JPS61295210A - ガスの処理 - 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】 本発明はガスの処理方法に関するものであり。

特に、硫化水素よりなるガス流の処理に関するものであ
る。

硫化水素よりなるガス流は典型的には多くの工業的製造
工程に於ける副生成物若しくは廃物より作られる。例え
ば、原油よシ硫黄を除くための種油工程に於いて典型的
に製造される酸性ガス流は二酸化炭素及び硫化水素より
なっている。大気中にこれらのガス流を放出する前に、
このような硫化水素？含有するガス流を処理してガス流
中の硫黄含有分を除去するか又は減らす必要がある。硫
化水素よりなるガス流を処理するために実際に行われて
いる良く知られた工程はクラウス法である。

このクラウス法は式： ％式％ で示されるように１流出水素と二酸１ヒ硫黄とを反応さ
せて硫黄蒸気及び水蒸気を生成する反応に基づいている
。その硫黄の蒸気中に存在する硫黄はその温度に応じて
８２　＋　Ｓ６　及びＳ、のような数多くの異なる分子
の形をしている。

そのクラウス法の第一工程はその導入されてくるガス流
の概略１／６の硫化水素を燃やして式＝２Ｈ，Ｓ＋３０
．＝２Ｈ，Ｏ＋２ＳＯ。

で表わされるような二酸化硫黄及び水蒸気を生成するこ
とである。この燃焼反応は適当な炉の中で行わせ、そし
て通常、燃焼のために使用される酸素源は空気が使用さ
れる。そのＰは、二酸化硫黄と硫化水素との間のその反
応がその燃焼帯で開始することが出来て１次にその燃焼
帯の連続する下方流が起こるように設計されている。し
かしながら、そのクラウス反応の特質として、ｆａ化水
素のその燃焼で生成する温度では、その存在する硫化水
素の約７５４を越える量と二酸化硫黄とを反応させて硫
黄に′Ｒ換することは不可Ｈ’Ｑであり、そして典型的
にはその硫化水素の５０優〜７０嗟の間の電が硫黄に変
換される。しかし、２００℃〜６５０　’Ｃのレベルの
反応温度で触媒を存在させてその存在する硫化水素と二
酸化硫黄とを反応させて高率の憾で変換することは実施
０Ｔ能である（このような触媒の存在する反応温度では
、その反応温度が低い程、高いその変換冬が実現する。

）。

従って、その炉のいわゆるその熱頭賊を通過して釆たそ
のガスを、その炉の中で硫黄を凝縮して回収出来る温度
に冷却する。次に、このガスを硫化水素と二酸化硫黄と
の間の触媒的反応が成遂されるのに適当な温度に再加勢
する。そのような典型的な温度は２００℃のレベルであ
る。次に、触媒的な反応が実施され、そして典型的には
、その存在する硫化水素の約６０４が硫黄に変換される
。

それでもなお、１００係の変換を成し遂げるのは不５Ｔ
能である。その理由は−９９，５憾を越える変換を実施
するためにはその硫黄の蒸気が凝縮する温度の時のみＯ
Ｔ能であり、そのことによって本質的にその触媒のその
効果を減するからである。従って、最初に疏藏の蒸気を
凝縮させそして次に再／ＪＯｆＩしてこの二つの段の間
でその硫化水素のガス流ｒ暇り出すことよりなるーを越
える段の中に於いて、典型的に硫化水素と二酸化硫黄と
のその触媒的Ｉ亥比が行われる。谷触媒の段に導入され
るに先だってそのガスを再／ＪＯ４３するのに効果のあ
る種々の手段を使用してよい。列えば、その炉の１方流
よりその供給されるガス混会゛吻の少量を脇に取り出し
、そして複数個のバーナー中で完全に燃やして二酸化硫
黄に変えることが出来、そしてそこには典を的には触媒
的反応器よりのこのようなバーナーの二酸化硫黄の上方
流が存在する。再加熱を助けるために１次にガスを含有
したその熱二酸化硫黄をそれぞれの各触媒的反応器より
のその主ガス上方流に混ぜる。他方、その炉から出てく
るその主ガス流を冷却するために使用したいわゆる廃熱
ボイラーよりその主ガス流の一部を＠９出しそして複数
個のバーナーよりのそのガスと同じように使用すること
が出来る。史に別の方法として。

再加熱を助汀るために例えばスチームのような直接でな
い勢交挨も１更用出来る。典を的には、このような段の
２段若しくは６段とｄった鎌、硫黄はそのガス流より敗
り出されて凝縮されそして次に比較的硫化水素の濃度の
稀い流れで操作される公知の適当な種類の末端のガス浄
化工程（■えば。

スコツト、ピーボン工程又はストレットフォード工程）
に導入されるか若しくは矢にその硫黄を焼いて灰にする
。

このクラウス工程を基本として多くの変化が回層である
。それらの幾つかは論文、エッチ・フィッシャー著、ハ
イドロカーボンプロセッシング。

１２５ページ〜１２９ページ、５月＋　１９７９年。

”工程の違いによる硫黄のコスト”に要約されている。

瞳近、硫黄を比較的高含有した原油を便用する傾向にあ
りそしてまた大気中へ放出されるそのガスの硫黄含有ａ
度環境基準が厳しくなる傾向にあシ、従ってそのガス流
より処理して除去するべき硫化水素の量が増え、そして
そのことにより硫化水素をき有するガスの処理能力を高
める必要がある。囲えば、可能であれば、今あるクラウ
スプラントで硫黄を）Ｍ造し得る４１ｆｆｉを早めるこ
とが出来れは望ましいことである。実際に、このような
りラウスプラントは、供給されるガスの硫化水素のきＭ
率を制限すれば、処理能力を同上出来る。燃焼に必要な
酸素を供給するためにはそのガス混合物中の６容積の硫
化水素につき峨略１５容債の空気全必要とすることが解
ってきてい、る。例えば。

１９８１年のオクラホマの１９８１年ガス制例会議のエ
ム・アール・グレイ及びダブリュー・ワイースプルチェ
ク著のクラウス硫黄プラントに於ける酸素の使用と云う
魂の論文及び１９８４年のオイルアンドガスジャーナル
の２Ｕ号８月の１０８ページ〜１１２ページのプラント
の硫黄回収能の向上のための工夫と云う魂の論文の中で
、現存のクラウス工程のその硫黄回収能は、空気の一部
を純粋な市販の酸素で置換し、そのことによってすの工
程中ｋｆｊｒｔ、れるそのガス混合物中の９宏のその比
率を減することによって増力口させることが出来ると提
言されている。しかしながら、実際には多くのプラント
ではこの方法によりその硫犬の回収速度の向上は成し遂
げ得るが、その窒素の容ｔｆを減らすことによりその炉
から発生する盆度と高己１変に導く傾向にあり、その高
温度はその廃熱ボイラーで処理しきれず若しくはその炉
に接続した熱交換器で処理しきれず若しくはその炉の耐
火ライニングが待ちこたえられないと云った理由により
この方法は制限される。事実、その供給ガス宛の譲ｅ（
硫化水素濃度）を高めるにつれて顕著な硫黄回収能の向
上を成し遂げるそのｏＴ能性は減り、８０容ｆ′ｉｔ幅
又はそれ以１の流化水素を言Ｍする供給ガス流に於いて
はそのようなことがしばしば起こり得て特に制限される
。そのクラウス工程中に純粋な酸素を便用する池の提案
は米国特許５６８１０２４及びその対応するカナダ特許
８５４０９４に述べられている。これらの特許の明？＃
Ｊｔは硫化水素流の１／６　を約９５幅細度の酸素で燃
やすことを述べている。１個又は２個の触媒的反応ユニ
ットよりのプラント流出物はその流出物に含有されてい
るその水分を減するためにウォータースクラノ（−に送
９込まれそしてその炉の温度が本質的に空気で操作で得
られるその温度と同じになるように十分な量のそのスク
ラバーから出てくるガスをその供給される酸素を稀める
ためにリサイクルする。

この工程はプラントの大きさを小さく出来る利点を有す
ると述べられている。しかしながら、その硫化水素のそ
の燃焼を行わせる之めに使用される空気の強！相は現存
のプラントの装置に決められたものであるから米国特許
３６８１０２４に述べられているその工８を実現するた
めに容易に変更出来ないので、この工程は商業的に好ま
しいものでないことが判ってきている。

本発明の目的は少くとも５０容積係の硫化水素を含有す
るガス流より硫黄を回収する改良された方法及びｆｆ１
ｆｔに関するものであり、そしてその方法及び装置は硫
黄回収工程中を流れる窒素のよりな担体ガスの体積に、
を少にすることが出来て且つその炉の導入口に再生ガス
流を戻す必要はない。

本発明にエリ、その供給ガス流中の硫化水素の第一の部
分と分子酸素を少くとも２２各４幅有する酸素ガス流と
を燃焼帯で反応させて燃やして二酸化硫黄及び水蒸気よ
りなる燃焼物を生成させ。

このようにして作られた二酸化硫黄とその供給ガス流中
の硫化水素の第二の部分と？反応させ、そして非燃焼性
の気比し得る液状急冷用化合物及び少くともガス流の８
０容積％よりなる１＠、冷用蒸気流のいずれか一方若し
くは両者をその反応しているガス流に導入してそのガス
反応によって発生するその熱をコントロールする工８を
有する少くとも５Ｕ容積係の硫化水素を含有する供給ガ
ス流より伽黄を回収する方法を提供するものである。

本発明はまた。少くとも１個のバーナーを結合させた炉
を有し、そしてこのバーナーは硫化水素を含有する供給
ガス流の導入口及び少くとも２２容遺憾の分子酸素濃度
を有する酸素含有ガス流用の導入口を有し、操作の際中
は、この炉内でその硫化水素の第一の部分とその酸素含
有ガス流とを反応させて燃焼を起こさせて二酸化硫黄及
び水蒸気よりなる燃焼生成物を作りそして二酸化硫黄と
硫化水素の第二の部分とと反応させ、そしてこの装置は
その反応ｖ！ｒコントロールする之めに非燃焼住の気比
し得る液状急冷剤及び少くともガス流の８０容積憾よ、
！ｌｌｌなる急冷用蒸気流のいずれか一方若しくはこの
両方をその反応しているガス流に導入する手段を付け刃
口えられていることよりなる少くとも５０容遺憾の硫化
水素を含有する供給ガス流より硫黄を回収するための装
置を提供するものである。

一度硫比水素及びその二酸化硫黄との反応を必要な程度
迄に進めて硫黄蒸気を凝縮させてその供給ガス流とより
この凝縮＊を敗り除くことによりその硫黄を回収しても
よい。凝縮に先だってのその反応ガスの前冷却は典型的
には廃熱ボイラー若しくは熱交換機中で行われる。

その急冷剤（又は穏和剤）は好ましくは液体水がよい。

窒素に比較して、液体の水は比較的大きな比熱を有して
いる。その結果として、その供給ガス流中の硫化水素の
部分を空気を使用して燃焼させる通漕のその工程に較べ
て１本発明によるとその炉より出てくるそのガス流を増
量する必要もなく、その炉より出てくるそのガス流のそ
の温度を高める必要もなく及びｆ換効率を顕著に丁げる
こともなく亀立侍間当りに多量の供給ガス量を処理する
ことが出来る。＠変を１昇させるにつれてその炉より流
出してくるガスより凝縮される硫黄のその収率は１がる
と同時に与えられた温度以Ｌ（しばしば１０００℃〜１
２５０℃）ではその炉に結合されているその廃熱ボイラ
ー（又は熱交換機）が損謳？受けるので１通常はその炉
より出てくるガスの温度？厳密にコントロールすること
に重要である。従って、その廃熱ボイラーが堪えられる
。ｔｈ限の温度にその・炉より出てくるそのガスの温度
を床付するのが好ましい。通常、その供給ガス流のその
発ｓｌが大きい程１本発明により得られる利点は大きい
。従って１本発明になる方法及び榛Ｉｔは特に、硫化水
素を５０容噴憾以１含有する供給ガス混合物よりｒｔＬ
′ｊｊＣを：回収するために使用するのに適している。

７５容漬係を越える硫化水素を含有するその供給ガス混
合物を使用する時には顕著な本発明の利点が得られるだ
ろうそして。

典型的な例として、８０容横％〜１００容積幅の硫化水
素を含有する供給ガス流が処理出来る。処理し得る単位
時間当りの供給ガス流のその量はその酸素含有ガス流中
のその酸紫＃度が高くなる程多くなり、そして好ましく
はその１１１２ｇ含有ガス流は少くとも６０容積％の酸
素、畦も好ましくは少くとも９０容漬係のｒ１１素に含
有するのがよ、い。標準的には、その酸素含有ガス流の
好ましい識素源は市販の純粋酸素でよい。典型的には、
約８５容）１％の硫化水素を合有する供給ガス流につい
て云うならば、その炉から出てくるそのガスの全量若し
くはそのプラント中のいかなる部所に於ける下方流は、
その通常の空気全使用するクラウス工程に比較して純粋
酸素及び液体水急冷剤を便用した方が約８Ｌ］４に減す
るであろう。純粋な酸素を使用出来ない場合には、その
酸素含有ガス流は好ましくは酸素富化空気よりなるのが
よい。

曲の液体急冷剤には液体二酸化炭素がある。しかしこの
液体急冷剤は水に較べる取り扱うのがずっと嬬かしい。

従って液体急冷剤は液体の水が好ましい。また、水は室
温以１で凝縮されそして従って必要であればその流出ガ
ス流より二酸化炭素よりより答易に暇り除くことが出来
ると云う理由により好ましい。液体の水の曲の使い方は
少くとも８０４よりなる蒸気、好ましくは１００幅の蒸
気がよい。このようなガス流の急冷剤は液体の水よりも
効果が少い、その理由ぼその冷却用に使用出来る潜熱を
有しないからである。

その供給ガス混合物中のその硫１ヒ水素の必要とする劇
合いを硫黄に変換した鎌、その得られた硫黄は濃縮しそ
して残存している硫黄１ヒ合物は硫化水素にｆ換して戻
してよくそして次に、その残存ガス濃褪を１げるために
好ましくはその残存ガス混合物より水蒸気を凝縮させる
か若しくはスララバーで取り出すのがよい。その急冷剤
が′ｅ、体の水であって及びその酸素含有ガス流が本質
的に酸素よりなる場合には、末端のガス流は比較的高＃
変の硫１ヒ水素ヲ含有することが出来る。

好ましくはそのｅ、冷剤は、硫化水屍の第一の部分のそ
の燃・暁によって発生するその炎の中に導入するのがよ
いｈ：、しかし他方若しくはけけり口えて。

その炎が発生している外側の項峨に於いてその反応して
いるガス中にその、＠、冷剤を導入してもよい。

その急冷剤は好ましくは、その炎の中に入る前にソノバ
ーナー中を通過するのがよい。４１’Ｔ、Ｓれば、液体
急冷剤をその反応しているガス中に導入するに先だって
！ｊｊ４してもよい。

その供給カス流中のその流ｆヒ水素の約１／３だけを・
燃やして二酸化硫黄を生成させることを確実にする必要
がある。このことは硫化水素及び二酸化琥黄が、その炉
中及びいがなるその次の反応器中での硫化水素と二酸化
硫黄との間のその反応に必要とされる概略のそのｆヒ学
量論的比！で存在すると云うことになる。炭化水素のよ
うな他の可燃性の成分がその供給ガス中に存在するとき
には。

これらの成ｌのその完全な酸化を起こさせることをｏＴ
能とするために追７１０の酸素を加える必要がある。

その急冷剤、として液体の水若しくは水蒸気？用いそし
て酸素き有ガス流は市販の純粋な酸素よりなるときには
、その硫黄蒸気を凝縮させて暇り除いた後に１通常のク
ラウス硫黄回収工程で製造されるそのガス混合物に較べ
てその炉中でいかなるｆ換ロスもなく、典型的に比較的
高濃度の硫黄？ざＭするガスを混合物を製造することが
出来る。

このことは、＠化水累と二酸化硫黄との間のその反応に
よって更に硫癒頑気を製造するための次のそのガス１４
合物の触媒的反応器中での、いがなる工程にとっても都
合がよい。必要であれば、そのガス混合物中に存在する
いかなる酸１ヒ瞳１′ヒ炭素及び／又は二硫化炭素の改
良された加水分解を行うためにこのような反応器より出
てくる通常の畠（より高い畠度（即ち３００℃〜６５０
℃の侯ジに６５０℃〜６７５℃）で操作することは可能
である。

その硫黄蒸気をそのようにして凝縮して除去した後製造
されるこのガス混合＋ｔＪは１通常のクラウス硫黄回収
工程に較べて、典型的には比較的高濃度の水蒸気全含有
するであろう。例えば、もしもその供電ガス混合＋ｍが
８５容漬係又はそれ以上の硫化水素を含有するならば、
硫黄蒸気を凝縮して除去した後のそのガス混合物は典型
的ては少くとも１ｂ各償係の疏疲言肩ガス及び少くとも
７Ｕ容ｆＩｌｔ％の水蒸気を含有するかも知れない。我
々はそのガスｌ昆合物中にこのような高濃度の水蒸気が
存在することは究ｉ的には次の処理工程の更の改良のそ
の実施’１０ｒｎ巨にすると信じている。

好ましくは、暁凌蒸気よりｔ１！凌に凝縮して除去した
後のそのガス混合ｍｌ′ｉ少くとも１個及び典型的には
２個の連続的な触媒的ｆ模膜で硫化水素と二酸化硫黄と
を反応させて硫黄蒸気にするのがよい。このような各段
を通った１麦そのガス混合物より硫黄蒸気は凝縮して除
去される。このような二つの段を通った後、その得られ
たガス流（硫黄蒸気を凝縮したｔ＆）は典型的にはその
供給ガス混合物中にその化学的に混ぜられた硫黄は５係
以下に含有される。このガス流を焼いて灰にするよりも
。

通常の末端ガス浄化工程の数ある中の適当ないずれか一
つを用いて処理する方が良いと我々は考え◆。もしもそ
の末端ガスｆｔ、全焼いて灰にするならば、補助燃料に
酸素が便用されて、酸素ガス流又は酸素富比ガス流中の
酸素が減じる。

本発明による方法を実施丁ゐためのｌＪｔ列の装置を建
設することは１ｌｉＴＡヒであり１本発明の方法は現存
１７）クラウス硫黄回収プラントに比較的少い［ｉを取
り付けて変えることによって実施してもよい。

典型的には、現存のプラントのそのバーｆ−ｋＫ注して
その燃、Ｖ＠＠蛾に酸素（空気の換りに）及び急冷剤ｔ
Ｆ＃給するための装置を設けることが必要となろう。一
つの１所に幾つかのクラウス岨黄回収プラントがある場
合には、１基又はそれ以北のプラントを操業休止にして
１本発明に従って曲の炉？操作して硫黄生成のいか、な
るロスもなく行うことが１ｌｌＩＴσ巨となろう。

不発明の方法及び装置は以下の実施列に於いて図面音用
いて説明する叩： 図固１は本発明によるそのクラウス工程全実施するため
のプラントの系統図を説明したものであり；図面２は図
面を示したプラントのバーナーの部分の１則（拍図であ
る。

図面６は図面２のＩｌｌ　−ｌｉｔの線の断面図である
。

図面を従って説明すると、そのクラウス反応ｔｈうため
の炉２はその１方流の終りの部分に・（−ナー４を敗り
付け、そしてこのバーナー４は硫化水素をき有する供給
ガス中の導入口６及び酸素含有ガス用の導入口８を有す
る。本発明による方法は特に高漬度の硫（ヒ水翼を包有
するガス流（列えば、７０各ｄＲ憾以１の硫化水素をき
有するガス流）の処４をするのに適している。標準的に
は。

そのガス流は硫化水素単独よりなると云うことはないだ
ろうが、しかし池の種類のガス類をそのガス流は混合し
ているだろう。通常、その他のガス又は曲の種類のガス
類は主として二酸化炭素よりなっている。付け加えるな
らば、その供給ガス混合ｍは、窒名、炭化水素、水素、
アルゴン及び水蒸気の一踵又は二棟以とをき有している
かもしれない。本明細舊の以下の供給ガス流は８５容積
壬の味ｆヒ水素及び１督頃係迄の炭化水素（ｓ）及び担
体二酸化炭素よりなっている。その酸素含有ガス流は好
ましくは本′碇的に液体酸素源（図面には描いてない）
より供給される純粋酸素であるか若しくはトンネージ望
気分・帷プラントよりの液体酸素がよい。

その硫化水素単独ガス流及びその酸素含有ガス流を供給
するその相対速度は、その硫化水素全含有するガス流中
のその硫化水素の１／６　が、燃焼するのに十分な量の
酸素が供給されるようにする。

付け８口えるならば、その硫化水ｉｔ含有丁ゐガス流中
のいかなる可燃性の成分もｅ焼するように十分な酸素が
供給される。従って、その供給ガス流中のその硫化水素
及び也のいかなる可燃性の成分もその燃焼１ｉｉｌ若し
くはそのバーナー４の領域１４中で燃焼する。例えば、
そのバーナー４は比較的短い炎を出す種類のものである
。同じ列で。

その燃焼領１＃ｉ１４でのその＠１変は、′ｅ、木の水
を直接その燃焼領域に噴霧して穏和される。この目的の
ために、その燃焼領域１４中へ液体の水を直接噴霧する
ための噴霧ノズル（図面に示されてない）を典覗的に備
えた水の補助路１０をその・く−ナー４に設ける（その
バーナーの補助路のその構造は以下の図面２及び図面６
でより詳しく述べる）。

その炉よりその出口１７ケ市って出てくるそのガスはそ
のプラントのその下方流よりの熱がうまく、処理される
その最高温度範囲内に入るようにこのような液体急冷剤
のその量を調整してその燃焼領域に噴霧する。友とえ１
本発明の方法を実施するために通常のプラントを改造し
たものよりもむしろ本発明の方法を実施するための図［
１］ｌＴ１のプラントを庄交建債したとしても、典型的
にはこの瞳大温１式範囲は１１ＬＩＬｌ’Ｃ〜１２５０
℃のレベル内に入るだろうし、下方流が放熱する装置は
１１００℃〜１２５ＬＩ’Ｃより高い放熱ｄＩ昆に耐え
られるように配置してもよい。そのバーナーのその燃ａ
頭域中に導入される水のその温度は、その出口での発生
するガスの温度がその最大＠髪より叔℃下がるように選
ぶ。

通常、その共電ガス流中の硫化水素のその濃度が高い程
若しくはその発熱量が大きい程、そのバーナーのその燃
７焼頭昧に４べされる水のその速度は早くなる。そのバ
ーナー４のその燃焼項１ｄ１４より拡がるその己媛を穏
和するためのその液体急冷剤く室温からその燃焼領域の
ｄ度迄影′１ｉ？与える。このことはその最終の熱移行
及び比熱をその水に伝える。その冷却５２Ｌ］より出て
くるそのガス混合物は典型的には７０芥積係全越える水
蒸気及び１５−各遺憾を越える硫黄？含有するガスを含
んでいる。

空気の喚りに酸素を便用出来るように及び敵本急冷剤を
使用出来るようにその炉を設計すること以外は、炉２は
曲の・硬点からは通常のクラウスの炉と本質的に同一で
ある。従って、それ故に、その炉は適当な耐火ライニン
グ（図面には示されてない）？され及びその燃焼領域１
４の周囲に十分な本漬の熱反応全行わせる頭ｆａ１６を
存在さぞ。

そこではその燃焼領域１４で開始された硫化水素及び二
酸化硫黄との反応が継続されるであろう。

もし必要であれば、その不反応頭載１６中でその反応す
るガス類の混合を促進するために、じゃま仮のような手
段１５をその炉に設けてもよい。硫化水素及び二酸化ｉ
ｍｌ黄との間のその熱反応は吸熱発応であるのでその熱
反応頃＠、１６中では幾らかの温度の１氏下が！弓こる
。従って、典型的には、そのガスはその燃焼＠蛾では約
１６５０℃の温度からその炉２の出口１７での温ｊ変は
１２００℃〜１２５０℃に下がるであろう。その出てく
るガスは廃熱ボイラー又はｇＰ！交換器１８中で２７５
℃〜６２５℃の温度迄冷却されるであろう。その廃熱ボ
イラー（又は熱交換器１８）は典型的にはその出てくる
ガス２８才２つの路を有している。大部分のカスはこの
２つの路を通りそして従ってその２７５　”Ｃ〜６２５
℃の温度に冷却される。そのガス流の少量の部分が一番
目の・塔だけを通りそしてその廃熱ボイラー１８を出る
ときはより高い温度典を的には５９０℃〜６　ＯＬｌ　
℃の温度範囲になりそして以下に述べるように便用され
る。次にその出てくるガスの大部分は初ず硫黄１疑縮器
２０に入り、そしてそこではその炉２よりのそのガス流
より硫化水素と二暇比硫黄との間のその反応によって生
成した硫黄蒸気が１４０℃に冷却されて凝縮される。こ
のような硫黄疑縮吻は次に硫黄シール用穴に通される。

その供給ガスと共にその炉２に導入されたところの硫化
水素、二酸１ヒ疏黄、水蒸気及びいかなる窒素及び二鍍
比炭素より本質的にｆｔ成されているその出てくるガス
混合物の凝縮器２０よりの下方流は２２で典型的にはそ
の出てくるその９敬の部分のその一番目の流れと混合さ
れて２２０℃〜２５０°Ｃの＠〈ルベルに再７）０熱さ
れる。その残りの硫化水素と二酸１ヒ姥黄との間の反応
？起こさせて更に硫黄蒸気及び水蒸気を生成させる。こ
の反応は触媒丘で起こり、そしてその触媒は典型的には
例えば活住アルミナのような通常の種類のものである。

その触媒的反応は＠熱反応であるので、触媒的反応器２
４中では吾媛が丘昇して、従ってこの反応器２４より出
てくるガス混合＋／／Ｊは典型的には３００℃〜６５０
℃の温度になる。もしも必要であれば、その反応器２４
より出てくるガスの＠Ｉ租をより高くしてもよい、戻Ｉ
Ｊち５５０　’Ｃ〜４１１０”Ｃ（列えば３７５’Ｃ）
の範囲にしてもよい。このようなより高いガスの流出温
度はそのガス混合物中のいかなる酸化硫化炭素及び二硫
ｆヒ炭素の改良された加水分解と行い易くする順回にあ
る。その触媒的反応器２４より出てそのガスｒ昆合ｍ（
”’Ｉ−第二の硫黄凝縮６２６中に入り、そこではその
ガス混合物より硫黄が凝縮される。その得られる・凝縮
された硫黄はその硫黄シール穴に送られる。その咳赦イ
疑縮器２６よりの下方流は典型的には５ｇ漬憾を越える
硫１ヒ水素及び二酸ｆヒ硫黄、８Ｌ］４積％を越える水
蒸気及び典型的には二酸比炭素及び窒素のような他の平
衡′物よりなり。

そして２８で例えば１４０℃の温度から２１］Ｌ１℃〜
２２　Ｌｌ　’Ｃの温度に再ＤＤ傑され、この温Ｖは典
を的にはその一番目の触媒的反応器２４に入る時の震度
より徴に低い。次に、第二の触媒的反応器６Ｕ中を通る
そのガス流は、そこで更に残りの硫化水素と残りの二酸
「ヒｈＲ’Ｒとの間の反応？起こして典型的にはこの第
二の触媒的反応器に入るそのガス流の温１更よりも出て
くるガスの温度が５０℃のレベルで高くなりながら水蒸
気及び硫黄蒸気？生成する。その第二の触媒的反応器６
０中で１吏用される触媒は典型的には第二の触媒的反応
器で１更用されたものと同じである。

その第二の触媒的反応器６０より出たそのガス混合物は
第三の硫黄凝縮器６２に入り、そこではそのガス混合物
より硫黄が凝縮される。その硫黄はその硫黄シール穴６
６に送られる。その第三の疏蹟・疑ａ器を出たそのガス
流は１４０”Ｃのレベルの温度で末端ガス流として次に
最終ガス浄化プラント６４に入る。

その最終ガス流の王たる成分は水蒸気であるので、その
ガス流中からの水蒸気？凝イｄさせることにより硫化水
素中で容易にその水蒸気は凝縮されるだろう。全ての硫
黄含有化合吻が硫化水素に還元され′ｆｃ後にそのイ疑
縮が行われるのが好ましい。

従って、硫化水素を燃焼させるための酸素源ｉ−１：空
気だけの及び急冷剤を使用しない通常の硫黄回収装置に
比較すると、典型的には９５憾を越える硫化水素を供給
されても硫黄に変換出来るかも知れない。従って、４扉
の硫黄回収工程に較べて１本発明の最終ガス流の処理の
適用の選択は経済的に顕著に１ムぐ通常はこの最終ガス
流を浄化処理する必要がなく燃いて灰にする必要もない
であろう。

従って、その投終ガス浄化プラント６４は例えばスコ／
ト、ストレットフォード及びビーボン工程より選択して
もよい。

本発明の方法を実施するために、純粋酸零若しくは１疲
素富比窒気を燃焼を保持するために使用し及び液体の水
若しくは池の版本急冷剤をそのバーナーのその燃焼頭載
のその温’ｆを変えるか穏和するために１更用出来るよ
うなバーナーに取り換えるか改造でるかして通なのクラ
ウスプラントＬ［用してもよい。

従って、その供給ガス混合物に二酸化硫黄？ηａえてそ
のプラントが処理し得る供せガス流の＝ＪＫ１ｔを早め
ることば１瞠である。ボ実、我々は、その供給逮、１止
ｒ早めるについての制御堰は、典型的には。

その廃熱ボイラー若しくは熱交換器１８に於けるいかな
る猛ｃ制限よりもむしろその硫黄金凝縮する操作能の限
界によるだろうと信じている。通常。

このような市りβ艮があったとして、そのガス流がその
浄化プラント６４に通過する前に硫１ヒ水素の変換が顕
著に減することなく、硫黄の生成は本質的に増）１口さ
せて実施し得る。必要であれば、勿論。

非常に優れた推力？有する凝縮６を敗り付けてこのよう
な市り６艮？除いてもよい。

良く知られているように、クラウスエ桿の操作中には数
多くの副１丈応が起こる。その供給ガス流が二酸叱炭名
及び／又は炭比水ｇ全含有しているときには、このより
な副反応の結果として二硫化炭素及び酸比硫１ヒ炭素を
生成するであろう。高温度ではまた。逆反応が起こり、
その二硫１と炭素及び酸比硫１ヒ炭素は／１０水分解し
てｌＡ［ヒ水素に戻る。

急冷剤として外部から水？この糸に加えることはこの系
のこのよりな１ヒ学的平衡状帳！ｋ　ｃ　ｔヒさせるこ
とはあり得る。しかしながら１本発明を実施する方法に
於いてその効果を減するような顕著な効果はこのような
変化ではないと我々は信じている。

図面２及び図面６に描かれた図について説明すると、そ
の炉２に設けられたそのバーナー４は水が通る中ｌｌｌ
ｌ３路６Ｌ］ｉ有する。その中軸路６Ｕはそのバーナー
４のその先４６２で終り、その燃ｄ頭賊へ典型的には噴
霧するところの水の噴霧操作用の適当なノズル６４を設
ける。複叔の円形の貫通した賂６８を有する固体の蝶伝
導子６６でそのノズル６４は挾まれる。その道６８は環
状の酸名の道ａ７＋Ｊ（！：連絡している。従って、そ
の道路６８は導入口８より供給される酸湘と連絡してい
る。

そのバーナーは管体７２を有し、そしてこの管体／２な
その子６６と共に、燃料ガス用のその入路６と連絡して
いるゲを側の環状路′／４を制限している。そのバーナ
ー４のその先端６２でその水、供給ガス混合物及びは素
の良好な混合での下方流が得られるように、そのノズル
６４及ヒソの路６ｄ及び／４の寸法及び配置を決める。

もしも必要であれば、その管体７２に冷却のための水ジ
ャケットを設けてもよい。

再び図面をついて述べるならば、その炉２は典型的に：
り、大気圧より少し高い圧力で操作してもよい。夕１ｊ
えば、その炉中のその圧力は１．５〜２絶対大気圧でも
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図ば１本発明によるそのクラウス工程Ｙｋ実施する
ためのプラントの系統図を説明したものである。 ＠２図は、＠１図に示したプラントゲ）バーナーの部分
のｌｌｌＩｌ面図である。 第６図は、第２図のｌ　−１’の１滅の析面図である。 ６゛ご 手　　続　　補　　正　　書 １、事件の表示 昭和６１年特許願第　　ｙｔｌｙ、ｐと号　　　髄２、
発明の名称 ブ入の処理 ろ、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 、♀、刊　　デ、ビイーンー・２″ル′フ０．ヒ０−５
ＩＶ′／−４代理人 タイプした明細魯 手　　続　　補　　正　　書 昭和６１年　６月１ｇ日 昭和６１年特許願第　８４８４８号 ２、発明の名称 ガスの処理 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名称　　ザ・ピーオーシー・グループ・ピーエルシー４
、代理人 ５、補正の対象 によって作り出されるその燃焼領域に急冷剤を直（１）
特許請求の範囲を次のように訂正する１１、供給ガス流
中の硫化水素の第一の部分と分子酸素を少くとも２２容
積％有する酸素含有ガス流とを燃焼領域で反応させて二
酸化硫黄及び水蒸気よりなる燃焼物を生成させ、このよ
うにして作られた二酸化硫黄とその供給ガス流中の硫化
水素の第二の部分とを反応させ、そして非燃焼性の気、
化し得る液状急冷剤及び少なくζ４８０容積％二水蒸気
を含む急冷用蒸気流のいずれかｉ方若しくは両者をその
反応しているガス流に導入して、その反応ガス流の温度
をコントロールすることよりなる少くとも５０容積％の
硫化水素を含有する供給ガス流より硫黄を回収する方法
。 ２　その酸素含有ガスは少くとも９０容積％の分子酸素
を含有することよりなる特許請求の範囲第１項記載の方
法。 ３、酸素含有ガスは工業的に純粋な酸素である特許請求
の範囲第１項若しくは第２項記載の方法。 ４、供給ガス流の硫化水素の第一の部分の燃焼法。 液導入することよりなる特許請求の範囲第１〜３項いず
れかに記載の方法。 ５、液体急冷剤をその反応しているガスに噴霧して導入
することよりなる特許請求の範囲第１〜４項℃・ずれか
に記載の方法。 ６、供給ガス流は少くとも７０容積％の硫化水素を含有
することよりなる特許請求の範囲第１〜５項いずれかに
記載の方法。 ７、液体急冷剤は液体の水である特許請求の範囲上記の
いずれの項にも記載の方法。 ８、反応しているガス流を取り出してその中の硫黄蒸気
を凝縮させてこのガス流よりこの凝縮物を分離する工程
を付加的に有する特許請求の範囲第１〜７項いずれかに
記載の方法。 ９、その供給ガス混合物は少くとも８５容積％の硫化水
素を含有し、及び硫黄蒸気を凝縮させた後のガス混合物
は少くとも７０容積％の水蒸気及び少くとも１５容積％
の硫黄含有ガスを有するガス混合物よりなる特許請求の
範囲第８項記載の方１０、　　その反応ガスを熱交換器
又は廃熱ボイラー中で冷却してそして次に凝縮器中に通
し、その凝縮器では硫黄蒸気の凝縮が行われることより
なる特許請求の範囲第８項若しくは第９項記載の方法。 １１、その反応ガスは１１００°Ｃ〜１２５０’Ｃの温
度範囲でその熱交換器又は廃熱ボイラー中に導入される
ことよりなる特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １２、硫黄凝縮器よりの下方流のガス混合物を少（とも
１段の触媒的反応を行わせしめ、之立反りは前記ガス混
合物中における残留トＩ２Ｓと残留ＳＯ□との間で行な
われそしてそこではこのような各段に於いて硫黄蒸気が
生成される工程を付け加えて有する特許請求の範囲第８
項〜第１１項のいずれかに記載の方法。 １３、触媒的反応のこのような各段の下方流に於いてそ
のガス混合物よりその硫黄蒸気を凝縮しそして分離して
硫黄蒸気を有しない末尾ガス流を生成することよりなる
特許請求の範囲第１２項記載の方法。 １４．第一段の触媒的反応よりの下方流（及びその後の
いかなる段の上方流）よりその凝縮がなされた後に、そ
のガス混合物は８０容積％を越える水蒸気及び５容積％
を越える硫黄含有ガスよりなる特許請求の範囲第１２項
記載の方法。 １５、そのガス混合物が３００°Ｃ〜４００°Ｃの温度
範囲で触媒的反応の第一段に入ることよりなる特許請求
の範囲第１４項記載の方法。 １６、末尾ガスが焼かれて灰にされることよりなる特許
請求の範囲第１３項〜第１５項いずれかに記載の方法。 １７、末尾ガスを燃料と混合してその混合物の燃焼を維
持するために酸素又は酸素富化空気を使用して焼灰化す
ることよりなる特許請求の範囲第１６項記載の方法。 １８、その末尾ガス流より硫黄含有ガスを除去するため
にその最終ガスを更に処理することよりなる特許請求の
範囲第１３項〜第１５項いずれかに記載の方法。 １９、液体急冷剤は液体二酸化炭素である特許請求の範
囲第１項〜第６項記載の方法。 ２０、少くとも１個のバーナーを結合させた炉を有し、
そしてこのバーナーは硫化水素を含有する供給ガス流の
導入口及び少くとも２２容積％の分子酸素濃度を有する
酸素含有ガス流用の導入口を有し、操作の際中ば、この
炉内でその硫化水素の第一の部分とその酸素含有ガス流
とを反応させて燃焼を起こさせて二酸化硫黄及び水蒸気
よりなる燃焼生成物を作りそして二酸化硫黄と硫化水素
の第二の部分とを反応させ、そしてこの装置はその反応
熱をコントロールするために非燃焼性の気化し得る液状
急冷剤及び少な（ともガス流の８０容積％よりなる急冷
用蒸気流のいずれか一方若しくはこの両方をその反応し
ているガス流に導入する手段を付け加えられていること
よりなる少くとも５０容積％の硫化水素を含有する供給
ガス流より硫黄を回収するための装置。 ２１、装置を操作してこのバーナーによって作り出され
た炎の中に急冷剤を導入するための路をこのバーナーは
有することよりなる特許請求の範囲第２１項記載の装置
。。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、供給ガス流中の硫化水素の第一の部分と分子酸素を
   少くとも２２容積％有する酸素ガス流とを燃焼領域で反
   応させて二酸化硫黄及び水蒸気よりなる燃焼物を生成さ
   せ、このようにして作られた二酸化硫黄とその供給ガス
   流中の硫化水素の第二の部分とを反応させ、そして非燃
   焼性の気化し得る液状急冷剤及び少くともガス流の８０
   容積％よりなる急冷用蒸気流のいずれか一方若しくは両
   者をその反応しているガス流に導入して、その反応ガス
   流の温度をコントロールすることよりなる少くとも５０
   容積％の硫化水素を含有する供給ガス流より硫黄を回収
   する方法。 ２、その酸素含有ガスは少くとも９０容積％の分子酸素
   を含有することよりなる特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３、酸素含有ガスは少くとも９０容積％の分子酸素を有
   する特許請求の範囲第１項若しくは第２項記載の方法。 ４、供給ガス流の硫化水素の第一の部分の燃焼によって
   作り出されるその燃焼領域に急冷剤を直接導入すること
   よりなる特許請求の範囲第１〜３項いずれかに記載の方
   法。 ５、液体急冷剤をその反応しているガスに噴霧して導入
   することよりなる特許請求の範囲第１〜４項いずれかに
   記載の方法。 ６、供給ガス流は少くとも７０容積％の硫化水素を含有
   することよりなる特許請求の範囲第１〜５項いずれかに
   記載の方法。 ７、液体急冷剤は液体の水である特許請求の範囲上記の
   いずれの項にも記載の方法。 ８、反応しているガス流を取り出してその中の硫黄蒸気
   を凝縮させてこのガス流よりこの凝縮物を分離する工程
   を付加的に有する特許請求の範囲第１〜７項いずれかに
   記載の方法。 ９、その供給ガス混合物は少くとも８５容積％の硫化水
   素を含有し、及び硫黄蒸気を凝縮させた後のガス混合物
   は少くとも７０容積％の水蒸気及び少くとも１５容積％
   の硫黄含有ガスを有するガス混合物よりなる特許請求の
   範囲第８項記載の方法。 １０、その反応ガスを熱交換器又は廃熱ボイラー中で冷
   却してそして次に凝縮器中に通し、その凝縮器では硫黄
   蒸気の凝縮が行われることよりなる特許請求の範囲第８
   項若しくは第９項記載の方法。 １１、その反応ガスは１１００℃〜１２５０℃の温度範
   囲でその熱交換器又は廃熱ボイラー中に導入されること
   よりなる特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １２、硫黄凝縮器よりの下方流のガス混合物を少くとも
   １段の触媒的反応を行わせしめ、そしてそこではこのよ
   うな各段に於いて硫黄蒸気が生成される工程を付け加え
   て有する特許請求の範囲第８項〜第１１項のいずれかに
   記載の方法。 １３、触媒的反応のこのような各段の下方流に於いてそ
   のガス混合物よりその硫黄蒸気を凝縮しそして分離して
   硫黄蒸気を有しない末尾ガス流を生成することよりなる
   特許請求の範囲第１２項記載の方法。 １４、第一段の触媒的反応よりの下方流（及びその後の
   いかなる段の上方流）よりその凝縮がなされた後に、そ
   のガス混合物は８０容積％を越える水蒸気及び５容積％
   を越える硫黄含有ガスよりなる特許請求の範囲第１２項
   記載の方法。 １５、そのガス混合物が３００℃〜４００℃の温度範囲
   で触媒的反応の第一段に入ることよりなる特許請求の範
   囲第１４項記載の方法。 １６、末尾ガスが焼かれて灰にされることよりなる特許
   請求の範囲第１３項〜第１５項いずれかに記載の方法。 １７、末尾ガスを燃料と混合してその混合物の燃焼を維
   持するために酸素又は酸素富化空気を使用して焼灰化す
   ることよりなる特許請求の範囲第１６項記載の方法。 Ｉ８、その末尾ガス流より硫黄含有ガスを除去するため
   にその最終ガスを更に処理することよりなる特許請求の
   範囲第１３項〜第１５項いずれかに記載の方法。 １９、液体急冷剤は液体二酸化炭素である特許請求の範
   囲第１項〜第６項記載の方法。 ２０、少くとも１個のバーナーを結合させた炉を有し、
   そしてこのバーナーは硫化水素を含有する供給ガス流の
   導入口及び少くとも２２容積％の分子酸素濃度を有する
   酸素含有ガス流用の導入口を有し、操作の際中は、この
   炉内でその硫化水素の第一の部分とその酸素含有ガス流
   とを反応させて燃焼を起こさせて二酸化硫黄及び水蒸気
   よりなる燃焼生成物を作りそして二酸化硫黄と硫化水素
   の第二の部分とを反応させ、そしてこの装置はその反応
   熱をコントロールするために非燃焼性の気化し得る液状
   急冷剤及び少なくともガス流の８０容積％よりなる急冷
   用蒸気流のいずれか一方若しくはこの両方をその反応し
   ているガス流に導入する手段を付け加えられていること
   よりなる少くとも５０容積％の硫化水素を含有する供給
   ガス流より硫黄を回収するための装置。 ２１、装置を操作してこのバーナーによって作り出され
   た炎の中に急冷剤を導入するための路をこのバーナーは
   有することよりなる特許請求の範囲第２１項記載の装置
   。 ２２、図面１又は図面１、図面２及び図面３の図に対応
   して本明細書で説明したことに本質的に従って、硫化水
   素を含有する供給ガス流より硫黄を回収する装置。