[發明專利]用于操作克勞斯燃燒器的方法

在審

• 申請號: 201780053392.X
• 申請日: 2017-07-29
• 公開（公告）號: CN109790978A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: B·施賴納;田曉萍
• 申請（專利權）人: 林德股份公司
• 主分類號: F23D14/22
• 分類號: F23D14/22;F23D14/32;F23D14/76;F23D14/78;C01B17/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 蔡文清;郭輝

為了克服早期方法所遇到的限制和問題，本發明涉及一種用于操作克勞斯法熱步驟中所使用的燃燒器(1)的方法。燃燒器包括至少一個燃燒空氣端口(4)、至少一個氧氣端口(3)和至少一個燃料端口(2)。氧化劑流(6)由氧氣濃度至少為90體積％、優選至少99體積％的工業純氧的氧氣流以及第二氣流(如需要)組成，并確定氧氣流是否低于預設的最小流量，如果氧氣流低于預設的最小流量，則空氣流被分成主空氣流和側空氣流，并且氧氣流與側空氣流合并，產生富氧側空氣流，該富氧側空氣流被輸送到氧氣端口。本發明還涉及對應的燃燒器。

本發明的技術領域

本發明涉及一種用于操作克勞斯法熱步驟中所使用的燃燒器的方法，其中，燃燒器包括至少一個燃燒空氣端口、至少一個氧氣端口、和至少一個燃料端口，并且其中，將空氣流輸送至燃燒空氣端口，將氧化劑流輸送到氧氣端口，并且將含硫化氫(H₂S)的進料氣流輸送到燃料端口。

本發明的背景技術

基于所謂“改進的克勞斯法”的硫回收單元從具有高濃度H₂S的進料氣產生元素硫。在熱處理步驟中，進料氣在燃燒室內以自由火焰反應部分燃燒。

在一些情況下，富氧空氣或純氧氣用作熱克勞斯步驟中的主要氧化劑。通過添加工業氧氣和減少燃燒空氣來增加氧氣含量減少了輸送到克勞斯工廠中的氧化氣體的總量，并減少了通過系統輸送的氮氣鎮物(nitrogen ballast)的量。

這帶來了以下優點：

-為增加H₂S進料的通量鋪平了道路；

-提高克勞斯爐內的溫度，從而提高了操作穩定性；例如，通過更有效地破壞有害的進料組分來進行，所述有害的進料組分例如BTX(苯、甲苯和三種二甲苯異構體的混合物)和/或氨(NH₃)；

-由于能源需求較少，可以節省操作成本；

-最大限度地減少由氨鹽沉淀引起的克勞斯單元內的操作問題。

在現有技術中，克勞斯熱步驟中氧富集的以下操作模式是已知的：

可以實現低濃度氧富集，而無需更換設計為僅與加工空氣一起使用的克勞斯燃燒器。該方法強化了克勞斯工藝，并且僅對現有設施進行了非常小的調整。在低水平氧富集中，將氧氣混合到所輸送的加工空氣中，直至通常最高為28體積％的最大濃度。

如果氧氣占加工空氣的體積超過28％，則必須采取額外措施將氧氣引入克勞斯工藝。在該所謂中等水平氧富集模式中，通過一個或多個單獨的氧氣噴槍將氧氣輸送至克勞斯室，直至最高約45體積％的濃度。

如果操作者希望將氧含量增加到更高水平，則必須對工廠設計和特征進行其他大規模改變。例如，氧氣可以通過氧氣噴槍結合加工特征(如，分級燃燒或工藝氣體循環)進行輸送。后者對應于所謂的高水平氧富集模式。

上述操作模式允許將氧含量增加至高富集水平。然而，即使通過使用中等水平氧富集或高水平氧富集可以實現約45體積％的富集水平，兩種操作模式也都受到限制，因為這兩種技術只能在僅空氣模式或在超過約28體積％的富集水平下運行。

沒有一種操作模式能夠覆蓋21體積％至約45體積％的富集水平。低水平富集不能覆蓋高于約28體積％的水平，中等水平富集不能覆蓋21體積％和約28體積％之間的水平。

上限取決于燃燒器的特性。但無論如何，在可無級調整氧富集方面存在空白。原因是用于中等水平富集的氧氣噴槍需要一定的最小氣流，以確保在熱燃燒室環境中噴槍材料充分冷卻。

本發明的公開內容：目的、解決方案、優勢

從如上所述的缺點以及不足之處開始，并且考慮到所討論的現有技術，本發明的目的是提供一種方法，該方法能夠填補所述的21體積％和約28體積％氧富集之間的空白。