス法プラントが硫黄を製
造し得る速度を上けることが望ましい。実際には、その
種のプラントが硫化水素含有ガスの増大した処理量音板
える能力は限られている。燃焼用の必要酸素を供給る、
ためには、ガス混合物中の硫化水素の毎６容積あたり約
１４容積の空気が必要とされることは実際に知られてい
る。例えば１９８１年のＧａｓ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉ
ｎｇ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（１９８１年、オクラホマ
）のＭ、　Ｒ，グレイおよびｗ、　ｙ。

スブルチェクによる「クラウス法硫黄プラントにおける
酸素使用」と題る、論文、および０ｉｌａｎｄＧａｓ　
Ｊｏｕｒｎａｌ　、　１９８４年８月２０日、１０８−
１１２頁の”Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ　ＪｕｍｐＳ
ｕｌｐｈｕｒ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｃａｐａｃｉｔ７”
　と題る、論文においては、現存クラウス法の能力は空
気をいくらかの商業的酸素で置き換えそれによって工程
から流出る、ガス混合物中の窒素の割合を減らすことに
よって増すことができるということが提案されている。

実際にはしかし、多くのプラントにおいて、この方法に
よって達成し得る増加量は、窒素の容積減少が炉と関連
している廃熱ボイラーまｔは熱交換器、あるいは炉の耐
火内張りが耐えることができないよシ高い炉排出温度を
もたらす傾向があるので、制約がある。事実、ガス流が
濃縮（硫化水素に関して）されているほど著しい増率を
達成できる可能性が小さく、その種の可能性はしばしば
８０容積係またはそれより多い硫化水素を含む供給ガス
流に特に限定されるようになる。

クラウス法中で純酸素を用いるもう一つの提案は米国特
許明細書３，６８１，０２４およびそれに相当る、カナ
ダ特許明細書８５４０９４に示されている。これらの特
許明細書は硫化水素流の三分の−を約９５係純度の酸素
で以て燃焼る、ことを開示している。１閏または２個の
接触的反応器からのプラント排出流は水スクラバーへ送
られてその排出流の水分含量が減らされ、そのスクラバ
ー・オフガスの十分な量を循還させて酸素供給体を稀釈
し、炉温か空気で操作る、ときに得られる窟度と本質上
等しいようになされる。

この方法はプラントの大きさを小さくる、ことを可能に
る、利点をもつと述べられている。しかし、空気を使っ
て硫化水素の燃焼を支持る、意図で以て建設された現存
プラントは米国特許明細書３．６８１，０２４に記載の
方法を実施る、よう容易には転換させることができず、
この方法は商業的有利さを見出していない。その上、熱
反応帯域へその中を通ってきたガス混合物を循還る、と
いうことの実際は、熱反応帯域全規定る、炉の寸法を小
さくし得る量に対して、入ってくる硫化水素流が硫化水
素の容積で例えば５０幅以上を含む場合には特に、制約
を課る、。米国特許明細書３．３３１，７３３＋と４，
５５２，７４７は熱反応器中の温度ｋＡ節る、ためにガ
スが循還される提案の別の例である。

本発明の一つの目的は硫化水素から成りあるいは比較的
高割合の硫化水素を含むガス流から硫黄を回収る、ため
の改善方法と装置全提供る、ことであり、それらは、硫
黄回収工程中ｖｉ−流れる窒素のような「パラスト」ガ
スの容積を最小化る、ことができ、かつ、炉の取入口へ
排出ガスを循還る、ことに依存る、必要がない。

本発明によると、硫化水素から成る供給ガス流から硫黄
を回収る、方法が提供されるのであり、その方法は、供
給ガス［−主流と小流とに分割し、第一燃焼領域におい
てその小流の硫化水素含量の少くとも５０係を燃焼して
二酸化硫黄と水蒸気を形成させ、次いでその小流を冷却
し、第二燃焼領域において主流の硫化水素の三分の一以
下を燃焼させて二酸化硫黄と水蒸気を形成させ、酸素富
化ガス（後で規定る、とおシの）を第二燃焼領域へ供給
る、ことによって主流中の硫化水素の燃焼を支持し、硫
化水素をこのようにして形成された二酸化硫黄と上記第
二燃焼領域と共同している熱反応領域中で反応させて硫
黄蒸気と水蒸気を形成させ、その硫黄蒸気を生成ガス混
合物から抽出し、ガス混合物中の残留硫化水素を残留二
酸化酸素と反応させて硫黄蒸気と水蒸気をさらに形成さ
せ、次いでそのさらに生成された硫黄蒸気を抽出る、、
ことから成シ、その場合、冷却された小流は第二燃焼領
域またはそれと共同る、熱領域（あるいは両者）の中へ
導入され、小流および主流の合計硫化水素含量の約三分
の−が燃焼されて二酸化硫黄と水蒸気が形成される。

好ましくは、この小流の硫化水素含量の実質上全部を燃
焼させて二酸化硫黄と水蒸気を形成させる。

本発明はまた硫化水素から成る供給ガス流から硫黄を回
収る、装置を提供る、ものであシ、その装置は、と記供
給ガス流の主流部分を受入れるための第一導管；上記供
給ガス流の小流部分を受は入れるための第二導管；この
小流の硫化水素含量の少くとも５０４を燃焼させて二酸
化硫黄と水蒸気とを形成させるための、少くとも一つの
第一バーナーを共同させてもつ第一燃焼領域であって、
そのバーナーが上記第二導管と連通ずる取入口をもち、
上記第一燃焼領域がそれからのガス混合物を冷却る、た
めの熱交換手段の取入口と連通ずる取出口をもつ、第一
燃焼領域；硫化水素を燃焼させて水蒸気と二酸化硫黄を
形成させる几めの、少くとも一つの第二バーナーを共同
させてもち、その少くとも一つの第二バーナーが上記第
一導管と連通ずる取入口および酸素富化ガス（後述る、
とおりの）源と連通ずる取入口とをもつ、第二燃焼領域
；操作時において、二酸化硫黄が硫化水素と反応して硫
黄蒸気と水蒸気を形成し、上記第二燃焼領域からの取出
口と連通ずる、熱反応領域；この熱反応領域を出るガス
混合物から硫黄蒸気を抽出る、ための、上記熱反応領域
の下流の、凝縮器：硫化水素と二酸化硫黄との間でさら
に反応させて硫黄蒸気と水蒸気をさらに形成させるだめ
の、上記凝縮器の下流の少くとももう一つの反応領域；
上記のさらに生成された硫黄蒸気を抽出る、ためのもう
一つの凝縮器；および、上記熱交換手段を出る冷却され
たガス混合物を第二燃焼領域と上記熱反応領域の一方ま
たは両方の中へ導入る、手段；を含む装置であり、それ
によって、操作に際して、上記の主流部分と小流部分と
の合計の硫化水素含量の約三分の−が燃焼して二酸化硫
黄と水蒸気を形成る、ことができる。

ここで使用る、「酸素富化ガス」という用語は、少くと
も８０容積係の分子状酸素を含むガス状混合物を意味る
、。酸素富化ガスは好ましくは実質上純粋の酸素である
。あるいはまた、そ匹は例えば酸素量を増した空気であ
ってもよい。小流と下流との相対的の大きさを適切に選
ぶことによって、酸素富化ガスが純酸素であシ、かつ、
硫化水素から成るガスが硫化水素分が比較的多く含まれ
るものであシ、すなわち、５０容積係以上の硫化水素（
代表的には６０容積係以上の硫化水素）を含むものであ
るとしても、冷却された小流および酸素富化ガス以外の
他の流体を第二燃焼領域の中へ導入る、必要もなく、過
度の温度が第二燃焼領域中で発生しないことを確実にる
、ことが可能である。

従って、硫化水素流の約三分の−が単一炉中で燃焼して
二酸化硫黄を形成し、空気を硫化水素の燃ｍｔ支持る、
のに用いられる慣用的クラウス法と比べて、硫化水素の
比較的大きい処理量が、炉の与えられた寸法に対して、
本発明に従って達成される（第二燃焼領域とそれと共同
る、熱反応領域を組入れて）。

代表的に、化学量論的またはそれに近い燃焼が第一燃焼
領域中でおこるときには、供給ガス流の１０憾までを小
流を形成させるのに用い、その供給ガス流の残りは主流
を形成る、。

空気、または分子状酸素を含む別のガス状混合物を小流
の燃焼を支持る、のに用いてよい。第一燃焼領域中で三
酸化硫黄の形成を妨げることが望ましい。従って、第一
燃焼領域へ供給される分子状酸素量は好ましくは、小流
の硫化水素含量の完全燃焼に必要な量の９０から１００
係の範囲にある。また、第一燃焼領域を出るガスが、そ
れが冷却される下流で、第二燃焼領域中の焔の熱帯域の
中へ導入され、それによってガス中に存在る、二酸化硫
黄の痕跡がすべて破壊されることが好ましい。

代表的には、空気、酸素富化空気または純酸素を第一燃
焼領域中で燃焼を支持る、のに用いる場合には、第一燃
焼領域の下流の熱交換器手段の取入口において温度を調
節る、よう、その種の領域へ追加的冷却が与えられる必
要がある。その種の冷却は調節剤または急冷剤を第一燃
焼領域の中へ導入る、ことによって提供る、ことができ
る。調節剤または急冷剤は例えば、スチーム、液体の水
、窒素および二酸化炭素から選ぶことができる。必要な
らば、第一燃焼手段中で用いられるバーナーには各々、
水のような冷却剤の循還用ジャケットが設けられてよい
。そのような冷却用ジャケットの使用は調節剤の使用の
代替または追加であってよい。

冷却された小流はすべて代表的には第二燃焼領域中へ直
接に導入される。あるいはまた、この流れの小部分は硫
黄凝縮器および接触的反応領域の中間で再加熱を与える
のに用いてよい。もう一つの別法は、純酸素または酸素
富化空気と燃焼支持に用いる場合には好ましいものであ
るが、冷却された小流の一部を第一燃焼領域へ調節剤と
して戻すことである。この場合には、好ましくは供給ガ
ス流の８から１５容積幅が小流として取られる。

本シａ明による方法はこの目的のために建設されｔプラ
ントで実施してよい。しかしまた、クラウス法ヲ夷画る
、ための現存プラントで、比較的わずかなプラント修正
を必要とる、だけで実施る、こともできる。例えば、現
存る、クラウス法灯は本発明による方法において第二燃
焼領域とそれと共同の熱領域とを提供る、ように使用る
、ことができ、そして、水が第一燃焼領域中の調節剤と
して用いられる場合には、第一燃焼領域を規定る、比較
的小さい炉、および、比較的小さい熱交換器をクラウス
法灯へ組込むことができる。この改装は現存プラント中
で単位時間あたシに製造される硫黄の量を、転化効率を
損うことなく実質的に増すことを可能にる、。調節剤が
循還ガスである場合には、クラウス法灯の能力増大が可
能となるが、よシ大きい第一燃焼頭載が必要になる。

本発明の方法はここで付図金参照しなからレリによって
記述る、ことにる、。

図面の図１を参照る、と、導管２は硫化水素富化ガス混
合物の源（図示せず）と連がっている。

代表的には、硫化水素富化混合物は少くとも７０容積係
の流化水素を含む。それはまた二酸化炭素、窒素、水蒸
気および炭化水素のような一種またはそれ以上の他のガ
スを含んでいてよい。導管２は硫化水素富化ガスの小流
の流れのための稟−配管４と硫化水素富化ガスの主流の
流れのための第二配管６とに連がっている。必要ならば
、ブロアー（図示せず）を使って配管４中への小流の流
れと配管６中への残りのガスの流れを助けてもよい。

配管４はバーナー８への一つの取入口で終っており、操
作時には、小さい炉１２の内部で規定される第一燃焼領
域１０の中へ発火る、。バーナー８は空気（または他の
酸素含有ガス混合物）用の第一の追加取入口１４と液体
の水（または他の調節剤）用の第二の追加取入口１６を
もっている。炉１２は熱交換器２０の一つの通路と連通
ずる取出口１８をもち、熱交換器の中では操作時に炉１
２を通って出るガス混合物が冷却される。得られる冷却
されたガス混合物は次に配管２２に沿って送られ、配管
６を通過る、硫化水素の主流と第二バーナー２４中への
取入口のすぐ上流の領域において合本し、第二バーナー
は燃焼領域２６？ｆ：規定る、第二炉または主炉２８の
中へ発火る、。

代表的には、本発明において示されるプラントの運転に
おいては、空気または酸素がバーナー６へ供給される割
合は小流の硫化水素含量の９０から１００壬が燃焼領域
１０の中で二酸化硫黄へ酸化されるのに十分なものであ
る。必要ならば、酸素圧力を使って小流の流れを配管４
の中へ導くことができる。液状の水またはその他の調節
剤または急冷剤がバーナー８の取入口１６を通して燃焼
領域１０へ供給される割合は熱交換器２０への取入口に
おいて許容できる最高温度に依存る、。代表的には、こ
の最高温度は１２５０℃の程度であってよい。液状の水
（あるいはその他の調節剤）が墳入口１６へ供給される
割合は従って、前記最高温度が１２５０℃あるいは別の
選択された最高温度をこえることがないよう、硫化水素
がバーナー８へ供給される割合、およびその硫化水素流
の中の他のガスの濃度に従って選ばれる。

炉１２からの出口の下流において、小流は好ましくは３
０℃の程度の１度、すなわち、混合物の各種成分の４点
をこえる温度、へ冷却される。小流の［流化水素の全部
が二酸化硫黄へ酸化されるのではない場合には、残留硫
化水素のいくらかは炉１２中で二酸化硫黄と反応る、傾
向がある。そのような硫黄蒸気はすべて、熱交換器２０
の通過中、蒸気状態で残留る、。

バーナーが着火る、燃焼領域２６は第二炉または主炉２
８によって規定されている。バーナー２４は炉２８の上
流端にはめこまれ、硫化水素主流（これへ冷却された小
流が熱交換器２０から戻される）のための取入口のほか
に酸素富化ガス用の取入口６０をもっている。酸素富化
ガスは好ましくは純酸素である。硫化水素含有ガス流と
ノ（−ナー２４への酸素流との供給相対割合は、バーナ
ー８と２４は入ってくる硫化水素の硫黄への完全転出の
ための、硫化水素の化学量論酌量の必要な燃焼を達成る
、ような割合である。硫化水素含有ガスの小流の好まし
くは実質上すべてはバーナー２４中で燃焼されるので、
配管６からバーナー２４へ供給される主ガス流の硫化水
素含量の部分の−よりかなり少ない量が、導管２に入る
硫化水素の合計含量の丁度部分の−の燃焼を達成る、た
めに燃焼される。主流と熱交換器２０からの冷却ガス流
との混合、および燃焼されなかった硫化水素の部分の効
果、は燃焼領域２６中で過度の温度がつくシ出されるの
を防ぐことができる。配管４および６を通る硫化水素含
有ガスの相対的流量割合は、主流の硫化水素含量の燃焼
支持に純酸素を使用る、場合でも、炉２８内で過度の温
度がつくり出されないように選ばれる。これらの制限内
で、しかし、バーナー８の中の燃焼用に配管４へ分割さ
れる導管２に入るガス混合物の割合は好ましくはできる
だけ小さく保たれる。代表的には、供給ガス混合物が７
５から１００容積係の硫化水素を含む場合には、配管４
へそらされる供給ガス流の割合は５から１０容遺壬であ
シ、９０壬硫化水素においては、８．５容積係の程度で
ある。

炉２８は慣用的クラウス炉と一般的には実質上同じであ
る。それゆえ、炉２８は適当な耐火性内張り（図示せず
）と、そこが燃ａ頭域２６と共同る、適切な熱反応帯で
ある十分な容積とをもつ。

硫化水素と二酸化硫黄の間の反応は代表的には燃焼領域
２６の中で開始され、熱反応領域３０中で継続る、。必
要ならば、炉２８は熱反応＠峨６０内のガスの混合を容
易にる、ために邪摩板または手段６２が設けられている
。硫化水素と二酸化硫黄の間の熱反応は約６００℃以上
で吸熱的であシ、そこで、いくらかの温度降下が、温度
が代表的には１６５０℃から１４５０℃の範囲にある熱
反応領域３０の中でおこる。流出ガスを次に廃熱ボイラ
ーあるいは熱交換器６６の中で、例えば２７５℃から６
２５℃の範囲の温度へ冷却される。

熱交換器または廃熱ボイラー６６は、図示のとおり、炉
２８からの流出ガス用の二つの通路をもっている。流出
ガスの主要部分は両通路を流れ、このようにして２７５
℃から６２５℃の範囲にある上記温度へ冷却される。上
記ガスの小部分は第一通路のみを通って流れ、廃熱ボイ
ラー３６を５９０から６００°Ｃの範囲にあるより高温
で離れる。排出ガスの主要部は硫黄凝縮器６８に入り、
その中で二酸化硫黄と硫化水素の間の反応によって形成
された硫黄蒸気が炉２８を出るガス流から凝析される。

この凝縮はガス流を１４０℃程度の温度へ冷却る、こと
によって行なわれる。この硫黄凝縮物は次に硫黄シール
・ピット５４へ送られる。凝縮器６８から出るガス混合
物は代表的には硫化水素、二酸化硫黄、水蒸気、窒素（
例えばバーナーへの空気供給から生ずる）および二酸化
炭素から他のガスの痕跡と一緒に成る。このガス混合物
は４０において２２０から２５０℃の範囲の温度へ、流
出ガスの上記小流からとった第一流と混合る、ことによ
って再加熱る、。この再加熱混合物は次に第一接触反応
器４２を通して送られ、その中で反応が残留硫化水素と
二酸化硫黄との間でおこって硫黄蒸気と水蒸気がさらに
形成される。

この反応は、代表的には慣用的種類の、例えば、活性ア
ルミナである触媒の上でおこる。硫化水素と二酸化硫黄
の間のこれらの低温における接触反応は発熱的であるの
で、第一接触反応器４２中の温度上昇があり、従って、
この反応器４２を出るガス混合物は代表的には３００℃
から６５０℃の程度の温度をもつ。必要ならば、反応器
４２の取出口温度はよシ高い、例えば約６５０℃から４
００°Ｃの範囲の温度であるよう整えることができる。

そのようなより高い取出口温度は反応器４２に入るガス
混合物の中に存在る、オキシ硫化炭素および二硫化炭素
のすべての改善された加水分解を与える１頃向がある。

接触的反応器４２から、ガス混合物は第二の硫黄凝縮器
４４の中を通り、その中で硫黄がガス混合・吻から凝析
る、。得られる硫黄凝縮物は硫黄シール・ビット５４へ
送られる。硫黄凝縮器４４の工匠で、ガス混合物は４６
において例えば１４０℃の＠度から例えば２００から２
２０℃の範囲の温度へ、廃熱ボイラー３６からの流出ガ
スの上記小流部分の第二部分と混合る、ことによって再
加熱され、上記温度は第一接触的反応器４２への取入口
温度より代表的にはわずかに低い。ガス流は次に準二凄
触的反応器４８の中を通り、そこで反応がさらに残留硫
化水素と残留二酸化硫黄との間でおこシ、ガス混合物の
温度が接触的反応器４８の取入口から取出口へ通るとき
に代表的には５０℃程度上げられるような熱を発生しな
がら、水蒸気と硫黄蒸気を形成る、。第二接触的反応器
４８の中で用いられる触媒は代表的には第一接触的反応
器４２中で用いられるものと同じものである。

第二接触反応器４８を出たのち、ガス混合物は第三の硫
黄凝縮器５０の中を通り、その中で硫黄がガス流から凝
析る、。硫黄凝縮物は硫黄シール・ビット５４へ送られ
る。ガス流は第三硫黄凝縮器５０をテールガス流として
１４０℃程度の温度で離れ、次にテールガス浄化プラン
ト５２に入る。

このテールガス浄化プラント５２は慣用的種類のもので
あってよい。

代表的には、図例示される炉は大気圧をわずかにこえた
圧力において操作される。例えば、炉中の圧カバ１．５
から２絶対気圧の範囲にあってよい。

代表的には、バーナー８、第一炉１０、熱交換器２０お
よび関係配管を除く図１に示すプラントはすべて、クラ
ウス法によって硫化水素含有ガス流から硫黄を回収る、
現存プラントであってよい。

このようなプラントの正常運転においては、燃焼領域２
６中の硫化水素の燃焼を支持る、ために純酸素を供給る
、のではなく、空気が、酸素を富化されないで、この目
的に用いられる。従って、このプラントの容量のかなり
の部分が窒素を送るのにとシ上げられ、硫黄含有ガスの
ためではない。

純酸素を空気に置換え（そして、必要ならば、バーナー
２４へ修正を行なって）、配管４、バーナー８、炉１２
、熱交換器２０および配管２２をプラントの残りヘ添加
る、ことは、プラントが本発明に従って操作され、一方
、プラント中の窒素のＲ，量割合を実質上減らすことを
可能にる、。その上、バーナー中へ導入される水の合計
モルｅはプラントの慣用的操作において燃焼空気中に含
まれる窒素の合計モル数の小部分であるので、プラント
は本発明に従う操作によって相当に能力増になる。

本発明による方法は次の実施例によってさらに解説され
るが、その中で、図１に示されるものと類似のプラント
が用いられているが、しかし、各々の接触反応器のすぐ
上流でのガス流の再加熱が、ガス流を廃熱ボイラー３６
（図１に示すとおりの）の中間的領域からバイパスさせ
たガスと混合る、ことによるよシもむしろ間接的熱交換
によって実施される。

９０容積係の硫化水素と１０容積係の二酸化炭素とから
成るガス流が１００キロモル／時の速度において処理さ
れる。このガス流の小部分を８．５キロモル／時の速度
で第一燃焼領域の中へ送シ、その硫化水素含量のすべて
を燃焼させて二酸化硫黄と水蒸気を形成させる。純酸素
を第一燃焼領域の中へ約１１．５キロモル／時の速度で
硫化水素の燃焼を支持る、ために送る。最高火焔温度全
豹１２５０℃で保つために、水？噴霧状態で火焔中へ２
７キロモル／時の速度で導入る、。８０容積係の水蒸気
、１８容積係の二酸化硫黄、および２容積幅の二酸化炭
素から成る燃焼生成物が４３キロモル／時の速度で熱交
換器中に通されて温度を３００℃へ下げる。得られる冷
却ガス混合物を次に硫化水素と二酸化炭素のガス状混合
物の残シと混合る、。この混合物を次に、硫化水素が酸
素で以て、生成る、ガスが２対１の比で硫化水素と二酸
化硫黄とを含むように、二酸化硫黄へば比される炉の一
部を形成る、第二燃焼領域中へ通される。

その上、二酸化硫黄は炉の中で硫化水素と反応して水蒸
気と硫黄蒸気を形成る、。

硫黄蒸気、水蒸気、硫化水素、二酸化硫黄、二酸化炭素
、および少量の水素、−酸化炭素およびオキシ硫化炭素
（これは副反応の結果として形成される）から成る生成
ガス混合物は約１４２６℃の温度で炉から離れ、廃熱ボ
イラー中で約６１６℃へ温度を下げられる。廃熱ボイラ
ーを出るガス混合物は硫黄凝縮器中に通され、その中で
硫黄が凝析し、凝縮物はガス混合物から抽出される。硫
黄蒸気の抽出後、ガス混合物は容積で次の組成？もつ二
二酸化硫黄、６．７係；硫化水素、１２．７５係；水蒸
気、７０係；二酸化炭素、６．２優：水素、３．２幅；
−酸化炭素、０．６係；オキシ硫化炭素、０．５５係。

硫ｒヒ水累と二酸化硫黄の間でそれμ上の反応を達成る
、には代表的には二段の慣用の接触的転化段階がある。

第一のその種の段階の上流で、硫黄凝縮器からのガス混
合物は約２６６℃へ再加熱される。それは第一段階ｉ　
３４３．５℃の温度で離れる。このようにして形成され
た蒸気の凝縮と抽出の後、ガス混合物は約２１５．５℃
へ再加熱され、次に第二の接触的転化段階中に送られ、
その中でその温度は約２６１℃へ上がる。得られるガス
混合物はそれから硫黄を・萎縮および抽出させ、次に慣
用的テールガス処理（かけて、第＝、接触反応段階後に
ガス混合物中に残る硫化水素の大部分を除去る、。

図１に示されるプラントの修正を図２を参照してここで
述べる。この修正においては、第一バーナー８には水を
供給されず、従って取入口１６が省かれる。その代りに
、ガス循環が、熱交換器２０の下流の導管２２における
取入口と導管４中の取出口とがその末端を形成る、導管
６２の中に置いたブロアー６０によって、提供される。

運転にあたっては、循環速度ｆ′１頭域１０中の火焔温
度ｖ１２００℃から１４００℃の範囲の選ばれた値に保
つように選ばれる。図２に示す修正プラントの使用の一
例においては、９０容積係の硫化水素と１０容積係の二
酸化硫黄から成る供給ガス流が配管２の中へ送られる。

この流れの１２壬を配管４の中へそらせる。配管４中を
流れるガス混合物の硫化水素含量と燃焼領域１２の中で
二酸化硫黄と水蒸気へ燃焼し、熱交換器２０中で燃焼生
成物を冷却し、この冷却ガス混合′吻の十分な部分を燃
焼領域１２へ循還してその中の温度を適当水準に維持る
、。この冷却されたガス混合物の残シは次に導管６の中
の供給ガス流の残りと混合る、。

図２に示す修正プラントを使用る、もう一つの例を次に
示す。この例においては、各々の接触的反応器の上流で
のガスの再加熱は間接的熱交換（でよって実施される。

９０容積係の硫化水素と１０容遺憾の二酸化炭素とから
成るガス流を１００キロモル／時の速度で処理る、。こ
のガス流の小部分は１１．５キロモル／時の速度で第一
燃焼領域の中へ通し、その流化水素含量のすべてが燃焼
されて二酸化硫黄と水蒸気を形成る、。純酸素を第一燃
焼領域の中へ約１５．５キロモル／時の速度で硫化水素
の燃焼を支持る、ために通す。最高火焔温度を約１２５
０℃に維持る、ために、調節用ガス流（それの形成は後
述る、）と火焔中へ７１．５キロモル／時の速度で導入
る、。４７．４容積係の水蒸気、４７．４容積係の二酸
化硫黄、および５．２容積係の二酸化炭素から成る燃焼
生成物を９３．３５キロモル／時の速度で熱交換器中に
通してその温度を３００℃へ下げる。得られる冷却ガス
混合物を次に二部に分割る、。一部（７１，５キロモル
／時）は調節用ガスとして使用し、従って第一燃焼領１
或へ戻される。

他の一部（２１，８５キロモル／時）は硫化水素と二酸
化炭素とのガス状混合物の残Ｄ（８８，５キロモル／時
）と混合る、。この混合物を次に炉の部分を形成る、第
二燃焼領域の中へ通し、その中で、硫化水素は、生成る
、ガスが２対１の比では化水素と二酸化硫黄を含むよう
、酸素で以て二酸化硫黄へ酸化される。その上、二酸化
硫黄は炉中で硫化水素と反応して水蒸気と硫黄蒸気を形
成る、。

硫黄蒸気、水蒸気、硫化水素、二酸化硫黄、二酸化炭素
、および少量の水素、−酸化炭素、および、オキシ硫化
炭素（これは副反応の結果として形成される）から成る
生成ガス混合物は約１４２３℃の窟度で炉を出て、廃熱
ボイラー中で約６１６℃ヘユ度を下げられる。廃熱ボイ
ラーを出るガス混合・吻はω１団１縮器中に通され、そ
の中で硫黄が凝縮し、その凝１．ａ吻はガス混合物から
抽出される。

硫黄蒸気の抽出後、ガス混合物は容積で次の組成をもっ
ている二二酸化硫黄８．６壬：硫化水素１６．６５係；
水蒸気６１．６憾；二酸化炭素７．９５憾；水素４．０
係；−酸比炭素０．６７壬ニオキシ硫比炭素０．５０％
。

硫化水素と二酸化炭素との反応をさらに達成る、には、
代表的には二段の慣用的接触転出段階がある。第一のこ
の種の段階の上流で、硫黄凝潴器からのガスは約２３２
℃へ再加熱される。それは約３６２５℃の畠度でその第
一段階を出る。このようにして形成された硫黄蒸気の凝
縮と抽出ののち、ガス混合・′Ｉ／Ｊは約２１５．５℃
へ再加熱され、次いで第二の接触的転化段階中へ送られ
、その中で温度が約２７５℃へ上がる。この得られたガ
ス混合物はそれから硫黄蒸気を凝縮および抽出させ、次
に慣用的のテールガス処理にかけて、第二接触的段階後
のガス混合物中に残る硫化水素の大部分を除去る、。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明による方法を実施る、一つのプラントを描
く模型的線図である。 図２は図１に示すプラントに対る、修正を描いている模
型的線図である。 （外５名） 手続補正内 １．事件の表示 昭和６２年特許願第５２８２５号 ２、発明の名称 ガス流の処理 ３、補正をる、者 事イ′１との関係　　特許出願人 住所 名　称　　ザ・ビーオーシー・グループ・ビーエルシー
４、代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手
町ビル　２０６＠室 ５、補正の対象 タイプ印書により浄書した明細書 図面 ３、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、供給ガス流から硫黄を回収する方法であって、供給
   ガス流を主流と小流に分割し、第一燃焼領域において小
   流の硫化水素含量の少くとも５０％を燃焼して二酸化硫
   黄と水蒸気を形成させて次にその小流を冷却し、第二燃
   焼領域において主流の硫化水素の三分の一以下を燃焼さ
   せて二酸化硫黄と水蒸気を形成させ、主流中の硫化水素
   の燃焼を酸素富化ガス（本文に規定するとおりの）を第
   二燃焼領域へ供給することによって支持し、硫化水素を
   このようにして形成された二酸化硫黄と上記第二燃焼領
   域と対応する熱反応領域において反応させて硫黄蒸気と
   水蒸気を形成させ、上記硫黄蒸気を生成ガス混合物から
   抽出し、そのガス混合物中の残留硫化水素を残留二酸化
   硫黄と反応させて硫黄蒸気と水蒸気をさらに形成させ、
   次にそのさらに生成した硫黄蒸気を抽出する、ことから
   成り、その際、冷却された小流は第二燃焼領域またはそ
   れと対応する熱的領域（あるいは両者）の中に導入され
   、かつ、小流および主流の硫化水素の全部又は一部を燃
   焼させて二酸化硫黄と水蒸気を形成する、方法。 ２、小流の実質上全部の硫化水素含量を燃焼して二酸化
   硫黄と水蒸気を形成させる、特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ３、供給ガス流が６０容積％以上の硫化水素を含む、前
   記特許請求の範囲の各項に記載の方法。 ４、冷却された小流と酸素富化ガス以外の他の流体が第
   二燃焼領域の中へ導入されない、特許請求の範囲第１項
   から第３項のいずれかに記載の方法。 ５、分子状酸素を含むガスまたはガス混合物を使って小
   流の燃焼を支持し、第一領域へ供給される分子状酸素量
   がその硫化水素の完全燃焼に必要な量の９０から１００
   ％の範囲にある、前記特許請求の範囲の各項のいずれか
   に記載の方法。 ６、上記の流出ガスが上記の主流と上記熱帯域中への導
   入の上流で混合される、特許請求の範囲第１項から第５
   項のいずれかに記載の方法。 ７、温度を調節するよう第一燃焼領域中へ調節剤または
   急冷剤を導入する段階を追加的に含む、特許請求の範囲
   第５項または第６項に記載の方法。 ８、調節剤または急冷剤がスチーム、液体の水、窒素、
   または二酸化炭素から選ばれる、特許請求の範囲第７項
   に記載の方法。 ９、供給ガス流の１０％までを使って小流を形成させ、
   供給ガス流の残りが主流を形成する、特許請求の範囲第
   ７項または第８項に記載の方法。 １０、冷却された小流のすべてを第二燃焼領域中へ直接
   に導入する、特許請求の範囲第７項から第９項のいずれ
   かに記載の方法。 １１、冷却された小流の一部を第一燃焼領域へ循環させ
   てそれの温度を調節する、特許請求の範囲第１項から第
   ６項のいずれかに記載の方法。 １２、供給ガス流の８から１５容積％を使って小流を形
   成させ、供給ガス流の残りが主流を形成する、特許請求
   の範囲第１１項に記載の方法。 １３、上記のさらに生成される硫黄蒸気が硫化水素と二
   酸化硫黄の間の反応の触媒の上で形成される、前記特許
   請求の範囲各項のいずれかに記載の方法。 １４、硫化水素を含む供給ガス流から硫黄を回収する装
   置であって、 上記供給ガス流の主流部分を取入れるための第一導管；
   上記供給ガス流の小流部分を受取る第二導管；小流の硫
   化水素含量の少くとも５０％を燃焼させて二酸化硫黄と
   水蒸気を形成させるために少くとも第一のバーナーを対
   応させてもつ第一燃焼領域であって、そのバーナーは上
   記第二導管と連通する取入口をもち、上記第一燃焼領域
   がそれからのガス混合物を冷却するための熱交換器手段
   の取入口と連通する取出口をもつ、第一燃焼領域；硫化
   水素を燃焼して水蒸気と二酸化硫黄を形成させるために
   少くとも一つの第二バーナーを対応させてもつ第二燃焼
   室であって、その少くとも一つの第二バーナーは上記第
   一導管および酸素富化ガス（本文に規定するとおりの）
   源と連通する取入口と連通している、第二燃焼領域；操
   作時に、二酸化硫黄が硫化水素と反応して硫黄蒸気と水
   蒸気を形成し、第二燃焼領域からの取出口と連通してい
   る熱反応領域；硫黄蒸気を上記熱反応領域を出るガス混
   合物から抽出するための、上記熱反応領域の下流の、凝
   縮器；硫化水素と二酸化硫黄の間のそれ以上の反応を行
   なわせて硫黄蒸気と水蒸気をさらに形成させるための、
   上記凝縮器の下流の少くとももう一つの反応領域；上記
   のさらに形成される硫黄蒸気を抽出するためのもう一つ
   の凝縮器；および、上記熱交換器手段を出る冷却された
   ガス混合物を第二燃焼領域と上記熱反応領域との一方ま
   たは両方の中へ導入する手段；を含み、それによって、
   操作時に、上記の主流部分と小流部分との合計の硫化水
   素含量の全部又は一部を燃焼して二酸化硫黄と水蒸気を
   形成させることができる、装置。 １５、第一燃焼領域と対応する上記バーナーが調節剤ま
   たは急冷剤を中に導入する手段をもち、この調節剤また
   は急冷剤はスチーム、液体の水、二酸化炭素および窒素
   から選ぶことができる、特許請求の範囲第１４項に記載
   の装置。 １６、冷却されたガス流の一部を第一燃焼領域へ循環し
   てその中の温度を調節する手段を含む、特許請求の範囲
   第１４項に記載の装置。