克勞斯硫磺回收主要設(shè)備及操作條件
評(píng)論: 更新日期:2012年04月15日
??????5. 再熱器
再熱器的作用是使進(jìn)入轉(zhuǎn)化器的過程氣在反應(yīng)時(shí)有較高的反應(yīng)速度,并確保過程氣的溫度高于硫露點(diǎn)。
過程氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化器的溫度可按下述要求確定:①比預(yù)計(jì)的出口硫露點(diǎn)高14~17℃;②盡可能低,以使H2S轉(zhuǎn)化率最高,但也應(yīng)高到反應(yīng)速度令人滿意;③對(duì)一級(jí)轉(zhuǎn)化器而言,還應(yīng)高到足以使COS和CS2充分水解生成H2S和CO2,即
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常用的再熱方法有熱氣體旁通法(高溫?fù)胶戏?、直接再熱法(在線燃燒爐法)和間接再熱法(過程氣換熱法)等,見圖4-8所示。
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熱氣體旁通法是從余熱鍋爐側(cè)線引出一股熱過程氣,溫度通常為480~650℃,然后將其與轉(zhuǎn)化器上游的硫冷凝器出口過程氣混合。直接再熱法是采用在線燃燒器燃燒燃料氣或酸氣,并將燃燒產(chǎn)物與硫冷凝器出口的過程氣混合。間接再熱法則采用加熱爐或換熱器來加熱硫冷凝器出口的過程氣,熱媒體通常是高壓蒸汽、熱油和熱過程氣,也可使用電加熱器。
通常,熱氣體旁通法成本最低,易于控制,壓降也小,但其總硫收率較低,尤其是處理量降低時(shí)更加顯著。一般可在前兩級(jí)轉(zhuǎn)化器采用熱氣體旁通法,第三級(jí)轉(zhuǎn)化器采用間接再熱法。
直接再熱法的在線燃燒器通常使用一部分酸氣,有時(shí)也使用燃料氣。這種方法可將過程氣加熱到任一需要的溫度,壓降也較小。缺點(diǎn)是如果采用酸氣燃燒,可能生成SO2(硫酸鹽化會(huì)使催化劑中毒);如果采用燃料氣,可能生成煙炱,堵塞床層使催化劑失活。
間接再熱法是在各級(jí)轉(zhuǎn)化器之前設(shè)置一個(gè)換熱器。此法成本最高,而且壓降最大。此外,轉(zhuǎn)化器進(jìn)口溫度還受熱媒體溫度的限制。例如,采用254℃、4.14MPa的高壓蒸汽作熱源時(shí),轉(zhuǎn)化器的最高溫度約為243℃。這樣,催化劑通常不能復(fù)活,而且COS和CS2水解也較困難。但是,間接再熱法的總硫收率最高,而且催化劑因硫酸鹽化和炭沉積失活的可能性也較小。
綜上所述,采用不同的再熱方法將會(huì)影響總硫收率。各種再熱方法按總硫收率依次遞增的順序?yàn)椋簾釟怏w旁通法、在線燃燒爐法、氣/氣換熱法、間接再熱法。熱氣體旁通法通常只適用于一級(jí)轉(zhuǎn)化器,直接再熱法適用于各級(jí)轉(zhuǎn)化器,間接再熱法一般不適用于一級(jí)轉(zhuǎn)化器。
??????6. 焚燒爐(灼燒爐)
由于H2S毒性很大不允許排放,故克勞斯裝置的尾氣即使已經(jīng)過處理也必須焚燒后將其中的H2S等轉(zhuǎn)化為SO2再排放。尾氣焚燒有熱焚燒和催化焚燒兩類,目前以熱焚燒應(yīng)用較廣泛。
熱焚燒是在氧過量(通常為20%~100%)的條件下進(jìn)行的焚燒溫度達(dá)到480~815℃。絕大多數(shù)焚燒爐是在負(fù)壓下自然引風(fēng)操作。由于尾氣中含有的可燃物,如H2S、COS、CS2、H2和元素硫含量太低(一般總計(jì)不超過3%),故必須在高溫下焚燒,以使硫和硫化物轉(zhuǎn)化成SO2。焚燒尾氣的大量熱量可通過將蒸汽過熱或產(chǎn)生0.35~3.1OMPa的飽和蒸汽等措施加以回收。在回收余熱時(shí),應(yīng)注意此時(shí)燃燒氣出口溫度較低,故必須充分考慮煙囪高度。另外,回收余熱的焚燒爐通常采用強(qiáng)制通風(fēng)在正壓下操作。
催化焚燒可以減少焚燒爐的燃料氣用量,即先將尾氣加熱到316~427℃,然后與一定量的空氣混合后進(jìn)入催化劑床層。催化焚燒采用強(qiáng)制通風(fēng),在正壓下操作。