克劳斯法硫回收工艺

千里之行，始于足下。第2页/共2页精品文档推荐克劳斯法硫回收工艺克劳斯法硫回收工艺

一、岗位任务

三高无烟煤：元素分析含硫3.3%

造气：121332Nm3含硫化氢1.11%含COS0.12%约17克/Nm3

低温甲醇洗：净化气含硫0.1ppm送出H2S含量为35%左右的酸性气体3871Nm3。

本岗位要紧任务是回收低温甲醇洗含硫CO2尾气中的H2S组份，经过该装置回收，制成颗粒状硫磺。并且将尾气送到锅炉燃烧，使排放废气达到国家排放标准，本装置的正常硫磺产量约为16160吨/年。

二、工艺办法及原理

1、常用硫回收工艺

(1)液相直截了当氧化工艺

有代表性的液相直截了当氧化工艺有：ADA法和改良ADA法脱硫、拷胶法脱硫、氨水液相催化法脱等。液相直截了当氧化工艺适用于硫的“粗脱”，假如要求高的硫回收率和达到排放标准的尾气，宜采纳固定床催化氧化工艺或生物法硫回收工艺。

(2)固定床催化氧化工艺

硫回收率较高的Claus工艺是固定床催化氧化硫回收工艺的代表。Claus硫回收装置普通都配有相应的尾气处理单元，这些先进的尾气处理单元或与硫回收装置组合为一具整体装置，或单独成为一具后续装置。Claus硫回收工艺及尾气处理方式种类繁多，但基本是在Claus硫回收技术基础上进展起来的，要紧有：SCOT工艺、SuperClaus工艺、Clinsulf工艺、Sulfreen工艺、MCRC工艺等。

2.克劳斯硫回收工艺特点

常规Claus工艺是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S气体回收硫的要紧办法。其特点是：流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高。然而由于受化学平衡的限制，两级催化转化的常规Claus工艺硫回收率为90-95%，三级转化也只能达到95-98%，随着人们环保意识的日益增强和环保标准的提高，常规Claus工艺的尾气中硫化物的排放量已别能满脚现行环保标准的要求，落低硫化物排放量和提高硫回收率已迫在眉睫。

普通克劳斯尾气汲取要通过尾气焚烧炉，经过汲取塔，在汲取塔内用石灰乳溶液或稀氨水汲取，生成亚硫酸氢钙或亚硫酸氢铵，经过向溶液中通空气，转化为石膏或硫酸铵，达到无害处理，我公司硫回收尾气送至锅炉燃烧并脱硫后排放。

3、克劳斯法制硫基本原理

克劳斯硫回收装置用来处理低温甲醇洗的酸性气体，使酸性气中的H2S转变为单质硫。首先在燃烧炉内三分之一的H2S与氧燃烧，生产SO2,然后剩余的H2S与生成的SO2在催化剂的作用下，举行克劳斯反应生成硫磺。

其要紧反应式为：

H2S+3/2O2=SO2+H2O+519.2kJ

2H2S+SO2=3S+2H2O+93kJ

由于酸气中除H2S外，通常含有CO2、H2O、烃类等化学反应十分复杂，伴有多种副反应发生。

克劳斯法的工艺流程有三种：

（1）部分燃烧法（2）分流法（3）燃硫法

本装置采纳分流法：将三分之一的酸性气体通入燃烧炉，加入空气使其燃烧生成SO2，而其余三分之二酸性气走旁路，绕过燃烧室，与燃烧后的气体汇集进入催化剂床层反应，这种可处理H2S含量为35%左右的酸性气体，并采纳三段转化，三级冷凝工艺流程，该法回收硫的纯度较高（99.8%）。

三、原材料及产品要紧技术规格：

1、原材料技术规格

克劳斯催化剂要紧成分为氧化钛，此催化剂别需要还原，升温后即可使用。型号为LYTS-01TiO2LYTS-811，是白XXX氧化铝催化剂，堆密度~0.7g/cm3,一次装填量30m3。物理性质：外形尺寸直径4~6mm,比表面≥300m2/g,孔容≥0.40ml/g,堆密度≥0.65kg/l,抗压碎强度＞140N/粒，磨耗率＜0.3%，催化剂寿命在3年左右。

2、原材料消耗量

3、产品技术规格

4、动力消耗及消耗量

*消耗定额以每吨硫磺计

四、装置布置及要紧设备

由于液态硫的特别性，对产生液硫的设备均设置在EL5.000平面上，以便于液硫的流淌，其余设备依照高差要求，布置在别同平面上。整个装置占地约600m2。

1、酸气燃烧炉

Φ2600×8526δ=14V=170m3设计温度1400℃设计压力0.06MP卧式

是克劳斯法制硫工艺中最重要的设备。在此1/3体积的H2S与空气燃烧生成SO2，保证过程气中H2S：SO2摩尔比为2：1，并且烃类燃烧转化为CO2等惰性组分，并或多或少生成元素硫。

1）火焰温度

燃烧炉温度必须保持在920℃以上，否则火焰别能稳定燃烧，最好反应温度在1250~1300左右。过高设备、耐火材料挑选困难，并生成多种氮、硫氧化副产物，导致下游催化剂硫酸盐化而失活。

炉温同H2S浓度紧密相关，普通低于40%必须采纳分流法。

2）花墙

使过程气有一具稳定且充分接触的反应空间，并且使气流均匀进入废热锅炉。

3）炉内停留时刻

高温克劳斯反应普通在1s内即可完成，受原料气含量、炉内混合均匀程度、燃烧室结构等妨碍，停留时刻普通在1~2.5s。

4）火嘴

使酸气和空气等气体有效混合均匀提供一具提供一具使杂质和H2S可以彻底燃烧的稳定火焰。

2、废热锅炉

Φ45×3.5×60000n=97F=119m2设计温度管程300~1000℃壳程190℃设计压力管程0.06MP壳程0.77MP汽包DN800×6000卧式带汽包

从反应器出口气流中回收热量并发生蒸汽，并且使过程气温度落至下游设备所要求的温度并冷凝回收硫。

3、一二三段转化器

F1200×7000ф3800×9882V=170m3设计温度390℃设计压力0.06MP卧式内部用隔板隔成三段，

触媒装填量30m3,每段装填量约8~10m3

转化器的功能是使过程气中的H2S和SO2在床层上接着克劳斯反应生成元素硫，并且使过程气中COS、CS2等有机硫化物在催化剂床层上水解为H2S和CO2，要紧反应在一级反应器中举行，一级反应器实际空速远远大于二、三级，思考有机物水解要求，一级转化器出口应操纵在310~340℃，由于各级冷凝分离了大量产物硫，也别存在有机物水解咨询题，二、三级转化器在较低温度下操作，可获得较高转化率。

4、一二段换热器、一二三段冷凝器

卧式列管换热器、冷凝器

一段换热器：F1300×6619F=159m2Φ45×3×4000n=289设计温度管程280℃壳程230℃设计压力0.06MP

二段换热器：F1400×8689F=269m2Φ45×3×6000n=323设计温度管程380℃壳程145℃设计压力0.05MP

一段冷凝器：

F1100×8539F=284m2Φ38×3×6000n=403设计温度管程315℃壳程145℃设计压力管程0.05MP壳程1、43MP

二段冷凝器：

F1000×8279F=222m2Φ38×3×6000n=315设计温度管程220℃壳程165℃设计压力管程0.05MP壳程1、43MP

三段冷凝器：

F1000×8279F=222m2Φ38×3×6000n=315设计温度管程260℃壳程165℃设计压力管程0.05MP壳程1、43MP

换热器冷凝器的作用是把转化器生成的元素硫冷凝成液体，并且回收热量。

5、一二三段液硫捕集器

立式包括容器、盘管、丝网、波浪管

一二三段液硫捕集器：F1200×4163V=3.84m3设计温度170℃设计压力容器0.06MP盘管0.7MP

功能是从冷凝器出口尽量回收液硫和硫雾沫，捕集效果好坏对硫产量妨碍至关重要。

6、液硫封

立式包括夹套、容器两部分F1100×6×3600V=0.57/2.81m3设计温度夹套147℃容器160℃设计压力夹套0.3MP容器常压

经过建立液硫液位，利用液硫压力封住系统中工艺气体，防止串出系统，造成危害。

7、液硫储槽

包括盘管和容器两部分F2500×8×2500立式V=12.28m3设计温度夹套160℃容器160℃设计压力夹套0.3MP容器常压

8、定型设备

J61501A、B空气鼓风机71m3/h80kpa132kw

J61503A、B尾气风机211m3/h升压15kpa90kw

J61502A、B液硫泵1.24m3/hH=40m7.5kw

硫磺造粒机（成套）

含液硫过滤单元，气动球阀，针形调节阀处理量2t/h9.99kw

12930×1210×18600

五、工艺流程

1、要紧工艺流程

来自低温甲醇洗的富H2S气体（35%、3871Nm3/h，30℃，0.05MPa）进入本装置后分为两部分，一股为总量的1/3去酸气燃烧炉（B61501）与空气鼓风机（J61501）送来的空气一起举行彻底燃烧，燃烧后的气体先先于脱盐水换热落温再进入废锅举行余热回收，用来产生0.65MPa低压饱和蒸汽，然后与另一部分气体（总量2/3）混合后温度约为230℃，进入一段换热气（C61502）与来自液硫捕集器（F61501）的低温气体举行换热，这时会有一部分硫冷凝下来，再进入一段的冷凝器（C61503）用低压锅炉给水进一步冷却至160℃左右，使硫接着冷凝经过液硫捕集器（F61501）将硫雾滴捕集后，进入换热器（C61502）将温度升至反应适宜的温度225℃后，进入反应器（B61501）二段举行克劳斯反应，反应后气体通过二段换热器（C61504）与从液硫捕集器（F61502）来的低温气体换热，再经二段冷凝器（C61505）用锅炉水冷却至150℃左右，经液硫捕集器（F61502）分离液硫，由二段换热器（C61504）升温至215℃后进入反应器（B61501）三段再次举行克劳斯反应。从反应器（B61501）三段出来的气体245℃依次进三段冷凝器（C61506）冷却至150℃和液硫捕集器（F61503）冷凝分离其中的液硫，分离液硫后的尾气由尾气风机（J61503）加压后排往锅炉装置进一步处理。

各级液硫捕集器与换热器冷凝下来的液态硫磺汇入液硫封（F61504）中，正常事情下由液硫封溢流管线CLS-61507溢流至液硫储槽（F61505），再由液硫泵（J61502）送往造粒机(L61501)，将液态硫磺用冷却水冷却成固态粒状硫磺作为硫磺产品送出。

液硫流程

气相流程

2、原料气和过程气中杂质组分含量

1）CO2

原料气中普通含有CO2，它别仅起稀释作用，也会和H2S在炉内反应生成

COS、CS2，这两种作用都将导致硫回收率落低。当原料气中CO2从3.6%上升至43.5%，随尾气排放的硫量将增加52.2%。

2）烃类及其他有机物

要紧妨碍是提高了反应炉温度和废热锅炉热负荷，并且增加了空气消耗量，在空气别脚时，相对摩尔质量较高烃类和醇胺类溶剂将在高温下与硫反应生成焦油，严峻妨碍催化剂活性，此外过多烃类存在也会增加反应炉内COS、CS2生成量，妨碍转化率，普通要求烃类以CH4计别超过2~4%。

3）水蒸气

水蒸气是惰性气体，并且是克劳斯反应产物，它的存在能抑制反应，落低反应物的分压，从而落低总转化率。

温度、含水率和转化率关系

4）NH3

产生多硫化铵及N的氧化物，造成阻塞、腐蚀和催化剂中毒。

我公司气化产物没有NH3。

3、风气比

空气与酸气体积比。在原料气中H2S、烃类及其它可燃组分已确定，可按化学反应理论需氧量计算风气比。

在克劳斯反应过程中，空气量的别脚和剩余均会使转化率落低，但空气别脚对硫回收率妨碍更大。

风气比与平衡转化率的关系

三级转化普通操纵在±1%，并且仅按空气流量调节风气比是别够的，必须分析原料气中H2S含量，并据此对空气流量作相应调节。

4、H2S/SO2比例

理想克劳斯反应要求H2S/SO2摩尔比=2/1，才干获得较高转化率。

反应前H2S/SO2与2有极小偏差，反应后H2S/SO2与2偏差放大，转化率越高，偏差越大，转化级数越多，偏差越大。普通用紫外分光光度计或气相群谱仪在线分析仪延续测定尾气中H2S/SO2，并