克勞斯爐

克勞斯工藝概述·原理

      1883年英國化學(xué)家Claus開發(fā)了H2S氧化制硫的方法，即：

3 H2S + 3/2 O2 = 3/x Sx + 3 H2O + 615KJ/mol

      20世紀30年代，德國法本公司將克勞斯工藝發(fā)展為改良克勞斯工藝，H2S的部分氧化分兩階段完成：

**階段是1/3的H2S氧化為SO2的燃燒反應(yīng)：

3H2S + 3/2O2 = SO2 + 2H2S + H2O     （1）

      第二階段是余下的2/3的H2S與**階段生成的SO2在催化劑作用下的催化反應(yīng)：

2H2S + SO2 = 2H2O + 3/x Sx     （2）

      實際裝置中，原料由于酸汽內(nèi)還含有NH3、HCN、烴、CO2、水等成分，在反應(yīng)爐內(nèi)高溫下發(fā)生反應(yīng)，生成COS、CS2、CO和H2等：

NH3 = 1.5 H2 + 0.5 N2     （3）

HCN + H2O = 1.5 H2 + CO + 0.5 N2     （4）

CnHm + O2 = n CO + 0.5m H2O     （5）

CO2 + H2S = COS + H2O     （6）

2 H2S + CO2 = CS2 + 2H2O     （7）

……

      反應(yīng)（3）--（5）是在克勞斯爐內(nèi)高溫（950～1300℃）及Ni催化劑作用下，發(fā)生充分裂解；反應(yīng)（1）--（2）是在恰當(dāng)?shù)腛2配入量及克勞斯催化劑作用下，發(fā)生部分氧化而得到硫磺。

      由于反應(yīng)復(fù)雜，裝置的安全運行和硫磺收率取決于對內(nèi)部介質(zhì)的氣氛控制。

      原料汽進入克勞斯爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度保持在950～1300℃之間，依靠加入的空氣一方面使原料汽中NH3 、HCN和烴類在爐內(nèi)鎳催化劑作用下分解，從而避免了對設(shè)備和管道的腐蝕或堵塞；另一方面使原料汽中H2S發(fā)生部分氧化反應(yīng)，在爐內(nèi)大約有60%已轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫；根據(jù)爐內(nèi)主要平衡狀態(tài)，爐內(nèi)還有COS和CS2生成。

      反應(yīng)所需的空氣，由空氣鼓風(fēng)機送入燃燒器。所需加熱煤氣由煤氣增壓機送入燃燒器。

      爐內(nèi)填充了鎳基催化劑，在催化劑床層的前部和后部均設(shè)置有惰性球，以防止火焰直接接觸催化劑。

      過程氣通過克勞斯爐床層后進入廢熱鍋爐，與軟水間接換熱產(chǎn)生蒸汽，過程氣冷卻中產(chǎn)生的冷凝硫磺液滴經(jīng)分離后排入液硫槽；出廢熱鍋爐的過程氣進入硫反應(yīng)器。硫反應(yīng)器內(nèi)裝填有硫回收催化劑，在催化劑作用下發(fā)生克勞斯反應(yīng)。

      硫反應(yīng)器出口的過程氣進入硫冷凝器，與軟水間接換熱產(chǎn)生蒸汽，并將過程氣冷卻中產(chǎn)生的冷凝硫磺液滴分離排入液硫槽；分離出硫液滴的過程氣稱為尾氣，送往裝置外。尾氣管道上安裝有需氧分析儀，借助需氧分析儀可控制裝置內(nèi)介質(zhì)氣氛。

      所有硫排出管道均為蒸汽夾套。

      由于克勞斯裝置在工作的全生命周期中，都處于可燃物、助燃物、著火點齊備的狀態(tài)，裝置還設(shè)有惰性氣體吹掃和燃氣切斷設(shè)施。

工藝簡圖

單元的性質(zhì)與特點

1、由前簡介可知：焦化克勞斯硫磺回收單元是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它涉及了化工工藝、安全技術(shù)、催化反應(yīng)、耐火、機械設(shè)備、電氣、儀器儀表、自動化控制以及其它相關(guān)各專業(yè)的技術(shù)。

2、由于該系統(tǒng)所需技術(shù)的廣泛性，使得任何一個科技型公司或生產(chǎn)型公司都無法孤立完成技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用。

3、正如大名鼎鼎的IBM（中國的聯(lián)想），也不會生產(chǎn)硬盤，更不會生產(chǎn)CPU（ CPU是Intel公司生產(chǎn)的)一樣。

4、以可靠的設(shè)備(硬件)、優(yōu)質(zhì)的控制系統(tǒng)（軟件）、切實可行的工藝方案，來實現(xiàn)的預(yù)期目標；以產(chǎn)生**的經(jīng)濟和社會效益，這是我們考慮和付諸實施的工作。

5、該單元的特殊性質(zhì)就決定了此類項目執(zhí)行的特點