克劳斯硫回收装置改造总结
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２ 原 因分析
２ １ 工 艺 流 程 方 面 ．
在低压废锅及一 、二级硫冷器后分别设有第
一
、
一
、
第二 、第三 过程气加 热器 ，用 以调节进 入 二 、三级克劳斯反应器的温度 。该过程气加
热器管程介质为工艺气 ，主要成分为硫化氢 、二 氧化硫 、二氧化碳 、硫蒸气 、水蒸气等气体 ；壳
气 加 热器 泄漏 问题 ，也 必须从 流 程加 以改 造 。
２ ２ 设备材 质 方 面 ．
３ 改造 措 施
３１ 流程 改造 ．
３ １１ 增加尾气焚烧系统进行尾气深度处理 ．． 针 对尾气 夹 带硫磺 的问题 ，我公 司在技 术论 证后 ，决定对流程进行改造 ，即在硫磺捕集器后 增加尾气焚烧炉及 中压废锅。改造后尾气在燃料 气的辅助下 在焚烧炉 内燃烧 ，将尾气 中的硫化 氢 、硫磺燃烧成 ｓ ： Ｏ ，减少 了尾气夹带硫磺 。尾 气焚烧炉 的燃料采用放 空弛放气 ，属于废气 利
１ １ 硫 回收尾 气管线 部分堵 塞 ．
硫 回收尾气设计为去热电锅炉喷钙脱硫 ，处 理后与热电尾气一起经烟囱高空排放 ，该尾气管 线从硫 回收硫磺捕 集器 至热 电锅 炉全长 约 ５２ ２ ｍ。在 系统运行 过程 中 ，由于硫 回收 尾气 内含 有 少量的硫磺 ，这部分硫磺经过积累 ， 堵塞了尾气
废 锅及 一 、二 、三级硫 冷器共 用一 个汽 包 ，通 过
克劳斯工艺。装置 自２０ ０ ８年 １月开车成功后一
直 不 能长 周 期 运 行 ，已经 影 响 到 整个 公 司 的生
产 ，为此公司组织技术人员对装置存在 的问题进 行 了系统的分析 ，并对其进行 了改造。
１ 主 要 问题
用 ；焚烧 炉 内燃烧后 的尾气 （０ ７０℃ ）进人 ６０～ ０
第 ６期
２１ ０ １年 ｌ １月
中 氮
肥
Ｎｏ ６ ． ＮＯ ． ２ １ Ｖ ０ｌ
Ｍ— ｉｅ ｔ ｇ ｎ ｕ ｅｔ ｉｅ ｒ ｇ ｅ ｓ Ｓ ｚ ｄ Ｎｉ ｏ ｅ ｏ ｓ Ｆ ｒ ｌ ｒＰ ｏ ｒ ｓ ｒ ｉｚ
克劳 斯 硫 回收 装 置 改造 总结
张成 祥 。陈 永献
１ ２ 过程 气加 热 器 内漏 ．
在硫磺捕集器及一、二、三级硫冷器 内设有 丝网除沫器 ，用以分离尾气 中的硫磺液滴 ，捕集 硫磺 ，减少夹带。丝 网的价格虽然不高 ，但是作 用非 常重 要 。因为 克劳斯 反应 为可 逆反应 ，硫 冷 器出口工艺气 中硫蒸气 浓度直接影 响硫磺转化 率 ，如果硫磺捕集器 的分离效果差 ，就会造成尾 气中夹带液体硫磺 。我公司使用 的丝网材料为 ３４ ０ ，在检修中发现经常有硫冷器及硫磺捕集器 丝网脱落 ， 并有粉化现象。粉化发生在硫磺捕集 器 内会造成硫磺捕集器下液管堵塞 ，液硫积聚后 使 硫磺 捕集器 内充 满硫 磺 ，增 大 系统 阻力 ，并 失 去分离效果。
控制汽包 （ 副产蒸汽）压力 （ 设计 ０４ Ｐ ） ．５Ｍ ａ ， 控制出硫冷器的工艺气温度 。换热器壳体材料为 １Ｍ Ｒ ６ ｎ ，换热管及管板材料为 ２ ０钢。从 ２０ 年 ０８ １ 月开车 至 ２ １ ００年 ６月 ，共检修一 、二、三级 硫冷 器 ４次 （ 累计 １ ２台次 ） ，全部 更换 硫 冷器 ２ 次；低压废锅计划检修 ２ ，没有更换 。 次
程 介 质为 ６０ＭＰ ． ａ过热 蒸汽 ，温 度约 ３０ｃ 。换 ９ ＝ 【 热 器壳 体 材 料 为 １Ｍｎ ６ Ｒ，换 热 管 及 管 板 材 料 为
２ ０钢。从 ２０ ０ ８年 １ 月开车至 ２ １ ００年 ６月 ，共 检修一 、二 、三级过程气加热器 ５次 （ 累计 １ ５ 台次） ，全部更换弯头 ２ 次。
（ 兖矿 国宏化工有 限责任公司 ，山东 邹城 ２ ３ ０ ） ７５ ０
［ 中图分类号］ｘ７ ４ ［ ８ 文献标 识码】Ｂ ［ 文章编号 ］１０ ９３ （ ０ １ ０ ０ ４— ９ ２ ２ １ ）６—０ ３ ０ ０ ６— ２
我公 司硫 回收装置 为化 四 院设 计 ，采用 ３级
工艺气温度冷却至 １０— ６ 。之所 以选择这 ３ １５ｏ Ｃ 个温度 ，是因为液硫在该温度区间流动性最好 ， 并且在此工况 下不会产生水蒸气冷凝 和露点腐 蚀 。该换热器管程介质为工艺气 ，主要成分为硫 化氢、二氧化硫 、二氧化碳 、硫蒸气、水蒸气等 气体 ；壳程介质为锅炉水 ，温度约 １５ｏ ３ Ｃ。低压
１ ３ 低 压废 锅及 一 、二 、三级硫 冷 器 内漏 ．
低压废锅及一、二、三级硫冷器的作用是将
我公司硫 回收装置采用 的是普 通克劳斯工 艺。由于 自硫磺捕集器出来的尾气没有经过深度 处理 （ 加氢催化或尾气燃烧） ，不可避免地要夹 带硫磺 ，而装置又没有尾气排放烟 囱，硫 回收尾
［ 收稿 日期 ］２ １－４０ ０ １ －８ ０
１４ 硫 磺 捕 集 器及 一 、 二 、三 级 硫 冷 器 丝 网 ．
脱 落
管线 ，使硫 回收操作压力升高 ，造成装 置停车。
该尾气管线 的管路布置也有问题 ，有 ４ 上下 个 爬升点 ，更是增加了堵塞 的几率 和清理 的难度。 从 ２０ 年 １ ０８ 月开车至 ２ １ 年 ６ ，尾气管线检 ００ 月 修 ４次 ， 更换尾气管道 ５ ， ２Ｉ 更换弯头 ２ 。 ｎ 个
［ 作者简 介】张成祥（ ９２ ， ， １８ 一） 男 山东无棣人 ， 工程师。
第６ 期
张成祥等 ：克劳斯硫 回收装置改造总 ・７・ ３ 气要经过长距离 （ ５２ｍ）送往热电，更容易 约 ２ 出现尾气管线的堵塞 。尾气管线堵塞会造成硫 回 收装置系统压力升高 ，无法正常操作 ，直至被迫 停 车 清理硫磺 。 引起设备泄漏的主要原因为腐蚀和温度、压 力变化。我公司硫 回收装置过程气加热器管壳程 温差达到 ２０℃ ，在装置开车及停车时 ，温度 、 ６ 压力变化大，易造成设备泄漏 。因此要解决过程
２ １ 工 艺 流 程 方 面 ．
在低压废锅及一 、二级硫冷器后分别设有第
一
、
一
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第二 、第三 过程气加 热器 ，用 以调节进 入 二 、三级克劳斯反应器的温度 。该过程气加
热器管程介质为工艺气 ，主要成分为硫化氢 、二 氧化硫 、二氧化碳 、硫蒸气 、水蒸气等气体 ；壳
气 加 热器 泄漏 问题 ，也 必须从 流 程加 以改 造 。
２ ２ 设备材 质 方 面 ．
３ 改造 措 施
３１ 流程 改造 ．
３ １１ 增加尾气焚烧系统进行尾气深度处理 ．． 针 对尾气 夹 带硫磺 的问题 ，我公 司在技 术论 证后 ，决定对流程进行改造 ，即在硫磺捕集器后 增加尾气焚烧炉及 中压废锅。改造后尾气在燃料 气的辅助下 在焚烧炉 内燃烧 ，将尾气 中的硫化 氢 、硫磺燃烧成 ｓ ： Ｏ ，减少 了尾气夹带硫磺 。尾 气焚烧炉 的燃料采用放 空弛放气 ，属于废气 利
１ １ 硫 回收尾 气管线 部分堵 塞 ．
硫 回收尾气设计为去热电锅炉喷钙脱硫 ，处 理后与热电尾气一起经烟囱高空排放 ，该尾气管 线从硫 回收硫磺捕 集器 至热 电锅 炉全长 约 ５２ ２ ｍ。在 系统运行 过程 中 ，由于硫 回收 尾气 内含 有 少量的硫磺 ，这部分硫磺经过积累 ， 堵塞了尾气
废 锅及 一 、二 、三级硫 冷器共 用一 个汽 包 ，通 过
克劳斯工艺。装置 自２０ ０ ８年 １月开车成功后一
直 不 能长 周 期 运 行 ，已经 影 响 到 整个 公 司 的生
产 ，为此公司组织技术人员对装置存在 的问题进 行 了系统的分析 ，并对其进行 了改造。
１ 主 要 问题
用 ；焚烧 炉 内燃烧后 的尾气 （０ ７０℃ ）进人 ６０～ ０
第 ６期
２１ ０ １年 ｌ １月
中 氮
肥
Ｎｏ ６ ． ＮＯ ． ２ １ Ｖ ０ｌ
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克劳 斯 硫 回收 装 置 改造 总结
张成 祥 。陈 永献
１ ２ 过程 气加 热 器 内漏 ．
在硫磺捕集器及一、二、三级硫冷器 内设有 丝网除沫器 ，用以分离尾气 中的硫磺液滴 ，捕集 硫磺 ，减少夹带。丝 网的价格虽然不高 ，但是作 用非 常重 要 。因为 克劳斯 反应 为可 逆反应 ，硫 冷 器出口工艺气 中硫蒸气 浓度直接影 响硫磺转化 率 ，如果硫磺捕集器 的分离效果差 ，就会造成尾 气中夹带液体硫磺 。我公司使用 的丝网材料为 ３４ ０ ，在检修中发现经常有硫冷器及硫磺捕集器 丝网脱落 ， 并有粉化现象。粉化发生在硫磺捕集 器 内会造成硫磺捕集器下液管堵塞 ，液硫积聚后 使 硫磺 捕集器 内充 满硫 磺 ，增 大 系统 阻力 ，并 失 去分离效果。
控制汽包 （ 副产蒸汽）压力 （ 设计 ０４ Ｐ ） ．５Ｍ ａ ， 控制出硫冷器的工艺气温度 。换热器壳体材料为 １Ｍ Ｒ ６ ｎ ，换热管及管板材料为 ２ ０钢。从 ２０ 年 ０８ １ 月开车 至 ２ １ ００年 ６月 ，共检修一 、二、三级 硫冷 器 ４次 （ 累计 １ ２台次 ） ，全部 更换 硫 冷器 ２ 次；低压废锅计划检修 ２ ，没有更换 。 次
程 介 质为 ６０ＭＰ ． ａ过热 蒸汽 ，温 度约 ３０ｃ 。换 ９ ＝ 【 热 器壳 体 材 料 为 １Ｍｎ ６ Ｒ，换 热 管 及 管 板 材 料 为
２ ０钢。从 ２０ ０ ８年 １ 月开车至 ２ １ ００年 ６月 ，共 检修一 、二 、三级过程气加热器 ５次 （ 累计 １ ５ 台次） ，全部更换弯头 ２ 次。
（ 兖矿 国宏化工有 限责任公司 ，山东 邹城 ２ ３ ０ ） ７５ ０
［ 中图分类号］ｘ７ ４ ［ ８ 文献标 识码】Ｂ ［ 文章编号 ］１０ ９３ （ ０ １ ０ ０ ４— ９ ２ ２ １ ）６—０ ３ ０ ０ ６— ２
我公 司硫 回收装置 为化 四 院设 计 ，采用 ３级
工艺气温度冷却至 １０— ６ 。之所 以选择这 ３ １５ｏ Ｃ 个温度 ，是因为液硫在该温度区间流动性最好 ， 并且在此工况 下不会产生水蒸气冷凝 和露点腐 蚀 。该换热器管程介质为工艺气 ，主要成分为硫 化氢、二氧化硫 、二氧化碳 、硫蒸气、水蒸气等 气体 ；壳程介质为锅炉水 ，温度约 １５ｏ ３ Ｃ。低压
１ ３ 低 压废 锅及 一 、二 、三级硫 冷 器 内漏 ．
低压废锅及一、二、三级硫冷器的作用是将
我公司硫 回收装置采用 的是普 通克劳斯工 艺。由于 自硫磺捕集器出来的尾气没有经过深度 处理 （ 加氢催化或尾气燃烧） ，不可避免地要夹 带硫磺 ，而装置又没有尾气排放烟 囱，硫 回收尾
［ 收稿 日期 ］２ １－４０ ０ １ －８ ０
１４ 硫 磺 捕 集 器及 一 、 二 、三 级 硫 冷 器 丝 网 ．
脱 落
管线 ，使硫 回收操作压力升高 ，造成装 置停车。
该尾气管线 的管路布置也有问题 ，有 ４ 上下 个 爬升点 ，更是增加了堵塞 的几率 和清理 的难度。 从 ２０ 年 １ ０８ 月开车至 ２ １ 年 ６ ，尾气管线检 ００ 月 修 ４次 ， 更换尾气管道 ５ ， ２Ｉ 更换弯头 ２ 。 ｎ 个
［ 作者简 介】张成祥（ ９２ ， ， １８ 一） 男 山东无棣人 ， 工程师。
第６ 期
张成祥等 ：克劳斯硫 回收装置改造总 ・７・ ３ 气要经过长距离 （ ５２ｍ）送往热电，更容易 约 ２ 出现尾气管线的堵塞 。尾气管线堵塞会造成硫 回 收装置系统压力升高 ，无法正常操作 ，直至被迫 停 车 清理硫磺 。 引起设备泄漏的主要原因为腐蚀和温度、压 力变化。我公司硫 回收装置过程气加热器管壳程 温差达到 ２０℃ ，在装置开车及停车时 ，温度 、 ６ 压力变化大，易造成设备泄漏 。因此要解决过程