[发明专利]用于操作克劳斯燃烧器的方法

说明书

为了克服早期方法所遇到的限制和问题，本发明涉及一种用于操作克劳斯法热步骤中所使用的燃烧器(1)的方法。燃烧器包括至少一个燃烧空气端口(4)、至少一个氧气端口(3)和至少一个燃料端口(2)。氧化剂流(6)由氧气浓度至少为90体积％、优选至少99体积％的工业纯氧的氧气流以及第二气流(如需要)组成，并确定氧气流是否低于预设的最小流量，如果氧气流低于预设的最小流量，则空气流被分成主空气流和侧空气流，并且氧气流与侧空气流合并，产生富氧侧空气流，该富氧侧空气流被输送到氧气端口。本发明还涉及对应的燃烧器。

本发明的技术领域

本发明涉及一种用于操作克劳斯法热步骤中所使用的燃烧器的方法，其中，燃烧器包括至少一个燃烧空气端口、至少一个氧气端口、和至少一个燃料端口，并且其中，将空气流输送至燃烧空气端口，将氧化剂流输送到氧气端口，并且将含硫化氢(H₂S)的进料气流输送到燃料端口。

本发明的背景技术

基于所谓“改进的克劳斯法”的硫回收单元从具有高浓度H₂S的进料气产生元素硫。在热处理步骤中，进料气在燃烧室内以自由火焰反应部分燃烧。

在一些情况下，富氧空气或纯氧气用作热克劳斯步骤中的主要氧化剂。通过添加工业氧气和减少燃烧空气来增加氧气含量减少了输送到克劳斯工厂中的氧化气体的总量，并减少了通过系统输送的氮气镇物(nitrogen ballast)的量。

这带来了以下优点：

-为增加H₂S进料的通量铺平了道路；

-提高克劳斯炉内的温度，从而提高了操作稳定性；例如，通过更有效地破坏有害的进料组分来进行，所述有害的进料组分例如BTX(苯、甲苯和三种二甲苯异构体的混合物)和/或氨(NH₃)；

-由于能源需求较少，可以节省操作成本；

-最大限度地减少由氨盐沉淀引起的克劳斯单元内的操作问题。

在现有技术中，克劳斯热步骤中氧富集的以下操作模式是已知的：

可以实现低浓度氧富集，而无需更换设计为仅与加工空气一起使用的克劳斯燃烧器。该方法强化了克劳斯工艺，并且仅对现有设施进行了非常小的调整。在低水平氧富集中，将氧气混合到所输送的加工空气中，直至通常最高为28体积％的最大浓度。

如果氧气占加工空气的体积超过28％，则必须采取额外措施将氧气引入克劳斯工艺。在该所谓中等水平氧富集模式中，通过一个或多个单独的氧气喷枪将氧气输送至克劳斯室，直至最高约45体积％的浓度。

如果操作者希望将氧含量增加到更高水平，则必须对工厂设计和特征进行其他大规模改变。例如，氧气可以通过氧气喷枪结合加工特征(如，分级燃烧或工艺气体循环)进行输送。后者对应于所谓的高水平氧富集模式。

上述操作模式允许将氧含量增加至高富集水平。然而，即使通过使用中等水平氧富集或高水平氧富集可以实现约45体积％的富集水平，两种操作模式也都受到限制，因为这两种技术只能在仅空气模式或在超过约28体积％的富集水平下运行。

没有一种操作模式能够覆盖21体积％至约45体积％的富集水平。低水平富集不能覆盖高于约28体积％的水平，中等水平富集不能覆盖21体积％和约28体积％之间的水平。

上限取决于燃烧器的特性。但无论如何，在可无级调整氧富集方面存在空白。原因是用于中等水平富集的氧气喷枪需要一定的最小气流，以确保在热燃烧室环境中喷枪材料充分冷却。

本发明的公开内容：目的、解决方案、优势

从如上所述的缺点以及不足之处开始，并且考虑到所讨论的现有技术，本发明的目的是提供一种方法，该方法能够填补所述的21体积％和约28体积％氧富集之间的空白。