RU2171776C1 - Reactor of claus process thermal stage - Google Patents
Reactor of claus process thermal stage Download PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Abstract
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)
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)
| 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)
| 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 |
-
2000
- 2000-07-10 RU RU2000118316/12A patent/RU2171776C1/en active
Patent Citations (7)
| 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)
| 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 |