克劳斯法硫磺回收方法

10克劳斯法硫回收一、工艺设计三高无烟煤：元素分析含硫3.3%造气：121332Nm3含硫化氢1.11%含COS0.12% 约17克/Nm30.1ppmH2S35%左右的酸性气体3871Nm3。CO2H2S组份，通过该装16160吨/年。二、工艺方法1、常用硫回收工艺液相直接氧化工艺氨水液相催化法脱等。液相直接氧化工艺适用于硫的“粗脱”，假设要求高的硫回收率和到达排放标准的尾气，宜承受固定床催化氧化工艺或生物法硫回收工艺。固定床催化氧化工艺Claus硫回置组合为一个整体装置，或单独成为一个后续装置。Claus硫回收工艺及尾气处Claus工艺、SuperClaus工艺、Clinsulf工艺、Sulfreen工艺、MCRC工艺等。克劳斯硫回收工艺特点常规Claus工艺是目前炼厂气、自然气加工副产酸性气体及其它含H2S硫磺纯度高。但是由于受化学平衡的限制，两级催化转化的常规Claus工艺硫回90-95%，三级转化也只能到达95-98%，随着人们环保意识的日益增加和Claus工艺的尾气中硫化物的排放量已不能满足现行环保标准的要求，降低硫化物排放量和提高硫回收率已迫在眉睫。3、克劳斯法制硫根本原理H2S转H2SSO2,然后剩余的H2SSO2在催化剂的作用下，进展克劳斯反响生成硫磺。其主要反响式为：H2S+3/2O2=SO2+H2O+519.2kJ2H2S+SO2=3S+2H2O+93kJH2SCO2、H2O、烃类等化学反响格外简单，伴有多种副反响发生。克劳斯法的工艺流程有三种：局部燃烧法〔2〕分流法〔3〕燃硫法H2S含量，%

工艺方法分流法

分流法带预热分流法直接氧化法及其他处理贫酸气方法35%左右的酸性气体，并承受三段转化，三级冷凝工艺流程，该法回收硫的纯度较高〔99.8。三、原材料及产品主要技术规格：序号名称规格序号名称规格H2S35.0% CO261.54%1 酸性气COS3.25%，甲醇0.21%0.05MP(G)28~30℃2 煤层气

C194.517% CO2 0.301%C20.01% N23.812% O21.356%

0.028MP(a)28℃催化剂主要成分为氧化钛，此催化剂不需要复原，升温后即可使用。LYTS-811，是白色氧化铝催化剂，堆密~0.7g/cm3,一次装填量30m3物理性质外形尺寸直径4~6mm,比外表≥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。序名称规格单位序名称规格单位消耗消耗量备号定额小时年注135.0%0.05MP〔g〕Nm3/hr191638713.1x1072Nm3/hr间断3、产品技术规格单单消耗产量序号名称及规格备注位 定额 小时年低压蒸汽1吨1.312.6421120连续158℃0.6MPa〔a〕2硫磺S 99.8%吨2.0216160连续序消耗消耗量序消耗消耗量备注名称及规格 单位号 定额 小时 年循环冷却水1(△t=8-10℃)0.5MPam39.920160000低压锅炉给水21.3MPa105℃t9.826.3210400进装置低压锅炉给水t8.4623.6188800出装置1.2MPa140℃序号名称及规格 单位消耗定额小时消耗量年备注3脱盐水 0.5MPa40℃ t6.17.8562800进装置脱盐水 0.5MPa90℃ t6.17.8562800出装置4电380V kwh89.8181.51.45X1065低压氮气 0.5MPa〔g〕 m3200最大6仪表空气 0.45MPa〔g〕 m3100最大四、装置布置及主要设备EL5.000液硫的流淌，其余设备依据高差要求，布置在不同平面上。整个装置占地约600m2。1、酸气燃烧炉Φ2600×8526 δ=14 V=170m3 设计温度1400℃ 设计压力0.06MP 卧式1/3H2S与空气燃烧生成SO2，保证过程气中H2S：SO2摩尔比为2：1，同时烃类燃烧转化为CO2等惰性组分，并或多或少生成元素硫。1〕火焰温度920℃以上，否则火焰不能稳定燃烧，最好反响温度物，导致下游催化剂硫酸盐化而失活。40%必需承受分流法。2〕花墙炉。炉内停留时间1s1~2.5s。火嘴使酸气和空气等气体有效混合均匀供给一个供给一个使杂质和H2S能够完全燃烧的稳定火焰。2、废热锅炉Φ45×3.5×60000 n=97F=119m2300~1000℃壳程190℃ 设计压力管程0.06MP壳程0.77MP汽包 DN800×6000 卧式带汽包所要求的温度并冷凝回收硫。3、一二三段转化器F1200×7000 ф3800×9882 V=170m3 设计温度390℃ 设计压力MP 卧式内部用隔板隔成三段，30m3,8~10m3H2SSO2在床层上连续克劳斯反响生成元COS、CS2H2S和CO2，主要反响在一级反响器中进展，一级反响器实际空速远远大于二、三级，考虑有机物水解要求，一级转化器出口应掌握在310~340℃，由于各级冷凝分别可获得较高转化率。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：F1300×6619 F=159m2 Φ45×3×4000管程280℃ 壳程230℃设计压力 0.06MPn=289设计温度二段换热器：F1400×8689 F=269m2 Φ45×3×6000管程380℃ 壳程145℃设计压力0.05MPn=323设计温度一段冷凝器：F1100×8539 F=284m2 Φ38×3×6000 n=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：F1000×8279 F=222m2 Φ38×3×6000 n=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：F1000×8279 F=222m2 Φ38×3×6000 n=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，同时回收热量。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：F1200×4163 V=3.84m3设计温度170℃设计压力容器0.06MP 盘管0.7MP至关重要。6、液硫封立式包括夹套、容器两局部F1100×6×3600 V=0.57/2.81m3 夹套147℃容器160℃ 设计压力夹套0.3MP 容器常压成危害。7、液硫储槽包括盘管和容器两局部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/h 80kpa 132kwJ61503A、B尾气风机211m3/h 升压15kpa J61502A、B液硫泵1.24m3/h H=40m 7.5kw硫磺造粒机〔成套〕含液硫过滤单元，气动球阀，针形调整阀处理量2t/h 12930×1210×18600五、工艺流程1、主要工艺流程HS气体〔35%、3871Nm3/h，30℃，0.05MPa〕进入2本装置后分为两局部，一股为总量的1/3去酸气燃烧炉〔B61501〕与空气鼓风机再进入废锅进展余热回收，用来产生0.65MPa低压饱和蒸汽，然后与另一局部气体〔2/3〕230℃，进入一段换热气〔C61502〕与来自液一段的冷凝器〔C61503〕用低压锅炉给水进一步冷却至160℃左右，使硫连续冷凝通过液硫捕集器〔F61501〕将硫雾滴捕集后，进入换热器〔C61502〕将温度后气体经过二段换热器〔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〕分别液硫，由二段换热器〔C61504〕升温至215℃后进入反响器245℃〔C61506〕150℃和液硫捕集器〔F61503〕冷凝分别其处理。CLS-61507溢流至液硫储槽F6150(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。液硫流程液硫封液硫封液硫储槽过滤单元硫磺造粒机半自动包装机半自动包装机气相流程2/3H2S2/3H2S1/3H2S

酸气燃烧炉 废热锅炉 一段转化器二段转化器 一段换热器三段段转化 二段换热器 一段冷凝器三段段冷凝 二段冷凝器 液硫捕集器液硫捕集器 液硫捕集器 气相去锅炉液相去液硫封气相去锅炉液相去液硫封2、关心物料工艺流程六、影响操作的因素1H2S含量

气相去锅炉液相去液硫封H2S含量高可增加硫回收率和降低装置投资。原料气中H2S含量与硫回收率和投资关系H2S含量%硫回收率

162.0693.6

241.6794.2

58 931.15 195 962、原料气和过程气中杂质组分含量CO2CO2H2S在炉内反响生成COS、CS2，这两种作用都将导致硫回收率降低。当原料气中CO23.6%上升43.5%52.2%。烃类及其他有机物油，严峻影响催化剂活性，此外过多烃类存在也会增加反响炉内COS、CS2生CH42~4%。水蒸气物的分压，从而降低总转化率。转化率%转化率%气流温度℃24%28%32%175848381200737370225646056250504541NH3N的氧化物，造成堵塞、腐蚀和催化剂中毒。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，可按化学反响理论需氧量计算风气比。对硫回收率影响更大。空气缺乏空气过量空气缺乏空气过量100%计979899100101102103两级转化3.63.122.72.532.562.793.2损失损失%三级转化3.12.141.321.051.21.542.1三级转化一般掌握在±1%，同时仅按空气流量调整风气比是不够的，必需H2S含量，并据此对空气流量作相应调整。4、H2S/SO2比例抱负克劳斯反响要求H2S/SO2摩尔比=2/1，才能获得较高转化率。H2S/SO22H2S/SO22偏差放大，转化率H2S/SO2，并依据此信号来调整风气比。5、空速低，设备效率降低，体积过大。一般空速掌握在500h-1，催化剂活性较高，可提高至800~1000h-1。六、加减量操作〔一、酸性气体组分和流量的变化22

SH

S的浓度