[发明专利]用于燃烧硫化氢的方法和燃烧器

说明书

本发明公开了一种用于通过氧气燃烧硫化氢(H₂S)的方法和燃烧器。该燃烧器的出口与炉子连接，该炉子被预热炉子的步骤的燃烧器火焰加热。在预热步骤中，第一燃料气体通过所述燃烧器的第一端口供应，所述第一端口与多个延伸到所述燃烧器出口的第一管连接，第一氧化剂气体通过所述燃烧器的第二端口供应，所述第二端口与多个第二管连接，这些第二管与所述第一管间隔开并与所述第一管同轴，第二氧化剂气体或第二燃料气体通过所述燃烧器的第三端口供应，所述第三端口与多个第三管连接，这些第三管与所述第二管间隔开并与所述第二管同轴。

技术领域

本发明涉及一种用于通过氧燃烧硫化氢(H₂S)的方法和燃烧器，所述燃烧器的出口与炉子连接，该炉子被预热炉子的步骤的燃烧器火焰加热。更一般地说，本发明涉及硫化氢的部分氧化(部分燃烧)以形成硫。

背景技术

含硫化氢的气流(本文也称为“酸性气流”)特别形成在炼油厂和天然气处理单元中。因为硫化氢有毒，所以这种气流不能直接排放到大气中。处理含硫化氢的气流的常规方法是熟知的克劳斯法(Claus process)。在该方法中，将该气流所含的一部分硫化氢与诸如空气的氧化剂气体混合，并在炉中进行燃烧以形成二氧化硫，然后该二氧化硫在炉中与剩余的硫化氢反应，以形成硫蒸气。因此，硫化氢被有效地部分氧化。但硫化氢和二氧化硫之间的反应并没有进行彻底。来自所述炉子的流出气流被冷却，并且硫通常通过冷凝而从冷却后的流出气流中提取。仍含有残留的硫化氢和二氧化硫的所得气流通过一系列阶段，在这些阶段中发生残留的硫化氢和二氧化硫之间的催化反应。在每个阶段的下游冷凝所生成的硫蒸气。

安装在炉子后壁上的轴向或纵向燃烧的燃烧器可用在克劳斯炉中。从EP0315225A1和GB2467930A中可得知这样的燃烧器。

空气，或更有效地为商业纯氧或富氧空气，可用作氧化剂气体以在克劳斯法的最初部分中支持硫化氢的燃烧。但是，如果使用商业纯氧或氧气摩尔分数高于0.65的富氧空气作为氧化剂气体，由于会产生高火焰温度，所以会存在炉子的耐火衬里受到损坏的较高风险。该风险程度还取决于克劳斯法进料气体的组成。

在US6893620B2和US6919059B2中公开了处理包含硫化氢的进料气流的可能方案，其中使用两个炉子来支持进料气流所含的部分硫化氢与氧气或富氧空气的燃烧。

US2015/0111159A1公开了一种用于操作多气体燃烧器的方法，该多气体燃烧器具有至少一个燃烧器喷枪，该燃烧器喷枪具有第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴并具有第一进料室、第二进料室和第三进料室。

由于用氧气燃烧硫化氢的正常操作通常在炉子中高温下进行，特别是当使用纯氧气或富氧空气时，为了避免在炉子的耐火衬里上产生热应力，预热炉子是必要的。预热工序由引燃燃烧器完成，所述引燃燃烧器以与主燃烧器分开但通常靠近该主燃烧器的方式安装在炉子中。利用该引燃燃烧器进行通常具有50K/h热能率的干燥和预热工序，直到炉子内部达到约1000℃以上的温度。在预热工序完成之后且在使主燃烧器投入操作之前必须将引燃燃烧器从炉中取出或拉出，这是因为会存在由于主燃烧器火焰的高温而将引燃燃烧器损坏的风险的缘故。

本发明的目的是提供一种用于通过氧(通常是氧化剂气体)使硫化氢燃烧的方法和燃烧器，该方法包含由燃烧器的燃烧来预热炉子的步骤，以减弱或克服使用引燃燃烧器所带来的劣势。

发明内容

本发明的总体构思是将引燃燃烧器集成或合并到主燃烧器中。该总体构思导出本发明第一方面的燃烧器和本发明第二方面的另一燃烧器。相应地给出了本发明第一方面的通过氧气使硫化氢燃烧的方法和本发明第二方面的通过氧气使硫化氢燃烧的另一方法。本发明第一方面和第二方面的方法和燃烧器是独立权利要求的主题。它们优选的实施方式记载在从属权利要求中和后述的说明中。