TWI264413B - A cracker for a Claus plant - Google Patents

Description

1264413 玖、發明說明： 技術領域 本發明係關於具有含防火材内襯之鍋爐之克勞斯工廠 (Claus plant)用之裂解器，該鋼爐具有供加熱氣體、空氣及 含硫化氫之酸性氣體之混合物用之流入開口之燃燒室，具 有觸媒飼入物之觸媒室，及在流出侧上具有含元素硫之熱 加工氣體用之氣體出口空間。 先前技術 克勞斯工廄中，係將硫化氫轉化成元素硫，其係藉由使 製程氣體流冷卻冷凝，接著分離。克勞斯工廠主要結構包 含上述之裂解器，廢熱鍋爐以及至少一觸媒段。含H2S之 酸性氣體伴隨空氣及加熱氣體導入裂解器之燃燒室中。於 此處，依觸媒飼入物中之放熱反應，將約6 0 - 7 0 %之硫化氫 轉化成硫。製程氣體在溫度約120(TC下離開裂解器，且在 廢熱鍋爐中冷卻至170°C以下。冷凝之硫分離後，將製程 氣體再度加熱，且導入觸媒段中，此時在300 °C以下之操 作溫度下，將仍含於製程氣體中之硫化氫轉化成元素硫。 依已知之方法，係使用垂直通風爐作為裂解器，其於上 端具有一燃燒室，且於燃燒室之下為包含流失觸媒飼入物 之床。具有由上至下流動之該爐具有相當的高度。基於結 構安定性之理由，需要昂貴之爐支撐結構，以支撐在爐上 作用之搖動負荷。另外，其一問題為燃燒室之火焰會波及 觸媒飼入物，使觸媒受損。 發明内容 85681-950620.doc 1264413 本發明之 需求成本。 計。 一目的係降低克勞斯 該裂解器應具有平順 工廠之裂解器用之設備 之功能且具有小型化設 實施方式 為解決該 、1 阀同没蜗骚， 其中之燃燒室及流出室均串聯配置，i流動方向之觸媒室 係以氣體可透過之格子碑作為二側界限，且在殼中具有過 濾器開口，以飼入觸媒飼入物。較好，流入開口及氣體出 口 4基本認知為若觸媒飼入物係飼入以氣體可透過之袼 子缚使二侧結合之觸媒室中，則可使用裂解器之水平^ 列。相當大之優點為可由本發明之排列獲得。該裂解器可 為具有短燃燒室之小型化設計，因為防火材料之格子磚可 有效避免火焰由燃燒罜延伸至觸媒飼入物。另外，因鍋爐 之水平排列會使架設裂解器之結構性問題相當明顯。承^ 搖動負荷之爐支撐結構並不需要。依據本發明較佳具體 例，由防火材料組成之格子磚會有夾缝，無法以通常為球 形之觸媒塞滿。 依欢解為之另一具體例，本發明教示在流出室之周圍上 連接歧管以及防火内襯，其將鍋爐附近之冷卻劑製程氣體 流過之製程氣體管線連接在一起。在歧管與製程氣體管線 結合之點裝置可調整之閥體，調節離開歧管之熱氣體流之 質量流。閥體及結合之促動器係以流經製程氣體管線之冷 卻製程氣體冷卻，因此閥體及結合之促動器可使用—般之 金屬材料。 85681-950620.doc 1264413 另一設計版本係敘述於以 且參考其一具體例詳述於下 下之申請專利範圍第5項中 圖1中所示之克磬邶丁 —丄 、 分、斤工殿中，係將硫化氫轉化成元素 八（克勞4工廠〈王要結構包含具有燃燒室2及觸媒加料3 之农解為1，與裂解器1之氣體出口相通之廢熱銷爐4以及 ^ y觸媒#又5。與空氣7及加熱氣體8 一起之含硫化氣之 S“生孔“導入裂解器】之燃燒室2中。依放熱反應，部分 硫化氫會在觸媒處轉化成元素硫。製程氣體在溫度約1200 °C下離開裂解器i，且在廢熱鋼爐4中冷卻至丄赃以下之 期望溫度。再分離冷凝之硫。硫經分離後，加熱經冷卻之 製程氣體’且導人觸媒段5中’ ^此處使硫化氫化合物於 觸媒處轉化成元素硫。觸媒段5在低於·。C之溫度下操 作。離開觸媒段5之製程氣體亦於廢熱銷爐4中冷卻至使硫 冷飯所需之溫度，且分離冷凝之硫。 比較圖1及2顯示裂解器丨包含襯以防火材料之水平、圓 枉形鍋爐9，其中之燃燒室2、觸媒加料3之催化室1 〇以及 机出挪t至11為併排排列。在面對鍋爐9之另一反面端配置 加熱混合物、空氣及含之酸性氣體之混合物用之流入 開口 1 2以及熱製程氣體、元素硫用之氣體出口 1 3。觸媒 室1〇二端上之邊界係由防火材料組成之氣體可透過之格 子碑14组成’且該室具有在殼中之填料開口^供飼入觸媒 飼入物。格予磚14較好有夾缝。流出室之四周上連接具有 防火内被之歧管1 6，其與鍋爐周圍之製程氣體管線1 7結 口製私氣體言線1 7將廢熱鍋爐4之氣體出口及觸媒段5相 85681-950620.doc 1264413 連’以低於1701；之溫度離開廢熱鍋爐4之製程氣體流過， 且在進入觸媒段5之前加熱至2 1 0 °C至250 °C間之操作溫 度。该溫度因經歧管1 6加於流動之熱製程氣體預混合而發 生。接近歧管1 6及製程氣體管線結合之點處裝置調整閥體 1 8 ’调整離開歧管1 6之熱氣體流之質量流。該閥體丨8及結 合之促動器1 9係以流經製程氣體管線丨7之冷卻製程氣體 冷卻’因此可使用一般金屬材料。 另外’裂解器20具有供檢測及清洗之開口 2〇，以及溫度 測量單元用之通道2 1。 廢熱鋇r爐4具有由抗壓密封器環繞之蒸氣產生室，其係 與鍋爐飼入水用之飼入裝置22及低壓蒸氣用之抽除裝置 23 °廢熱鍋爐4含有長的管束，其為經蒸氣產生室延伸之 熱交換管，且在二端均裝置管支撐物，形成蒸氣產生室之 邊界。另外，裝置至少一出口端亦裝置管支撐器，且入口 端向著流入室24開口之較短熱交換管組成之管束。離開裂 解為之熱製程氣體流經長的管束。流入室24位在蒸氣產生 A中，且接收觸媒段5之較冷製程氣體。廢熱鍋爐4亦具有 上頭片狀物25，其在出口端與管支撐材結合，且分成許多 段。各段之上頭片狀物25相對應個別管束。裝置係與排出 冷凝硫之此等段相連。 圖式簡單說明 圖1為具有依本發明設計之裂解器之克勞斯工廄。 圖2為相較於圖1放大說明之裂解器。 圖式代表符號說明 85681-950620.doc 1264413 I， 裂解器 2. 燃燒室 3. 觸媒加料 4. 廢熱鍋爐 5. 觸媒段 6. 酸性氣體 7. 空氣 8. 加熱氣體 9. 鋼爐 10. 催化室 11. 流出侧上之室 12. 流動開口 π 1 3 .製程氣體用之氣體出 14. 格子碑 15. 填料開口 16. 歧管 1 7.製程氣體管線 1 8 ·閥體 1 9.結合之促動器 20.檢測用開口 2 1.溫度測量單元用通道 2 2 .飼入裝置 23. 排出裝置 24. 流入室 25. 上頭片狀物 8568 卜950620.doc

Claims (1)

1264413 拾、申請專利範圍·· 種内广防火材料〈含鍋爐⑼之克勞斯工廠(c — s plant) :狄解叩，其具有供加熱氣體、空氣及含H2S之酸性氣 把々“物用《流入開口 (12)之燃燒室(2)，具觸媒加料(3) 觸媒至（1 0)，在流出侧具有供含熱元素硫之製程氣體 用之氣體出口（13)之室⑴），其特徵為 、、尚、盧（）為水平、圓桶形鍋爐，其中之燃燒室⑺、觸媒 室（1 〇)及流出侧上之舍r〗 、 至（11)係串也卩配置，且在流動方向， 觸媒室（1 0)係以裔晋曲I、夫 )你以孔組可透過之格子磚（14)作為兩侧界 限且在…又上具有觸媒加料（3)飼入用之填料開口（1 5)。 2.如申请專利範圍第i项之裂解器，其特徵為流入開口（⑺ 及氣體出π(13)係置於_(9)之兩相對端面上。 3 ·如申請專利範圍第1或 乂2貝（衣解咨，其特徵為格子磚（14) 含有夾缝。 4·如申請專利範圍第1或2項之列 尺2貝《农解态，其特徵為在室（η) 之周圍及流出側上i查#、^ t 、接视以防火材料之歧管（1 6)，其結 合在鋼爐（9 )周圍之制_ I矛王風m &線（1 7)，其中在接近歧管 (16)與製程氣體管線έ士八 尺、、，口 口足點處配置可調整之閥體 08)，該閥體可調整由歧管⑽離開之熱氣體流之質量 流’且其中冷卻器製程氣體流經製程氣體管線⑼，將 閥體（18)及與閥體結合之促動器（Μ)冷卻。 5 ·如申请專利範圍第4項少列妒 ^ ^ /、足衣解為，其特徵為廢熱鍋爐（4) 係與氣體出口（13)¾、击 Ώ v、 、 、，且離開鍋爐（9)之熱製程氣體於 該鍋爐中冷卻，將开I、云、人广 將兀素流冷部且於其中產生蒸氣，且歧 85681-950620.doc 1264413 管（16)與製程氣體管線（17)結合，其與廢熱鍋爐（4)相 連，且將冷卻之製程氣體導入克勞斯工廠之觸媒段（5) 中 。 85681-950620.doc