RU2397947C1 - Device for after-burning claus unit tail gases - Google Patents
Device for after-burning claus unit tail gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2397947C1 RU2397947C1 RU2009108770/15A RU2009108770A RU2397947C1 RU 2397947 C1 RU2397947 C1 RU 2397947C1 RU 2009108770/15 A RU2009108770/15 A RU 2009108770/15A RU 2009108770 A RU2009108770 A RU 2009108770A RU 2397947 C1 RU2397947 C1 RU 2397947C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- burning
- chamber
- gases
- combustion chamber
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 19
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 4
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к области переработки серусодержащих газов с получением элементной серы по способу Клауса, и может найти применение в химической и нефтехимической промышленности, металлургии и промышленности газопереработки. Хвостовые газы установок Клауса содержат горючие и токсичные составляющие, в частности сероводород, нейтрализация которых перед выбросом в атмосферу производится путем окисления в специальных устройствах для дожигания (печах дожига), необходимая температура в которых поддерживается за счет сжигания топлива.The invention relates to the field of chemical technology, in particular to the field of processing sulfur-containing gases to produce elemental sulfur according to the Klaus method, and may find application in the chemical and petrochemical industry, metallurgy and gas processing industry. The tail gases of Klaus plants contain combustible and toxic components, in particular hydrogen sulfide, which are neutralized before being released to the atmosphere by oxidation in special afterburners (afterburning furnaces), the necessary temperature of which is maintained by burning fuel.
Известно устройство для дожигания хвостовых газов установок получения серы, в котором газ процесса получения серы добавляется к топливному газу непосредственно в горелке дожигателя [Патент США N4331630, С01В 17/50]. При этом хвостовой газ установки Клауса сначала смешивается с топливным газом, что приводит к повышенному расходу топлива, поскольку требуется нагреть до температуры воспламенения суммарное количество топливного газа и дожигаемого газа - хвостового газа установки Клауса. Стенки горелочного тоннеля, одновременно выполняющего роль камеры дожигания, в таком устройстве не являются огнеупорными и не защищены от воздействия высокой температуры, что ограничивает температуру и, соответственно, эффективность дожигания.A device is known for afterburning tail gases of sulfur production plants, in which the gas of the sulfur production process is added to the fuel gas directly in the burner of the afterburner [US Patent N4331630, С01В 17/50]. In this case, the tail gas of the Klaus installation is first mixed with fuel gas, which leads to increased fuel consumption, since it is necessary to heat the total amount of fuel gas and the post-burned gas, the tail gas of the Klaus installation, to the ignition temperature. The walls of the burner tunnel, which simultaneously serves as the afterburner, in such a device are not refractory and are not protected from high temperatures, which limits the temperature and, consequently, the afterburning efficiency.
Известно также устройство для дожигания сбросных газов, которое содержит инжектор, патрубок для подвода сбросных газов, смеситель, горелочный тоннель и камеру дожигания [Патент РФ 2052726, F23G 7/06]. Горелочный тоннель в этом устройстве выполнен из огнеупорного материала в виде диффузора, примыкающего к инжектору, имеющего длину 8-20 калибров диаметра смесителя и выходящего расширяющейся частью в камеру дожигания. Используемые в этом устройстве горелочный тоннель и, особенно, инжектор эффективны только при определенном расходе смеси дожигаемого газа, окислителя и топлива, что снижает эффективность и надежность этого устройства при работе на переменных расходах дожигаемого газа. Из-за сложности конструкции инжектора и системы подачи дожигаемой жидкости, представляющей кольцевую камеру и кольцевую щель с многократным изменением направления течения и завихрения потока, такое устройство имеет повышенное газодинамическое сопротивление и практически неприменимо для дожигания хвостовых газов установок Клауса, содержащих туман элементной серы. Последняя способна осаждаться на стенках и закупоривать узкие щелевые отверстия инжектора, что дополнительно снижает надежность такого устройства. По этой же причине, а также из-за отсутствия защитной футеровки неприменимо для дожигания хвостовых газов установок Клауса также и устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера [Патент РФ 2294406, С25С 33/22].Also known is a device for afterburning waste gases, which comprises an injector, a nozzle for supplying waste gases, a mixer, a burner tunnel and a afterburner [RF Patent 2052726, F23G 7/06]. The burner tunnel in this device is made of refractory material in the form of a diffuser adjacent to the injector, having a length of 8-20 calibers of the diameter of the mixer and exiting with an expanding part into the afterburner. The burner tunnel and, especially, the injector used in this device are effective only at a certain flow rate of the mixture of post-burn gas, oxidizer and fuel, which reduces the efficiency and reliability of this device when operating at variable flow rates of the post-burn gas. Due to the complexity of the design of the injector and the system for supplying an afterburned liquid, which represents an annular chamber and an annular gap with multiple changes in the direction of flow and swirl of the flow, such a device has an increased gas-dynamic resistance and is practically not applicable for burning back tail gases of Claus plants containing elemental sulfur fog. The latter is capable of settling on the walls and clogging narrow slotted holes of the injector, which further reduces the reliability of such a device. For the same reason, and also due to the lack of a protective lining, a device for burning off the anode gases of an aluminum electrolyzer is also not applicable to Klaus’s tail gas afterburning [RF Patent 2294406, С25С 33/22].
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является высокотемпературный реактор для конверсии газовой смеси, представляющий собой вертикальный цилиндрический сосуд, футерованный изнутри огнеупорным материалом, в центральной части которого расположена вертикальная цилиндрическая топочная камера, окруженная кольцевым реакционным пространством, у которого вертикальная цилиндрическая топочная камера выполнена из огнеупорного теплопроводящего материала с газовыпускными окнами в нижней части и снабжена размещенными вверху горелочным устройством и устройством для подачи реакционных газов, причем внутренний диаметр футеровки обечайки корпуса сосуда не менее чем в 1,4 раз, но не более чем на 10 м превышает внешний диаметр футеровки центральной топочной камеры [Патент РФ 2336226, С01В 17/04; B01J 8/02].The closest analogue of the claimed invention is a high-temperature reactor for converting a gas mixture, which is a vertical cylindrical vessel lined internally with refractory material, in the central part of which there is a vertical cylindrical combustion chamber surrounded by an annular reaction space in which the vertical cylindrical combustion chamber is made of heat-resistant heat-conducting material with gas vents at the bottom and equipped with g a torch device and a device for supplying reaction gases, the inner diameter of the lining of the shell of the vessel body is not less than 1.4 times, but not more than 10 m greater than the outer diameter of the lining of the central combustion chamber [RF Patent 2336226, С01В 17/04; B01J 8/02].
При использовании такого реактора в качестве устройства для дожигания весь дожигаемый газ подается через входной патрубок в топочную камеру, где смешивается с топочными газами горелки, нагреваясь до температуры зажигания (вспышки), что приводит к избыточному, сравнительно с необходимым по термодинамическому балансу, расходу топлива.When using such a reactor as a device for afterburning, all the combustible gas is supplied through the inlet pipe to the combustion chamber, where it is mixed with the flue gases of the burner, heating to the ignition temperature (flash), which leads to an excess fuel consumption compared to the thermodynamic balance.
Задачами изобретения являются снижение расхода топлива, повышение надежности и длительности эксплуатации.The objectives of the invention are to reduce fuel consumption, increase reliability and durability.
Техническим результатом от использования изобретения является повышение надежности и длительности эксплуатации устройства и расширение области его применения, а также уменьшение удельных расходов топлива на разогрев газовой смеси и дожигание горючих и токсичных составляющих хвостовых газов установок Клауса.The technical result from the use of the invention is to increase the reliability and durability of the device and expand its field of application, as well as to reduce the specific fuel consumption for heating the gas mixture and afterburning of combustible and toxic components of the tail gases of Klaus plants.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, представляющем собой вертикальный цилиндрический сосуд, футерованный изнутри огнеупорным материалом, в центральной части которого расположена вертикальная цилиндрическая камера из огнеупорного теплопроводящего материала с газовыпускными окнами и размещенным вверху горелочным устройством и устройством для подачи реакционных газов, окруженная кольцевым реакционным пространством, диаметр обечайки которого превышает диаметр центральной камеры, между вертикальной цилиндрической топочной камерой и кольцевым реакционным пространством дополнительно размещается кольцевая камера распределения дожигаемого газа, снабженная в верхней части входным патрубком и имеющая ряды газопропускных отверстий в верхнюю и нижнюю часть центральной цилиндрической топочной камеры.This goal is achieved by the fact that in the device, which is a vertical cylindrical vessel, lined with refractory material from the inside, in the central part of which there is a vertical cylindrical chamber made of refractory heat-conducting material with exhaust windows and a burner device and device for supplying reaction gases placed at the top, surrounded by a ring reaction space, the diameter of the shell of which exceeds the diameter of the Central chamber, between the vertical cylindrical flask annular chamber and the reaction chamber further afterburning located annular gas distribution chamber provided in the upper part of the inlet pipe and having a series gazopropusknyh holes in the upper and lower part of the central cylindrical combustion chamber.
Наличие дополнительной камеры распределения дожигаемого газа с рядами газопропускных отверстий в верхнюю и нижнюю часть центральной цилиндрической топочной камеры позволяет подавать через верхний ряд газопропускных отверстий часть дожигаемого газа в верхнюю часть топочной камеры, где эта часть смешивается с топочными газами горелки и нагревается до температуры воспламенения горючих компонентов (СО, Н2, H2S, COS и элементная сера) дожигаемого газа, поджигая их. Тепло сгорания этих компонентов дожигаемого газа идет на разогрев остальной (большей) части дожигаемого газа в нижней части топочной камеры, что обеспечивает общую экономию топлива. В реакционной камере происходит окисление основной части оксида углерода, тепло сгорания которого также дополняет тепловой баланс устройства. Поскольку в верхнюю часть топочной камеры подается меньшая часть дожигаемого газа, на ее разогрев до температуры воспламенения требуется значительно меньше топлива, сжигаемого в горелке, что обеспечивает экономию топлива, подаваемого в горелку.The presence of an additional distribution chamber of the post-burned gas with rows of gas inlet openings in the upper and lower part of the central cylindrical combustion chamber allows the part of the post-burned gas to be fed through the upper row of gas inlet openings to the upper part of the combustion chamber, where this part is mixed with the flue gases of the burner and heated to the ignition temperature of the combustible components (CO, H 2 , H 2 S, COS and elemental sulfur) of the gas being burned, igniting them. The heat of combustion of these components of the afterburned gas is used to heat up the remaining (larger) part of the afterburned gas in the lower part of the combustion chamber, which ensures overall fuel economy. In the reaction chamber, the main part of carbon monoxide is oxidized, the heat of combustion of which also complements the heat balance of the device. Since a smaller part of the gas to be burned is supplied to the upper part of the combustion chamber, its heating up to the ignition temperature requires significantly less fuel burned in the burner, which saves fuel supplied to the burner.
Таким образом, наличие в заявляемом устройстве кольцевой камеры распределения дожигаемого газа, имеющей несколько рядов газопропускных отверстий в верхней и нижней части топочной камеры, позволяет осуществить распределенную подачу и постадийное окисление дожигаемого газа, обеспечивающее значительную экономию топлива.Thus, the presence in the inventive device of an annular chamber for distributing gas to be burned, having several rows of gas inlets in the upper and lower parts of the combustion chamber, allows for the distributed supply and stepwise oxidation of the gas to be burned, which provides significant fuel savings.
Дополнительную экономию топлива обеспечивает размещение кольцевой камеры распределения дожигаемого газа между вертикальной цилиндрической топочной камерой и реакционной камерой, что обеспечивает предварительный подогрев дожигаемого газа через футеровку реакционной камеры сбросными газами дожигания.An additional fuel economy is provided by the placement of an annular chamber for distributing gas to be burned between a vertical cylindrical combustion chamber and a reaction chamber, which ensures preheating of the gas to be burned through the lining of the reaction chamber with waste afterburning gases.
При этом соотношение частей дожигаемого газа, подаваемых в верхнюю часть топочной камеры, в нижнюю ее часть и в реакционную камеру, определяется отношением площадей верхнего и нижнего рядов газопропускных отверстий, которое в процессе эксплуатации при изменении расходов дожигаемого газа, окислителя (воздуха) и топлива не меняется, что обеспечивает большую, по сравнению с известными аналогами функциональную надежность устройства.In this case, the ratio of the parts of the post-burned gas supplied to the upper part of the combustion chamber, to its lower part and to the reaction chamber is determined by the ratio of the areas of the upper and lower rows of gas passage openings, which, during operation, when the flow rates of the post-burned gas, oxidizer (air) and fuel are not changes, which provides greater, in comparison with the known analogues of the functional reliability of the device.
Прямоточная конструкция дополнительной кольцевой камеры распределения дожигаемого газа, при которой поток дожигаемого газа идет сверху вниз, предотвращает осаждение тумана элементной серы и закупоривание газоходного тракта, что повышает функциональную надежность печи при дожигании хвостовых газов установок Клауса. При этом наружная футерованная стенка центральной топочной камеры и внутренняя футерованная стенка кольцевой реакционной камеры охлаждаются потоком дожигаемого газа, что повышает их температурную устойчивость, повышая надежность заявляемого устройства и его долговечность, по сравнению с ближайшим аналогом.The direct-flow design of an additional annular chamber for distributing gas after which the stream of gas to be burned goes from top to bottom prevents the deposition of elemental sulfur mist and clogging of the gas duct, which increases the functional reliability of the furnace during afterburning of tail gases of Klaus plants. In this case, the outer lined wall of the central combustion chamber and the inner lined wall of the annular reaction chamber are cooled by a stream of gas to be burned, which increases their temperature stability, increasing the reliability of the inventive device and its durability, in comparison with the closest analogue.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет в заявляемом устройстве: упростить конструкцию, за счет чего повысить надежность эксплуатации, а также уменьшить удельные расходы топлива на разогрев газовой смеси и дожигание горючих и токсичных составляющих хвостовых газов установок Клауса, что способствует экономии топлива, обеспечивая достижение заявленного положительного эффекта.Thus, the combination of the claimed features allows the claimed device: to simplify the design, thereby improving the reliability of operation, and also to reduce the specific fuel consumption for heating the gas mixture and afterburning of combustible and toxic components of the tail gases of Claus plants, which contributes to fuel economy, ensuring the achievement of the declared positive effect.
Соответствие критерию «изобретательский уровень» доказывается следующим образом.Compliance with the criterion of "inventive step" is proved as follows.
Известно устройство [Патент РФ 2052726, F23G 7/06], имеющее сходный с заявляемым признак: центрально расположенную реакционную камеру и аксиально расположенную кольцевую камеру дожигаемого газа. Однако в известном устройстве весь дожигаемый газ подается через щелевой инжектор в факел горелки, что не позволяет осуществить постадийное окисление дожигаемого газа, обеспечивающее экономию топлива. Поскольку при этом весь дожигаемый газ вводится в факел в одном сечении топки, кольцевая камера дожигаемого газа в аналоге имеет малое удлинение. В отличие от этого в заявляемом устройстве дожигаемый газ вводится в топочное пространство в разных (верхнем и нижнем) сечениях топочной камеры, для чего дополнительная кольцевая камера распределения дожигаемого газа имеет большое удлинение.A device is known [RF Patent 2052726, F23G 7/06], having a feature similar to the claimed one: a centrally located reaction chamber and an axially located annular chamber of the afterburned gas. However, in the known device, the entire post-burn gas is fed through a slotted injector into the torch of the burner, which does not allow for the step-by-step oxidation of the post-burn gas, which ensures fuel economy. Since in this case all the post-burned gas is introduced into the flame in one section of the furnace, the annular chamber of the post-burned gas in the analog has a small elongation. In contrast, in the inventive device, the post-combustion gas is introduced into the combustion space in different (upper and lower) sections of the combustion chamber, for which the additional annular distribution chamber of the post-combustion gas has a large elongation.
Таким образом, по конструкции и действию заявляемое устройство отличается от известных аналогов. Указанные отличия конструкции обеспечивают достижение указанного технического эффекта (экономии топлива), что свидетельствует о соответствии заявляемого устройства критерию «изобретательский уровень».Thus, in design and action, the claimed device is different from known analogues. These design differences ensure the achievement of the specified technical effect (fuel economy), which indicates the compliance of the claimed device with the criterion of "inventive step".
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез в диаметральной плоскости устройства для дожигания. На чертеже обозначены: 1 - топочная камера; 2 - горелочное устройство (тоннель); 3 - футеровка топочной камеры; 4 - дополнительная кольцевая камера распределения дожигаемого газа; 5 - газопропускные отверстия первого ряда; 6 - входной патрубок подачи дожигаемого газа; 7 - реакционная камера окисления СО; 8 - патрубок выпуска газов; 9 - наружная обечайка (корпус) устройства для дожигания; 10 - футеровка реакционной камеры дожигания (окисления СО); 11 - газопропускные отверстия второго ряда. Волнистыми стрелками на чертеже показаны направления течения газов.The invention is illustrated by the drawing, which shows a longitudinal section in the diametrical plane of the device for afterburning. In the drawing are indicated: 1 - combustion chamber; 2 - burner device (tunnel); 3 - lining of the combustion chamber; 4 - an additional annular chamber for the distribution of post-burn gas; 5 - gas passage openings of the first row; 6 - inlet pipe for the supply of afterburned gas; 7 - reaction chamber for the oxidation of CO; 8 - gas outlet pipe; 9 - outer shell (housing) of the device for afterburning; 10 - lining of the reaction chamber afterburning (oxidation of CO); 11 - gas passage holes of the second row. The wavy arrows in the drawing show the direction of gas flow.
Устройство действует следующим образом. Горячая газовая смесь топочных газов горелки (для простоты она не показана) через горелочное устройство (тоннель) 2 поступает в верхнюю часть топочной камеры 1. Сюда же через патрубок 6, кольцевую камеру распределения дожигаемого газа 4 и верхний ряд газопропускных окон 5 подается часть дожигаемого газа, подаваемого через горелку. При смешивании с горячими топочными газами и окислителем (например, воздухом) дожигаемый газ разогревается до температуры воспламенения горючих компонентов, составляющей, например, для элементной серы около 200°С. Легко воспламеняемые и быстро окисляемые горючие компоненты дожигаемого газа (H2, H2S и элементная сера), разогретого в верхней части топочной камеры до температуры начала реакции окисления, воспламеняются и при течении сверху вниз по топочной камере 1 окисляются, выделяя тепло. За счет этого реакционного тепла газовая смесь топочных газов, окислителя и продуктов окисления дожигаемого газа при течении вниз топочной камеры дополнительно разогревается. В нижней части топочной камеры 1 к этой смеси добавляется остальная (основная) часть дожигаемого газа, подаваемая из кольцевой камеры распределения дожигаемого газа 4 через нижний ряд газопропускных отверстий 11. После смешивания с газами топочной камеры основная часть дожигаемого газа разогревается, после чего через газовыпускные окна поступает в реакционную камеру 7. Газовыпускные окна аналогичны ближайшему аналогу, поэтому на чертеже не показаны. В реакционной камере большого объема 7 глубоко протекает и полностью завершается нейтрализация оксида углерода - самого трудноокисляемого компонента дожигаемого газа, после чего продукты окисления (дожига) удаляются через выходной патрубок 8.The device operates as follows. The hot gas mixture of the burner flue gases (for simplicity, it is not shown) through the burner device (tunnel) 2 enters the upper part of the combustion chamber 1. Here, through the pipe 6, the annular distribution chamber of the afterburned gas 4 and the upper row of gas passage windows 5, a part of the afterburned gas is supplied fed through the burner. When mixed with hot flue gases and an oxidizing agent (for example, air), the combustible gas is heated to the ignition temperature of the combustible components, which, for example, is about 200 ° C for elemental sulfur. The easily flammable and rapidly oxidizable combustible components of the combustible gas (H 2 , H 2 S and elemental sulfur), heated in the upper part of the combustion chamber to the temperature of the onset of the oxidation reaction, ignite and, when flowing from top to bottom through the combustion chamber 1, are oxidized, generating heat. Due to this reaction heat, the gas mixture of the flue gases, oxidizing agent and oxidation products of the afterburned gas is additionally heated during the downward flow of the combustion chamber. In the lower part of the combustion chamber 1, the remaining (main) part of the post-combustion gas supplied from the annular distribution chamber of the post-combustion gas 4 through the lower row of gas inlet holes 11 is added to this mixture. After mixing with the gases of the combustion chamber, the main part of the post-combustion gas is heated, and then through the gas outlet windows enters the reaction chamber 7. The gas outlet windows are similar to the closest analogue, therefore, are not shown in the drawing. In the reaction chamber of a large volume 7, the neutralization of carbon monoxide, the most difficultly oxidized component of the afterburned gas, deeply proceeds and completely ends, after which the products of oxidation (afterburning) are removed through the outlet pipe 8.
Промышленная печь (устройство) для дожигания 30 тыс. нм3/час хвостового газа установки Клауса процесса получения элементной серы из сернистого газа, восстановленного метаном, имеет топочную камеру внутренним (по футеровке) диаметром 3300 мм длиной (высотой) 5000 мм. Окружающая ее кольцевая камера распределения дожигаемого газа из стали имеет: внутренний диаметр 4650 мм, наружный диаметр 5550 мм; высоту 5000 мм. Она окружена через слой футеровки из шамотного кирпича толщиной 450 мм кольцевой реакционной камерой для дожигания оксида углерода, наружный по обечайке диаметр которой составляет 8000 мм. Общая площадь газопропускных отверстий первого ряда камеры распределения дожигаемого газа составляет 0.34 м2, второго ряда 0.54 м2. При значениях эквивалентных диаметров щелевых отверстий: первого ряда 80 мм; второго ряда 160 мм, - обеспечивается оптимальное заглубление струй дожигаемого газа, подаваемого внутрь топочной камеры через газопропускные отверстия.An industrial furnace (device) for the afterburning of 30 thousand nm 3 / h of tail gas from the Klaus plant for the production of elemental sulfur from sulfur dioxide reduced by methane has a combustion chamber with an inner (lined) diameter of 3300 mm and a length (height) of 5000 mm. The annular steel gas distribution chamber surrounding it has: inner diameter 4650 mm, outer diameter 5550 mm; height 5000 mm. It is surrounded through a 450 mm thick chamotte brick lining layer with an annular reaction chamber for burning carbon monoxide, the outer diameter of the shell of which is 8000 mm. The total area of gas passage openings of the first row of the distribution chamber of the combustible gas is 0.34 m 2 , the second row of 0.54 m 2 . With equivalent diameters of slotted holes: first row 80 mm; the second row of 160 mm, - provides optimal deepening of the jets of the combustible gas supplied into the combustion chamber through the gas inlet openings.
Для нагрева этого газа через аксиальную горелку топочной камеры подается 550 нм3/час природного газа и 15000 нм3/час воздуха. Дожигаемый газ, содержащий в среднем, % объемн.: 67 N2; 40 Н2O; 14 СO2; 6 SO2; 5 СО; 1,5 Н2; 2,5 H2S; 1 COS; 3 Ar и, кроме того, около 10 г/нм3 тумана элементной серы, воспламеняется уже в верхней части топочной камеры, имея температуру на выходе (в самом низу) топочной камеры 850°С. Отсюда через нижние газопропускные окна дожигаемый газ поступает в кольцевое реакционное пространство, объем которого превышает 100 м3. Достаточное время пребывания здесь, составляющее несколько секунд, обеспечивает полное доокисление оксида углерода. Температура газа на выходе, не содержащего горючих и токсичных компонентов, составляет около 800°С. При использовании устройства для дожигания любой известной конструкции для достижения этого требуется подавать 30000 нм3 /час воздуха и расходовать свыше 1000 нм3/час природного газа.To heat this gas, 550 nm 3 / hour of natural gas and 15000 nm 3 / hour of air are supplied through an axial burner of the combustion chamber. Reburned gas containing, on average,% volume: 67 N 2 ; 40 H 2 O; 14 CO 2 ; 6 SO 2 ; 5 CO; 1.5 H 2 ; 2.5 H 2 S; 1 COS; 3 Ar and, in addition, about 10 g / nm 3 of elemental sulfur fog, ignites already in the upper part of the combustion chamber, having an exit temperature (at the very bottom) of the combustion chamber of 850 ° С. From here, through the lower gas passage windows, the combustible gas enters the annular reaction space, the volume of which exceeds 100 m 3 . A sufficient residence time of several seconds ensures complete oxidation of carbon monoxide. The temperature of the gas at the outlet containing no combustible and toxic components is about 800 ° C. When using a device for afterburning of any known construction, to achieve this, it is necessary to supply 30,000 nm 3 / hour of air and expend over 1,000 nm 3 / hour of natural gas.
Значительное (практически в 2-3 раза) снижение потребления топлива и окислителя определяет преимущества заявляемого устройства по сравнению с известными аналогами. За счет снижения потребления топлива и окислителя уменьшается общий расход газовой смеси, что обеспечивает снижение газодинамического сопротивления устройства для дожигания заявляемой конструкции.A significant (almost 2-3 times) reduction in fuel and oxidizer consumption determines the advantages of the claimed device in comparison with known analogues. By reducing the consumption of fuel and an oxidizing agent, the overall consumption of the gas mixture is reduced, which reduces the gas-dynamic resistance of the device for afterburning of the claimed design.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108770/15A RU2397947C1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Device for after-burning claus unit tail gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108770/15A RU2397947C1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Device for after-burning claus unit tail gases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2397947C1 true RU2397947C1 (en) | 2010-08-27 |
Family
ID=42798719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009108770/15A RU2397947C1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Device for after-burning claus unit tail gases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2397947C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1356468A (en) * | 1970-06-15 | 1974-06-12 | Zink Co John | Apparatus for and a method of providing a hydrogen sulphide and sulphur dioxide mixture |
| RU2052726C1 (en) * | 1994-04-25 | 1996-01-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Waste gas afterburning device |
| US5508013A (en) * | 1991-04-25 | 1996-04-16 | Elf Aquitaine Production | Process for the production of sulphur from at least one sour gas containing hydrogen sulphide and a fuel effluent and thermal reactor |
| US6455012B1 (en) * | 1992-09-21 | 2002-09-24 | S&B Engineers And Constructors, Ltd. | Acid gas burner and reactor apparatus and method |
| RU2294406C1 (en) * | 2005-06-22 | 2007-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Anode gases effectively after-burning apparatus to aluminum cell |
| RU2336226C2 (en) * | 2006-10-23 | 2008-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт Гипроникель" (ООО "Институт Гипроникель") | High temperature reactor |
| RU80356U1 (en) * | 2008-07-02 | 2009-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург") | INSTALLATION OF TREATMENT OF EMISSIONS OF THE CLAUS PROCESS |
-
2009
- 2009-03-10 RU RU2009108770/15A patent/RU2397947C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1356468A (en) * | 1970-06-15 | 1974-06-12 | Zink Co John | Apparatus for and a method of providing a hydrogen sulphide and sulphur dioxide mixture |
| US5508013A (en) * | 1991-04-25 | 1996-04-16 | Elf Aquitaine Production | Process for the production of sulphur from at least one sour gas containing hydrogen sulphide and a fuel effluent and thermal reactor |
| US6455012B1 (en) * | 1992-09-21 | 2002-09-24 | S&B Engineers And Constructors, Ltd. | Acid gas burner and reactor apparatus and method |
| RU2052726C1 (en) * | 1994-04-25 | 1996-01-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Waste gas afterburning device |
| RU2294406C1 (en) * | 2005-06-22 | 2007-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Anode gases effectively after-burning apparatus to aluminum cell |
| RU2336226C2 (en) * | 2006-10-23 | 2008-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт Гипроникель" (ООО "Институт Гипроникель") | High temperature reactor |
| RU80356U1 (en) * | 2008-07-02 | 2009-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург") | INSTALLATION OF TREATMENT OF EMISSIONS OF THE CLAUS PROCESS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0717237B1 (en) | Process and apparatus for burning oxygenic constituents in process gas | |
| EP0432153A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A HIGHLIGHT GIVING FLAME. | |
| WO1999027301A1 (en) | Combustor for treating exhaust gas | |
| RU2364790C2 (en) | Gas burner with low polluting emissions | |
| CN208871646U (en) | A kind of sulfur recovery facility tail gas burning furnace | |
| KR20100098632A (en) | Flameless thermal oxidation apparatus and methods | |
| JP2007508515A (en) | Fuel combustion method and apparatus | |
| CN101644434A (en) | Burner of tail gas burning furnace of sulfur recovery device | |
| US20240175576A1 (en) | ULTRA LOW NOx BURNER | |
| US20140182492A1 (en) | Method for optimizing the burnout of exhaust gases of an incinerator | |
| US5216968A (en) | Method of stabilizing a combustion process | |
| RU2397947C1 (en) | Device for after-burning claus unit tail gases | |
| EP0913639B1 (en) | Apparatus and method for burning combustible gases | |
| US5823759A (en) | Apparatus and method for burning combustible gases | |
| RU2306483C1 (en) | Method of burning liquid or gas fuel and air heater | |
| CN104583677B (en) | Fuel injection system in the catalytic heater and reactor of operating liquid fuel catalytic combustion | |
| CN115875682B (en) | Combustion device and exhaust gas treatment method | |
| RU2052726C1 (en) | Waste gas afterburning device | |
| RU2013691C1 (en) | Cyclone precombustion chamber of boiler | |
| RU81293U1 (en) | EXHAUST GAS FURNACE FURNACE | |
| RU2137706C1 (en) | Reactor-generator for homogeneous reduction of oxygen-containing sulfur dioxide | |
| SU1695050A1 (en) | Method of fuel gaseous waste combustion | |
| CN218972677U (en) | Tail gas incinerator | |
| SU1151769A1 (en) | Device for burning waste gas | |
| RU2267703C1 (en) | Gas radiation burner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110311 |