克勞斯法是將硫化氫轉變為硫磺的工業方法,是1883年英國人C.F.克勞斯發明的。
將硫化氫轉變為硫磺的工業方法,由英國人C.F.克勞斯於1883年發明。此法廣泛用於煤、石油、天然氣的加工過程(如
合成氨原料氣生產、煉廠氣加工等),在脫硫產生的含硫化氫氣體中回收硫,並可解決煉廠廢氣對大氣的污染問題。克勞斯法回收硫的純度可達到99.8%,可作為生產硫酸的一種硫資源,也可作其他部門的化工原料。
克勞斯法的主要化學反應為:
克勞斯法
自脫硫裝置來的酸性氣全部進入
燃燒爐(見圖),克勞斯法其中的硫化氫有三分之一可氧化成
二氧化硫,並與未氧化的硫化氫一起進入轉化器,進行催化轉化。為完成部分
燃燒反應,通入燃燒爐的空氣需嚴格控制,這是克勞斯法的操作關鍵。燃燒爐的溫度約為1200℃,燃燒產物中除二氧化硫、水和氮外,還有少量由硫化氫直接分解而生成的元素硫。為回收熱量,燃燒產物在進入轉化器之前先經廢熱鍋爐發生蒸汽。轉化器為一固定床反應器,內裝有
氧化鋁催化劑(見金屬氧化物催化劑),入口溫度控制在220~240℃。由於過程為
放熱反應,出口溫度為270~300℃。自轉化器出來的反應產物進入冷凝冷卻器,液態硫磺流至硫磺罐。為達到較高的硫回收率,工業裝置一般還設有二級、三級甚至四級轉化器。在轉化器中能否達到較高的轉化率,關鍵是要控制
H2S/SO2的摩爾比,使之保持為2,同時要使用性能較好的氧化鋁催化劑。採用兩級轉化時,硫的回收率可達93%~95%,三級轉化時可達94%~96%,四級轉化時可達95%~97%。從克勞斯裝置排出的尾氣中還含有一定數量的二氧化硫(8000~18000ppm)。按環保要求,還需將尾氣進行處理,使最終排入大氣的尾氣中含二氧化硫量在300ppm左右,使硫的總回收率達99.8%左右。(見彩圖)
克勞斯法