克劳斯制硫工艺基本内容酸性气工业制硫通常分为制硫炉内高温热反应和转 化器内低温催化反应两部分。 1、高温热反应 酸性气在制硫炉内高温条件下,部分先被O2 氧 化成SO2 ,其余的再与SO2 反应生成元素硫,主要进 行的反应如下: H2S 3/2O2 =SO2 H2O 519. 2 kJ (1) 2H2S SO2=3/2S2 2H2O - 42. 1 kJ (2) 高温条件下这两个反应的速度很快,一般可在 1 s 内完成,H2S 转化率可达60 %～70 %。 2、低温催化反应 低温催化反应是在转化器内的催化剂床层上进 行,反应式如下: 2H2S SO2=3/xSx 2H2O 93 kJ (3) 由于该过程为放热反应,从理论上讲,反应温度 越低,转化率越高。但是,反应温度低于硫露点时, 会有大量液硫沉积在催化剂表面,使其失去活性,为 此催化反应温度一般控制在170～350 ℃。随着制 硫技术水平的提高,催化反应也可在硫露点以下进 行,如CBA 法和MCRC 法等。高温热反应和一级催 化反应的硫回收率一般在75 %～90 % ,为了提高硫 回收率,工业上常采用增加转化器数量、转化器之间 设置冷凝器分离液硫,以及逐级降低催化反应温度 等措施。 1. 2 硫的特性 元素硫有其特殊的复杂性,如液态和气态中的 硫都是不同硫组分的混合物。液态硫是S8 环状和 Sn 链状聚合物的混合物, n 值可以达到相当大。硫 蒸气是由S1至S8 八种组分组成,温度高于700 K时 气体中主要是S2 ,700 K以下时则以S6 、S8 为主[1 ] 。 在工程上以S2 、S6 、S8 三种组分的含量来描述硫已能 满足设计精度要求。各种硫组分间转化的反应热较 大,见化学方程式(4) ～ (6) 。 3S2 S6 272. 2 kJ (4) 4S2 S8 404. 4 kJ (5) 4S6 3S8 124. 5 kJ (6) |
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