JPS5837245B2 - テイノウドリユウカスイソガンユウガスカラ イオウ ノ カイシユウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明｛ま硫化水素の含有量が６０容量％以下でアンモ
ニア及び／又はシアン化水素を含む、低濃度の硫化水素
含有ガスから、スムースに元素硫黄の回収を打能にした
新規な硫黄回収方法に関するものである。

従来石油精製工場から発生する硫化水素含有ガスはアシ
ツドガスと云いＨ２Ｓを９０％以上含んでおり、此を所
詣るクラウス反応による硫黄回収装置にかけて元素硫黄
を回収している。

この場合Ｈ２Ｓの１／３を燃焼して、ＳＯ２を作り残余
の２／３のＨ２Ｓと次の如く反，応させて硫黄を製造す
ることはクラウス反応として周く知られている。

硫化水素 亜硫酸ガス 硫黄 クラウス反応 ２Ｈ２Ｓ ＋ ＳＯ２ →３Ｓ水蒸気 ＋２Ｈ Ｏ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ ・・・（１）２ 此の場合Ｈ２Ｓの濃度が高いと反応に必要な熱は、硫化
水素の１７３が燃焼する際ｌこ発生する熱を以って賄う
事が出来るが、硫化水素の濃度が低くなると、硫化水素
の含有量の１／３を燃やした丈では熱量が不足し温度が
上らずクラウス反応がスムースに進まず終局には硫黄の
回収率も低下を来すこととなる。

其処でＨ２Ｓの含量が６０容量％以下ともなると此の熱
量を補う為、天然ガスとかオフガス或はコークス炉ガス
等を補助燃料として使用し此を燃焼し、此の燃焼ガスを
反応ガスと一緒にして反応ガスの温度を上げる事が普通
行われている。

然し、此の低濃度硫化水素ガス中には、往々にしてＮＨ
３，ＨＣＮの如き窒素化合物が混入する事があり、此の
ものは、燃焼温度が低いとＮＨ３は分解せずＨＣＮは加
水分解してＮＨ３となり此が工程の途中で生或するＳＯ
３と化合し酸性硫酸アンモン（ＮＨ４ＨＳＯ４）或は硫
安（ （ ＮＨ４ ）２ ＳＯ４ ）の結晶が生じ、触
媒層やコンデンサー等を閉塞し、触媒の活畦度を低下さ
せるとか、装置の内部抵抗を増加させる等の困難を与え
ることとなり結局装置の長期運転を不可能にした。

此の欠点を克服する為には、燃焼ガスの温度を反応炉内
で１３００〜１４００℃に上げ、総てのＮＨ３とＨＣＮ
をＨ２０とＮ２とＣＯ２に分解してしまう必要がある。

此の為に本願発明人等は、反応炉の構造ならひに操業方
法を次の如く改めた。

（１）反応炉を、補助燃料燃焼室と硫化水素燃焼室と熱
交換室の３つに区分けした。

（２）補助燃料及び硫化水素の一部は第１室で過剰の空
気で完全に燃焼させ、第２室では残余の空気で加えた全
硫化水素の１／３丈が反応炉で燃焼する様に残余の硫化
水素を燃焼した。

（３）尚補助燃料を少くし、しかも装置効率を高めるた
め予め、原料硫化水素含有ガスと、補助燃料と硫化水素
の１／３を燃やすに必要な空気を約４ ０ ０ ゜Ｃに
予熱して反応炉に加えること。

以上を行う事に依一つで反応炉内温度を１３００〜１４
００℃に上げる事が可能となり含有ＮＨ３，ＨＣＮは殆
んど総てＨ２０，Ｎ２とＣＯ２になるので後段に於ける
硫安や酸性硫酸アンモンの結晶による閉塞は皆無となっ
た。

今図南に基き本発明を詳，細に説明しよう。

第１図は硫′ヒ水素を含有するガスから硫黄を回収する
クラウス式硫黄回収設備のフローシートの１例で、此の
前半が本発明による装置ならびに方法の１例を示してい
る。

第２図は補助燃料燃焼室の従断面図、第３図は第２図の
Ａ−Ａ視園である。

（１）からＨ２Ｓを６０容量％以丁含んだ所謂るアシツ
ドガスが導入され、６の予熱器（普通ソルトバスが使わ
れる。

）を通って、約４００℃に予熱され、導管２４を経゛Ｃ
反応炉１の硫化水素燃焼室９へ（一部は補助燃料燃焼室
へ）導かれる。

一方（２）から補助燃料例えば天然ガス或はオフガス或
はコークス炉ガスの様な完全燃焼し易いガスが、導管１
９を通って、反応炉Ｔの補助燃料燃焼室８へ送られる。

１８はバーナーで送られた補助燃料並びにアシツドガス
の一部が、（３）からファン４を経″Ｃ６の予熱器で約
４００℃の温度に予熱された後導管１Ｔを通って送入さ
れる空気で噴射されて完全燃焼され燃焼生成ガスは約１
２００℃〜１３００℃の温度になって次の室の硫化水素
燃焼室９へ送られる。

１γの導管から送られる空気量は、補助燃料を燃やすに
必要な空気の外：こ、導管２４並びに２４′から、硫・
イヒ水素燃焼室９並びに補助燃料燃焼室８へ送られる硫
化水素の１／３の量を、次の弐で亜硫酸ガスにするのに
必要な空気量の合計緻となる様調節される。

硫化水素 酸素 亜硫酸ガス 水蒸気Ｈ２Ｓ＋′！
／２０２→ＳＯ２＋Ｈ２０ それ故、補助燃料燃焼室８での補助燃料の燃焼は、空気
が過剰に吹き込まれ、又特殊なバーナー（過剰な空気が
空気混合室１８に切線方向に入る構造）を使うので、補
助燃料は煤の発生もなく完全燃焼し燃焼ガスは所定の温
度となる。

バーナー１８には予熱された燃焼空気の一部が導管１１
から分れて一次空気として導管１１′から送風される。

（１）から送られる硫化水素の濃度が非常に薄い時は補
助燃料も、アシツドガスや所要空気と同様予熱する事も
可能である。

９の硫化水素燃焼室では、８の補助燃料燃焼室から来る
熱ガス中に含まれる余剰酸素で、装置へ送られる硫化水
素の１／３量が亜硫酸ガスとなるように燃焼され、その
際発生する熱量を加えて全体としての勺゛ス巖度は１３
００〜１４００℃に上昇する。

それに従い原料アシツドガス中に含まれるアンモニア（
ＮＨ３）とかシアン化水素カス（ＨＣＮ）は総てＨ２０
，Ｎ２及びＣＯ２とに分解されてしまい、後工程に於で
トラブルを起すことは全くない。

補助燃料燃焼室８と硫化水素燃焼室９の境は、耐火煉瓦
が格子状に形成され或は又、中央に適宜通路を有するも
のでもよい。

補助燃料を別途に完全燃焼させる為に設けたものである
。

次にＨ２Ｓ：ＳＯ２−２：１の比になったガスを含みＮ
Ｈ３やＨＣＮ等を含まない燃焼生成ガスは、次の熱交換
室１０（普通反応炉ボイラーと謂われている。

）に入る。此処では、ボイラー給水が２６から導入され
、硫化水素燃焼室９から人って来る生成ガスと熱交換が
行われると同時１こ、クラウス反応の１部が行われる。

熱交換器で発生した熱を蒸気２７に変えたガスは、導管
２１から外部へ排出され反応炉Ｔでクラウス反応で生或
した硫黄蒸気ならびに水蒸気はクーラー１２で冷却され
、導管２０で溶融硫藏貯槽１３へ導かれる。

下方未反応ガスは導管２１を経て、ラインバーナー１４
（補助加熱装置→でクラウス反応の適温（約２００℃運
どなる様温度を調節した後、反応器１１の前段１１′へ
導かれる。

反応器１１の棚にはアルミナ系の触媒が充填されており
、此処でＨ２Ｓ：ＳＯ２−２二１の害ｕ合のガスは２０
０〜２５０℃の温度で（１）式のクラウス反応が行われ
硫黄蒸気と水蒸気が発生する。

クラウス反応は反応炉了と第１段反応器１１′で９０％
が完了する。

ガスは第１クーラー１２′で１４０℃位に冷却され、硫
黄を凝縮し、溶融硫黄は導管２３′を経て溶融硫黄貯槽
１３へ貯蔵される。

尚未反応ガスは再び、導管２２を経てラインノくーナー
１４’で適当な温度に再加熱され第２段反応器１１“へ
導かれ綜合反応率９５％で、反応が行われ第１段と同様
クーラー１２“を経て、生成硫黄は１３の溶融硫黄貯槽
へ未反応ガスは導管１６を経てインシネレーター（焼却
器）又はテールガス処理設備（共に図示せず）へ送られ
る。

尚、（１）の原ガス中にＮＨ３とかＨＣＮを含んでいて
反応炉Ｔ中の温度が１ ２００℃位に留っていると、さ
きにも述べた様に、酸性硫酸アンモンや硫安の結晶が反
応器１１の触媒層上に沈積したり又クーラー１２，１２
’ ，１２“内で結晶が析出し反応器内の抵抗を高めた
り、生成する硫黄の純度を低下させるのである。

本発明は上記の困難骨０アシツ を克服したもので次にその実際の状況を実施例を以って
示そう。

実施例 ０実施した装置 ８旭／日クラウス式硫黄回収装置 但しＡ例は本発明の反応炉を３ 室に区分した場合。

Ｂ例は従来の如く反応炉を燃焼室と熱交換 室の２室に区分の場合。

ドガスの組成 Ｏアシツドガス処理量 ７ ３ ４ Ｎｒｎ’／ ｈ
ｒ○補助燃料としてアシツドガスがコークス炉ガスの
精製から発生せる場合なのでコークス炉ガスを使用した
。

コークス炉ガス使用量 １１６Ｎｍンｈｒこの楊合、ア
シツドガスと所要空気（１１５５Ｎｒｒｒ’／ｈｒ ）
を３５０℃に予熱した場合と然らざる場合について比較
した例を次に示す。

以上の様な結果で（〜の反応炉を３室に分けアシツドガ
スと所要空気を約３５０℃に予熱する時は綜合して次の
効果がある事が判った。

（１） アシツドガス中にＮＨ３やＨＣＮガスが含ま
れていても、工程内で酸性硫酸アンモンや硫安の結晶の
析出は全くなく、長期連続運転が可能である。

（２）クラウス反応による硫化水素の硫黄への転化率が
従来９４％であったものが９５％へ上昇した。

（１％の上昇でもテールガス処理等で著しく手数かはふ
ける） （３） ＣＢ）を０９と同様な炉内温度にする為には
補助燃料及び硫安空気を更に追加せねばならず、勢い設
備は、膨大となり且つ又反応成分が稀釈され．．（有効
成分分圧低トのため）転化率が低下する。

本発明方法に依れば此の心配が全くない。

（４）異状な結晶等の生或がなく、補助燃料は完全燃焼
するので煤等の発生がないから、製品硫黄は純粋な黄白
色を呈しその純度は９９．９％以上である。

以上の様に例えば重油の脱硫等から発生するアシツドガ
ス（此のものには住，々にしてＮＨ３やＨＣＮを含んで
いるが）又コ・−クス炉ガスの脱硫から発生するアンツ
ドガスは多量のＣＯ２と少量のＨ Ｃ Ｎを含んでいる
のでＨ２Ｓの濃度は稀０）。

本発明方法は比の様な低濃度のアシツドガスから、スム
ースに長期連続して運転町能な硫黄回収方法を与えるも
ので、大気汚染防止、有用資源回収の立場からその効果
は極めて犬なるものがあると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の１例を示すフローシ一トである。 第２図は補助燃料燃焼室の縦断面図、第３図は第２図人
−Ａ視図である。 ７は反応炉、８は補助燃料燃焼室、６は予熱器、９は硫
化水素燃焼室、１０は熱交換室、１２，１２′，１２“
はクーラー、１１は反応器、１１′，１１“はそれぞれ
第１段第２段反応器、１３は溶融硫黄貯槽、１４，１４
’はラインバーナー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 不純物としてアンモニア及び／又はシアン化水素ガ
   スを含み、硫化水素が容量で６０％以下の低濃度硫化水
   素含有ガスから元素硫黄を回収するに当り、反応炉Ｔを
   過剰空気が空気混合室８′に切線方向に入るバーナー１
   ８を備えた補助燃料燃焼室８、硫化水素燃焼室９及び熱
   交換室１０の３つに分け、原料硫化水素含有ガスならび
   に所要空気を予熱したる後、反応炉Ｔに加えることを特
   徴とする低濃度硫化水素含有ガスから硫黄の回収方法。