发布时间 : 星期二 文章硫磺回收工艺介绍 - 图文更新完毕开始阅读
3.7.3主火嘴及反应炉
主火嘴和燃烧炉通常平行安装,组成硫磺回收装置的热反应器,同轴安装在反应炉的头部,是硫磺回收装置的心脏。反应炉采用圆筒形卧式结构,尾部直接与余热锅炉相接。简体下部采用鞍式支座支撑反应炉燃烧器是硫磺回收装置的核心设备,直接影响硫磺回收产品质量和回收效果。性能优良的燃烧器,应具备以下工艺特点:使空气充分混合达到反应平衡、使原料气的杂质NH3经类完全燃烧,并实现点火及控制的自动化,为确保装置的长周期、安全可靠地运行,并且从硫磺装置的使用业绩和长周期工作的安全性来看,国外知名燃烧器厂商有着比较好的使用业绩因此燃烧器建议引进国外产品反应炉壳体材质为正火碳钢,强度设计温度350℃。内部炉膛为多层复合型炉衬结构,由耐火砖和浇注料组成为防止低温露点腐蚀和高温硫化物腐蚀,反应炉的外壁温度设计控制在170-300℃之间炉外设置防护罩,同时可避免烫伤操作人员以及雨雪天气造成炉体外壁的急冷现象。
3.7.4焚烧炉
尾气焚烧炉采用圆筒形卧式结构,尾部与焚烧炉废热锅炉相接。筒体下部采用鞍式支座支撑尾气焚烧炉燃烧器设计要求环保排放要求高,为确保装置的长周期、安全可靠地运行,并且从硫磺装置的使用业绩和长周期工作的安全性来看。
3.7.5废热锅炉
硫磺回收装置的废热锅炉是典型的火管式锅炉。废热锅炉的管口与热反应器的出口相连,既是反应炉的后墙又是过渡区的尾端。
废热锅炉有2个功能： 一是通过产生蒸汽回收高热;
二是将工艺气从1200℃冷却到351℃。废热锅炉的管壳及管人口通常使用高铝陶瓷管密封套加以保护,在密封套和管面之间使用90%的铝铁水泥耐火材料,厚度约10cm。
3.7.6酸性气分液罐
分液罐的目的是脱除酸性气中的冷凝液并捕捉来源于上游胺再生塔或酸性水汽提塔的任何液体杂质,如酸性水、烃类及胺等。如果冷凝液穿过分液罐就会引起很多间题,如原料计量不准、阻塞火嘴、损坏火嘴及燃烧炉的耐火材料、在
反应炉中引起不必要的副反应、增加空气消耗量、降低硫磺回收装置的效率并阻塞下游设备等,分液罐应安装泵以便将收集到的液体输送到上游的合适装置进行进一步的加工。泵应设计有开关阀,能够根据由软件或硬件控制的检测装置检测到的液面的高低来控制泵的启动。每台分液罐应有2台泵,1台在线使用,另1台备用,建议每台分液罐使用独立的备用泵。
3.8影响Claus硫磺回收装置操作的主要因素
3.8.1酸性气成分
（1） 原料气通过制硫燃烧炉时,如果氨燃烧不完全,那么剩余部分的氨就会和工艺气流中的各种酸性组分反应,生成铵盐,在装置的低温部位就会产生各种固体铵盐沉积,增加系统压降,严重时将堵塞下游设备,迫使装置停产。 （2）酸性气体中存在的烃类在反应中会参与燃烧反应，使得反应设备温度升高，从而增加燃烧炉的热负荷，增加需氧量，增大管道和设备，使得投资额增大。（3）有机烃类物质的存在使得副反应增多，硫的转化率减少，未充分反应的烃类在催化剂的表面会产生积碳，催化剂涂层的形成，导致催化剂中毒的失活，必须限制烃类在反应中，一般要求低于4%。
（4）对硫回收率的影响由于氨的燃烧需要O2,而从助燃空气中带入的大量氮气、水蒸汽以及燃烧产物(N2和H2O)会稀释参加Claus反应的有效反应物,使之分压降低。
（5）氨在高温下还可能形成各种氮的氧化物NOx。在有氧存在时,NOx会将SO2催化氧化为SO3,SO3与水反应生成硫酸,从而带来严重的腐蚀问题。当过程气中有SO3或O2存在时,会加速催化剂的硫酸盐化,由于催化剂的活性中心被大量硫酸盐占据,使之迅速丧失活性,从而导致催化剂中毒。必须在含硫气体燃烧炉内处理含硫气体中的氨气，将其氧化为氮气和水。
3SO3+Al2O3→Al2(SO4)3(11)
3.8.2气风比
H2S和SO2气体混合比的过程中需要严格控制。H2S和SO2的混合比为2时，克劳斯反应的转化率为最佳。H2S和SO2的混合比例是一个参数，需要在克劳斯装置的过程进行控制，以提高硫回收率。控制气风比的主要手段是通过对空气和酸性气流量比例进行设置；考虑到酸性气体成分的波动，H2S和SO2
的比例可能也会受到影响，通常情况下在最后一级冷凝器后添加在线分析仪对系统进行反馈控制，这套系统属于微量调节。
3.8.3反应器的操作温度
反应器的工作温度取决于三个因素：热功率因数，气体成分和硫的露点。在热力学过程中，降低了加工温度，提高了硫的转化率，但当工艺气体温度过低时，催化剂的表面上的硫会被凝聚成一个固体表面，对催化剂表面进行包覆的，使其中毒而失去活性，使过程气体的温度高于硫蒸气的温度，高的值约为10~30℃。
3.9影响克劳斯反应的因素
3.9.1温度
克劳斯过程分两部分，900K以上为热反应区，这是在燃烧炉内进行的反应，在此温度下硫分子主要是S2，从反应可见，是吸热反应，而且是从3mol反应物变成3.5mol生成物，因而温度升高和压力降低有利于反应的进行，即可提高转化率。而另一部分在800K以下为催化反应区，主要是在各级转化器内进行的转化反应。在800K以下，硫分子逐渐向S6和S8转变，并放出热量，使克劳斯反应呈放热反应，因为是放热反应，同时生成物的摩尔数小于反应物的摩尔数，所以降低温度和增高压力对此反应有利。
H2S的平衡转化率与反应温度的关系如下图2-8所示：