Принципиальная технологическая схема установки Клауса

Газ перед подачей в камеру сгорания термической ступени проходит входной сепаратор С-1, где отделяется от капельной жидкости. Для конт­роля концентрации H₂S в кислом газе на выходе из сепаратора С-1 уста­навливается поточный газоанализатор.

Для обеспечения горения кислого газа в камеру сгорания с помощью воздуходувки нагнетается атмосферный воздух, который предварительно проходит фильтр и подогреватель. Подогрев воздуха производится для устранения импульсивного горения кислого газа и предотвращения корро­зии трубопроводов, так как при сгорании H₂S возможно образование SO₃, который при низких температурах в присутствии паров воды может обра­зовывать серную кислоту.

Расход воздуха регулируется в зависимости от количества кислого газа и соотношения H₂S : SO₂ в газе на выходе из котла-утилизатора КУ.

Газы сгорания печи [реакции (ПР) проходят по трубному пучку котла-утилизатора, где охлаждаются до 500 °С. При этом происходит частичная конденсация серы. Полученная сера через серозатвор отводится из аппара­та. За счет частичного снятия водой тепла реакции в котле получается пар высокого давления (Р=2,1 МПа).

После котла газы реакции поступают в каталитический реактор-конвер­тор Р-1, гЛе сероуглерод и сероксид углерода подвергаются гидролизу.

Благодаря экзотермичности реакций, протекающих в конверторе, тем­пература на поверхности катализатора поднимается примерно на 30—60 °С. Это препятствует образованию жидкого осадка серы, которая, попадая на поверхность катализатора, снижала бы его активность. Такой температур­ный режим в конверторе одновременно обеспечивает _такж.е разложение продуктов побочных реакций — COS и CSj.

Основная часть газа (около 90%) из реактора поступает для охлаж­дения в трубное пространство конденсатора Х-1, а затем направляется в реактор Р-2. Теплосъем в конденсаторе Х-1 производится за счет испарения воды в его межтрубном пространстве с получением пара низкого давления (Р=0,4 МПа). При охлаждении газов в Х-1 происходит конденсация се­ры. Жидкая сера через серозатвар отводится в блок дегазации.

Часть реакционных газов (около 10%), минуя конденсатор Х-1, посту­пает на смешение с более холодными газами, отходящими из того же кон­денсатора. Температура смеси перед входом в реактор Р-1 составляет около 225 °С.

Для регулирования температуры в реакторах Р-1, Р-2, Р-3 (в пусковой период и в случае загорания серы) предусмотрена подача в них пара низ­кого давления и азота. При нормальной работе температура газов на вы­ходе из Х-2 и Р-1 составляет 191 и 312 °С соответственно. Съем тепла в ап­парате Х-2 осуществляется за счет испарения воды в его межтрубном про­странстве с получением пара низкого давления. Отходящие газы из реак­тора Р-2 поступают на охлаждение в третий конденсатор Х-3, откуда с тем­пературой 130 "С подается на доочистку.

Для контроля концентрации H₂S и SO₂ в отходящих газах на выходе из Х-3 устанавливаются поточные газоанализаторы. Для предотвращения уноса жидкой серы с отходящими газами на их линии ставится коагулятор. Для предотвращения затвердевания серы в коагуляторе предусмотрена пе­риодическая подача в него водяного пара.

Потоки жидкой серы, отводимые из конденсаторов, содержат 0,02— 0,03% (масс.) сероводорода. После дегазации серы концентрация H₂S в ней снижается до 0,0001%.

Принципиальная технологическая схема установки получения серы:

С-1 - входной сепаратор; ПР - печь-реактор; КУ-котел-утилизатор;: Р-1, Р-2. Р-3 - ре­акторы; Х-1, Х-2, Х-3 - конденсаторы; Т-1 - рекуперативный теплообменник; П-1 - подо­греватель; Ф - фильтр; К - газодувка;I - сырьевой (кислый) газ; II - капельная жид­кость; III - воздух; IV- вода высокого давления; V - водяной пар высокого давления; VI - газовая сера; VII- вода низкого давления; VIII- водяной пар низкого давления; IX- отходящие газы