Технологический процесс рекуперации серы

№116-1,

технические науки

Восстановление серы из сероводорода является технически сложным, но важным процессом. В данной статье была рассмотрена установка для рекуперации серы по методу Клауса. Показаны основные элементы установки и технологические потоки. Особое внимание уделяется контролируемым и регулируемым параметрам. В результате было составлено подробное описание технологического процесса рекуперации серы в установке Клауса.

Похожие материалы

Среди вещей, которые мы используем почти каждый день, мало таких, в производстве которых не используется сера и ее соединения. Ткань, лекарства, бумага, резина и удобрения лишь часть тех предметов, для изготовления которых нужен 16 элемент таблицы Менделеева. Но так же в процессе производства выделяется сероводород, токсичный для человека. Процесс Клауса, названный по имени английского химика Карла Клауса, запатентовавшего в 1883 году способ получения серы из сероводорода, является основным процессом получения серы из сероводорода и основан на окислении сероводорода до серы. Установки Клауса в настоящее время являются необходимыми элементами химического производства. Извлечение серы из кислых газов обусловлено экологическими требованиями, такими как снижение выбросов окислов серы в окружающую среду. В статье мы рассмотрим термическую стадию усовершенствованной установки Клауса.

Термическая ступень процесса рекуперации серы протекает в котле-утилизаторе. Для контроля процесса сжигания в цилиндрическую часть топки установлена термопара. В топке поддерживается температура от 1220°С до 1300°С. Подача сероводорода или метана в основную камеру осуществляется тангенциально по четырем вводам в конфузор между форкамерой и основной камерой горения. Расход сероводорода, подаваемого на стадию рекуперации серы, контролируется по приборам и не должен превышать 6000 м3/ч. Суммарный поток «кислых газов» контролируется по прибору и должен быть не более 550 м3/ч.

Установка Клауса
Рисунок 1. Установка Клауса

Воздух в топку подается двумя потоками первый, основной поток воздуха, подается в основную камеру горения топки. Второй поток подается в торцевую часть форкамеры топки. Воздух в топку подается в соотношении «воздух: сероводород», которое зависит от следующих переменных факторов:

  • состава поступающего сероводорода и «кислых газов»;
  • давления сероводорода:
  • температуры сероводорода:
  • давления воздуха;
  • температуры воздуха:
  • влажности воздуха.

Суммарный расход воздуха в топку должен быть не более 15000 м/ч (приведенных к нормальным условиям).

Продукты горения сероводорода в среде воздуха из топки поступают в трубное пространство котла-утилизатора. В межтрубное пространство котла и в верхний барабан котла-утилизатора подается питательная вода с узла пара-конденсата из деаэратора. В трубчатке происходит охлаждение продуктов горения до температуры в пределах от 180 °С до 280 °С при которой часть образовавшейся в результате реакции сера конденсируется и собирается на дне задней камеры котла — утилизатора, откуда через гидравлический затвор самотеком отводится в коллектор сбора рекуперированной серы и далее поступает в сборник рекуперированной серы.

Уровень воды в котле-утилизаторе поддерживается в пределах от 40 до 60 %. регистрируется прибором и регулируется клапаном, установленном на трубопроводе подачи питательной воды от насоса.

Процесс рекуперации сероводорода
Рисунок 1. Процесс рекуперации сероводорода

Часть котловой воды постоянно отводится из котла утилизатора в сепаратор. Уровень в сепараторе должен быть в пределах от 15 до 95 %. Заданное значение регулируется клапаном, установленным на байпасе трубопровода подачи котловой воды в змеевик емкости.

В результате охлаждения технологических газов в котле–утилизаторе происходит образование пара, который отводится по трубопроводу в коллектор пара производства.

Давление получаемого пара в котле-утилизаторе должно быть не более 13 бар, регистрируется и регулируется клапаном, установленном на трубопроводе выдачи пара во внутрицеховой коллектор.