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Keywords:

  • Claus reaction furnace;
  • equilibrium;
  • empirical;
  • key components;
  • design;
  • recovery and emissions

Abstract

The calculation of product composition, flow rate and temperature of the modified Claus process reaction furnace is typically done by assuming either thermodynamic equilibrium or by empirical methods fitted to plant data. This paper extensively reviews the literature on the Claus reaction furnace and compares equilibrium and empirical results of the predicted concentrations of the key components: hydrogen (H2), carbon monoxide (CO), carbonyl sulphide (COS) and carbon disulphide (CS2). The implication of the reaction furnace model on the overall plant design and sulphur recovery is subsequently presented. It is well known that results of equilibrium calculations do not match plant data taken both before and after the waste heat boiler (WHB). Moreover, even though results of empirical methods do not match plant data taken before the WHB, one empirical method provides the best fit of highly scattered data taken after the WHB and provides a conservative plant design and estimates of sulphur recovery and emissions.

Le calcul de la composition des produits, du debit et de la température du four lors de la reaction du procédé Claus modifiée est effectué typiquement soit d'aprés I'hypothése d'un équilibre thermodynamique soit par des méthodes empi-riques adaptées aux données d'usine. Cet article présente une vaste étude bibliographique concernant le four de la rCaction de Claus, et on compare les résultats d'équilibre et empiriques des concentrations prédites des composants clés: hydrogéne (H2), oxyde de carbone (CO), sulfure de carbonyle (COS) et bisulfure de carbone (CS2). On expose par la suite les consequences du choix du modéle de four sur la conception gCn6rale du procédéet la récupération de soufre. On sait que les r&sultats des calculs d'équilibre ne concordent pas avec les données d'usine recueillies avant et aprés la chaudiére de rCcupCration des chaleurs perdues. En outre, méme si les rCsultats des méthodes empiriques ne concordent pas avec les données d'usine recueillies avant la chaudibre, le meilleur calage des données hautement dispersées recueillies aprks la chaudibre est obtenu avec une méthode ernpirique; cette méthode permet de concevoir I'usine de facon conservatrice tout en permettant I'estimation des emissions et de la rCcupCration du soufre.