克劳斯法硫磺回收方法

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1、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/Nm3低温甲醇洗：净化气含硫 0.1ppm 送出 H2S 含量为 35%左右的酸性气体 3871Nm3。本岗位主要任务是回收低温甲醇洗含硫CO2尾气中的H2S组份，通过该装 置回收，制成颗粒状硫磺。同时将尾气送到锅炉燃烧，使排放废气达到国家排放 标准，本装置的正常硫磺产量约为16160 吨/年。二、工艺方法1、常用硫回收工艺(1) 液相直接氧化工艺有代表性的液相直接氧化工艺有：ADA法和改良ADA法脱硫、拷胶法脱硫、 氨水液相催化法脱等。 液相直接氧化

2、工艺适用于硫的“粗脱”，如果要求高的硫 回收率和达到排放标准的尾气，宜采用固定床催化氧化工艺或生物法硫回收工 艺。(2) 固定床催化氧化工艺硫回收率较高的Claus工艺是固定床催化氧化硫回收工艺的代表。Claus硫回 收装置一般都配有相应的尾气处理单元，这些先进的尾气处理单元或与硫回收装 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 理方式种类繁多，但基本是在Claus硫回收技术基础上发展起来的，主要有:SCOT 工艺、SuperClaus 工艺、Clinsulf 工艺、Sulfreen 工艺、MCRC 工艺等。2. 克劳斯硫回收工艺特点常规 Claus 工艺

3、是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含 H2S 气体回收硫的主要方法。其特点是：流程简单、设备少、占地少、投资省、回收 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 收率为 90-95%，三级转化也只能达到95-98%，随着人们环保意识的日益增强和 环保标准的提高，常规 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。一般克劳斯尾气吸收要经过尾气焚烧炉，通过吸收塔，在吸收塔用石灰乳溶 液或稀氨水吸收，生成亚硫酸氢钙或亚硫酸氢铵，通过向溶液空气，转化为石膏 或硫酸铵，达到无害处理，我公司硫回收尾气

4、送至锅炉燃烧并脱硫后排放。3、克劳斯法制硫基本原理 克劳斯硫回收装置用来处理低温甲醇洗的酸性气体，使酸性气中的 H2S 转 变为单质硫。首先在燃烧炉三分之一的H2S与氧燃烧，生产S02，然后剩余的H2S 与生成的SO2在催化剂的作用下，进行克劳斯反应生成硫磺。其主要反应式为：H2S+ 3/2O2= SO2+H2O+519.2kJ2H2S+ SO2=3S+2 H2O +93kJ 由于酸气中除H2S夕卜，通常含有C02、H20、烃类等化学反应十分复杂， 伴有多种副反应发生。克劳斯法的工艺流程有三种：（1） 部分燃烧法（2）分流法（3）燃硫法原料气中H2S含量，%工艺方法原料气中H2S含量50%以上

5、，部分燃烧法原料气中H2S含量4050%带预热部分燃烧法原料气中H2S含量2540%分流法原料气中H2S含量1525%带预热分流法原料气中H2S含量15%以下，直接氧化法及其他处理贫酸气方法（2）分流法本装置采用分流法：将三分之一的酸性气体通入燃烧炉，加入空气使其燃烧 生成SO2,而其余三分之二酸性气走旁路，绕过燃烧室，与燃烧后的气体汇合进 入催化剂床层反应，这种可处理 H2S 含量为 35%左右的酸性气体，并采用三段 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：1、原材料技术规格序号名称规格1酸性气H2S 35.0% CO2 61.54%COS

6、3.25%，甲醇 0.21%0.05MP(G)2830C2煤层气C194.517% CO2 0.301%C2 0.01% N2 3.812% O2 1.356%0.028MP(a)28 C克劳斯催化剂主要成分为氧化钛，此催化剂不需要还原，升温后即可使用。型号为LYTS-01TiO2 LYTS-811,是白色氧化铝催化剂，堆密度0.7g/cm3,次 装填量30m3o物理性质：外形尺寸直径46m m,比表面300m2/g，孔容0.40ml/g, 堆密度0.65kg/l,抗压碎强度140N/粒，磨耗率V0.3%，催化剂寿命在3年左 右。2、原材料消耗量序号名称规格单位消耗定额消耗量备注小时年1酸性气

7、总硫35.0%0.05MP (g)Nm3/hr191638713.1x1072燃料气C1, H2等Nm3/hr200 (max)间 断3、 产品技术规格序号名称及规格单位消耗定额产量备注小时年1低压蒸汽158C 0.6MPa (a)吨1.312.6421120连续2硫磺 S 99.8%吨2.0216160连续4、动力消耗及消耗量序号名称及规格单位消耗定额消耗量备注小时年1循环冷却水(t=8-10C)0.5MPam39.9201600002低压锅炉给水1.3MPa105Ct9.826.3210400进装置低压锅炉给水1.2MPa140Ct8.4623.6188800出装置序号名称及规格单位消耗定

8、额消耗量备注小时年3脱盐水0.5MPa 40 Ct6.17.8562800进装置脱盐水0.5MPa 90 Ct6.17.8562800出装置4电 380Vkwh89.8181.51.45X1065低压氮气0.5 MPa (g)m3200最大6仪表空气 0.45 MPa (g)m3100最大*消耗定额以每吨硫磺计四、装置布置及主要设备由于液态硫的特殊性，对产生液硫的设备均设置在EL5.000平面上，以便于 液硫的流动，其余设备根据高差要求，布置在不同平面上。整个装置占地约 600m2。1、酸气燃烧炉2600 X 8526 6 =14V=170m3设计温度1400 C 设计压力0.06MP 卧式是

9、克劳斯法制硫工艺中最重要的设备。在此1/3体积的H2S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）火焰温度燃烧炉温度必须保持在920C以上，否则火焰不能稳定燃烧，最好反应温度 在 12501300 左右。过高设备、耐火材料选择困难，并生成多种氮、硫氧化副产 物，导致下游催化剂硫酸盐化而失活。炉温同 H2S 浓度密切相关，一般低于 40%必须采用分流法。2）花墙 使过程气有一个稳定且充分接触的反应空间，同时使气流均匀进入废热锅炉。3）炉停留时间 高温克劳斯反应一般在 1s 即可完成，受原料气含量、炉混合均匀

10、程度、燃 烧室结构等影响，停留时间一般在 12.5s。4）火嘴使酸气和空气等气体有效混合均匀提供一个提供一个使杂质和 H2S 能够完 全燃烧的稳定火焰。2、废热锅炉45X3.5X60000 n=97 F=119m2 设计温度 管程 3001000C 壳程 190C 设计压力管程0.06MP 壳程0.77MP 汽包 DN800X 6000卧式带汽包从反应器出口气流中回收热量并发生蒸汽，同时使过程气温度降至下游设备 所要求的温度并冷凝回收硫。3、一二三段转化器F1200 X 7000 巾 3800 X 9882V=170m3 设计温度 390 C 设计压力0.06MP 卧式部用隔板隔成三段，触媒装

11、填量30m3,每段装填量约810m3转化器的功能是使过程气中的 H2S 和 SO2 在床层上继续克劳斯反应生成元 素硫，同时使过程气中 COS、CS2 等有机硫化物在催化剂床层上水解为 H2S 和 CO2，主要反应在一级反应器中进行，一级反应器实际空速远远大于二、三级， 考虑有机物水解要求，一级转化器出口应控制在310340C，由于各级冷凝分离 了大量产物硫，也不存在有机物水解问题，二、三级转化器在较低温度下操作， 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：F1300X6619 F=159m245X3X4000 n=289 设计温度管程 280C 壳

12、程 230C 设计压力 0.06MP二段换热器：F1400X8689 F=269m245X3X6000 n=323 设计温度管程 380C 壳程 145C 设计压力 0.05MP一段冷凝器：F1100X 8539F=284m2 38 X 3X 6000n=403 设计温度 管程 315 C壳程 145C 设计压力 管程 0.05MP 壳程 1、 43MP二段冷凝器：F1000X 8279F=222m238X3X6000 n=315 设计温度 管程 220C壳程165 C设计压力 管程0.05MP 壳程1、43MP三段冷凝器：F1000X 8279F=222m238X3X6000n=315 设计

13、温度 管程 260C壳程 165C 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、波纹管一二三段液硫捕集器：F1200X4163 V=3.84m3设计温度170C设计压力 容器 0.06MP 盘管 0.7MP功能是从冷凝器出口尽可能回收液硫和硫雾沫，捕集效果好坏对硫产量影响 至关重要。6、液硫封立式 包括夹套、容器两部分 F1100X 6X 3600 V=0.57/2.81m3 设计温度 夹套147C容器160C 设计压力夹套0.3MP容器常压通过建立液硫液位，利用液硫压力封住

14、系统中工艺气体，防止串出系统，造 成危害。7、液硫储槽包括盘管和容器两部分 F2500X 8X 2500 立式 V=12.28m3 设计温度 夹 套 160C 容器 160C 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 90kwJ61502A、 B 液硫泵 1.24m3/h H=40m7.5kw硫磺造粒机（成套）含液硫过滤单元，气动球阀，针形调节阀 处理量 2t/h 9.99kw12930X1210X18600五、工艺流程1、主要工艺流程来自低温甲醇洗的富H2S气体(35%、3871Nm3/h, 30 C, 0.05MPa)进入 本装置后分为两部分，一股为总量的1/3去酸气燃烧炉(B61501)与空气鼓风机 (J61501)送来的空气一起进行完全燃烧，燃烧后的气体先先于脱盐水换热降温 再进入废锅进行余热回收,用来产生 0.65MPa 低压饱和蒸汽,然后与另一部分 气体(总量2/3)混合后温度约为230C，进入一段换热气(C61502)与来自液 硫捕集器(F61501)的低温气体进行换热，这时会有一部分硫冷凝下来，再进入 一段