198154. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kén előállítására hidrogénszulfid tartalmú gázból
3 198 154 4 szerint ciulotcrm folyamat. A magas fajlagos hőlerhclésű fűtőtér alkalmazása a relatív hővcszlcségol csökkenti, Így a reakciózónában magasabb hőmérséklet érhető el. Ez kedvezően Irat a konverziós fokra is; a magasabb hőmérséklet következtében az égési lépésben a konverzió 74%. A hidrogénszulfid-tartalmú gázáramot a hengeralakú fű lőtér belső falához viszonyítva érintőleges irányban vezetjük a fűtó'térbc, aminek következtében a gázáram kavargó mozgásba kerül. Az oxigéntartalmú gázáramot az első gázáramhoz viszonyítva 10—18°-os szögben vezetjük be a fűtőtérbe. Ez az intézkedés a fűtőtér szélén stabil örvénylést biztosit. Azáltal, hogy a két gázáram lineáris sebessége 1 :1,8 és 1 :2,2 közötti arányszámmal viszonyul egymáshoz, az örvények kavarognak. Az elmondottak mind a fűtőtérben levő gázok jó összekeverését segítik elő, ami szintén hozzájárul az égési folyamat intenzifikálásához, a tartózkodási idő csökkenéséhez cs a konverziós fok javulásához. Azáltal, hogy az égési lépcsőben a kén kiválása teljesebb lesz, a katalitikus oxidálás lépcsőjében alacsonyabb hőfokon jobb konverziót lehet elérni. Kísérleteink mutatták, hogy ha a hidrogénszulfidtartalmú gázáramot és az oxigén-tartalmú áramot 10°-nál kisebb szögben vezetjük az égő térbe, a két áram majdnem párhuzamosan áramlik tovább, ami az állandó perifériás örvényképződést kizárja, azaz a gázok összekeverése nincs biztosítva. Ila a két gázáram által bezárt szög viszont I8°-ndl nagyobb, az örvény képződés intenzitása csökken. Az oxigéntartalmú gázáram lineáris sebessége a hidrogénszulfid-tartalmú gázáram lineáris sebességének 1,8—2,2-szercse. Ha ennél lassabb, a két gázáram csak „csúszik” egymáson, örvényképződés nincs. Ha ennél gyorsabb, az örvénylés már nem stabil, így az égési folyamat hatékonysága csökken. Az alábbiakban a találmány szerinti eljárást közelebbről ismertetjük egy hcngcralakú égőteret tartalmazó berendezés kapcsán, amelyet a csatolt rajzokon mutatunk be. Az 1. ábra a hengeralakú fűtőteret mutatja oldalnézetben metszve, míg a 2. ábra a II—II vonal mentén vett ke reszt me tszetet mutatja. A hcngcralakú fűtőtér koncentrikusan elrendezve két köpenyt, mégpedig az 1 külső köpenyt, és a 2 belső köpenyt (1. ábra) tartalmazza, A két köpeny között gyűrűalakú 3 rés van. A 2 belső köpeny belső felülete 4 béléssel, például niullitkorund műkővel van bélelve. A 4 bélés után következő belső tér 5 rcakciózónát alkot, amelyben az égési folyamatok végbemennek. A 2 belső köpeny egyik homlokvégén hengeralakű 6 furat van a bélésben, a reakciógázok elvezetésére. A külső köpeny ellentétes homlokvégén 7 fúvókák (2. ábra) vannak, amelyek a hidrogénszulfid-tartalmú gázáram bevezetését szolgálják. A H2S-tartahmi gáz 8 csonkon keresztül lép be 7 fúvókába. Az. 1 külső köpenyen a hengeralakú 6 furat mellett (I. ábra) a 4 bélésben 9 csonk helyezkedik el az 02-tartalmú gázoknak a gyűrűalakú 3 résbe való bejuttatására. A 2 belső köpenyen 10 esoiiL-ak_li<jiy1;/)<C(]ili;|< e| ;imelvekni keresztül az. 02-tartalmú gáz a gyűrűül a lat J Test) or az. u ienivi.iuzőnába kerül. A 7 fúvókák érintőlegesen helyezkednek el a 4 bélésben, a 10 fúvókák és a 7 fúvókák 10—18 -os szögei zárnak be egymással. A 2. ábrán a H2S-tartalimi gáz útját a 8 csonkig A jelű nyíllal jelöltük meg, míg a 13 jelű nyíl az 02-tartalmú gázáram irányát mutálja a 9 csonkig. Az égetés az alábbiak szerint történik. A Il2S-tartalmú gázáramot a8 csonkon és a hengeralakú fűtőtér 7 fúvókéin keresztül az 5 reakciózónába vezetjük. A 7 fúvókák érintőleges irányú elhelyezésének köszönhetően (érintőleges a fűtőiér belső Icliilctéhez képest) a H2S-tartalmú gázáram a fűtőtér belső felületéhez képest érintőlegesen lép be a fűtőtérbe (az 5 reakciózónába), ahol örvényeket képez. Hústartalmú gázként például a kéntartalmú nyersolaj termékeinek finomításakor keletkező gázt vagy Iiidrogénszulfidot és egyéb kénvegyületeket tartalmazó földgáz tisztításakor keletkező gázt alkalmazhatunk. A hidrogénszulRd kénné alakításához szükséges oxigént tartalmazó gázáramot (például levegőáramot) a 9 csonkon keresztül vezetjük a hengeralakű fűtőtér gyűrüalakú 3 résébe. Az Ó2-tartalmú gáz a gyűrűalakú 3 résen történő áthaladása közben az 5 reakciózónából kilépő bő következtében rclmelcgs/.lk, ami az energiaveszteségek csökkenését és a reakcíózóna hőmérsékletének emelkedését eredményezi. A gyűrűalakú 3 résből az 02-tartalmú gázárain a 7 fúvókákkal 10—18°-os szöget bezáró 10 fúvókákon keresztül az 5 reakciózónába kerül. A 7 és 10 fúvókák említett elrendezése következtében az 5 reakciózóna perifériájában állandóan örvénylés támad. A HjS- és az 02-tartalmú gáz áramlási sebessége közötti arányt közben 1 :1,8—2,2 közötti értéken tartjuk. így az örvényeken belül újabb örvénylés lép fel. Az 5 reakciózónában a hidrogénszuifid 1100— 1500 °C-on az oxigéntartalmú gázáramban nem teljesen cg el, a fent megadott II., III. és IV. reakció zajlik le. A bevezetendő oxigén mennyiségét az I. reakció alapján határozzuk meg, de tekintettel a IV. reakcióra is, amely szerint a hidrogénszulfd egy bizonyos része kénné és hidrogénné bomlik, ezt oxidálni nem kell. A nem teljesen lezajló égés következtében a hengeralakú fűtőtérben kéngőzt,reakcióba nem lépett hidrogénszulfdot és kéndioxidot tartalmazó rcakciógáz képződik. A II2S és az S02 mólekvivalens arányban van jelen. A hengeralakú 6 furaton keresztül a rcakciógázt a fűtőtérből kivezetjük és hőcserélőben 250— 4 00 °C-ra Ich ütjük; hőtartalma technológiai gőz fejlesztésében hasznosul. A hőcserélőből kilépő reakciógáz kondenzáló berendezésbe kerül, ahol a kéngőz kondenzálódik, és s felszabaduló k ővel vízgőzt termelünk. A kondenzáló berendezésből kilépő, cl nem égett hidrogénszulfidot és kéndioXidoú tartalmazó gázt 190—240 °C-ra (azaz a kén kondenzációs hőmérsékletet meghaladó hőmérsékletre) melegítjük és egymás után két katalitikus fokozaton vezetjük keresztül, ahol a hidrogénszulfidot kéndioxiddal katalitikusán oxidáljuk, további kéngőz képződése közben. A megadott hőmérséklet 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
