氨分解克勞斯硫回收系統操作運行總結

黃長勝，李成鋒，王曉亞，周春艷

（1.山東兗礦國際焦化有限公司，山東兗州 272100；2.兗礦國宏化工有限公司，山東鄒城 273500）

作為焦化煤氣凈化的一種，AS流程以其操作費用低，所需換熱設備少，對于不需要精脫的焦爐煤氣用戶是較好的選擇。我們公司的焦爐煤氣凈化就選用了初冷器加電捕、鼓風機、AS法脫除硫化氫和氨，然后串脫苯的凈化工藝。在具體的生產實踐中，由于氣體質量無法滿足焦爐氣制甲醇的需要，后來增加了栲膠常壓脫硫裝置。作為AS流程的重要組成部分，脫酸蒸氨后的酸性氣體處理也至關重要。這里介紹一種克勞斯硫回收系統，也是系統的配套環保設施。在運行初期由于酸性氣質量不合格等原因，存在運行不穩定，設備腐蝕大，開停車多等問題。我們通過摸索，進行優化和強化操作，較好地控制系統腐蝕，達到穩定運行，提高硫磺回收率和尾氣質量的目的，這是我們實際生產經驗的總結。

1 工藝流程簡介

由脫酸蒸氨裝置來含氨及H2S的混合氣，經壓力調節后進入克勞斯爐，采用部分氧化法，H2S與燃燒生成的SO2進行克勞斯反應，生成元素硫，整個反應為放熱反應，爐內高溫主要依靠化學反應熱來維持，當混合氣中H2S含量較低，放出的熱量不足以維持反應所需的溫度時，尚需向克勞斯爐通入少量煤氣，以維持反應所需的溫度。

由克勞斯爐排出的高溫過程氣，經廢熱鍋爐對其余熱進行回收利用后，連續進入兩級克勞斯反應器，重復進行克勞斯反應，生成元素硫，硫的回收率約為96%；再經硫冷凝器（31W07／08）、硫分離器（31F01－04）分出液硫，尾氣送入荒煤氣管道。

2 氨分解硫回收系統操作規定（表1）

3 工藝檢測及調控要點

（1）克勞斯爐正常操作時，燃燒室的空氣與煤氣的流量調節，在一般操作溫度壓力條件下，以尾氣CO可測出，O2不可測出為依據進行調節，并通過調節煤氣量使克勞斯爐催化床溫度在1 000～1 100℃。克勞斯爐控制系統的比例自調及需氧分析儀目前不能正常工作，在實際生產中摸索酸氣與熱空氣、煤氣與冷空氣的最佳反應比例。

表1 硫回收系統技術指標

（2）如果克勞斯爐催化床溫度低于900℃，改為預熱生產，酸性氣退出，要增加入爐煤氣量，與此同時空氣通過比例調節器與煤氣按一定比例相應增加，直到爐溫正常。當爐溫達到1 050℃時改為混合或余氣生產，為防止積炭，混合生產時間盡可能短。

（3）進克勞斯爐酸氣中的H2S含量正常控制在10%以上（質量百分比）。

4 崗位操作

4.1 一般操作

（1）中控室每小時檢查調節各處溫度、壓力、流量、液位，使之符合技術規定值，需調節的應及時與現場聯系，高低壓廢鍋液位自調必須投入正常使用，嚴禁出現高液位運行。

（2）現場定時檢查設備潤滑運行情況，發現漏點及時處理。

（3）廢熱鍋爐每班排污一次。

（4）定時檢查各管線有無堵塞，硫管出硫狀況是否正常。

（5）定時定量向鍋爐供水處理槽投藥。

（6）定期測試硫回收系統阻力。（工藝技術員安排，班組人員配合。）

（7）認真、準確填寫各項記錄。

（8）如果出現高低壓給水不足且短時不能恢復的情況，開底部應急蒸汽，防止設備損壞。

4.2 開車前準備工作

（1）與調度室取得聯系，得到開工指令方可開工。

（2）認真檢查管道閥門開閉狀態是否正確，管道是否暢通，各設備是否達到投運條件。

（3）各儀表投入運行，確認聯鎖報警裝置是否可靠及正確。

（4）如爐膛溫度不低于800℃，則克勞斯系統可投運。

（5）蒸汽夾套管送入蒸汽，保證管道的正常加熱。

4.3 克勞斯系統開工操作

（1）得到開工指令后，由現場操作工打開克勞斯爐空氣、煤氣手閥，打開克勞斯反應器前放散閥，克勞斯尾氣并尾氣總管閥關閉。打開各排硫管閥門及各夾套管道蒸汽保溫。

（2）按規定步驟啟動煤氣增壓機、空氣鼓風機并調節煤氣壓力、空氣壓力至規定值，開空氣預熱器，將預熱后空氣溫度調至規定值，按規定步驟啟動鍋爐給水泵，將鍋爐液位、硫冷凝器液位調至規定值。

（3）克勞斯爐點火升溫，爐溫調至規定值。

（4）現場打開切斷閥，從酸氣管導淋排盡酸氣管內積水后開酸氣三組閥，酸氣進入克勞斯爐，關閉酸氣旁通閥。

（5）將各處溫度、壓力、流量、液位調至規定值，待工況穩定后，力爭轉入自控狀態。

（6）將克勞斯過程氣導入克勞斯反應器及硫冷凝器，開克勞斯尾氣并尾氣總管閥門，關閉器后放散閥。

（7）需氧分析儀投入運行并校正，檢查各排硫管，保證暢通。

4.4 克勞斯系統停工操作

（1）得到停工指令后，開脫酸蒸氨頂部放空閥，及酸氣旁通閥，保證脫酸蒸氨運行穩定，關入克勞斯爐酸氣三組閥，并調節爐溫至規定值。

（2）若短時間停工，則得到開工指令后，酸氣重新入爐。

（3）若長時間停工，按規定的趕硫操作步驟趕硫16h以上，確認各硫管無硫磺流出，停需氧分析儀。

（4）趕硫結束后，開器前放散閥，關閉克勞斯尾氣并尾氣總管閥門，切斷空氣、煤氣、三組閥并關閉現場手閥，根據實際情況決定是否停空氣鼓風機、煤氣增壓機。

（5）將廢熱鍋爐、硫冷凝器內存水放空，關閉蒸汽采氣閥，視具體情況停夾套蒸汽。

5 催化劑操作注意事項

5.1 停爐時的操作

（1）若為短期停爐，不需開爐卸催化劑，可切斷原料氣，加入激冷蒸汽，使催化劑床層溫度低于600℃。

（2）克勞斯爐停爐時，應先在正常操作溫度下用盡可能大的煙氣吹掃，直至爐內不含硫，方可逐漸減少加熱煤氣，逐步降溫。

5.2 使用催化劑的注意事項

（1）嚴禁超溫運行，催化劑床層溫度不能大于1 250℃。

（2）克勞斯爐內催化床層溫度應保持穩定，盡可能避免忽高忽低，應嚴格控制在1 000～1 100℃。

（3）當催化床層溫度低于900℃時，應避免長期操作，否則容易出現積炭。

（4）在開、停爐過程中，當催化劑床層溫度低于600℃時，應避免長期操作，否則容易出現積炭。

6 分析化驗項目

涉及的分析項目見表2～5。

7 改造和改進

7.1 鍋爐給水改造

由于高壓鍋爐給水泵屬于德國利舊設備，為多級泵，級數多，軸長且細，多次出現因軸彎造成泵超電流跳車，影響鍋爐供水而停爐的事故。找出問題癥結后我們采取了兩步走的措施，一是重新根據鍋爐水的參數進行了泵的選型和設計，二是在泵到廠前利用鍋爐給水穩定的優勢，從鍋爐房鍋爐泵引水供應克勞斯爐。上述兩個方案實施后，鍋爐泵給水穩定，幾乎沒有再出現因鍋爐液位聯鎖跳車的事故。新泵到廠后安裝調試正常，目前這兩種方法互為補充，保證了鍋爐給水穩定。

表2 酸性氣成分（兩天一次）

表3 出克勞斯爐進克勞斯反應器過程氣成分

表4 克勞斯尾氣成分

表5 鍋爐爐水分析

7.2 燃燒煤氣的改造

由于原設計的煤氣成分好，一臺300m3／h煤氣羅茨風機即可滿足使用。我們由于煤氣中氮氣含量高且有焦油，影響了羅茨風機的打氣量，多次因煤氣量不足影響酸性氣的投入。后來根據實際情況，選擇了兩臺560m3／h的羅茨風機，可以滿足克勞斯爐的正常需要。另外，為了增加煤氣供應的可靠性，我們將甲醇加熱爐的煤氣專門引出一路直接供應克勞斯爐，羅茨風機作為備用，這樣，煤氣供應得到了保證，克勞斯爐的運行穩定，酸性氣實現了全部接收。

8 結 論

通過操作規定的明確和上述改造，影響克勞斯爐運行的內外部問題基本解決，克勞斯爐在2010年實現了較長周期的穩定運行。由于克勞斯爐的特殊條件，還需要在今后的運行中更好地總結經驗，開好用好這個環保設施。