克勞斯爐

克勞斯工藝概述·原理

      1883年英國化學家Claus開發了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：

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：

2H2S + SO2 = 2H2O + 3/x Sx     （2）

      實際裝置中，原料由于酸汽內還含有NH3、HCN、烴、CO2、水等成分，在反應爐內高溫下發生反應，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（3）--（5）是在克勞斯爐內高溫（950～1300℃）及Ni催化劑作用下，發生充分裂解；反應（1）--（2）是在恰當的O2配入量及克勞斯催化劑作用下，發生部分氧化而得到硫磺。

      由于反應復雜，裝置的安全運行和硫磺收率取決于對內部介質的氣氛控制。

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

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

      爐內填充了鎳基催化劑，在催化劑床層的前部和后部均設置有惰性球，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，與軟水間接換熱產生蒸汽，過程氣冷卻中產生的冷凝硫磺液滴經分離后排入液硫槽；出廢熱鍋爐的過程氣進入硫反應器。硫反應器內裝填有硫回收催化劑，在催化劑作用下發生克勞斯反應。

      硫反應器出口的過程氣進入硫冷凝器，與軟水間接換熱產生蒸汽，并將過程氣冷卻中產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介質氣氛。

      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，裝置還設有惰性氣體吹掃和燃氣切斷設施。

工藝簡圖

單元的性質與特點

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

2、由于該系統所需技術的廣泛性，使得任何一個科技型公司或生產型公司都無法孤立完成技術研發和應用。

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

4、以可靠的設備(硬件)、優質的控制系統（軟件）、切實可行的工藝方案，來實現的預期目標；以產生**的經濟和社會效益，這是我們考慮和付諸實施的工作。

5、該單元的特殊性質就決定了此類項目執行的特點