DD274808A1

DD274808A1 - METHOD FOR CARRYING THERMAL RESPONSE IN SULFURIZATION PLANTS

Info

Publication number: DD274808A1
Application number: DD31901688A
Authority: DD
Inventors: Falko Mueller; Matthias Pieper; Gottfried Preiss; Hans-Juergen Klockow; Hans-Dieter Goermer
Original assignee: Leipzig Chemieanlagen
Priority date: 1988-08-17
Filing date: 1988-08-17
Publication date: 1990-01-03

Abstract

Die Erfindung betrfft ein Verfahren zur Fuehrung der thermischen Reaktion in Schwefelgewinnungsanlagen und ist anwendbar in sogenannten Clausanlagen der chemischen Industrie zur thermo-katalytischen Umwandlung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen in elementaren Schwefel. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Massnahmen die thermochemische Reaktion im Verbrennungsprozess zu beeinflussen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass bei Schwachlast des Prozessgases unterhalb der Reaktionsenergie, Heizgas in einer an sich bekannten Menge der Differenz zur Reaktionsenergie zugesetzt und die Verbrennungsluft in drei Teilmengen dem Kombibrenner zugefuehrt werden, wobei die Teilmenge "A" im unterstoechiometrischen Bereich dem teilverbrannten Heizgas-Rauchgasstrom gezielt beigemischt werden und als Teilmenge "C" die Differenz zur schwefelumsatzgerechten partiellen Verbrennung dem an der Brennermuendung austretenden Rohgasstrom zugefuehrt wird.The invention relates to a method for conducting the thermal reaction in sulfur recovery plants and is applicable in so-called Claus plants of the chemical industry for the thermo-catalytic conversion of hydrogen sulphide-containing gases into elemental sulfur. The invention has for its object to influence by suitable measures, the thermochemical reaction in the combustion process. According to the invention, the object is achieved by adding heating gas in a known amount of the difference to the reaction energy at low load of the process gas and adding the combustion air in three subsets to the combi burner, the subset "A" being partially combusted in the sub-electromechanical region Hot gas flue gas stream are mixed specifically and as a subset "C", the difference to the sulfur conversion partial combustion is fed to the emerging at the Brennermuendung crude gas stream.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Führung der thermischen Reaktion zwischen Prozeß- und/oder Heizgas mit Luft in Brennkammern von Schwefelgewinnungsanlagen unter Schwachlastbedingungen. Die Erfindung ist anwendbar in sogenannten Clausanlagen der chemischen Industrie zur thermo-katalytischen Umwandlung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen in elementarem Schwefel.The invention relates to a method for guiding the thermal reaction between process and / or heating gas with air in combustion chambers of sulfur recovery plants under low load conditions. The invention is applicable to so-called Claus plants of the chemical industry for the thermo-catalytic conversion of hydrogen sulphide-containing gases into elemental sulfur.

Characteristic of the known technical solutions

Charakteristisch für die Weiterentwicklung der Clausanlagt», ist einerseits durch regelungstechnische Maßnahmen den Verbrennungsprozeß optimal zu gestalten sowie durch regenerative Heizung und verfeinertes Temperaturregime die Schwefelausbeute bei weitgehender Unterdrückung schadstoffbildender Nebenreaktionen an den theoretisch möglichen Wert .leranzuführen und andererseits den ausrüstungstechnischen Aufwand einschließlich Ofen und Brenner zu minimieren. Nach DD-PS 203522 ist z. B. ein mehrstufiger regenerativer Aufheiz- und Kühlprozeß bekannt, welcher eine Schwefelausbeute von über 96% ermöglicht.Characteristic of the further development of the Clausanlagt »is, on the one hand, to optimally design the combustion process by regenerative heating and a refined temperature regime, while largely suppressing harmful side reactions to the theoretically possible value. And on the other hand minimizing the equipment outlay including furnace and burner , According to DD-PS 203522 z. B. a multi-stage regenerative heating and cooling process, which allows a sulfur yield of over 96%.

Mit dieser Lösung kann aber auf den thermischen Umsetzungsprozeß in der Brennkammer kein Einfluß genommen werden. In der DE-PS 3212279 (IPK C01B17/04) ist ein Verfahren zur Schwefelerzeugung für stark schwankenden H₂S-Gehalt und Schwachlastbetrieb beschrieben. Nach dieser Lösung wird den in Menge und Zusammensetzung schwankenden Einsatzgasen die Verbrennungsluft in einzeln geregelten Luftströmen in den Brennern bzw. Brennerl&nzen zugegeben. Dadurch soll gewährleistet werden, daß im jeweiligen Lastbereich jeder Brenner den optimalen Ausbrand erreicht. Nachteilig ist, daß auf das Gesamtausbrandverhalten nur bedingt über die Einzelbrenner und auf die Variation der Brennerzone überhaupt nicht eingewirkt werden kann.With this solution, however, no influence can be exerted on the thermal conversion process in the combustion chamber. In DE-PS 3212279 (IPK C01B17 / 04) a method for producing sulfur for strongly fluctuating H ₂ S content and low load operation is described. According to this solution, the combustion air is added to the input gases varying in quantity and composition in individually regulated air streams in the burners or burner oil. This is to ensure that each burner reaches the optimum burnout in the respective load range. The disadvantage is that the overall burn-out behavior can only be influenced to a limited extent via the individual burners and to the variation of the burner zone.

Des weiteren müssen die Brenner zur Vermeidung der Flammeninstabilität durch gegenseitige Beeinflussung beim Regelvorgang und Überhitzung durch Strahlungswärme räumlich relativ weit voneinander getrennt werden. Kombibrenner sind daher nicht einsetzbar und die Brennkammer muß verhältnismäßig groß ausgelegt werden.Furthermore, in order to avoid the instability of the flame, the burners must be spatially relatively widely separated from one another by mutual influence during the control process and overheating by radiant heat. Combination burners are therefore not applicable and the combustion chamber must be designed relatively large.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Ausbrand des Stützheizgases oder der Sonder-Einsatzgase auch unter Mengen- und Konzentrationsschwankungen vom Vollast- bis Sohwachlastbereich in engstem Raum und unter weitgehender Vermeidung von Nebenreaktionen zu ermöglichen.The aim of the invention is to allow the burnout of the Stützheizgases or the special feed gases, even under volume and concentration fluctuations of full load to Sohwachlastbereich in the smallest space and largely avoiding side reactions.

Explanation of the essence of the invention Object of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Maßnahmen die thermochemische Reaktion im Vt.rbrennungsprozeß zu beeinflussen.The invention has for its object to influence by suitable measures, the thermochemical reaction in Vt.rbrennungsprozeß.

Wer. η der ErfindungWho. η of the invention

Erfiiv lungsgemäß wird die Aufgabe dadurcii gelöst, daß unter Schwachlastbedingungen der Gesamtverbrennungsluftstrom für die schwefelumsatzgorechte Reaktion des Prozeß- und Heizgases in Brennkammern von Schwefelgewinnungsanlagen einem an sich bekannten Kombinationsbrenner in drei geregeltsn Teilströmen zugeteilt wird, wobei die Teilmenge „ A" als Primärluftstrom im unterstöchiometrischen Verhältnis dem Heizgas-Vormischbrennerteil, die Teilmenge „B" als Sekundärluftstrom in der Menge der Differenz des überstöchiometrischen Verhältnisses zum Heizgas direkt dem Heizgasverbrennungszonenbereich und die Teilmengen „C" in der Menge der verbleibenden Differenz zur Gesamtverbrennungsluft direkt dem Prozeßgasbrennerteil zugeführt wird.According to the object, the object dadurcii is solved, that under light load conditions the total combustion air flow for the sulfur conversion reaction of the process and heating gas in combustion chambers of sulfur recovery plants is assigned to a conventional combination burner in three controlled partial flows, the subset "A" being the primary air flow in the substoichiometric ratio Heating gas premix burner part, the subset "B" is supplied as secondary air flow in the amount of difference of the stoichiometric ratio to the heating directly to the Heizgasverbrennungszonenbereich and the subsets "C" in the amount of the remaining difference to the total combustion air directly to the process gas burner part.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß dem Heizgasbrennerteil als Kernstrom Verbrennungsluft nur in der Menge - der Teilmenge „A" - zur unterstöchiometrischen Verbrennung des als Stützgas zugeführten HeizgasesThe mode of action of the solution according to the invention is that the combustion gas burner part as the core stream combustion air only in the amount - the subset "A" - to substoichiometric combustion of the hot gas supplied as a support gas

zugemischt wird und sich dadurch eine stabile Stützgasflamme ausbildet, In der durch Sauerstoffmangel Nebenreaktionenunterdrückt werden und die Wärmebelastung des Brenners verringert wird.is mixed and thereby forms a stable supporting gas flame, In the suppressed by oxygen deficiency side reactions and the heat load of the burner is reduced.

Another quantity, the subset, B ", becomes the size of the difference to the superstoichiometric combustion of the support

der heißen zentralen Brennzone des Brenners und die Teilmenge .C in ener Menge der Differenz zum Verhältnis vonthe hot central combustion zone of the burner and the subset .C in an amount of the difference to the ratio of

Total gas to the total air for the sulfur conversion is also the hot burning zone of the Combustion chamber zuyoführt as a peripheral ring current. Dddi'rch will complete the combustion of the supporting gas and

schwefelumsatzgerechte Teilvorbrennung des R hgases in der heißen Zone bei weitgehender Unterdrückung vonPartial sulfur pre-combustion of the gas in the hot zone with substantial suppression of sulfur

Side reactions achieved. It corresponds to the essence of the invention, when heating gas by the combustion of ammonia-containing special gas under the

gleichen Bedingungen substituiert wird. Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Brennkammer klein gehalten werdenkann, die Wärmebelastung des Kombibrenners relativ gering ist und eine weitgehend schadstoffarme Gasumsetzung stattfindet.same conditions is substituted. The advantages of the invention are that the combustion chamber can be kept small, the heat load of the combination burner is relatively low and takes place a low-pollutant gas conversion.

embodiment The invention will be explained in more detail below by way of example; FIG. 1 shows the basic media order for the thermal reaction stage of a Claus plant. For the thermal sulfur conversion reaction in the combustion chamber 1 under low load conditions by the Combination burner 2 about 750m ³ i. N./h raw gas <= 30% of rated load) with an H ₂ S content of approx. 85% by volume and one "»

80m³ i. N./h Heizgas mit einem Heizwert von rd. 17000 kJ/m³1. N. durchgesetzt. Diegeregeite Aufteilung dos Gesamtluftstromesvon 1800m³ i. N./h erfolgt so, daß rd. 220m³ i.N./h Primärluft als Teilmenge „A" (entspricht einem Verbrennungsluftverhältnisfür den Heizgasstrom von = 0,7), weiterhin rd. 120m³ i. N./h Sekundärluft als Teilmenge „B" (überstöchiomotrische80m ³ i. N./h heating gas with a calorific value of approx. 17000 kJ / m ³ 1st N. prevailed. Diegeregeite division of the total air flow of 1800m ³ i. N./h is done so that approx. 220m ³ iN / h of primary air as subset "A" (corresponds to a combustion air ratio of = 0.7 for the heating gas flow), further approximately 120m ³ i.N / h of secondary air as subset "B" (superstoichiometric

Boundary condition for the complete combustion gas combustion) as well as approx. 1460m ³ i. N./h Tertiary air as a subset, C to the partial Oxidation of the crude gas stream (corresponds to the inclusion of the excess air content of the subset .B "one Air ratio for the raw gas stream of = 0.33) are supplied differentiated to the combination burner.

Claims

Process for conducting the thermal reaction with air under low load conditions in combination burners for process and support fuel gas combustion chambers of sulfur recovery plants (Claus process), characterized in that, at low load of the process gas below the Reakticnsenergie, heating gas in a known per se added to the difference to the reaction energy and the combustion air are supplied in three Teilmongen the combi burner, wherein the subset "A" are mixed in substoichiomatrischen area the teilverbrannten fuel gas flue gas stream and subset "C" the difference to sulfur conversion partial combustion at the emerging at the burner mouth Raw gas stream is supplied.

For this purpose 1 suite drawing