[go: up one dir, main page]

RU2171776C1 - Reactor of claus process thermal stage - Google Patents

Reactor of claus process thermal stage Download PDF

Info

Publication number
RU2171776C1
RU2171776C1 RU2000118316/12A RU2000118316A RU2171776C1 RU 2171776 C1 RU2171776 C1 RU 2171776C1 RU 2000118316/12 A RU2000118316/12 A RU 2000118316/12A RU 2000118316 A RU2000118316 A RU 2000118316A RU 2171776 C1 RU2171776 C1 RU 2171776C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
burner
embrasure
reactor
diameter
divider
Prior art date
Application number
RU2000118316/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.И. Белинский
Е.М. Прохоров
В.П. Приходько
В.П. Свиридов
Original Assignee
ООО "Астраханьгазпром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=35849979&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2171776(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by ООО "Астраханьгазпром" filed Critical ООО "Астраханьгазпром"
Priority to RU2000118316/12A priority Critical patent/RU2171776C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2171776C1 publication Critical patent/RU2171776C1/en

Links

Landscapes

  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

FIELD: designs of Claus process thermal reactor stage. SUBSTANCE: reactor consists of cylindrical chamber and tangentially installed burner. The latter presents two concentrical tubes for introduction of acid gas. Said tubes are located in center of burner embrasure in which dissector is additionally installed. Dissector is made in form of cone (semiellipse, hemisphere, etc) to intensify combustion process due to preliminary mixing of air and gas and to ensure uniform flow of combustion products in reaction chamber. EFFECT: considerable increase of hydrogen sulfide conversion degree, efficient mixing of air and gas in burner, reduced oxygen concentration in combustion products leaving reaction space, prolonged service life of catalyst. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции реактора термической ступени процесса Клауса. The invention relates to the design of a thermal stage reactor for the Claus process.

Известен реактор термической ступени процесса Клауса (а.с. N 1600074, В 02 J 19/26 "Реактор термической ступени процесса Клауса"), содержащий цилиндрический корпус, размещенные у торца дополнительные соосные цилиндрические камеры (перпендикулярные его оси), горелочные устройства и котел-утилизатор. Интенсификация процесса горения осуществляется в нем за счет взаимодействия встречных вращающихся потоков и равномерного течения продуктов горения по оси реактора. Known is the reactor of the thermal stage of the Klaus process (AS No. 1600074, B 02 J 19/26 "The reactor of the thermal stage of the Klaus process"), comprising a cylindrical body, additional coaxial cylindrical chambers (perpendicular to its axis), burner devices and a boiler -recycler. The intensification of the combustion process is carried out in it due to the interaction of counter rotating flows and the uniform flow of combustion products along the axis of the reactor.

Недостатками этой конструкции являются значительная металлоемкость и сложность конструкции, значительные энергозатраты, проскок пламени в амбразуры горелок и, как следствие, их разрушение. The disadvantages of this design are the significant metal consumption and complexity of the design, significant energy consumption, flamethrough into the embrasures of the burners and, as a consequence, their destruction.

Известен также реактор с щелевыми горелками (см. Грунвальд В. Р. "Технология газовой серы". М., Химия, 1992 г., с. 154), которые еще называют "низкотехническими" ("Low-tech"). Also known is a slit-burner reactor (see Grunwald V. R. "Gas Sulfur Technology". M., Chemistry, 1992, p. 154), which are also called "low-tech" ("Low-tech").

К недостаткам термических реакторов с горелками такого типа относятся недостаточно эффективное перемешивание воздуха и кислого газа на входе в печь, отсутствие стабилизатора воспламенения, проскок пламени в амбразуру горелки, разрушение головки горелки и сопел топливного газа. The disadvantages of thermal reactors with burners of this type include insufficiently effective mixing of air and acid gas at the inlet of the furnace, the absence of an ignition stabilizer, flame penetration into the burner embrasure, destruction of the burner head and fuel gas nozzles.

Наиболее близким по своей сущности к заявленному является реактор термической ступени процесса Клауса, описанный в RU 2145257 C1, 10.02.2000 и состоящий из цилиндрической камеры и тангенциально установленной горелки. The closest in essence to the claimed is the reactor of the thermal stage of the Claus process, described in RU 2145257 C1, 02/10/2000 and consisting of a cylindrical chamber and a tangentially mounted burner.

Недостатками данной конструкции являются отсутствие устройства для предварительного смешения воздуха и кислого газа, слабая рециркуляция газов в объеме реактора и неравномерное течение продуктов горения по его оси. Это приводит к снижению эффективности процесса горения кислого газа, неэффективному использованию объема реакционного пространства реактора и низкой степени конверсии сероводорода. The disadvantages of this design are the lack of a device for preliminary mixing of air and acid gas, weak gas recirculation in the reactor volume and uneven flow of combustion products along its axis. This leads to a decrease in the efficiency of the acid gas combustion process, inefficient use of the volume of the reaction space of the reactor, and a low degree of conversion of hydrogen sulfide.

Целью изобретения является интенсификация процесса горения за счет предварительного смешения воздуха и газа, а также обеспечение равномерного движения продуктов горения в реакционной камере. The aim of the invention is to intensify the combustion process due to preliminary mixing of air and gas, as well as ensuring uniform movement of the combustion products in the reaction chamber.

Предварительное смешение воздуха и газа достигается тем, что в амбразуре горелки перед трубами подачи кислого газа установлен рассекатель с диаметром основания, равным 0,65-0,8 диаметра цилиндрической части амбразуры горелки. Горелка выполнена в виде двух концентрических труб для ввода кислого газа, расположенных по центру амбразуры горелки. Pre-mixing of air and gas is achieved by the fact that in the embrasure of the burner in front of the acid gas supply pipes there is a divider with a base diameter equal to 0.65-0.8 of the diameter of the cylindrical part of the embrasure of the burner. The burner is made in the form of two concentric pipes for the injection of acid gas located in the center of the embrasure of the burner.

Основание рассекателя расположено в плоскости, перпендикулярной оси горелки, а вершина - по центру горелки внутри труб кислого газа, что приводит к образованию между наружной поверхностью рассекателя, обечайками газовых труб и амбразурой горелки кольцевых каналов, площади проходного сечения которых выполнены в соотношении, обеспечивающем изокинетическое истечение сред из кольцевых каналов. The base of the divider is located in a plane perpendicular to the axis of the burner, and the apex is located in the center of the burner inside the acid gas pipes, which leads to the formation of annular channels between the outer surfaces of the divider, the gas pipe shells and the burner embrasure, the passage areas of which are made in a ratio that ensures isokinetic outflow media from ring channels.

Обеспечение равномерного движения продуктов горения в реакционной камере достигается тем, что выходное отверстие амбразуры горелки выполнено равным 0,45-0,7 диаметра реакционной камеры и расположено относительно оси реактора с величиной эксцентриситета равной 0,05-0,2 его диаметра. Ensuring a uniform movement of the combustion products in the reaction chamber is achieved by the fact that the outlet opening of the burner embrasure is made equal to 0.45-0.7 of the diameter of the reaction chamber and is located relative to the axis of the reactor with an eccentricity of 0.05-0.2 of its diameter.

На чертеже показана общая схема реактора. The drawing shows a General diagram of the reactor.

Реактор содержит цилиндрическую реакционную камеру 1, тангенциально установленную горелку 2 с кольцевой воздушной камерой 3, лопатки 4, соосные трубы 5 и 6 для подачи кислого газа, амбразуру горелки 8, выполненную в виде сопряженных цилиндра и усеченного конуса, коллектор с соплами 9 для подачи топливного газа и рассекателя 7, закрепленного вершиной внутри труб кислого газа и образующего между обечайками труб и цилиндрической частью амбразуры горелки кольцевые каналы 10, 11 и 12. The reactor contains a cylindrical reaction chamber 1, a tangentially mounted burner 2 with an annular air chamber 3, blades 4, coaxial pipes 5 and 6 for supplying acid gas, an embrasure of the burner 8, made in the form of a mating cylinder and a truncated cone, a manifold with nozzles 9 for supplying fuel gas and a divider 7, fixed with a vertex inside the acid gas pipes and forming annular channels 10, 11 and 12 between the pipe shells and the cylindrical part of the burner embrasure.

При этом рассекатель может быть выполнен в виде конуса, полуэллипса, полушара, диска или усеченного конуса. In this case, the divider can be made in the form of a cone, half-ellipse, hemisphere, disk or a truncated cone.

Реактор работает следующим образом. Кислый газ подается в зону смешения горелки по центральным трубам 5 и 6 и кольцевым каналам 10,11 под углом 60 - 90o к оси горелки, а воздух - по внешней кольцевой камере 3. Топливный газ поступает в реакционную камеру через коллектор 9. При этом подача кислого газа в кольцевой зазор 12 между рассекателем 7 и амбразурой горелки 8 под углом к направлению потока воздуха обеспечивает интенсивное перемешивание воздуха и кислого газа и стабилизирует процесс горения за счет рециркуляции продуктов горения в вихре за рассекателем, а выполнение диаметра рассекателя равным 0,65 - 0,8 диаметра амбразуры горелки и обеспечение изокинетичности течения сред в кольцевых каналах исключают проскок пламени в амбразуру, разрушение горелки и коллектора топливного газа. Дальнейшее увеличение соотношения диаметров приводит к отрыву пламени и нестабильной работе реактора.The reactor operates as follows. Acid gas is supplied to the burner mixing zone through central pipes 5 and 6 and annular channels 10.11 at an angle of 60 - 90 ° to the axis of the burner, and air through the outer annular chamber 3. Fuel gas enters the reaction chamber through manifold 9. the supply of acid gas in the annular gap 12 between the divider 7 and the embrasure of the burner 8 at an angle to the direction of air flow provides intensive mixing of air and acid gas and stabilizes the combustion process by recirculating the combustion products in a vortex behind the divider, and the diameter A projection equal to 0.65 - 0.8 of the diameter of the embrasure of the burner and ensuring the isokinetic flow of the media in the annular channels exclude the breakthrough of the flame into the embrasure, the destruction of the burner and the collector of fuel gas. A further increase in the ratio of diameters leads to flame separation and unstable operation of the reactor.

Продукты горения через отверстие на выходе из амбразуры горелки подводятся тангенциально в цилиндрическую реакционную камеру. The combustion products through a hole at the outlet of the embrasure of the burner are fed tangentially into the cylindrical reaction chamber.

Т. к. выходное отверстие амбразуры горелки расположено эксцентрично относительно оси реактора с величиной эксцентриситета равной 0,05 - 0,2, а его диаметр составляет 0,45 - 0,70 диаметра реакционной камеры, часть газового потока подводится навстречу его вращению. Since the outlet opening of the burner embrasure is located eccentrically relative to the axis of the reactor with an eccentricity value of 0.05 - 0.2, and its diameter is 0.45 - 0.70 of the diameter of the reaction chamber, a part of the gas stream is led towards its rotation.

Подвод части газового потока навстречу вращению вызывает торможение вращения газа вблизи оси аппарата, сведение к минимуму значений тангенциальных скоростей в этой зоне, выравниванию поля осевых скоростей, т.е. равномерному течению продуктов горения по оси аппарата в режиме, близком к режиму полного вытеснения. В результате обеспечивается эффективное использование всего объема реакционного пространства, что приводит к повышению степени конверсии сероводорода. The supply of a part of the gas flow towards rotation causes a deceleration of gas rotation near the axis of the apparatus, minimization of the tangential velocities in this zone, and alignment of the axial velocity field, i.e. uniform flow of combustion products along the axis of the apparatus in a mode close to the regime of complete displacement. The result is the efficient use of the entire reaction space, which leads to an increase in the degree of conversion of hydrogen sulfide.

Минимальная величина эксцентриситета, при которой достигается заметный эффект, должна быть больше или равна 0,05, относительная величина диаметра амбразуры горелки несколько больше 0,5. The minimum eccentricity at which a noticeable effect is achieved should be greater than or equal to 0.05, the relative diameter of the burner embrasure is slightly greater than 0.5.

Наличие рассекателя позволяет расширить нижний предел значения относительного диаметра амбразуры до 0,45. При величинах эксцентриситета более 0,2, относительном диаметре амбразуры более 0,7 вращение потока становится нестабильным, а движение продуктов горения пульсирующим. The presence of a divider allows you to expand the lower limit of the relative diameter of the embrasure to 0.45. When the eccentricity is more than 0.2, the relative diameter of the embrasure is more than 0.7, the rotation of the flow becomes unstable, and the movement of the combustion products is pulsating.

Сравнительные испытания показали значительные преимущества предлагаемой конструкции реактора перед существующими с горелками фирмы "ТЕКНИР". Наряду со значительным увеличением степени конверсии сероводорода (67% вместо 45 - 50%), обеспечение эффективного перемешивания воздуха и кислого газа в горелке приводит к уменьшению концентрации кислорода в продуктах горения, покидающих реакционное пространство, что способствует повышению срока службы катализатора. Comparative tests showed significant advantages of the proposed reactor design over existing with TEKNIR burners. Along with a significant increase in the degree of conversion of hydrogen sulfide (67% instead of 45 - 50%), ensuring efficient mixing of air and acid gas in the burner leads to a decrease in the oxygen concentration in the combustion products leaving the reaction space, which contributes to an increase in the service life of the catalyst.

Claims (5)

1. Реактор термической ступени процесса Клауса, состоящий из цилиндрической реакционной камеры и тангенциально установленной горелки, отличающийся тем, что горелка выполнена в виде двух концентрических труб для ввода кислого газа, расположенных по центру амбразуры горелки, причем в амбразуре горелки перед трубами кислого газа устанавливают рассекатель, основание которого расположено в плоскости, перпендикулярной оси горелки, а вершина направлена внутрь газовых труб с образованием между рассекателем, цилиндрической частью амбразуры горелки и обечайками труб кольцевых каналов, площади проходного сечения которых выполнены в соотношении, обеспечивающем изокинетическое истечение сред. 1. The reactor of the thermal stage of the Klaus process, consisting of a cylindrical reaction chamber and a tangentially mounted burner, characterized in that the burner is made in the form of two concentric pipes for the injection of acid gas, located in the center of the embrasure of the burner, and in the embrasure of the burner in front of the acid gas pipes install a divider , the base of which is located in a plane perpendicular to the axis of the burner, and the top is directed inside the gas pipes with the formation between the divider, the cylindrical part of the embrasure g torlets and pipe shells of annular channels, the passage area of which is made in a ratio that provides isokinetic flow of media. 2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что диаметр основания рассекателя равен 0,65-0,8 диаметра цилиндрической части амбразуры горелки. 2. The reactor according to claim 1, characterized in that the diameter of the base of the divider is 0.65-0.8 of the diameter of the cylindrical part of the embrasure of the burner. 3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что выходное отверстие амбразуры горелки расположено эксцентрично относительно оси реактора с величиной эксцентриситета, равной 0,05-0,2 диаметра реакционной камеры. 3. The reactor according to claim 1, characterized in that the outlet hole of the embrasure of the burner is eccentric relative to the axis of the reactor with an eccentricity of 0.05-0.2 times the diameter of the reaction chamber. 4. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что диаметр выходного отверстия амбразуры горелки составляет 0,45-0,7 диаметра реакционной камеры. 4. The reactor under item 1, characterized in that the diameter of the outlet of the embrasure of the burner is 0.45-0.7 diameter of the reaction chamber. 5. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что рассекатель выполнен в виде конуса, полуэллипса, полушара, диска или усеченного конуса. 5. The reactor according to claim 1, characterized in that the divider is made in the form of a cone, half-ellipse, hemisphere, disk or a truncated cone.
RU2000118316/12A 2000-07-10 2000-07-10 Reactor of claus process thermal stage RU2171776C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000118316/12A RU2171776C1 (en) 2000-07-10 2000-07-10 Reactor of claus process thermal stage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000118316/12A RU2171776C1 (en) 2000-07-10 2000-07-10 Reactor of claus process thermal stage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2171776C1 true RU2171776C1 (en) 2001-08-10

Family

ID=35849979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000118316/12A RU2171776C1 (en) 2000-07-10 2000-07-10 Reactor of claus process thermal stage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2171776C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772765C2 (en) * 2017-10-24 2022-05-25 Линде Акциенгезелльшафт Method and device for recycling acid gas mixture

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2393763A1 (en) * 1977-06-06 1979-01-05 Zink Co John Burning hydrogen sulphide for sulphur recovery - together with organic sulphur cpd. which may be contaminated
FR2524456A1 (en) * 1982-04-02 1983-10-07 Davy Mckee Ag METHOD AND APPARATUS FOR THE COMBUSTION OF GAS CONTAINING H2S
SU1364605A1 (en) * 1986-04-25 1988-01-07 Предприятие П/Я А-7113 Method of controlling process of obtaining elemental sulfur
RU2085480C1 (en) * 1991-04-25 1997-07-27 Елф Акитэн Продюксьон Method and thermal reactor for producing sulfur from at least one hydrogen sulfide-containing acidic gas
WO1998049098A1 (en) * 1997-04-30 1998-11-05 Messer Griesheim Gmbh Method and device for converting hydrogen sulfide into elemental sulfur
RU2137706C1 (en) * 1998-07-06 1999-09-20 АО "Норильский горно-металлургический комбинат" Reactor-generator for homogeneous reduction of oxygen-containing sulfur dioxide
RU2145257C1 (en) * 1998-07-13 2000-02-10 Рао "Газпром" Tesner's method for creation of aerodynamic regime of flow of combustion products in thermal reactor reaction chamber of claus plant

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2393763A1 (en) * 1977-06-06 1979-01-05 Zink Co John Burning hydrogen sulphide for sulphur recovery - together with organic sulphur cpd. which may be contaminated
FR2524456A1 (en) * 1982-04-02 1983-10-07 Davy Mckee Ag METHOD AND APPARATUS FOR THE COMBUSTION OF GAS CONTAINING H2S
SU1364605A1 (en) * 1986-04-25 1988-01-07 Предприятие П/Я А-7113 Method of controlling process of obtaining elemental sulfur
RU2085480C1 (en) * 1991-04-25 1997-07-27 Елф Акитэн Продюксьон Method and thermal reactor for producing sulfur from at least one hydrogen sulfide-containing acidic gas
WO1998049098A1 (en) * 1997-04-30 1998-11-05 Messer Griesheim Gmbh Method and device for converting hydrogen sulfide into elemental sulfur
RU2137706C1 (en) * 1998-07-06 1999-09-20 АО "Норильский горно-металлургический комбинат" Reactor-generator for homogeneous reduction of oxygen-containing sulfur dioxide
RU2145257C1 (en) * 1998-07-13 2000-02-10 Рао "Газпром" Tesner's method for creation of aerodynamic regime of flow of combustion products in thermal reactor reaction chamber of claus plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772765C2 (en) * 2017-10-24 2022-05-25 Линде Акциенгезелльшафт Method and device for recycling acid gas mixture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5674066A (en) Burner
US5626017A (en) Combustion chamber for gas turbine engine
US8028934B2 (en) Two-substance atomizing nozzle
RU2006110986A (en) GAS TURBINE COMBUSTION CHAMBER BURNER (OPTIONS)
JPH0820047B2 (en) Low NOx short flame burner
JPH0454843B2 (en)
CN109724085B (en) Mixed gas structure and gas water heater
RU2494310C1 (en) Burner device for combustion of industrial wastes
US6076745A (en) Swirling-flow burner
RU2197684C2 (en) Method for separating flame from injector provided with two-flow tangential inlet
RU2494311C1 (en) Industrial wastes combustion method
US5681162A (en) Low pressure atomizer
CN116293822A (en) A hydrogen-supported liquid ammonia direct-injection multi-stage swirl combustor
RU2171776C1 (en) Reactor of claus process thermal stage
US3963182A (en) Burner
CN115681973A (en) Multistage partition low-nitrogen ammonia gas cyclone burner
RU2187753C2 (en) Vortex injector
CN115212497A (en) Compressed air foam generation bin for fire extinguishing system
RU114514U1 (en) Gas oil burner
CN107036098A (en) A kind of multitube fuel gas mixing machine of monocline tubular type outlet
CN209722061U (en) Integrated startup burner
RU66009U1 (en) TWO-FLOW GAS BURNER
RU2639823C1 (en) Two-flow gas burner
RU2004133202A (en) METHOD OF INTENSIFICATION OF THE GAS COMBUSTION PROCESS AND BURNER DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU11866U1 (en) LIQUID FUEL COMBUSTION DEVICE

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 22-2001

PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190123