汪月秋（內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

克勞斯硫回收工藝被廣泛地應(yīng)用于化石燃料加工過程，一方面可以利用脫硫過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體，回收單質(zhì)硫磺產(chǎn)品，另一方面減少了SO2的排放，降低對大氣污染的程度，可謂一舉兩得?？藙谒沽蚧厥展に嚨霓D(zhuǎn)化程度很高，硫磺產(chǎn)品純度最高可達(dá)到99.9%，是獲取硫資源化工原料的有效途徑。經(jīng)過長期的發(fā)展，目前克勞斯硫回收工藝產(chǎn)生了許多特殊的類型，如超級克勞斯工藝、低溫克勞斯工藝、富氧克勞斯工藝等，為現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

1 克勞斯硫回收工藝概述

克勞斯硫回收工藝的廣泛應(yīng)用存在兩個(gè)重要因素：第一，通過這一工藝可以獲取制造硫酸的硫資源，相比自然界開采更加經(jīng)濟(jì)、有效、便捷。第二，通過這一工藝在現(xiàn)代化工體系中的應(yīng)用，可以有效降低酸性氣體對環(huán)境的污染（主要是SO2、H2S），符合生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展要求。

研究可知，克勞斯硫回收工藝具有以下的優(yōu)勢：

第一，硫磺回收率高?？藙谒狗ǖ幕净瘜W(xué)原理是利用SO2和H2S進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，獲取單質(zhì)硫元素，在整個(gè)運(yùn)行的過程中不需要進(jìn)行周期切換。其操作下限是15%，單質(zhì)硫的轉(zhuǎn)換率可以提升到99%以上。同時(shí)，該工藝對過量的空氣和水并不敏感，不會產(chǎn)生復(fù)雜的副作用和副產(chǎn)物。

第二，裝置適應(yīng)性強(qiáng)?？藙谒沽蚧厥展に囜槍λ嵝詺怏w的回收選擇性很廣，例如H2S的濃度可以從23%覆蓋到93%，二氧化碳從1%覆蓋到95%；由于這種特性，無論是新建的克勞斯裝置還是固有的克勞斯裝置，中間過程都不需要冷凝脫水和廢棄處理。

我國從上世紀(jì)60年代開始對克勞斯硫回收工藝展開研究應(yīng)用，與世界其他國家相比，存在起步晚、基礎(chǔ)差、發(fā)展慢等種種不利因素。然而隨著煤炭、石油、天然氣等能源的應(yīng)用大幅度提升，脫硫已經(jīng)成為化工生產(chǎn)中備受關(guān)注的問題。因此，積極研究提高硫回收效率的方法，對資源回收利用和環(huán)境保護(hù)都具有積極的意義。

2 克勞斯硫回收工業(yè)應(yīng)用主要影響因素分析

2.1 原料純度因素

進(jìn)入克勞斯硫回收系統(tǒng)中的原料中如果含有雜質(zhì)，或因?yàn)樵系慕M成形態(tài)、流量變化等原因，都會影響最終的硫回收效率，實(shí)踐證明，原料純度因素雖然可以盡量避免，但不可能完全消除。

從理論角度分析，如果原料的組分頻繁變動，會造成空氣消耗的過?；虿蛔?。當(dāng)空氣過剩的情況下，硫元素就會轉(zhuǎn)化為SO3，從而失去活性；相對應(yīng)地，如果空氣不足原料的燃燒就不充分，內(nèi)部含有的烴類無法完全消耗，轉(zhuǎn)而降低了氨分解效率，形成碳銨鹽晶體凝結(jié)、堵塞；而原材料的純度穩(wěn)定情況下，空氣的補(bǔ)充具有一定的周期性，不會引起硫元素的損失。

2.2 氨氣因素

反應(yīng)過程中存在大量的氨會降低硫的回收率，促使與一氧化氮反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3，會大幅度降低催化劑的活性。另外，若氨不能在爐內(nèi)完全燃燒，便會在溫度較低的地方形成銨鹽結(jié)晶，堵塞設(shè)備管線。因此，需要足夠的空氣量及較高的爐膛溫度才能保證氨能夠完全燃燒。

2.3 酸性氣中烴的含量

若酸性氣中烴含量增加，會使燃燒爐中因烴類燃燒不完全而產(chǎn)生炭黑，造成產(chǎn)出的液硫顏色不純，使催化劑床層積碳，影響硫磺質(zhì)量，同時(shí)降低硫磺的轉(zhuǎn)化率，嚴(yán)重時(shí)還可能造成氨法脫硫尾氣中二氧化硫超標(biāo)，造成環(huán)境污染。若酸性氣中烴含量過低，燃燒產(chǎn)生的熱量不足，使?fàn)t膛溫度偏低，造成氨燃燒不完全，同樣影響裝置的穩(wěn)定運(yùn)行及硫磺的轉(zhuǎn)化率。

2.4 配風(fēng)量

對于部分燃燒法的克勞斯工藝，硫磺的轉(zhuǎn)化率主要取決于H2S/SO2的比值，由硫磺轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式2 H2S+SO2==3/n Sn+2 H2O可知，H2S/SO2恰好完全反應(yīng)的比值為2:1，即H2S/SO2控制比例為2:1時(shí)，硫磺的轉(zhuǎn)化率最高。該比例的控制主要通過配風(fēng)量來調(diào)節(jié)，因此，當(dāng)進(jìn)硫回收的酸性氣成分發(fā)生變化時(shí)，配風(fēng)量也要隨之進(jìn)行調(diào)節(jié)才能保證硫磺的轉(zhuǎn)化率。

2.5 操作溫度因素

溫度控制操作是影響克勞斯硫回收工藝的關(guān)鍵問題，一旦酸性氣體進(jìn)入克勞斯裝置后，除了硫化氫、二氧化硫和二氧化碳等成分之外，還有氧氣、水蒸氣及其他雜質(zhì)成分，酸氣焚燒爐的余熱鍋爐會促使復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一系列的副產(chǎn)物；當(dāng)溫度小于600℃的情況下，克勞斯反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與溫度成反比。但溫度過低會造成銨鹽結(jié)晶，堵塞設(shè)備管道，因此，對于溫度的控制要求既要滿足硫磺有較高的轉(zhuǎn)化率，還要使銨鹽不形成結(jié)晶，能夠保證硫回收裝置能夠安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)的運(yùn)行。

3 結(jié)語

“十二五”期間，我國確立了化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合的戰(zhàn)略，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性，實(shí)現(xiàn)資源充分回收利用；同時(shí)，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中大量消耗化石能源的現(xiàn)狀，要求加速針對克勞斯硫回收工藝的研究和改良，在充分了解其工業(yè)應(yīng)用影響因素的前提下，可以更好地進(jìn)行改進(jìn)策略制訂。