[发明专利]在克劳斯设施中用于冷凝、分离并且储存液态硫的装置和方法

说明书

本发明涉及一种在克劳斯设施中用于冷凝、分离并且储存硫的装置，该克劳斯设施由一个克劳斯炉、一个废热锅炉以及一个克劳斯反应器组成，并且这些“设施部分”被支撑在一个基座或一个可比的装置上，并且一个浸入室被提供在该克劳斯设施下方的一个水平面上，并且如果被安装的话，也在一个用于气体洗涤的上游装置的下方，该浸入室通过一种类似虹吸管的方式吸收硫，过量的硫能从该浸入室流到容纳该浸入室的一个容器中。本发明还涉及一种用来将液态硫馈送到浸入室中的方法，该浸入室被安排在该废热锅炉和该克劳斯反应器下方的一个高度水平面上，这样使得液态硫不借助于一个附加的传送装置就进入该浸入室。

工业气体的生产经常产生一种含硫气体，这种含硫气体必须从硫化合物中去除。典型地在一个气体洗涤器中进行处理，在该气体洗涤器中，使含硫气体与一种吸收液接触，这种吸收液再一次在一个随后的解吸附步骤中从这些硫化合物中去除，这样使得这些硫化合物可以被传递到一种克劳斯工艺中。必须从硫化合物中去除的典型的工业气体是焦炉气、天然气或炼厂气。

克劳斯工艺允许将硫化合物转化成元素硫，这个转化是通过借助于一种含氧气体燃烧硫化合物而开始的。由此给出元素硫，而碳和氢反应形成二氧化碳和水。将燃烧气体馈送到一个废热锅炉中，在该废热锅炉中硫冷凝成液体。然后可以将液态硫传递一个进一步工艺步骤或处置中。将来自废热锅炉的经过冷凝并且脱硫的气体馈送到一个克劳斯反应器中，在该克劳斯反应器中残留的硫化合物被传递到一个燃烧工段（combustion stage），获得二氧化硫，二氧化硫通过与残留的硫化氢在一种催化剂存在下反应而被转化成元素硫。用硫化氢转化二氧化硫的反应步骤可以被提供若干次以达到最大程度的脱硫。

克劳斯工艺的一个典型的实施方案披露于EP 1527013 B1中。这个传授内容要求了一种用于从焦炉气中分离硫化氢的方法，其中通过使用一种吸收液进行气体洗涤而从焦炉气中去除硫化氢，使满载的吸收液再生，并且将满载的吸收液和以浓缩的形式获得的硫化氢馈送到克劳斯设施中，该硫化氢在给出元素硫的克劳斯设施的一个克劳斯锅炉中与大气中的氧气反应，并且将离开克劳斯锅炉的工艺气体在一个废热锅炉中冷却到硫冷凝所需的一个温度，然后，在分离硫之后，加热并且馈送到克劳斯设施的一个反应炉中。在所述反应器中，硫化合物在一种催化剂存在下反应以给出元素硫，并且将离开反应炉的工艺气体冷却到硫冷凝所需的一个温度，并且分离经过冷凝的硫，根据本发明的克劳斯设施仅通过一个单独的反应炉进行操作，该反应炉的操作温度被调整到低于250°C，并且使离开反应炉的工艺气体在分离经过冷凝的硫之后再循环到焦炉气中，以便与反应炉中未转化的残留的硫化氢一起在气体洗涤之前进行处理。该传授内容未提到该方法中获得的硫的任何储存和进一步加工。

正常地，这种硫是以液体形式分离的并且在凝固后储存。固态硫可以进一步用于多种目的，例如作为用于化学合成的起始物质，或用于生产硫酸。在硫冷凝时，部分硫是以液体形式获得的，而其余部分仍然是以微小液滴的形式包含在冷凝的气体中。为了促进形成大小适于分离的硫液滴，可以将冷凝的气体馈送到一个虹吸管型装置中，在该装置中，达到一种几乎完全的硫分离。

DE 2756992 C2给出一种促进含硫的燃烧气体中所含的硫得到完全冷凝的装置的一个实例。所述传授内容披露了一种用于从气流，优选地从克劳斯催化剂的反应气流中分离硫液滴的装置，这种装置由以下各项组成：一个壳体；一个管道束被安排在该壳体中的多个管板之间的管道束；在该壳体上的多个喷嘴，用于供应并且排放在该管道束周围流动的一种冷却剂；以及一个气流入口和出口喷嘴，各自在该壳体上在该管道束的流入和流出侧；还有一个该气流通过的分离单元，安排在该壳体中在该管道束的气体出口侧的管板与气体出口喷嘴之间；以及在壳体底部在该分离单元的流入和流出侧的多个出口，用于在根据本发明的分离单元的上游或其中以及下游所分离的硫。在一个实施方案中，该装置包括将液态硫从一个分离单元传送到一个硫收集罐中的多个管线，在该硫收集罐中，这些管线通过一种类似虹吸管的方式浸入。

所提到的实施方案有缺点，即从排放喷嘴退出的硫不能被储存而必须以液体形式向前输送。此外，没有提供对于例如在克劳斯设施的废热锅炉中获得的液态硫的供应选项。

因此，目的在于提供一种促进硫从含硫气体中冷凝的装置，其中该气体中所含的微小硫液滴也应该冷凝，并且应该给出对于已经从废热锅炉中冷凝的液态硫的供应选项。该装置还应该允许硫的储存。