硫磺回收工艺原理ppt课件

精选、硫回收理论知识、精选、第一节硫介绍一、概括气体中的H2S对合成催化剂有很大危害，严重影响催化剂寿命，因此必须采取措施去除其中的H2S。 另外，从气体中提取的H2S也是生产硫磺的重要原料。 这样可以综合利用宝贵的硫资源，防止环境污染。 精选，到约70年代初，主要是考虑经济上是否需要硫磺回收。 如果经济可行，建设硫磺回收装置；如果经济不可行，燃烧除去的氧气，使之清空。 但是，随着世界各国对环境保护的要求越来越严格，现在，从气体中除去的H2S转化为硫磺，不仅经济上考虑，环境保护的必要性也变得更加重要。 精选、脱硫溶液的再生中析出的含H2S酸的气体多进入克劳斯装置回收硫。 酸性气体H2S浓度低、硫量少时，也可以采用直接转化法在液相中将H2S氧化成元素硫。 此外，将能够利用生产硫的化工产品的H2S转化为元素硫和氢，具有更高的技术经济价值，因此其研究开发受到国内外的关注，但是迄今为止还没有工业应用报道的酸性气体同时含有H2S和CO2的条件下，生产硫和CO H2合成气体迄今为止，酸气处理的主体技术是以空气为氧源，将H2S转化为硫的克劳斯技术，酸气处理的主要产品是硫。精选、二、硫的性质硫在常温下为黄色固体，晶形硫系斜方晶硫在升温至也称为正交晶硫或硫的95.6时变成单斜晶硫，也称为硫的两者都是8原子环，但排列形式和间距不同。 非晶态硫主要是弹性硫，它是液态硫注入冷水形成的。 不溶硫是指不溶于二硫化碳的硫，又称聚合硫、白硫或硫，主要用作橡胶制品的硫化剂。精选、1 .不同硫分子的平衡硫分子可由不同数量的硫原子构成，主要为S2、S6和S8。 一般而言，在克劳斯燃烧炉的高温条件下主要为S2，催化剂段生成S8和少量S6。精选、2 .液硫粘度在液硫性质中特别关注的是其粘度图，图1-1。 液硫在温度达到160左右时，分子急剧聚合成硫，与S8保持平衡，因此其粘度也急剧上升，达到187的最大值之后，随着温度的上升，硫分子急速分解，粘度急剧下降。 因此，必须注意在硫蒸汽的凝结和液硫的运输等过程中避开高粘度区域。 从精选、图1-1液硫粘度、精选、第二节团法硫回收的基本原理酸气中回收硫通常是团法(ClausProcess )，团法简单是氧化催化剂制硫的技术方法。 改进的克劳斯法应用广泛。 近几十年来，在工艺流程、设备设计、催化剂选择、自控系统、材质和防腐技术等方面取得了重大进展。 另一方面，克劳斯反应1883年英国化学家C.F.Claus开发了H2S氧化制硫的方法，H2S O2=SN H2O 205KJ/mol(2-1)这一经典反应因强烈发热而难以维持适当的反应温度，通过限制处理量达到80%90%的1938年，德国法公司将原型克劳斯技术改革为两种反应：热反应阶段和催化反应阶段。 这一重大改进得到了广泛应用，国外文献称之为改良克劳斯技术。 作为热反应段燃烧炉内的1/3的H2S氧化为SO2，H2So2=so2h2o 518.9 kj/mol (2-2) h2SSO2=s2h2o-42.1 kj/mol (2-3)，精选、精选、精选催化剂反应段(克拉斯反应器)中，馀下的2/3的h2s在催化剂上燃烧反应段主要反应是H2S SO2=Sn H2O 93KJ/mol(2-4)此处应指出的是在催化剂阶段生成硫(主要也有S8、S6)式(2-4)反应是发热反应，而在热反应阶段生成S2的式(2-3)反应是吸热反应.、精选、燃烧炉内高温反应的复杂性实际上在燃烧炉内除了主反应以外还有非常复杂的副反应，包括氧气中烃类的氧化反应、H2S的分解反应及有机硫(COS和CS2)的生成反应等：烃类的氧化反应： CH4 3/2O2=CO 2H2O(2-5) 相应地，水气转化反应： CO H2O=CO2 H2(2-6)精选，H2S分解反应： H2S=H2 S2的有机硫生成反应相当复杂，文献提出了多种COS和CS2的生成反应，热力学上，ch4s1=cs2h2s (2-7) ch4so2=cos2h2o2(2 这两种反应是最有利的反应，虽然很难说是精选，但式(2-7)和式(2-8)是在燃烧炉内生成cs2和cos的主导反应。 酸气中含有NH3的话，燃烧炉内也会发生NH3的氧化反应。 在燃烧炉中生成有机硫，为了提高装置的转化率和硫收率，需要在催化剂级使其水解为H2S:cos h2o=h2s2co2(2-9) cs2h2o=2h2s2co2(2- 10 )，在精选、精选、硫蒸汽凝结过程中硫分子的转化反应和硫分子与溶解h2s在液硫中的多硫化氢3 s2=s6(2- 11 )4s2=s8(2- 12 ) h2SSN=h2sn1(2- 13 )、精选、2、克拉斯燃烧炉内反应克拉斯反应为可逆反应，图2-1是h2s转化为硫的平衡示意图，图的右侧是高温反应区，平衡转化率随温度而上升，但通常不超过70% 在燃烧炉内高温(927以上)的情况下，很多反应，特别是生成硫的反应实际上处于平衡状态。 精选，图2-1H2S转化为硫的平衡转化率，精选，三，克劳斯技术催化剂部位的反应平衡催化剂部位内的反应比燃烧炉简单多了，主要是生成硫的反应和有机硫水解的反应。 从平衡上说，生成硫的反应平衡常数随着温度的降低急剧上升，因此应该选择低温下高活性的催化剂来提高转化率。 有机硫的水解反应在低温下有很高的平衡常数，但由于催化剂的动力学性能，反应必须在稍高的温度下进行。 精选、第三节的工艺方法和工艺1、工艺方法的选择通常包括克劳斯装置的热反应、馀热回收、硫冷凝、再热和催化反应等部分。 由这些部分构成了各种团硫回收工艺，可以处理H2S含量不同的原料气体。 目前常用的工艺方法有直流法(部分燃烧法)、分流法、硫循环法、直接氧化法等。 不同工艺方法的不同在于保持热平衡的方法不同。 除了这几种工艺方法外，通过预热、补充燃气等措施，推导出各种变形工艺方法，其适用范围见表3-1。 应当精选，表3-1中各类别的进程安排，表3-1提供的进程安排只是一个大致划分。 传统克劳斯装置硫收率低，假定原料气中烃含量为1%，采用正常的再热方式和操作条件，对H2S含量不同的原料气，其变压器级数与硫回收率的关系见表3-2。精选、表3-2集群装置H2S含量、变压器级数与硫回收率的关系、精选、集群装置对废气SO2排放的环保要求越来越严格，形成集群装置与废气处理一体化的集群组合技术，表3-3中列出了几种集群组合技术及其技术、精选、总的来说，硫回收和废气处理工艺的选择应当取决于国家不同规模回收装置排放废气的环境保护要求和各工艺可达到的硫产量，还应考虑投资、操作简便、工业化经验、设备要求等多方面因素。 另外，精选、二、克拉斯装置的工艺流程(一)直流法也称为直通法、单流法或部分燃烧法，通常可用于酸性气体H2S浓度超过50%的情况。(本公司目前采用的该工艺)直流法的主要特征是，所有酸气随需要配合的空气一起进入燃烧炉反应，再通过废热锅炉(也称废热锅炉)、二级以上的催化转换反应器和相应的硫冷凝器捕集硫气后，焚烧排气排放，排气采用精选、直流工艺，可在燃烧炉内生成60%-70%的元素硫，有助于大幅减轻催化剂段的转换负荷，提高硫收率，因此，直流工艺为优先工艺的其限制因素在于，氧气H2S浓度不低于50%， 认为酸气与空气燃烧的反应热实质上足以维持炉温在927以上，该温度是燃烧炉内火焰稳定状态下能够有效操作的下限。 很明显，预热氧气和空气，或者使用富氧空气的话，H2S浓度也不到50%。 精选、克劳斯技术需要设置二级或更高级的催化转化级别，如许多催化过程不仅仅是一个反应器，基于两个原因，一个是转化器的工艺气体温度需要高于硫露点温度，防止液硫在催化剂中凝结成惰性，第二， 低反应温度具有高平衡转化率，通常使用高温在一级催化转化中有效水解有机硫，二级以后的转化率分级配置低温，得到高转化率。 传统克劳斯技术的催化转化反应器均采用绝热反应器，反应热从工艺气体中释放出来。精选、(二)克劳斯分流技术在酸性气体H2S浓度低于50%且高于15%时，可以采用分流技术，典型的分流技术是将计量为酸性气体量的1/3的空气放入燃烧炉，将其中的H2S转换为SO2 因此，在这种工艺中硫在催化剂段内完全生成。 图6-5是具有二级催化转化的类分流工艺流程图。 另外，采用分流技术，酸性气体H2S浓度在30%50%之间，H2S完全燃烧到SO2时炉壁的耐火物无法承受，此时，能够将进入燃烧炉的酸气量提高到1/3以上来控制炉温。 这种情况可以称为非常规的分流工艺，在这种情况下，在燃烧炉内部分生成硫，可以从表面减轻催化剂段的转换负荷，但由于馀热锅炉后不冷凝，与剩馀的酸气一起进入转换段，因此工艺气体中的硫蒸汽也影响转换效率必须筛选指出，分流工序中部分酸气不通过燃烧炉进入催化转化部，因此酸气中含有重烃，特别是芳烃时，在催化剂上有可能分解碳，对催化剂的活性有重要的不良影响。精选、精选、(三)直接氧化法原料气体中H2S含量为5%-10%时推荐。 这是在预热供给气体后，与空气混合到适当的温度，直接进入转换器内进行催化反应。 进入变压器的空气量，以供给气体中H2S的1/3体积完全燃烧，生成SO2供给。 在变压器内主要以反应式(2-2)、(2-3)进行反应. 优选h2so2=so2H2O 518.9 kj/mol (2-2) h2sso2=s2h2o42.1 kj/mol (2-3)，(4)硫循环法优选在供给气体中h2s含量为5%-10%以下时采用. 将液体硫磺制品的一部分放回反应炉，用别的专用燃烧器燃烧生成SO2，使工艺气体中H2S和SO2的摩尔比为2。 除此之外，流动的其他部分类似分流法。 精选、第四节克劳斯拉伸技术的废气处理，基于常规克劳斯技术，开发了克劳斯拉伸技术，以进一步提高装置的硫产率和装置的生产能力，扩大应用范围。 精选是“独立”的废气处理装置对硫磺回收没有贡献，从经济上来说，生产的是没有投入的装置。 这是人类为了维持自己的生存环境而向企业要求的代价。因此，削减这方面的投资成为追求的目标，将传统的班级与废气处理一体化可以削减投资操作费用，产生了班级组合技术。精选、超级克劳斯硫回收技术介绍，荷兰康普里莫公司选择克劳斯工艺在H2S富含条件下(H2S/SO2大于2 )运行，H2S氧化硫工艺，形成超级克劳斯99技术，总硫收率为99%。 在选择氧化段之前插入有机硫水解段，总硫收率达到99.5%，为Superclaus99.5程序。 超级克劳斯技术于1986年获得专利，1988年在德国建成了首台超级克劳斯装置。 超级克劳斯技术被认为是近50年克劳斯技术最重要的发展之一，已应用于3-1165t/d的硫磺回收装置。 截止到2001年，世界上已经建成超级克劳斯装置100套以上。精选、超级的工艺原理和工艺流程；(1)加热级的原理是传统级的工艺，通过维持空气与氧气的比例，使燃烧炉排放的气体中H2S/SO2为2/1，超级的硫回收工艺遵循与之不同的原理。 该工艺调节空气与酸气的比例，使进入超级克劳斯反应器的H2S浓度达到适当水平。 为了满足该要求，前端燃烧段必须以非克拉斯比率进行(H2S/SO2为2以上)。 换言之，在前端燃烧段的运转时控制H2S浓度比控制H2S与SO2的比例更重要。 控制原理：进入超级克劳斯反应器的H2S浓度过高时，增加进入燃烧炉的空气流量进入超级克劳斯反应器的H2S浓度过低时，相应地减少进入燃烧炉的空气流量。 重要的是控制进入超级类反应器的H2S浓度，传统的类技术不能控制H2S和SO2的比例。 主燃烧炉的反应： h2s3/2o2=so2h2o 518.9 kj/molh2so2=s2h2o42.1 kj/mol，精选，(2)催化剂级的原理在下游3个催化反应中生成硫。 在克劳斯反应器中，克劳斯反应的平衡是H2S SO2=Sn H2O 98KJ/mol (三)超克劳斯反应器段将来自最后一个克劳斯反应器的工艺气体与空气混合。 在超级克劳斯反应器中选择了使用H2S氧化生成单体s的催化剂。 H2S O2=S H2O Q热力学反应完全，可以得到高转化率的单质硫。 精选、精选、Supeclaus工艺的重要步骤是选择氧化段，使用的选择催化剂只将H2S氧化为元素硫，即使氧过剩也不会发生SO2和SO3，另外，由于不催化H2S和SO2的反应，因此不会像低温团聚反应那样限制平衡， 转化率达到85%95%，而且CO和H2的氧化反应不催化，而且工艺气体中的水蒸气实际上对反应没有影响，不需要除去。精选、直接氧化元素硫是强烈的发热反应，H2S转化为硫的反应引起的温度上升约为60，选择氧化反应器的工艺气体H2S浓度必须严格控制，防止过度升温使催化剂失活。 H2S浓度通常不允许超过3%低于1.5%。 因此，前常规克劳斯段必须选择性能好的催化剂。 精选超级Su