(57)【要約】本発明は、耐火性に内張りされた蒸気ボイラー（９）を有するクラウス設備用の核融合炉に関する。この核融合炉は、高温ガス，空気及びＨ2 Ｓを含む酸素ガスから成る混合物用の流入開口部（１２）を有する燃焼室（２），触媒層（３）を有する触媒室（１０）及び単体硫黄を含む高温のプロセスガス用のガス流出口（１３）を有する流出側室（１１）を備える。本発明によれば、蒸気ボイラー（９）が横たわっているシリンダ状の蒸気ボイラーとして構成されていて、燃焼室（２），触媒室（１０）及び流出側室（１１）がこの蒸気ボイラー内に相前後して配置されている。触媒室（１４）の両側が流れ方向に沿ってガスを通す触媒ベッド（１４）によって仕切られていて、この触媒室は触媒層を収納するためのスリーブ状の充填開口部（１５）を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性に内張りされた蒸気ボイラー（９）を有するクラウス設備用の核融合炉にあって、この核融合炉は、高温ガス，空気及びＨ2 Ｓを含む酸素ガスから成る混合物用の流入開口部（１２）を有する燃焼室（２），触媒層（３）を有する触媒室（１０）及び単体硫黄を含む高温のプロセスガス用のガス流出口（１３）を有する流出側室（１１）を備える核融合炉において、蒸気ボイラー（９）が横たわっているシリンダ状の蒸気ボイラーとして構成されていて、燃焼室（２），触媒室（１０）及び流出側室（１１）がこの蒸気ボイラー内に相前後して配置されていること、及び、触媒室（１４）の両側が流れ方向に沿ってガスを通す触媒ベッド（１４）によって仕切られていて、この触媒室は触媒層を収納するためのスリーブ状の充填開口部（１５）を有することを特徴とする核融合炉。
【請求項２】
流入開口部（１２）及びガス流出口（１３）が、蒸気ボイラー（９）の対向する前面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の核融合炉。
【請求項３】
触媒ベッド（１４）は、複数の縦長の孔を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の核融合炉。
【請求項４】
耐火性に内張りされた分岐管（１６）が、流出側室（１１）の周囲に連結されていて、この分岐管は、蒸気ボイラー（９）に隣接しかつより低温のプロセスガスを通すプロセスガス管（１７）に合流すること、バルブゲート（１８）が、分岐管（１６）の合流領域内に調整可能に配置されている。分岐管（１６）から流出する高温のガス流の流量が、このバルブゲートによって制御可能であること、及び、より低温のプロセスガスが、このプロセスガス管（１７）に流れていて、このより低温のプロセスガスは、バルブゲート（１８）及びこのバルブゲートに割り当てられた安定装置（１９）を冷却することを特徴とする請求項１又は２に記載の核融合炉。
【請求項５】
排気熱ボイラー（４）が、ガス流出口（１３）に連結されていて、この排気熱ボイラー（４）内では、排気熱ボイラー（９）から発生する高温のプロセスガスが、単体硫黄を凝縮するために冷却され、蒸気が生成されること、及び、分岐管  （１６）が、プロセスガス管（１７）に合流し、このプロセスガス管（１７）は、排気熱ボイラー（４）に連結されていて、冷却されたプロセスガスが、クラウス設備の触媒段（５）に供給されることを特徴とする請求項４ に記載の核融合炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性に内張りされた蒸気ボイラーを有するクラウス設備用の核融合炉に関する。この核融合炉は、高温ガス，空気及びＨ2 Ｓを含む酸素ガスから成る混合物用の流入開口部を有する燃焼室，触媒層を有する触媒室及び単体硫黄を含む高温のプロセスガス用のガス流出口を有する流出側室を備える。
【背景技術】
【０００２】
クラウス設備内では、硫化水素が単体硫黄に転化される。この単体硫黄は、プロセスガス流を冷却することによって凝縮され分離される。クラウス設備の基本構造は、上述した核融合炉，排気熱ボイラー及び少なくとも１つの触媒段から構成される。Ｈ2 Ｓを含む酸素ガスが、空気及び高温ガスと共に核融合炉の燃焼室内に送られる。ここでは、硫化水素の約 60-70％が、発熱反応中に触媒層で硫黄に転化される。約1200℃のプロセスガスが、核融合炉から流出し排気熱ボイラー内で 170℃以内の温度に冷却される。凝縮した硫黄の分離後に、プロセスガスが再び加熱され触媒段に供給される。このプロセスガス中にまだ含まれている硫化水素が、この触媒段内で 300℃以内の動作温度で単体硫黄に転化される。
【０００３】
この公知の手段の範囲内では、直立炉が核融合炉として使用される。この直立炉の上端部に燃焼室を有しかつこの燃焼室の下に密着していない触媒層から構成された触媒ベッドを有する。この上から下に流れる炉は非常に高い。炉に作用する風の負荷を吸収するため、経費のかかる炉の骨組みが、安全性の理由から必要である。さらに、燃焼室からの炎が触媒層まで突き抜けうるという問題がある。この場合、触媒が破損する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、クラウス設備の核融合炉用の設備技術的な経費を低減することにある。核融合炉は、コンパクトな構造で機能的に安全に作動しなくてはならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明により、蒸気ボイラーが横たわっているシリンダ状の蒸気ボイラーとして構成されていて、燃焼室，触媒室及び流出側室がこの蒸気ボイラー内に相前後して配置されていること、及び、触媒室の両側が流れ方向に沿ってガスを通す触媒ベッドによって仕切られていて、この触媒室は触媒層を収納するためのスリーブ状の充填開口部を有することによって解決される。特に流入開口部及びガス流出口が、蒸気ボイラーの対向する前面に配置されている。本発明では、触媒層がガスを通す触媒ベッドによって両側を仕切った触媒室内に収納されるときに、核融合炉の横たわっている配置が実現され得る。著しい利点が、本発明の配置によって実現する。耐火材から成るガスを通す触媒ベッドが、燃焼室から触媒層にかけた炎の突き抜けを有効に阻止するので、核融合炉が短い燃焼室によってコンパクトに形成され得る。蒸気ボイラーの横たわった配置によって、核融合炉の設置時の静力学的な問題がない。風の負荷を吸収するための炉の骨組みが省略できる。本発明の好適な構成によれば、耐火材から構成された触媒ベッドが複数の縦長の孔を有する。これらの縦長の孔は、多くの場合に球状の触媒によって塞がり得ない。
【０００６】
本発明の核融合炉のさらなる構成では、耐火性に内張りされた分岐管が、流出側室の周囲に連結されている。この分岐管は、蒸気ボイラーに隣接しかつより低温のプロセスガスを通すプロセスガス管に合流する。バルブゲートが、分岐管の合流領域内に調整可能に配置されている。分岐管から流出する高温のガス流の流量が、このバルブゲートによって制御可能である。この場合、プロセスガス管を流れたより低温のプロセスガスが、バルブゲート及びこのバルブゲートに割り当てられた安定装置を冷却する。したがって、既存の金属材料が、バルブゲート及び安定装置に対して使用され得る。
【０００７】
その他の構成は、請求項５中に記載されている。以下に、実施の形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１中に示されたクラウス設備内では、硫化水素が単体硫黄に転化される。燃焼室２及び触媒層３を有する核融合炉１，核融合炉１のガスの排出口に連結されている排気熱ボイラー４並びに少なくとも１つの触媒段５が、この設備の基本構造に属する。硫化水素を含む酸素ガス６が、空気７及び高温ガス８と共に核融合炉１の燃焼室２内に送られる。硫化水素の一部が、発熱反応中に触媒で単体硫黄に転化される。プロセスガスが、約1200℃の核融合炉から流出し排気熱ボイラー４内で硫黄の凝縮に必要な170 ℃より低い温度に冷却される。凝縮した硫黄は分離される。冷却されたプロセスガスは、硫黄の分離後に加熱されて触媒段５に供給される。この触媒段５内では、硫黄化合物が、触媒で単体硫黄に転化される。触媒段５は、 300℃より低い温度で稼動する。触媒段５から流出したプロセスガスは、同様に排気熱ボイラー４内で硫黄の凝縮に必要な温度に冷却され、凝縮した硫黄が分離される。
【０００９】
図１，２を参照した場合、核融合炉１は、耐火性に内張りされて設置されているシリンダ状の蒸気ボイラー９から構成される。燃焼室２，触媒層３用の触媒室１０及び流出側室１１が、この核融合炉１内に相並んで配置されている。高温ガス，空気及びＨ2 Ｓを含む酸素ガスから成る混合物用の流入口１２並びに単体硫黄を含む高温のプロセスガス用の排出口が、蒸気ボイラー９の対向する前面に配置されている。触媒室１０の両側が、耐火材から成るガス通気性の触媒ベッド１４によって仕切られていてかつ触媒層を収納するスリーブ状の充填開口部１５を有する。これらの触媒ベッド１４は、好ましくは複数の縦長の孔を有する。耐火性に内張りされた分岐管１６が、流出側室の周囲に連結されている。この分岐管１６は、蒸気ボイラーに隣接したプロセスガス管１７に合流する。このプロセスガス管１７は、排気熱ボイラー４のガス流出口と触媒段５に連結してプロセスガスが流れる。170 ℃より低い温度のプロセスガスが、排気熱ボイラー４から流出し触媒段５に流入する前に 210℃〜 250℃の動作温度に加熱される。この加熱は、分岐管１６を流れる高温のプロセスガスを混合することによって実施される。分岐管１６の合流領域内では、バルブゲート１８が調節可能に配置されている。分岐管１６から流出する高温ガスの流れの流量が、このバルブゲート１８によって制御可能である。このバルブゲート１８及びこのバルブゲートに割り当てられた安定装置１９が、プロセスガス管１７を流れるより低温のプロセスガスによって冷却される。したがって、既存の金属材料が使用され得る。
【００１０】
核融合炉は、洗浄開口部及び点検開口部２０並びに温度測定装置用の入口２１を有する。
【００１１】
排気熱ボイラー４は、耐圧シェルによって包囲されている蒸気生成室を有する。ボイラー水用の供給装置２２及び低圧の蒸気用の排出装置２３が、蒸気生成室に連結されている。排気熱ボイラー４は、熱交換管から構成された長い管の束を有する。これらの熱交換管は、蒸気生成室にわたって延在し、その両端部が、蒸気生成室を仕切る管面に差し込まれている。さらに、より短い熱交換管から構成された少なくとも１本のその他の管の束が設けられている。これらのより短い熱交換管の流出側の端部が、同様にこれらの管面に挿入されている。そしてそれらの流入側の端部が、流入室２４に合流する。核融合炉から流出した高温のプロセスガスが、この長い管の束を流れる。流入室２４は、蒸気生成室内部に配置されていて、触媒段５からのより低温のプロセスガスが、この流入室２４に流入する。排気熱ボイラー４は、ヘッド部材２５をさらに有する。このヘッド部材２５の流出側の端部が、管面に連結しかつ複数の部分に分割されている。管の束が、ヘッド部材２５の各部分に１つずつ割り当てられている。凝縮した硫黄を誘導する装置が、これらの部分に連結されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にしたがって構成された核融合炉を有するクラウス設備を示す。
【図２】図１の核融合炉の拡大図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  核融合炉
２  燃焼室
３  触媒層
４  排気熱ボイラー
５  触媒段
６  酸素ガス
７  空気
８  高温ガス
９  蒸気ボイラー
１０  触媒室
１１  流出側室
１２  流入口
１３  排出口
１４  触媒ベッド
１５  充填開口部
１６  分岐管
１７  プロセスガス管
１８  バルブゲート
１９  安定装置
２０  監視開口部
２１  入口
２２  供給装置
２３  排出装置
２４  流入室
２５  ヘッド部材
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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