硫磺回收系统的操作要求和工艺指标

一、制硫工艺原理

硫磺回收系统的操作要求和工艺指标

Claus制硫总的反应可以表示为：

2H2S+02/X S x+2H20

在反应炉内，上述反应是部分燃烧法的主要反应，反应比率随炉温变化而变化，炉温越高平衡转化率越高；除上述反应外，还进行以下主反应：

2H2S+3O2=2SO2+2H2O

在转化器中发生以下主反应：

2H2S+SO23/XS x+2H2O

由于复杂的酸性气组成，反应炉内可能发生以下副反应：

2S+2CO2COS+CO+SO2

2CO2+3S=2COS+SO2

CO+S=COS

在转化器中，在300摄氏度以上还发生CS2和COS的水解反应：

COS+H2O=H2S+CO2

二、流程描述

来自上游的酸性气进入制硫燃烧炉的火嘴；根据制硫反应需氧量，通过比值

调节严格控制进炉空气量，经燃烧，在制硫燃烧炉内约65％(v)的H2S进行高温克

劳斯反应转化为硫，余下的H2S中有1／3转化为SO2燃烧时所需空气由制硫炉鼓风机供给。制硫燃烧炉的配风量是关键，并根据分析数据调节供风管道上的调节阀，使过程气中的H2S/SO2比率始终趋近2：1，从而获得最高的Claus转化率。

自制硫炉排出的高温过程气，小部分通过高温掺合阀调节一、二级转化器的

入口温度，其余部分进入一级冷凝冷却器冷至160℃，在一级冷凝冷却器管程出

口，冷凝下来的液体硫磺与过程气分离，自底部流出进入硫封罐。

一级冷凝冷却器管程出口160℃的过程气，通过高温掺合阀与高温过程气混合后，温度达到261℃进入一级转化器，在催化剂的作用下，过程气中的H2S和SO2转化为元素硫。反应后的气体温度为323℃，进入二级冷凝冷却器；过程气冷却至160℃，二级冷凝冷却器冷凝下来的液体硫磺，在管程出口与过程气分离，自底部流出进入硫封罐。分离后的过程气通过高温掺合阀与高温过程气混合后温度达到225℃进入二级转化器。在催化剂作用下，过程气中剩余的H2S和SO2进一步转化为元素硫。

反应后的过程气进入三级冷凝冷却器，温度从246℃被冷却至1．60~C。三级

冷凝冷却器冷凝下来的液体硫磺，在管程出口与过程气分离，自底部流出进入硫

封罐。顶部出来的尾气自烟囱排放。

三、开车操作规程

1、系统升温

条件确认：制硫炉和一、二、三级冷凝冷却器达到使用条件：一、二、三级

冷凝冷却器内引入除氧水至正常液位；按程序对制硫炉点火；按升温曲线对制硫

炉升温；流程：制硫炉烘炉烟气一废热锅炉一一级冷凝冷却器一高温掺合阀一一

级转化器一二级冷凝冷却器一高温掺合阀一二级转化器一三级冷凝冷却器一为

其扑集器一烟囱；一、二级转化器升温至200~C，废热锅炉蒸汽压力0.04—0.045mpa，冷凝

器的蒸汽压力0.03—0.035mpa并保持。

2、系统升温过程中的检查和注意事项：

制定系统升温曲线，并绘制实际升温曲线与之对照，尽量减少两者之间的

偏差；系统升温过程中，应密切关注一、二、三级冷凝冷却器和蒸汽发生器的

压力和液位，严防超压和干锅；一、二级转化器升温速度5～15。C为宜，可以

根据开工实际进度调整；装置第一次开工，系统升温烟气的氧含量可以过量；

装置再次开工的系统升温应控制烟气中氧含量不大于2％(V)，防止停工时系统

中残留的可燃物自燃。在控制氧含量的同时，应防止燃料气燃烧不完全析碳污

染催化剂，防止析碳的方法是根据燃料气用量，按比例投配低压蒸汽，投配蒸

汽的目的是当供氧量不足时，发生“水煤气”反应，生成C0而不析碳，投配

量约为1．5～2．5kg蒸汽／kg燃料气；当转化器出现异常升温(飞温)时，应立

即调整配风量，降低温度：系统升温过程中应每小时分析一次烟气中的氧含量，

并根据分析数据适时调节配风量；系统升温低温段(炉膛温度~400~C，产汽设

备产汽量很少，可以通过设备上的放空阀至消音器放空；系统升温的高温段(炉

膛温度>400℃)，产汽量较大，可以根据具体情况将蒸汽并网；系统升温至制

硫燃烧炉炉膛温度＞400℃，应联系保运工对高温部位(设备和管道)的净密封

点进行热紧，重点部位要做气密，确保正常开工后无泄漏。

3、硫回收部分开车

3．1硫回收部分投料条件确认：

制硫炉炉膛温度800℃以上；一、二级转化器床层温度约200℃；液硫管线

已经具备使用条件；一、二、三级冷凝冷却器液面控制和压力已经控制工艺要求

范围状态；确认正常生成流程已经打通，具备了投料条件；确认废热锅炉蒸汽压

力0.04—0．045mpa，冷凝器的蒸汽压力0.03—0.035mpa，水位正常，否则应通

蒸汽使废热锅炉蒸汽压力，冷凝器的蒸汽压力达到工艺要求。

3．2投料开车

l、接到高压排毒通知后，启动罗茨风机，罗茨风机运行正常后，调整风量

通知高压排毒。

2、打开克劳斯炉酸性气体的入口阀门；向制硫炉引入酸性气并按预设比值同步启动空气调节阀向炉内配风；通过炉体视镜观察燃烧情况，并根据操作经验做出判断调整气／风比；确认制硫炉已经进入稳定状态；制硫炉稳定燃烧30分钟后，依次打开一、二、三级冷凝冷却器液硫出口阀门，引出液体硫磺，注意防止过程气逸出；投料开车阶段，建议每隔1小时进行一次液硫管道排污操作，防止杂物堵塞液硫线。

3、运行过程中加强巡检，并做好记录；通过空气量调节H2S／S02数据，配风量控制是提高转化率的关键；经常检查炉壁温度，防止耐火衬里剥落，炉壁局部过热损坏设备；密切关注废热锅炉、冷凝器液位和压力，防止干锅；如果出现过程气温度下降／转化器温度下降等异常现象及时汇报，并停工处理。

4、注意控制转化器入口温度，保证一级转化器床层温度在260℃／320℃范围内；二级转化器床层温度在225～250℃范围内；注意转化器入口／出口的温差，如果出现温差太小，说明H2S／S02比例不合适，应减少空气量；注意观察床层温度变化规律，通常情况下，新装填的催化剂，上部温升较大，下部温升较小，装置运行末期，情况正好相反。如果出现床层温度异常下移，说明床层上部的催化剂活性下降，应计划更换；注意转化器进／出口压力变化，及时判断转化器床层是否出现堵塞，以便及时处理。

5、排毒完毕后，关闭克劳斯炉酸性气体的入口阀门，调整罗茨风机的风量

继续吹扫2—5分钟后，按停罗茨风机的按钮。等待下次排毒。