NL8701045A

NL8701045A - Recovering sulphur from gas contg. hydrogen sulphide - by combustion in at least two burners, followed by at least two catalytic steps

Info

Publication number: NL8701045A
Application number: NL8701045A
Authority: NL
Original assignee: Comprimo Bv
Priority date: 1987-05-04
Filing date: 1987-05-04
Publication date: 1988-12-01

Abstract

In recovering S from gases contg. H2S, H2S is burned in O2 or air enriched with O2, in at least 2 burners arranged in series, to form S, and the combustion gas is reacted further in at least 2 catalytic steps. The O2-enriched air contains at least 21 (35-100) vols.% O2, and is divided between the 2 thermal steps by a regulator, so that the gas leving the last catalytic step contains 0.8-3 vols. % of H2S and has a ratio of H2S:SO2 of 2:1. The gas leaving the 1st burner is cooled, opt. with condensation of S, before being fed to the 2nd burner. The combustion temp. in each step is at least 900 deg.C; if the feed gas contains NH3, the temp. in the 1st step is at least 1200 deg.C and in the 2nd step at least 900 deg.C. Pref., at least 2 catalytic Claus steps are used. Residual gas from the last catalytic step may be led to a desulphurisation plant, where the S content is still further reduced.

Description

i ’ * Η -1- VO 9143i ’* Η -1- VO 9143

Werkwijze voor het winnen van zwavel uit zwavelwaterstof bevattende gassen.Process for recovering sulfur from hydrogen sulphide-containing gases.

De meest bekende en geschikte werkwijze om zwavel uit zwavelwaterstof te winnen is het zgn. Claus-proces.The most well-known and suitable method for recovering sulfur from hydrogen sulphide is the so-called Claus process.

Bij dit proces wordt zwavelwaterstof door oxydatie in belangrijke mate omgezet in elementaire zwavel? de aldus verkregen 5 zwavel wordt door condensatie afgescheiden. Daarbij bevat de resterende gasstroom (het zgn. Claus-restgas) nog altijd enig H2S en SO2.In this process, hydrogen sulphide is largely converted into elemental sulfur by oxidation? the sulfur thus obtained is separated by condensation. The remaining gas flow (the so-called Claus residual gas) still contains some H2S and SO2.

De werkwijze voor het winnen van zwavel uit zwavelhoudende gassen volgens het zgn. Claus-proces, berust op de 10 navolgende reacties; 2 H2S + 3 02—^2 H2O + 2 SO2 (1) 4 H2S + 2 S02£=£4 H20 + £/sn (2) n 15 Reacties (1) en (2) resulteren in de hoofdreactie: 2 H2S + O2->2 H2O + 2/nSn (3)The method for recovering sulfur from sulfur-containing gases according to the so-called Claus process is based on the following reactions; 2 H2S + 3 02— ^ 2 H2O + 2 SO2 (1) 4 H2S + 2 S02 £ = £ 4 H20 + £ / sn (2) n 15 Reactions (1) and (2) result in the main reaction: 2 H2S + O2-> 2 H2O + 2 / nSn (3)

Een conventionele Claus-inrichting - geschikt voor verwerking van gassen met een H2S-gehalte tussen 50 en 100% - bestaat uit een brander met verbrandingskamer en afgasketel, 20 de zgn. thermische trap, gevolgd door een aantal - in het algemeen twee of drie - reactoren, welke gevuld zijn met een katalysator. Deze laatste trappen vormen de zgn. katalytische trappen.A conventional Claus plant - suitable for processing gases with an H2S content between 50 and 100% - consists of a burner with combustion chamber and exhaust gas boiler, the so-called thermal stage, followed by a number - generally two or three - reactors filled with a catalyst. The latter steps form the so-called catalytic steps.

In de verbrandingskamer wordt de binnenkomende, 25 aan H2S rijke, gasstroom met een zodanige stoechiometrische hoeveelheid lucht verbrand, dat 1/3 deel van het H2S geheel verbrand wordt tot SO2 volgens de reactie; 2 H2S + 3 O2->2 H20 + 2 SO2 (1)In the combustion chamber the incoming gas stream, rich in H2S, is burned with such a stoichiometric amount of air that 1/3 of the H2S is completely burned to SO2 according to the reaction; 2 H2S + 3 O2-> 2 H20 + 2 SO2 (1)

Deze verbranding leidt tot een temperatuur in de verbrandings-30 kamer van ca. 900-1300°C, afhankelijk van de gassamenstelling.This combustion leads to a temperature in the combustion chamber of about 900-1300 ° C, depending on the gas composition.

Na deze partiële oxydatie van H2S reageren het niet 6701045 '** 1 -2- * i.After this partial oxidation of H2S it does not react 6701045 '** 1 -2- * i.

geoxydeerde gedeelte van het H2S (d.w.z. in principe 2/3 van de aangeboden hoeveelheid) en de gevormde SO2 voor een belangrijk deel verder volgens de Claus-reactie: 4 H2S + 2 S02£=5 4 H20 + 1/Sn (2) n 5 In de thermische trap wordt aldus ongeveer 60% van het H2S omgezet in elementaire zwavel. De uit de verbrandings-kamer komende gassen worden afgekoeld tot ca. 160°C in een zwavelcondensor, waarin de gevormde zwavel condenseert welke vervolgens via een syfon in een zwavelput stroomt.oxidized part of the H2S (ie in principle 2/3 of the quantity offered) and the SO2 formed largely further according to the Claus reaction: 4 H2S + 2 SO2 £ = 5 4 H20 + 1 / Sn (2) n Thus, in the thermal stage, about 60% of the H 2 S is converted into elemental sulfur. The gases coming out of the combustion chamber are cooled to about 160 ° C in a sulfur condenser, in which the sulfur formed condenses which then flows through a syphon into a sulfur pit.

10 De niet gecondenseerde gassen, waarin de molaire verhouding van H2S:SC>2 ongewijzigd en dus nog steeds 2:1 is, worden Vervolgens opgewarmd tot ca. 250°C en door een eerste katalytische reactor geleid, waarin zich opnieuw het evenwicht 4 H2S + 2 SC>2t=$: 4 H2O + £/Sn (2) n 15 instelt.The non-condensed gases, in which the molar ratio of H 2 S: SC> 2 is unchanged and thus still 2: 1, are then heated to about 250 ° C and passed through a first catalytic reactor, in which the equilibrium 4 H 2 S + 2 SC> 2t = $: 4 H2O + £ / Sn (2) n 15.

De uit deze katalytische reactor komende gassen worden vervolgens weer gekoeld in een zwavelcondensor, waarna de gevormde vloeibare zwavel wordt gewonnen en de resterende gassen na herverhitting naar een tweede katalyti-20 sche reactor worden geleid. Afhankelijk van het aantal katalytische trappen bedraagt het zwavelterugwinningspercen-tage in een conventionele Claus-inrichting 92-97%. Volgens bekende methoden wordt het H2S, dat aanwezig is in het restgas van de Claus-installatie, door verbranding of een 25 andere vorm van oxydatie in SO2 omgezet, waarna dit SO2 in de atmosfeer wordt geëmitteerd.The gases from this catalytic reactor are then cooled again in a sulfur condenser, after which the liquid sulfur formed is recovered and the residual gases after reheating are passed to a second catalytic reactor. Depending on the number of catalytic stages, the sulfur recovery percentage in a conventional Claus plant is 92-97%. According to known methods, the H 2 S, which is present in the residual gas of the Claus plant, is converted into SO 2 by combustion or another form of oxidation, after which this SO 2 is emitted into the atmosphere.

Door het steeds strenger worden van de milieu-eisen ontstaat er een toenemend aanbod van H2S houdende gassen aan Claus-installaties. De capaciteit van een bestaande 30 installatie is beperkt ten aanzien van de maximale hoeveelheid H2S-houdend gas welke kan worden verwerkt, onder meer omdat, bij een gegeven inlaatdruk, de capaciteit van de installatie bepaald wordt door de maximaal mogelijke drukval over de installatie. Vanaf een bepaalde hoeveelheid aangebo-35 den H2S-houdend gas moet derhalve ofwel de installatie worden uitgebreid met een nieuwe capaciteit, dan wel moet de toegevoerde verbrandingslucht geheel of gedeeltelijk 8701045 * -3- **· door zuurstof worden vervangen.Due to the increasingly strict environmental requirements, there is an increasing supply of H2S-containing gases to Claus plants. The capacity of an existing installation is limited with regard to the maximum amount of H2S-containing gas that can be processed, partly because, at a given inlet pressure, the capacity of the installation is determined by the maximum possible pressure drop over the installation. From a certain quantity of supplied gas containing H2S, either the installation must therefore be expanded with a new capacity, or the combustion air supplied must be replaced in whole or in part by 8701045 * -3- ** · with oxygen.

Een van de problemen welke bij toepassing van met zuurstof verrijkte lucht optreden is dat de verbrandingstemperatuur in de thermische trap een bepaalde waarde, ongeveer 5 1350-1550°C, niet mag overschrijden, omdat het voor de thermische trap gebruikte materiaal niet tegen hogere temperaturen bestand is. Aldus wordt noodzakelijkerwijze de capaciteit van de totale installatie beperkt.One of the problems that arise when using oxygen-enriched air is that the combustion temperature in the thermal stage should not exceed a certain value, about 5 1350-1550 ° C, because the material used for the thermal stage cannot withstand higher temperatures is. Thus, the capacity of the entire installation is necessarily limited.

In het Amerikaanse octrooischrift 4.552.747 is voorge-10 steld om de verbrandingstemperatuur te modereren door middel van een zgn. circulatie-ventilator. Bij déze werkwijze wordt een gedeelte van de gekoelde procesgasstroom komende uit de afgasketel van de thermische trap gebruikt om de temperatuur in de verbrandingskamer te regelen beneden 15 een bepaald maximum van meestal 1350-1550°C. Nadelen van deze werkwijze zijn dat het voedingsgas en/of de verbrandingslucht moeten worden voorverwarmd om condensatie van zwaveldamp in de hoofdbrander te voorkomen. Deze voorverwarming met extra apparatuur werkt verhogend op de temperatuur van 20 de verbrandingskamer die juist omlaag gebracht dient te worden.In US patent 4,552,747 it has been proposed to moderate the combustion temperature by means of a so-called circulation fan. In this method, a portion of the cooled process gas stream from the thermal stage off-gas boiler is used to control the temperature in the combustion chamber below a predetermined maximum of usually 1350-1550 ° C. Disadvantages of this method are that the feed gas and / or the combustion air must be preheated to prevent condensation of sulfur vapor in the main burner. This preheating with additional equipment increases the temperature of the combustion chamber, which just has to be lowered.

Daarnaast is voor de installatie van de circulatie-ventilator een hoge investering nodig terwijl deze continu stroom verbruikt, gevoelig is voor mechanische storingen 25 en lekkages van het zeer giftige H2S via de lagers. Tevens is de regeling van de verbrandingslucht, de zuivere zuurstof en de circulatiestroom gecompliceerd. De circulatiestroom introduceert bovendien een extra drukval over de thermische trap en vergroot de afmetingen van de brander, verbrandings-30 kamer en afgasketel. Bij vergroting van de capaciteit van een bestaande installatie dient bovendien veelal de bestaande afgasketel vervangen te worden vanwege eén te hoge drukval over de ketel of als gevolg van een te grote stoomproduktie of een te hoge uitlaattemperatuur van het procesgas.In addition, the installation of the circulation fan requires a high investment while continuously consuming power, being sensitive to mechanical failures and leaks of the highly toxic H2S through the bearings. Also, the regulation of the combustion air, the pure oxygen and the circulation flow is complicated. The circulating flow additionally introduces an additional pressure drop across the thermal stage and increases the dimensions of the burner, combustion chamber and off-gas boiler. In addition, when the capacity of an existing installation is increased, the existing waste gas boiler usually has to be replaced due to too high a pressure drop across the boiler or as a result of too much steam production or too high an exhaust temperature of the process gas.

35 Een andere werkwijze om de verbrandingstemperatuur omlaag te brengen door injectie van water wordt beschreven 8701 045 -4- > in de Nederlandse octrooiaanvrage 8501901. Waterinjectie heeft echter belangrijke nadelen. Door het toegevoerde water - dat gedemineraliseerd moet zijn - wordt de doorzet door de installatie vergroot. Bovendien heeft water een 5 zeer nadelige invloed op het evenwicht van de Claus-reactie 4 H2S + 2 S02 t;4H20+ i/Sn (2)Another method of lowering the combustion temperature by injection of water is described in 8701 045 -4-> in Dutch patent application 8501901. Water injection, however, has important drawbacks. Due to the water supplied - which must be demineralized - the throughput through the installation is increased. In addition, water has a very adverse effect on the equilibrium of the Claus reaction 4 H2S + 2 SO2 t; 4H20 + i / Sn (2)

Toevoeging van extra water doet het evenwicht in belangrijke mate verschuiven naar de linkerkant waardoor de zwavelterugwinning in het Claus-proces zal worden verlaagd. Injectie van water in een verbrandingskamer met een temperatuur van ongeveer 1350-1550°C geeft bovendien een additioneel veiligheidsprobleem door het gevaar van stoomexplosies.The addition of additional water significantly shifts the balance to the left side, which will reduce sulfur recovery in the Claus process. Injection of water into a combustion chamber at a temperature of about 1350-1550 ° C additionally poses an additional safety problem due to the danger of steam explosions.

Het koelen van de verbrandingskamertemperatuur met zwavelzuur, zoals beschreven in de Europese octrooiaanvrage 15 0.195.447 is alleen mogelijk indien dit zuur beschikbaar is en is daarmee beperkt in zijn toepassing. Ook hier geldt dat H20 een nadelige invloed heeft op het Claus evenwicht.Cooling the combustion chamber temperature with sulfuric acid, as described in European patent application 15 0.195.447, is only possible if this acid is available and is therefore limited in its application. Here too, H20 has an adverse effect on the Claus balance.

Ook het injecteren van vloeibare zwavel volgens het Amerikaanse octrooischrift 4.632.818 heeft belangrijke 20 nadelen. In het octrooi wordt niet beschreven op welke wijze de vloeibare zwavel in de brander wordt geleid. Injectie van vloeibare zwavel of van een vloeistof in het algemeen in een gasstroom gevolgd door verbranding van het gas/vloei-stofmengsel in een normaal gebruikelijke brander is technisch 25 niet uitvoerbaar, tenzij bijzondere maatregelen worden genomen om de vloeistof te verstuiven.Injecting liquid sulfur according to US patent 4,632,818 also has significant drawbacks. The patent does not describe how the liquid sulfur is fed into the burner. Injection of liquid sulfur or of a liquid generally into a gas stream followed by combustion of the gas / liquid mixture in a normally conventional burner is technically not feasible unless special measures are taken to atomize the liquid.

Volgens de uitvinding vindt de verbranding van zwavelwaterstof tot elementaire zwavel met verrijkte lucht (d.w.z. een mengsel van lucht met zuurstof) of alleen zuurstof 50 in tenminste twee in serie geschakelde branders plaats.According to the invention, the combustion of hydrogen sulfide to elemental sulfur with enriched air (i.e. a mixture of air with oxygen) or only oxygen 50 takes place in at least two series-connected burners.

Volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding worden de, uit de eerste brander stromende gassen al dan niet onder condensatie van de gevormde zwavel gekoeld, voordat deze aan de tweede brander worden toegevoerd. 55 Gebleken is, dat onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij de verbranding kan plaatsvinden 8701 045 -5- ♦ in twee, in serie geschakelde zgn. thermische verbrandings-trappen met behulp van verrijkte lucht of alleen zuurstof, de capaciteit van de installatie met meer dan 100% kan worden vergroot. Anderzijds is gebleken, dat onder toepassing 5 van de werkwijze volgens de uitvinding de mogelijkheden tot het verlagen van de minimale doorzet van een nieuw te ontwerpen installatie sterk zijn verruimd. Verder is gebleken dat indien de verbrandingszuurstof op de juiste wijze wordt geregeld en verdeeld naar twee in serie geplaatste 10 thermische verbrandingstrappen, een flexibele en economisch aantrekkelijke werkwijze ontstaat, waarbij de verbrandingstem-peraturen van beide achter elkaar geschakelde thermische trappen binnen de gestelde randvoorwaarden kunnen worden geregeld.According to an embodiment of the method according to the invention, the gases flowing from the first burner are cooled, optionally under condensation, of the sulfur formed, before they are fed to the second burner. 55 It has been found that, using the method according to the invention, wherein the combustion can take place in two so-called thermal combustion stages, connected in series, using enriched air or only oxygen, the capacity of the installation can be increased by more than 100%. On the other hand, it has been found that by using the method according to the invention the possibilities for reducing the minimum throughput of a new installation to be designed have been greatly expanded. Furthermore, it has been found that if the combustion oxygen is correctly regulated and distributed to two series-placed thermal combustion stages, a flexible and economically attractive method is created, whereby the combustion temperatures of both successive thermal stages can be adjusted within the set boundary conditions. regularly.

15 Bij de werkwijze volgens de uitvinding worden de nadelen van de bekende werkwijzen ondervangen door de installatie van een tweede thermische trap in serie met de reeds aanwezige thermische trap. Opgemerkt wordt dat met thermische trap bedoeld wordt het verbrandingsgedeelte, al dan niet 20 gevolgd door een afgasketel, een koelend gedeelte en eventueel een opvanggedeelte voor gecondenseerde zwavel. De installatie-kosten van deze additionele trap zijn veelal lager dan die van een systeem met een circulatie-ventilator. Aldus kan met een minimum aan aanpassing, vervanging of bijplaatsing 25 van apparatuur de capaciteit van bestaande installaties worden vergroot, danwel kunnen nieuwe installaties worden ontworpen.In the method according to the invention, the disadvantages of the known methods are obviated by the installation of a second thermal stage in series with the existing thermal stage. It is noted that by thermal stage is meant the combustion part, whether or not followed by an off-gas boiler, a cooling part and optionally a condensation sulfur collection part. The installation costs of this additional stage are often lower than those of a system with a circulation fan. Thus, with a minimum of modification, replacement or addition of equipment, the capacity of existing installations can be increased, or new installations can be designed.

Onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding is geen extra energieverbruik of grondstoffenverbruik in 30 de vorm van water of zwavelzuur nodig en wordt beproefde, lekdichte apparatuur toegepast, waarbij de procesregeling op eenvoudige wijze kan worden gerealiseerd. Bovendien is gebleken dat het zuurstofverbruik volgens de uitvinding veelal lager is dan van een circulatie-ventilator systeem.Using the method according to the invention, no additional energy consumption or raw material consumption in the form of water or sulfuric acid is required and proven, leak-proof equipment is used, whereby the process control can be realized in a simple manner. Moreover, it has been found that the oxygen consumption according to the invention is often lower than that of a circulation fan system.

35 Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt zwavelwa terstof dat aanwezig is in het voedingsgas naar een Claus- 8701045 -6- inrichting ten dele met zuurstof in de vorm van verrijkte lucht of alleen zuurstof, geoxydeerd in een eerste thermische trap, waarna het gekoelde produktgas van de eerste thermische trap al dan niet onder condensatie van de gevormde zwavel, 5 naar een tweede thermische trap wordt geleid alwaar in de meeste gevallen een verdere oxydatie van zwavelwaterstof naar elementaire zwavel en water plaatsvindt, waarna na condensatie van de gevormde zwavel het produktgas van de tweede thermische trap door toepassing van tenminste twee 10 katalytische trappen verder tot reactie wordt gebracht volgens de vergelijking 4 H2S + 2 S02£z^4 H20 + 1/Sn (2) Π waarna eventueel een verdere ontzwaveling in een restgas-ont-zwavelingsinstallatie plaatsvindt.In the process of the invention, hydrogen sulfide present in the feed gas to a Claus-8701045-6 device is partially oxidized in an initial thermal step with oxygen in the form of enriched air or oxygen alone, after which the cooled product gas from the first thermal stage, whether or not under condensation of the sulfur formed, to a second thermal stage, where in most cases a further oxidation of hydrogen sulphide to elemental sulfur and water takes place, after which the product gas of the second thermal stage is further reacted by using at least two catalytic stages according to the equation 4 H2S + 2 SO2 z z ^ 4 H20 + 1 / Sn (2) Π after which optionally further desulfurization in a residual gas desulfurization plant takes place.

15 De werkwijze volgens de uitvinding biedt het voordeel dat de verbrandingstemperaturen in beide thermische trappen voldoende laag blijven doordat een gedeelte van de reactie-warmte uit het gas wordt verwijderd in de afgasketel van de eerste thermische trap, waarna de resterende reactiewarmte, 20 die ontwikkeld wordt door het opnieuw verbranden van het gas afkomstig uit de eerste trap, in de tweede thermische trap wordt afgevoerd door de afgasketel van de tweede thermische trap.The method according to the invention offers the advantage that the combustion temperatures in both thermal stages remain sufficiently low in that part of the reaction heat is removed from the gas in the waste gas boiler of the first thermal stage, after which the remaining reaction heat, which is developed by re-burning the gas from the first stage, in the second thermal stage is discharged through the off-gas boiler from the second thermal stage.

Van belang hierbij is dat de verrijking van de lucht 25 en de verdeling van deze lucht naar beide branders zodanig wordt geregeld, dat de vlam in beide thermische trappen voldoende stabiel is of, indien NH3 aanwezig is in het voedingsgas, zich een voldoend hoge temperatuur in één van beide trappen heeft ingesteld om de NH3 in voldoende 30 mate te verbranden naar N2 en H20. Om deze redenen is volgens de werkwijze van de uitvinding een minimale verbrandingstemperatuur van 900°C vereist om vlamstabiliteit te waarborgen, en is een minimale verbrandingstemperatuur van 1200°C vereist voor een goede NH3 verbranding.It is important here that the enrichment of the air and the distribution of this air to both burners is regulated in such a way that the flame in both thermal stages is sufficiently stable or, if NH3 is present in the feed gas, a sufficiently high temperature in one of the two stages has been set to burn the NH 3 sufficiently to N 2 and H 2 O. For these reasons, a minimum combustion temperature of 900 ° C is required according to the method of the invention to ensure flame stability, and a minimum combustion temperature of 1200 ° C is required for good NH 3 combustion.

35 Het zal duidelijk zijn, dat de hoeveelheid voedingsgas welke in de tweede thermische trap verbrand wordt, afhankelijk is van faktoren zoals de aangeboden hoeveelheid H2S-houdend 8701045 -7- gas en de maximaal toelaatbare temperatuur in de thermische trappen. Een en ander kan op eenvoudige wijze worden vastgesteld resp. berekend, in hoofdzaak aan de hand van het type en de hoeveelheid voedingsgas en de ontwerpcapaciteit 5 van de gehele installatie, inclusief de katalytische trappen.It will be clear that the amount of feed gas that is burned in the second thermal stage depends on factors such as the amount of H2S-containing 8701045-7 gas offered and the maximum allowable temperature in the thermal stages. All this can be determined in a simple manner. calculated mainly on the basis of the type and quantity of feed gas and the design capacity of the entire installation, including the catalytic stages.

De verbrandingsluchtregeling wordt in de meeste gevallen zo uitgevoerd, dat de totale hoeveelheid verbran-dingszuurstof wordt geregeld in verhouding tot het voedingsgas, waarbij de hoeveelheid zuurstof die wordt gemengd 10 met de verbrandingslucht of direkt naar de brander van de eerste en/of tweede thermische trap wordt geleid, in verhouding met de luchtzuurstof wordt geregeld.The combustion air control is in most cases performed so that the total amount of combustion oxygen is controlled in proportion to the feed gas, the amount of oxygen being mixed with the combustion air or directly to the burner of the first and / or second thermal stage is controlled in proportion to the air oxygen.

De verdeling van de totale hoeveelheid verbrandings-zuurstof naar de eerste en tweede thermische trap wordt 15 bij de werkwijze volgens de uitvinding bij voorkeur uitgevoerd met een verhoudingsregeling, waarbij naar de eerste brander veelal meer dan de helft van de totale hoeveelheid verbran-dingszuurstof wordt gestuurd, in de orde van 50-65%, zulks bepaald door de voedingsgassamenstelling.The distribution of the total amount of combustion oxygen to the first and second thermal steps is preferably carried out in the method according to the invention with a ratio control, whereby more than half of the total amount of combustion oxygen is often sent to the first burner. , on the order of 50-65%, as determined by the feed gas composition.

20 In geval van een bestaande installatie, voorzien van één thermische trap, kan een tweede thermische trap in serie met de bestaande trap zowel bovenstrooms als benedenstrooms de reeds bestaande thermische trap worden geïnstalleerd .In case of an existing installation, with one thermal stage, a second thermal stage in series with the existing stage can be installed both upstream and downstream of the existing thermal stage.

25 Indien de installatie wordt gevolgd door een restgas- behandelingsinstallatie, waarin een droogbed oxydatie van H2S naar zwavel wordt uitgevoerd zoals beschreven in octrooiaanvrage NL 8600959, of waarin een vloeistof oxydatie van H2S naar zwavel wordt uitgevoerd, zoals b.v. in het Stretford 30 proces, wordt de H2S-concentratie in het restgas geregeld door een H2S-analyser op een waarde tussen 0,8-3 vol.%, zoals beschreven in octrooiaanvrage NL 8600960.If the installation is followed by a tail gas treatment installation, in which a dry bed oxidation of H2S to sulfur is carried out as described in patent application NL 8600959, or in which a liquid oxidation of H2S to sulfur is carried out, such as e.g. in the Stretford 30 process, the H2S concentration in the tail gas is controlled by an H2S analyzer at a value between 0.8-3 vol%, as described in patent application NL 8600960.

Onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding is het mogelijk om de installatie op verschillende wijzen 35 te opereren, waardoor een zeer flexibele operatie mogelijk is.Using the method according to the invention it is possible to operate the installation in different ways, whereby a very flexible operation is possible.

8701 045 4 ' -8-8701 045 4 '-8-

Dit zal worden toegelicht aan de hand van tabel A. Kolom I van tabel A heeft betrekking op een bestaande zwavel-terugwinningsinstallatie met één thermische trap en twee katalytische trappen. De voedingsgashoeveelheid bedraagt 5 100 kmol/h bij een inlaatdruk van 1,35 bar abs. De verbran-dingsluchthoeveelheid met een zuurstofgehalte van 21 vol.% (gewone lucht) bedraagt 206 kmol/h.This will be explained with reference to Table A. Column I of Table A relates to an existing sulfur recovery plant with one thermal stage and two catalytic stages. The feed gas quantity is 5 100 kmol / h at an inlet pressure of 1.35 bar abs. The combustion air quantity with an oxygen content of 21% by volume (normal air) is 206 kmol / h.

De bestaande installatie wordt vervolgens omgebouwd en voorzien van een additionele tweede thermische trap 10 in serie met de bestaande thermische trap. Doordat het procesgas nu door beide thermische trappen stroomt zal de basiscapaciteit van 100 kmol/h voedingsgas onder een gelijkblijvende beschikbare drukval van 0,35 bar niet meer gehaald worden. Door de limiterende drukval over de installa-15 tie is slechts een doorzet van 90 kmol/h voedingsgas is mogelijk bij gebruik van gewone verbrandingslucht, zoals blijkt uit kolom II van tabel A.The existing installation is then converted and provided with an additional second thermal stage 10 in series with the existing thermal stage. Because the process gas now flows through both thermal stages, the basic capacity of 100 kmol / h feed gas will no longer be achieved under a constant available pressure drop of 0.35 bar. Due to the limiting pressure drop across the installation, only a throughput of 90 kmol / h feed gas is possible when using ordinary combustion air, as shown in column II of table A.

Indien de aangeboden hoeveelheid voedingsgas minder is dan 90% van de ontwerpcapaciteit, is verbranding met 20 verrijkte lucht niet vereist. Het voedingsgas wordt in dit geval in de eerste brander verbrand met normale lucht.If the amount of feed gas offered is less than 90% of the design capacity, combustion with 20 enriched air is not required. The feed gas in this case is burned in the first burner with normal air.

Het gevormde en gekoelde procesgas van de eerste thermische trap wordt naar de tweede brander geleid alwaar slechts het procesgas door de brander wordt geleid zonder toevoeging 25 van verbrandingslucht.The formed and cooled process gas from the first thermal stage is passed to the second burner where only the process gas is passed through the burner without the addition of combustion air.

Indien het zuurstofpercentage in de verbrandingslucht wordt verhoogd naar 23,4 vol.%, is het mogelijk de oorspronkelijke hoeveelheid voedingsgas van 100 kmol/h door de installatie te leiden, zie kolom III, tabel A. De hoeveelheid 30 zuivere zuurstof die bij de gewone verbrandingslucht moet worden gemengd, bedraagt 6,7 kmol/h 02·If the oxygen percentage in the combustion air is increased to 23.4 vol.%, It is possible to pass the original amount of feed gas of 100 kmol / h through the installation, see column III, table A. The amount of pure oxygen used in the ordinary combustion air must be mixed, amounts to 6.7 kmol / h 02

Indien de aangeboden hoeveelheid voedingsgas 90-130% van de ontwerpcapaciteit bedraagt, kan licht verrijkte lucht worden toegepast in de eerste brander. Hierbij komt 35 de verbrandingstemperatuur in deze brander in het algemeen niet boven 1500°C, waardoor de verbranding van voedingsgas 8701045 -9- met alleen de eerste brander kan worden uitgevoerd en het procesgas van de eerste thermische trap naar de tweede thermische trap wordt geleid zonder toevoer van verbrandings-zuurstof.If the amount of feed gas offered is 90-130% of the design capacity, slightly enriched air can be used in the first burner. In addition, the combustion temperature in this burner generally does not exceed 1500 ° C, so that the combustion of feed gas 8701045 -9- can be carried out with only the first burner and the process gas is led from the first thermal stage to the second thermal stage without supply of combustion oxygen.

5 TABEL A5 TABLE A

I II III IV V VII II III IV V VI

Voedingsgas, 100 90 100 130 150 220 kmol/h (totaal) "Lucht" Op concen- 21 21 23,4 35 40 100 10 tratie, vol.%Feed gas, 100 90 100 130 150 220 kmol / h (total) "Air" Concentrated 21 21 23.4 35 40 100 10 vol.%

Drukval instal- 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 latie, bar "Lucht" naar le 206 185 180 158 87 47,0 brander, kmol/h 15 Verbrandingstemp. 1210 1210 1280 1475 1065 1120Pressure drop instal 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 lation, bar "Air" to le 206 185 180 158 87 47.0 burner, kmol / h 15 Combustion temp. 1210 1210 1280 1475 1065 1120

Eerste brander "Lucht" naar 2e 0 0 0 73 7,4 brander, kmol/hFirst burner "Air" to 2nd 0 0 0 73 7.4 burner, kmol / h

Verbrandingstemp. - - - - 1095 1435 20 Tweede branderBurning temp. - - - - 1095 1435 20 Second burner

Zuiver zuurstof- 0 0 6,7 29,0 39,2 94,4 verbruik, kmol/h "Lucht" is gewone lucht, met zuurstof verrijkte lucht of zuurstof.Pure oxygen 0 0 6.7 29.0 39.2 94.4 consumption, kmol / h "Air" is ordinary air, oxygen-enriched air or oxygen.

25 Indien de aangeboden hoeveelheid voedingsgas nog verder stijgt, wordt het voedingsgas met een toenemend percentage zuurstof in de verrijkte lucht verbrand, zoals samengevat in kolommen IV, V en VI van tabel A.If the amount of feed gas offered increases further, the feed gas is burned with an increasing percentage of oxygen in the enriched air, as summarized in columns IV, V and VI of table A.

Voor het onderhavige voedingsgas blijkt de verbrandings-30 temperatuur op te lopen tot boven de maximaal toelaatbaar geachte bovengrens van 1500°C, indien het zuurstofpercentage in de verbrandingslucht meer dan 35 vol.% bedraagt. Boven deze grens wordt daarom overgeschakeld op een verbranding in beide thermische trappen zoals aangegeven in kolom V.For the present feed gas, the combustion temperature appears to rise to above the maximum permissible upper limit of 1500 ° C, if the oxygen percentage in the combustion air is more than 35% by volume. Above this limit is therefore switched to a combustion in both thermal stages as indicated in column V.

35 In de eerste thermische trap wordt een gedeelte van het H2S aanwezig in het voedingsgas omgezet tot zwavel, dat vervolgens wordt gecondenseerd in een afgasketel.In the first thermal stage, part of the H2S present in the feed gas is converted to sulfur, which is then condensed in a waste gas boiler.

Het overige gedeelte van het H2S passeert de eerste thermische trap onomgezet, waarbij de grote overmaat 8701 045 4 -10- H2S in het procesgas uit deze trap ervoor zorgdraagt dat praktisch geen SO2 in dit procesgas meer aanwezig is, en er dientengevolge een goed brandbaar gas naar de tweede thermische trap wordt geleid. Volgens kolom VI 5 is operatie met 100 vol.% zuurstof mogelijk, waarbij de bestaande capaciteit met -120% kan worden vergroot en de gemiddelde verbrandingstemperatuur slechts 1280°C bedraagt.The remainder of the H2S passes the first thermal stage unconverted, with the large excess of 8701 045 4 -10-H2S in the process gas from this stage causing practically no SO2 to be present in this process gas, and consequently a good combustible gas to the second thermal stage. According to column VI 5, operation with 100% by volume of oxygen is possible, whereby the existing capacity can be increased by -120% and the average combustion temperature is only 1280 ° C.

TABEL BTABLE B

10 I II10 I II

Circulatie- ja nee ventilatorCirculation yes no fan

Voedingsgas, 140 140 kmol/h (totaal) 15 "Lucht" O2 concen- 40 35 tratie, vol.%Feed gas, 140 140 kmol / h (total) 15 "Air" O2 concentration 40 35 vol.%

Drukval instal- 0,35 0,35 latie, bar "Lucht" naar le 149 93 20 brander, kmol/hPressure drop instal 0.35 0.35 lation, bar "Air" to le 149 93 20 burner, kmol / h

Verbrandingstemp. 1425 1040Burning temp. 1425 1040

Eerste brander "Lucht" naar 2e - 77 brander, kmol/h 25 Verbrandingstemp. - 1045First burner "Air" to 2nd - 77 burner, kmol / h 25 Combustion temp. - 1045

Tweede branderSecond burner

Zuiver zuurstof- 36,6 31,2 verbruik, kmol/hPure oxygen 36.6 31.2 consumption, kmol / h

Uit tabel B blijkt dat het zuurstofverbruik van 30 de werkwijze volgens de uitvinding lager is dan het proces waarbij een circulatie-ventilator wordt toegepast. Dit vindt zijn oorzaak in het feit dat toepassing van twee branders een lagere zuurstofconcentratie van 35 vol.% in de verbrandingslucht mogelijk maakt, zoals volgt 35 uit kolom II van tabel B.Table B shows that the oxygen consumption of the method according to the invention is lower than the process in which a circulation fan is used. This is due to the fact that the use of two burners allows a lower oxygen concentration of 35% by volume in the combustion air, as follows from column II of table B.

87010458701045

-11-TABEL C-11-TABLE C

I II IIII II III

Voedingsgas, 120 120 120Feed gas, 120 120 120

Jonol/h (totaal) 5 "Lucht" 02 concen- 21/100 31 28 tratie, vol.%Jonol / h (total) 5 "Air" 02 concentration 21/100 31 28 tration, vol.%

Drukval, instal- 0,35 0,35 0,35 latie, bar "Lucht" naar le 150 164 99 ΙΟ brander, kmol/hPressure drop, installation 0.35 0.35 0.35 lation, bar "Air" to le 150 164 99 ΙΟ burner, kmol / h

Verbrandingstemp. 965 1420 995Burning temp. 965 1420 995

Eerste brander "Lucht" naar 2e 21,5 - 86 brander, kmol/h 15 Verbrandingstemp. 930 - 970First burner "Air" to 2nd 21.5 - 86 burner, kmol / h 15 Combustion temp. 930-970

Tweede branderSecond burner

Zuiver zuurstof- 21,5 21,8 17,6 verbruik, kmol/hPure oxygen 21.5 21.8 17.6 consumption, kmol / h

Volgens de uitvinding maakt de werkwijze met tenminste 20 twee in serie geplaatste thermische trappen ook nog andere operatiewijzen mogelijk. Zo is het volgens tabel C, kolom I, mogelijk om de eerste, reeds bestaande brander met gewone lucht met 21 vol.% zuurstof te opereren, waardoor deze brander niet gemodificeerd dient te worden, 25 terwijl de tweede brander met alleen zuurstof wordt bedreven. Een tweede mogelijkheid van operatie is samengevat in kolom II van tabel C. Hier wordt alleen de eerste brander ingeschakeld en bedreven met verrijkte lucht met 31 vol.% O2· Eventueel kunnen ook beide branders 30 worden ingeschakeld, zoals kolom III van tabel C laat zien. De keuze welk systeem de voorkeur verdient, is dan afhankelijk van het zuurstofverbruik ten opzichte van de investeringskosten.According to the invention, the method with at least 20 two thermal stages placed in series also makes possible other operating modes. For example, according to table C, column I, it is possible to operate the first, existing burner with ordinary air with 21% by volume of oxygen, so that this burner does not have to be modified, while the second burner is operated with only oxygen. A second possibility of operation is summarized in column II of table C. Here only the first burner is switched on and operated with enriched air with 31 vol.% O2 · Optionally, both burners 30 can also be switched on, as column III of table C shows. . The choice of which system is preferable then depends on the oxygen consumption in relation to the investment costs.

De werkwijze volgens de uitvinding kan geschikt 35 worden toegepast op de behandeling van gassen welke zwavelwaterstof bevatten, maar ook op gassen welke zowel zwavelwaterstof als belangrijke hoeveelheden ammoniak bevatten (vergelijk het Nederlandse octrooischrift 176.160), waarbij men er in het laatste geval voor moet zorgdragen 40 dat de temperatuur in een van de verbrandingskamers 8701 04 5 -12- tenminste 1200°C bedraagt.The process according to the invention can suitably be applied to the treatment of gases which contain hydrogen sulphide, but also to gases which contain both hydrogen sulphide and important amounts of ammonia (cf. Dutch patent 176,160), care must be taken in the latter case 40 that the temperature in one of the combustion chambers 8701 04 5 -12- is at least 1200 ° C.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt aan de hand van fig. 1 nader toegelicht.The method according to the invention is explained in more detail with reference to Fig. 1.

Zoals in fig. 1 is aangegeven, wordt het Claus 5 voedingsgas via leiding 1 naar de eerste brander 10 met verbrandingskamer 11 gevoerd. De benodigde hoeveelheid verbrandingszuurstof wordt aangevoerd via leiding 2 in de vorm van luchtzuurstof, die eventueel aangerijkt wordt met zuurstof via leiding 3. Bij hogere zuurstofcon-10 centratie in de verbrandingslucht wordt de zuurstof bij voorkeur pas in de branders 10 en 18 bijgemengd via leidingen 9 resp. 19. De door de hoeveelheid-verhou-dingsregelaar 5 en H2S/SO2 of H2S analyser 39 geregelde hoeveelheid verbrandingszuurstof wordt via leiding 4 15 naar de installatie toegevoerd, waarna deze zuurstoftoevoer wordt gesplitst in een toevoer naar de eerste brander 10 via leiding 7 en een toevoer naar de tweede brander 18 via leiding 17. Met de hoeveelheid-verhoudingsregelaar 8 wordt de verdeling van de zuurstoftoevoer naar de 20 beide branders geregeld. De bij de verbranding (900-1300°C) van het Claus gas ontwikkelde warmte wordt in de eerste afgasketel 13 afgevoerd onder ontwikkeling van stoom, die wordt afgevoerd via leiding 14. De temperatuur in de eerste verbrandingskamer 11 wordt geregistreerd en 25 bewaakt door een temperatuurmeting 12.As shown in Fig. 1, the Claus 5 feed gas is fed via line 1 to the first burner 10 with combustion chamber 11. The required amount of combustion oxygen is supplied via line 2 in the form of air oxygen, which may be enriched with oxygen via line 3. At a higher oxygen concentration in the combustion air, the oxygen is preferably only mixed in burners 10 and 18 via lines 9 resp. 19. The amount of combustion oxygen controlled by the quantity ratio regulator 5 and H2S / SO2 or H2S analyzer 39 is supplied to the installation via line 4, after which this oxygen supply is split into a supply to the first burner 10 via line 7 and a supply to the second burner 18 via line 17. The quantity-ratio controller 8 controls the distribution of the oxygen supply to the two burners. The heat generated during the combustion (900-1300 ° C) of the Claus gas is discharged into the first off-gas boiler 13 under the development of steam, which is discharged via line 14. The temperature in the first combustion chamber 11 is registered and monitored by a temperature measurement 12.

In de brander 10 en de verbrandingskamer 11 vindt de Claus reactie plaats. De gevormde zwavel wordt in de afgasketel 13 gecondenseerd en via leiding 15 afgevoerd. Het procesgas wordt vervolgens via leiding 16 toegevoerd 30 aan de tweede brander 18 waar het resterende H2S voor ongeveer 1/3 deel wordt verbrand met de verbrandingszuurstof toegevoerd via leiding 17 en/of leiding 19.The Claus reaction takes place in the burner 10 and the combustion chamber 11. The sulfur formed is condensed in the exhaust gas boiler 13 and discharged via line 15. The process gas is then supplied via line 16 to the second burner 18 where approximately 1/3 of the remaining H 2 S is burned with the combustion oxygen supplied via line 17 and / or line 19.

De bij verbranding van het procesgas, afkomstig van de eerste thermische trap, ontwikkelde warmte wordt 35 in de tweede afgasketel 22 afgevoerd onder ontwikkeling van stoom, die wordt afgevoerd via leiding 23. De tempera- 8701045The heat generated when the process gas from the first thermal stage is burned is discharged into the second off-gas boiler 22 while steam is being generated, which is discharged via line 23. The temperature 8701045

Aa

-13- tuur in de tweede verbrandingskamer 20 wordt geregistreerd en bewaakt door een temperatuurmeting 21.-13- The temperature in the second combustion chamber 20 is recorded and monitored by a temperature measurement 21.

In brander 18 en verbrandingskamer 20 wordt zwavel gevormd die in afgasketel 22 wordt gecondenseerd en 5 via leiding 24 afgevoerd. Het procesgas wordt via leiding 25 in een opwarmer 26 verhit tot de gewenste reactietempe-ratuur voordat het gas via leiding 27 aan de eerste Claus reactor 28 wordt toegevoerd.Sulfur is formed in burner 18 and combustion chamber 20, which is condensed in waste gas boiler 22 and discharged via line 24. The process gas is heated via line 25 in a warmer 26 to the desired reaction temperature before the gas is fed via line 27 to the first Claus reactor 28.

In deze reactor 28 vindt opnieuw de Claus reactie 10 plaats, waarbij zwavel wordt gevormd. Het gas wordt afgevoerd via leiding 29 naar de zwavelcondensor 30.The Claus reaction 10 again takes place in this reactor 28, whereby sulfur is formed. The gas is vented through line 29 to the sulfur condenser 30.

De gecondenseerde zwavel wordt via leiding 32 afgevoerd.The condensed sulfur is discharged through line 32.

Daarna wordt het gas via leiding 33 naar de volgende reactortrap gevoerd, die wederom bestaat uit een opwarmer 15 34, een reactor 35 en een zwavelcondensor 36. Opnieuw vindt in deze reactor de Claus reactie plaats. De gecondenseerde zwavel wordt via leiding 38 afgevoerd. De in de zwavelcondensors ontwikkelde stoom wordt via leidingen 31 en 37 afgevoerd.The gas is then passed via line 33 to the next reactor stage, which again consists of a rewarmer 34, a reactor 35 and a sulfur condenser 36. The Claus reaction takes place again in this reactor. The condensed sulfur is discharged through line 38. The steam developed in the sulfur condensers is discharged through lines 31 and 37.

20 De H2S/SO2 verhouding in de restgasleiding wordt door een H2S/SO2 analyser 39 geregeld op 2:1. De H2S/SO2 analyser regelt een regelafsluiter 6 in de bypass van de verbrandingsluchtleiding 4. Het gas wordt daarna via leiding 40 naar een naverbrander 42 geleid voordat 25 het gas wordt afgevoerd via schoorsteen 43.The H2S / SO2 ratio in the residual gas pipe is regulated to 2: 1 by an H2S / SO2 analyzer 39. The H2S / SO2 analyzer controls a control valve 6 in the bypass of the combustion air pipe 4. The gas is then led via pipe 40 to an afterburner 42 before the gas is discharged via chimney 43.

Indien de installatie wordt gevolgd door een restgas-behandelingsinstallatie 41, waarin een droogbed oxydatie van H2S naar zwavel wordt uitgevoerd of waarin een vloeistof oxydatie van H2S naar zwavel wordt uitgevoerd nadat 30 eerst zwavel en water zijn afgescheiden zoals b.v. in het Stretford proces, wordt de H2S-concentratie in de restgasleiding 40 geregeld door een H2S-analyser 39 op een waarde tussen 0,8-3 vol.%.If the installation is followed by a tail gas treatment installation 41, in which a dry bed oxidation of H 2 S to sulfur is carried out or in which a liquid oxidation of H 2 S to sulfur is carried out after first separating sulfur and water, such as e.g. in the stretchford process, the H2S concentration in the tail gas line 40 is controlled by an H2S analyzer 39 at a value between 0.8-3 vol%.

De uitvinding wordt aan de hand van de volgende 35 voorbeelden nader toegelicht.The invention is further illustrated by the following examples.

Voorbeeld 1Example 1

Een bestaande zwavelterugwinningsinstallatie met 8701 045 -14- een ontwerp voedingsgashoeveelheid van 3370 kg/h, bevattende 3060 kg/h H2S, 220 kg/h CO2 en 90 kg/h H2O, werd omgebouwd naar een grotere capaciteit. De bestaande installatie werd voorzien van een nieuwe tweede thermische 5 trap bestaande uit een brander, een verbrandingskamer en een stoomketel als beschreven in fig. 1. De nieuwe thermische trap werd geplaatst tussen de eerste thermische trap en de bestaande katalytische trappen.An existing sulfur recovery plant with 8701 045 -14- a design feed gas flow rate of 3370 kg / h, containing 3060 kg / h H2S, 220 kg / h CO2 and 90 kg / h H2O, was converted to a larger capacity. The existing installation was equipped with a new second thermal stage consisting of a burner, a combustion chamber and a steam boiler as described in Fig. 1. The new thermal stage was placed between the first thermal stage and the existing catalytic stages.

Aan deze installatie werd aangeboden een voedingsg-10 ashoeveelheid van 4718 kg/h, bevattende 4284 kg/h H2S, 308 kg/h CO2 en 126 kg/h H2O. Beschikbaar was een voldoende hoeveelheid verbrandingslucht die verrijkt werd met een additionele hoeveelheid zuurstof, waarna het zuurstof-percentage in de verbrandingslucht 40 vol.% bedroeg.This plant was offered a feedg-10 ash amount of 4718 kg / h, containing 4284 kg / h H2S, 308 kg / h CO2 and 126 kg / h H2O. There was a sufficient amount of combustion air enriched with an additional amount of oxygen, after which the oxygen percentage in the combustion air was 40% by volume.

15 Naar de eerste brander werd een hoeveelheid van 2380 kg/h verrijkte lucht gestuurd. De temperatuur in de eerste verbrandingskamer bedroeg 1065°C, voldoende hoog om een stabiele verbranding te verkrijgen en voldoende beneden de ontwerptemperatuur van de bestaande bemetse-20 ling in deze verbrandingskamer. Er werd een hoeveelheid van 2245 kg/h zwavel gecondenseerd. De volumepercentages van H2S, SO2 , CO2, N2 en H2O in het procesgas naar de tweede thermische trap bedroegen 26,6 vol.%, 0,8 vol.%, 2,6 vol.%, 24,7 vol.% resp. 38,2 vol.%, het totale massa-25 debiet bedroeg 4853 kg/h. Naar de tweede, nieuw geïnstalleerde brander werd een hoeveelheid van 2000 kg/h verrijkte lucht gestuurd. De temperatuur in de tweede verbrandingskamer bedroeg 1095°C, voldoende hoog om een stabiele verbranding te verkrijgen. Uit de tweede verbrandingstrap 30 werd een hoeveelheid van 821 kg/h zwavel gecondenseerd.An amount of 2380 kg / h of enriched air was sent to the first burner. The temperature in the first combustion chamber was 1065 ° C, sufficiently high to obtain a stable combustion and sufficiently below the design temperature of the existing coating in this combustion chamber. 2245 kg / h sulfur was condensed. The volume percentages of H2S, SO2, CO2, N2 and H2O in the process gas to the second thermal stage were 26.6% by volume, 0.8% by volume, 2.6% by volume, 24.7% by volume, respectively. 38.2% by volume, the total mass flow rate was 4853 kg / h. An amount of 2000 kg / h of enriched air was sent to the second newly installed burner. The temperature in the second combustion chamber was 1095 ° C, high enough to obtain stable combustion. An amount of 821 kg / h sulfur was condensed from the second combustion step 30.

De hoeveelheid procesgas uit de tweede thermische trap na condensatie van de zwavel bedroeg 6032 kg/h.The amount of process gas from the second thermal stage after condensation of the sulfur was 6032 kg / h.

De volumepercentages van H2S en SO2 in dit gas bedroegen 7,0 vol.% resp. 3,5 vol.%, overeenkomend met 35 een H2S/SO2 verhouding van 2:1.The volume percentages of H2S and SO2 in this gas were 7.0% by volume, respectively. 3.5% by volume, corresponding to an H2S / SO2 ratio of 2: 1.

Het zwavelterugwinningspercentage uit de beide 8701045 $ -15- thermische trappen bedroeg 76,0%. Het gas werd vervolgens door twee katalytische trappen geleid waardoor een totaal zwavelterugwinningspercentage van 96,0% werd verkregen.The sulfur recovery rate from both 8701045 $ -15 thermal stages was 76.0%. The gas was then passed through two catalytic stages to obtain a total sulfur recovery rate of 96.0%.

De capaciteitsvergroting van 40% kon na ombouw 5 van de bestaande installatie worden verwerkt.The capacity increase of 40% could be processed after conversion 5 of the existing installation.

Voorbeeld 2Example 2

In de omgebouwde zwavelterugwinningsinstallatie zoals beschreven in voorbeeld 1 werd een voedingsgashoe-veelheid van 4565 kg/h toegevoerd, bevattende 4284 kg/h H2S, 10 61 kg/h CO2, 101 kg/h H2O en 119 kg/h NH3, overeenkomend met een capaciteitsvergroting van 40%.In the converted sulfur recovery plant as described in Example 1, a feed gas amount of 4565 kg / h was fed, containing 4284 kg / h H2S, 10 61 kg / h CO2, 101 kg / h H2O and 119 kg / h NH3, corresponding to a capacity increase of 40%.

Naar de eerste brander werd een hoeveelheid van 3031 kg/h verrijkte lucht met 40 vol.% zuurstof gestuurd.An amount of 3031 kg / h of enriched air with 40% by volume of oxygen was sent to the first burner.

De temperatuur in de eerste verbrandingskamer bedroeg 15 1255°C, voldoende hoog om een goede verbranding van de NH3 in het voedingsgas te verkrijgen. Er werd een hoeveelheid van 2329 kg/h zwavel gecondenseerd.The temperature in the first combustion chamber was 151255 ° C, high enough to obtain good combustion of the NH3 in the feed gas. An amount of 2329 kg / h sulfur was condensed.

Naar de tweede, nieuw geïnstalleerde brander werd een hoeveelheid van 1791 kg/h verrijkte lucht gestuurd.An amount of 1791 kg / h of enriched air was sent to the second newly installed burner.

20 De temperatuur in de tweede verbrandingskamer bedroeg 985°C, voldoende hoog om een stabiele verbranding te krijgen. Uit de tweede verbrandingstrap werd een hoeveelheid van 708 kg/h zwavel gecondenseerd, waardoor voor de beide thermische trappen een zwavelterugwinningspercen-25 tage van 75,3% werd verkregen. De volumepercentages van H2S en SO2 in het procesgas uit de tweede thermische trap bedroegen 6,8 vol.% resp. 3,4 vol.% overeenkomend met een verhouding van 2:1. Nadat het gas door twee katalytische Claus trappen was geleid, bedroeg het totale 30 zwavelterugwinningspercentage 95,5%.The temperature in the second combustion chamber was 985 ° C, high enough to obtain stable combustion. An amount of 708 kg / h sulfur was condensed from the second combustion step, whereby a sulfur recovery percentage of 75.3% was obtained for both thermal steps. The volume percentages of H2S and SO2 in the process gas from the second thermal stage were 6.8% by volume, respectively. 3.4% by volume corresponding to a 2: 1 ratio. After passing the gas through two catalytic Claus stages, the total sulfur recovery rate was 95.5%.

Voorbeeld 3Example 3

In deze zelfde zwavelterugwinningsinstallatie zoals beschreven in voorbeeld 1 werd een voedingsgashoe-veelheid van 4718 kg/h toegevoerd, bevattende 4284 kg/h H2S, 35 308 kg/h CO2 en 126 kg/h H2O. De installatie was voorzien van een droogbed-oxydatieproces voor de oxydatie van 8701 045 * -16- H2S naar zwavel met een niet-watergevoelige oxydatiekata-lysator na de katalytische Claus trappen. Naar de eerste brander werd een hoeveelheid van 2380 kg/h verrijkte lucht gestuurd op dezelfde wijze als beschreven in voor-5 beeld 1. Naar de tweede, nieuw geïnstalleerde brander werd een hoeveelheid van 1820 kg/h verrijkte lucht gestuurd. De temperatuur in de tweede verbrandingskamer bedroeg 1045°C, voldoende hoog om een stabiele verbranding te verkrijgen. Het H2S-volumepercentage in het restgas 10 na de tweede katalytische Claus trap was 2,86 vol.%, terwijl het SC>2-gehalte daarin 0,19 vol.% bedroeg.In this same sulfur recovery plant as described in Example 1, a feed gas amount of 4718 kg / h was fed, containing 4284 kg / h H2S, 35 308 kg / h CO2 and 126 kg / h H2O. The plant was equipped with a dry bed oxidation process for the oxidation of 8701 045 * -16-H2S to sulfur with a non-water sensitive oxidation catalyst after the catalytic Claus stages. An amount of 2380 kg / h of enriched air was sent to the first burner in the same manner as described in Example 1. An amount of 1820 kg / h of enriched air was sent to the second newly installed burner. The temperature in the second combustion chamber was 1045 ° C, sufficiently high to obtain a stable combustion. The H2S volume percentage in the tail gas after the second catalytic Claus stage was 2.86% by volume, while the SC> 2 content therein was 0.19% by volume.

De droogbed-oxydatie werd uitgevoerd met een niet-watergevoelige oxydatiekatalysator. Onder toepassing van deze katalysator met een oxydatierendement van 90%, 15 werd een totaal zwavelterugwinningspercentage van 99,0% verkregen.The dry bed oxidation was performed with a non-water sensitive oxidation catalyst. Using this catalyst with an oxidation efficiency of 90%, a total sulfur recovery percentage of 99.0% was obtained.

87010458701045

Claims

Process for recovering sulfur from hydrogen sulphide-containing gases, hydrogen sulphide is burned to form sulfur, and the product gas of this combustion is reacted further by using at least two catalytic steps, characterized in that the combustion is carried out with oxygen-enriched air or with only oxygen using at least two series-mounted burners.

A method according to claim 1, characterized in that the gases flowing from the first burner are cooled, optionally under condensation of the sulfur formed, before they are fed to the second burner.

Method according to claims 1-2, characterized in that the combustion temperature of each series-connected thermal stage is kept at a value of at least 900 ° C.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that the combustion temperature of the first thermal stage is kept at a value of at least 1200 ° C in case the feed gas contains NH3, and wherein the combustion temperature of the second thermal stage is kept at a value of at least 900 ° C is kept.

Method according to claims 1-4, characterized in that at least two catalytic Claus stages are used for treatment of the process gas from the second thermal stage.

6. A method according to claim 1, characterized in that the oxygen-enriched air has an oxygen content of at least 21% by volume.

Method according to claims 1-6, characterized in that the oxygen-enriched air has an oxygen content of 35-100% by volume. 8701 04 5 <-18-

A method according to claims 1-7, characterized in that the combustion oxygen is distributed to the two thermal steps by means of a ratio control.

Process according to claims 1-8, characterized in that the oxygen supply is controlled such that the gas mixture leaving the last catalytic stage has an H2S / SO2 ratio of 2: 1.

10. Process according to claims 1-9, characterized in that the oxygen supply is controlled such that the H2S concentration in the residual gas leaving the last catalytic stage has a value between 0.8 and 3% by volume. .

11. A process according to claim 9 or 10, characterized in that the residual gas from the last catalytic stage is passed to a residual gas desulfurization installation, the sulfur content in the residual gas being further reduced.

12. Device suitable for applying the method according to one or more of claims 1-11, characterized in that it comprises at least two series-placed thermal stages.

Device according to claim 12, characterized in that the thermal stage comprises a burner, a combustion chamber and an off-gas boiler.

Device according to claims 12-13, characterized in that the thermal stage comprises a cooling section and a condensation sulfur collection section.

15. Device according to claims 12-14, characterized in that it contains at least two catalytic Claus stages downstream of the second thermal stage.

Device according to claims 12-15, characterized in that it contains a residual gas-sulfur recovery installation downstream of the last catalytic Claus stage for further reduction of the sulfur content. 8701045