10kt/a克劳斯硫磺回收装置设计特点

王立杰(北京华福工程有限公司天津分公司，天津 300000)

10kt/a克劳斯硫磺回收装置设计特点

王立杰(北京华福工程有限公司天津分公司，天津 300000)

本文对10kt/a克劳斯硫磺回收装置的工艺流程以及操作条件进行了简单的介绍，针对克劳斯硫磺回收装置设计特点进行了深入的研究分析，结合本次研究，希望可以帮助读者对克劳斯硫磺回收装置有更全面的理解，将该工艺更好的应用在尾气处理中。

克劳斯；硫磺；回收装置；设计特点

现阶段环保问题越来越严峻，化工厂以及炼油厂中硫磺装置的应用越来越重要，使用含H2S气体进行硫磺的制取工艺有了突飞猛进的发展。当前我国在进行硫磺制取时采用的是克劳斯工艺，这种工艺包含有一系列的冷凝以及化学反应过程，本文针对该技术装置的设计特点进行分析研究。

1 工艺流程和操作条件

1.1 工艺流程

酸性气体先进入硫磺回收装置的缓冲罐中，将酸性气体中含有的凝液分离出去，再按照克劳斯分流法工艺进行分流，大概有一小部分的气体会进入烧嘴，可以实现对炉内空气里的调节，受到高温作用，这部分气体中的H2S会充分燃烧，产生SO2。炉内的高温气体会和另外大部分酸性气体在炉膛处混合在一起，之后一小部分进入一级反应器入口，其余气体会进入余热冷却锅实现冷却。根据克劳斯的相关反应方程，燃烧炉内会生成气相硫，在余热锅炉中冷却进入硫封罐，再排放至液硫池。余热锅炉顶部高温气体在升温后会进入一级反应器。

一级反应器中的气体会进入到一级换热器管道中，与一级冷却器出口的过程气实现换热，再通入至二级换热器管道中，与其中的过程气完成换热后再通入至一级冷却器中，整个冷凝过程产生的液硫将会从一级冷却器底部流出，之后流入到硫封罐中，再向液硫池中集中排放。从一级冷却器顶部排出的过程气在换热器加热之后会进入二级反应器进行反应，之的气体冷却，冷凝的液硫流入硫封罐，再对二级冷却器顶部排出的过程气通过换热器进行加热，排放到三级反应器中继续进行加热。

一级反应器中反应温度高，主要是为了水解酸性气体中含有的COS以及CS2，生成S和H2S，方便之后转化回收工作的顺利进行。三级反应器中的气体在三级冷却器中冷凝，之后的液硫会流入硫封罐，过程气体会进入分液罐进行分离处理，将其中夹带的液硫流入硫封罐。

1.2 操作条件

制硫燃烧炉的工作温度控制在1240℃；余热锅炉管程进口温度控制在864℃，出口温度控制在170℃，工作过程中的蒸汽压力为0.55MPa；一级冷却器管程进口温度控制在291℃，出口温度和余热锅炉出口温度一致，蒸汽压也一致；二级冷却器管程进口温度控制在248℃，出口温度和余热锅炉出口温度一致，蒸汽压也一致；三级冷却器管程进口温度控制在214℃，出口温度为140℃，蒸汽压为0.2MPa；一级换热器壳程进口温度等于一级冷却器管程出口温度，反应之后出口温度为220℃，管程进口温度为363℃，出口温度为323℃；二级换热器壳程进口温度等于二级冷却器管程出口温度，反应之后出口温度为210℃，管程进口温度等于一级换热器管程出口温度，出口温度为291℃。

1.3 设备选型

第一，制硫燃烧炉的选择，选择卧式圆筒炉，燃烧炉进口位置安装有酸性气燃烧器；第二，克劳斯反应器，整个克劳斯反应器由一级反应器、二级反应器一级三级反应器组成在一起形成，反应器整体呈卧式结构，在一级反应器中存在两种催化剂，分别为有机硫水解催化剂、克劳斯反应催化剂。

2 设计特点

首先，制硫工艺方面选择三级克劳斯制硫工艺，借助比值调节阀实现制硫燃烧炉进气中空气和酸性气体的比例，另外还可以通过尾气线上的H2S在线分析仪来实现对燃烧炉内空气量的实时监测，调节器根据实际情况来完成对空气和酸性气比值的修正，保证H2S和SO2比值最优化。

其次，在冷却器方面，一级冷却器以及二级冷却器两者组合在一起，通过共用一个壳程的方式很大程度上降低了冷侧控制调节回路；在换热器方面，一级换热器和二级换热器之间的管程相互连接，通过这种方式将过程气配管的交叉减到最少；在反应器方面，一级反应器、二级反应器、三级反应器组合在一起形成克劳斯反应器，高架布置，不仅有效节约了占地面积，同时还可以有效避免过程气线长度，将热量散失降到最低。

一级反应器中的过程气温度借助高温掺和阀实现自动控制，可有效降低能耗；二、三级反应器中的过程气与一级反应器出口过程气实现换热，起到节约加热介质的作用，借助热旁路实现温度的控制，使得整个反应器中的温度控制在稳定合理的范围。另外，余热锅炉以及冷却器中产生的蒸汽，可以直接用来维持设备伴热需求，不需要再单独铺设管线供热。

3 结语

三级克劳斯硫磺回收工艺，其控制系统可以实现自动化控制，整个工艺流程稳定性高，不会消耗太多的能量，在建设过程中可以有效节约投资成本，不需要占用过多面积，整个操作过程简单灵活。通过三级克劳斯硫磺回收工艺，可以实现约99%的硫回收率，硫磺的纯度接近100%，满足国家一等品硫磺标准。不仅实现了环保目的，同时还将尾气处理的成本降到最低，有着非常好的经济效益以及社会效益。

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职称:中级工程师，目前从事的工作：石油化工工程工艺管道设计

姓名：王立杰（1983-），学历：本科，毕业院校：天津大学