一、裝置簡介

　　硫磺回收裝置是煉油及天然氣企業中重要的組成部分，它的主要作用是使原油中所含的硫元素以單質或某些化合物的狀態得以回收利用，以減輕或避免其直接排放對環境造成的污染。近年來隨著環境問題日趨嚴重，環境威脅日益受到廣泛的重視，同時隨著一些法律和管理辦法的實施，硫磺回收裝置的地位在石化工業中變的比以往任何時候都更為重要，其技術經濟性也逐漸趨于合理，成為上述企業中不可缺少的組成部分。

　　二、主要設備

　　(一)反應爐

　　反應爐又稱為燃燒爐。可以認為是Claus法制硫工藝中最重要的設備。反應爐的主要功能有兩個：一是使原料氣中1／3體積H2S轉化為S02，使過程氣中的H2S和S02的比保持2：1；二是使原料氣中若干組分(如NU3、烴類)在燃燒過程中轉化為N2、C02等惰性組分。不論部分燃燒法或分流法，反應爐中或多或少都要生成一些元素硫。影響反應爐的操作因素主要包括火焰溫度、花墻的設置、爐內停留時間、火嘴功能等。

　　(二)廢熱鍋爐

　　廢熱鍋爐的功能是從反應爐出口氣流中回收熱量并發生蒸汽，同時按不同工藝方法使過程氣的溫度降至下游設備所要求的溫度，并冷凝和回收元素硫。設計Claus裝置廢熱鍋爐時，除應遵循一般火管式蒸汽鍋爐的設計準則外，也應考慮Claus裝置的若干特殊要求，勿廢熱鍋爐高溫氣流人口側管束的管口應加陶瓷保護套、人口側管板上應加耐火保護層等等。

　　(三)轉化器

　　轉化器的功能是使過程氣中的U2S和S02在其催化劑床層上繼續進行Claus反應而生成元素硫，同時也使過程氣中的COS、CS2等有機硫化物在催化劑床層上水解為H2S和C02。

　　目前Claus裝置常用的轉化器類似一個水平放置的圓柱體，氣體進口在頂部，出口則在底部。轉化器內催化劑床層的厚度為1～1。5m。可以每個轉化器使用一個容器，但對規模在100t／d以下的裝置，大多是用縱向或徑向的內隔板把一個容器分隔為一個以上的轉化器。雖然大多數轉化器為臥式的，但800t／d以上的大型裝置也有采用立式的。

　　轉化器的空速在300-1000h（-1范圍內(對過程氣而言)，通常各級轉化器都采用相同的空速。但實質上對反應物而言，一級轉化器進口濃度比下游轉化器要高5—25倍，因此即使對過程氣而言空速相同，對反應物而言實際下游轉化器的空速要比一級轉化器低得多。

　　考慮到有機硫化物水解的要求，一級轉化器過程氣出口溫度必須保持在310—340℃。以后各級轉化器則由于冷凝分離了大量硫蒸氣，也不存在有機硫化物水解的問題，可以在較低的溫度下操作，以獲得較高的轉化率。例如原料氣中H2S含量較高的部分燃燒法裝置，典型的二級轉化器出口溫度為240～260℃，而三級轉化器則為180～220℃。

　　(四)冷凝器

　　冷凝器的功能是把轉化器中生成的元素硫蒸氣冷凝為液體而除去，同時回收熱量。對大多數物質，這僅是一個放熱的相變化過程，但對硫磺而言，則有其特殊的復雜性。造成復雜性的原因是氣態硫和液態狀硫都是不同硫品種的混合物，蒸氣是由S2至S8不同的聚合物種類組成，液體則是由S8環狀和Sn鍵狀聚合物的混合物。n值可以達到相當大。每種相態的組成是由各種類互相轉化的平衡反應所控制，所以和溫度密切有關。

　　從理論上講冷凝器的設計(或操作)溫度越低，冷凝回收的硫蒸氣也越多。但必須注意冷凝過程中硫霧沫的形成問題，對前幾級冷凝器而言，應適當提高冷凝器出口溫度以防止形成硫霧沫，并在冷凝器中裝金屬網狀填料作除沫用。最后一級冷凝器的出口溫度應控制得盡可能低(125012左右)，并從氣體速度、壓力降、溫度梯度等方面加以精心設計，使硫霧沫的形成減少至最低。

　　(五)捕集器

　　捕集器的功能是從未級冷凝器出口氣流進一步回收液硫和硫霧沫。此設備的重要性曾長期被忽略，但某些工業裝置的數據已表明，高達2％的產量來自捕集器。二業裝置常用的捕集器有泡罩塔型、波紋板型和金屬絲網型等幾種。近年來大多數裝置采用金屬絲網型，氣速為1．5-4．1m／s時，平均捕集效率可達97％以上，尾氣中硫含量約為0．56g／m3。