克劳斯炉

克劳斯工艺概述·原理

      1883年英国化学家Claus开发了H2S氧化制硫的方法，即：

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

      20世纪30年代，德国法本公司将克劳斯工艺发展为改良克劳斯工艺，H2S的部分氧化分两阶段完成：

**阶段是1/3的H2S氧化为SO2的燃烧反应：

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

      第二阶段是余下的2/3的H2S与**阶段生成的SO2在催化剂作用下的催化反应：

2H2S + SO2 = 2H2O + 3/x Sx     （2）

      实际装置中，原料由于酸汽内还含有NH3、HCN、烃、CO2、水等成分，在反应炉内高温下发生反应，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）

……

      反应（3）--（5）是在克劳斯炉内高温（950～1300℃）及Ni催化剂作用下，发生充分裂解；反应（1）--（2）是在恰当的O2配入量及克劳斯催化剂作用下，发生部分氧化而得到硫磺。

      由于反应复杂，装置的安全运行和硫磺收率取决于对内部介质的气氛控制。

      原料汽进入克劳斯炉内，炉内温度保持在950～1300℃之间，依靠加入的空气一方面使原料汽中NH3 、HCN和烃类在炉内镍催化剂作用下分解，从而避免了对设备和管道的腐蚀或堵塞；另一方面使原料汽中H2S发生部分氧化反应，在炉内大约有60%已转化为单质硫；根据炉内主要平衡状态，炉内还有COS和CS2生成。

      反应所需的空气，由空气鼓风机送入燃烧器。所需加热煤气由煤气增压机送入燃烧器。

      炉内填充了镍基催化剂，在催化剂床层的前部和后部均设置有惰性球，以防止火焰直接接触催化剂。

      过程气通过克劳斯炉床层后进入废热锅炉，与软水间接换热产生蒸汽，过程气冷却中产生的冷凝硫磺液滴经分离后排入液硫槽；出废热锅炉的过程气进入硫反应器。硫反应器内装填有硫回收催化剂，在催化剂作用下发生克劳斯反应。

      硫反应器出口的过程气进入硫冷凝器，与软水间接换热产生蒸汽，并将过程气冷却中产生的冷凝硫磺液滴分离排入液硫槽；分离出硫液滴的过程气称为尾气，送往装置外。尾气管道上安装有需氧分析仪，借助需氧分析仪可控制装置内介质气氛。

      所有硫排出管道均为蒸汽夹套。

      由于克劳斯装置在工作的全生命周期中，都处于可燃物、助燃物、着火点齐备的状态，装置还设有惰性气体吹扫和燃气切断设施。

工艺简图

单元的性质与特点

1、由前简介可知：焦化克劳斯硫磺回收单元是一个复杂的系统工程,它涉及了化工工艺、安全技术、催化反应、耐火、机械设备、电气、仪器仪表、自动化控制以及其它相关各专业的技术。

2、由于该系统所需技术的广泛性，使得任何一个科技型公司或生产型公司都无法孤立完成技术研发和应用。

3、正如大名鼎鼎的IBM（中国的联想），也不会生产硬盘，更不会生产CPU（ CPU是Intel公司生产的)一样。

4、以可靠的设备(硬件)、优质的控制系统（软件）、切实可行的工艺方案，来实现的预期目标；以产生**的经济和社会效益，这是我们考虑和付诸实施的工作。

5、该单元的特殊性质就决定了此类项目执行的特点