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1、引言

目前我國的硫磺回收工藝大多采用克勞斯法硫磺回收工藝原理，經(jīng)過幾十年來的不斷發(fā)展，硫磺回收工藝已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟。如何有效控制硫磺回收工藝中氣體的溫度、壓力、流量、組分比率等關(guān)鍵參數(shù)，是提高H2S回收率的關(guān)鍵。利用一整套完整的在線分析系統(tǒng)對工藝各節(jié)點參數(shù)進行實時分析，采集后的數(shù)據(jù)送入DCS系統(tǒng)對工藝進行動態(tài)控制，使H2S回收效率達到最優(yōu)。

2、工藝原理和流程

克勞斯（Claus）法是一種比較成熟的多單元處理技術(shù)，通常用于處理含H2S15%～100%（體積分數(shù))的酸性氣，是石油化工行業(yè)中H2S回收過程中最為廣泛的生產(chǎn)工藝。根據(jù)不同工況下酸性氣中H2S的體積百分比含量的高低，分別采用直流克勞斯法（又稱部分燃燒法）、分流克勞斯法、直接氧化克勞斯法。其工藝的主要過程為含有H2S的酸性氣體在克勞斯反應(yīng)爐內(nèi)和空氣中的O2 進行燃燒反應(yīng)，使部分H2S氧化并轉(zhuǎn)化為SO2，然后SO2與之前剩余的未反應(yīng)的H2S在催化劑作用下反應(yīng)生成硫磺和水，根據(jù)克勞斯法工藝反應(yīng)機理，為了使硫磺盡可能完全的回收，使排放的廢氣中SO2的體積分數(shù)最低，必須使燃燒爐處理的過程氣中H2S和SO2體積分數(shù)比為2∶1，這時催化轉(zhuǎn)化器中的過程氣正好達到催化轉(zhuǎn)化的最佳反應(yīng)條件。要使過程氣催化轉(zhuǎn)化之前達到最佳狀態(tài)，就必須嚴格控制進入燃燒爐內(nèi)的酸性氣與空氣的體積分數(shù)比，根據(jù)酸性氣中H2S的具體含量來控制適量的空氣進入爐內(nèi)，使酸性氣中的H2S和空氣中的O2 正好完全反應(yīng)。在線硫磺比值分析儀的主要工作原理是，利用在線分析儀表檢測分析冷凝器出口的尾氣中的H2S和SO2的濃度（體積），并轉(zhuǎn)化為H2S和SO2的濃度比率，根據(jù)分析與計算結(jié)果，對入爐空氣的流量進行控制。一般入爐空氣分為兩路，一路空氣(約80％)采用與酸性氣流量的比值控制，另一路空氣(約20％)由以尾氣質(zhì)量為基準的反饋控制細調(diào)。

4、硫磺比值分析儀介紹

在線硫磺比值儀分析儀主要分析硫磺回收裝置尾氣中的H2S和SO2的相對濃度，并計算比值，將信號傳遞給DCS中控系統(tǒng)，由中控系統(tǒng)控制空氣進氣球閥，實現(xiàn)反饋控制。OMA-3510儀表測量原理光源發(fā)出的紫外光先通過光纖傳輸進入測量室，并且紫外光在穿過測量室時會被樣氣吸收。經(jīng)過樣氣吸收后的紫外光再通過光纖傳輸?shù)焦庾V儀。被吸收后的紫外光在光譜儀內(nèi)部經(jīng)過凹面光柵分光，由陣列傳感器將分光后的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，獲得氣體的連續(xù)吸收光譜信息。儀表根據(jù)此光譜信息采用紫外差分吸收光譜技術(shù)，得到被測氣體的濃度。儀表整個測量過程原理示意圖如圖1所示。此外，吸收光譜的原理決定了不同氣體具有不同的特征吸收光譜，同種氣體在不同波長上具有不同的吸收。

5、系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用

OMA -3510在線硫磺比值分析儀主要由采樣探頭箱、中央單元和氣路控制單元三部分組成，其中采樣探頭箱直接安裝在工藝管道上，中央單元和氣路控制單元安裝在戶外機柜內(nèi)。OMA-3510在線硫磺比值分析儀的關(guān)鍵點在于樣氣預(yù)處理系統(tǒng)中各個流路器件的溫度控制，在合理溫度控制的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)對取樣管路進行自動的周期性反吹，確保系統(tǒng)能定期清除殘存在流路器件內(nèi)壁的液硫或其它雜質(zhì)，同時避免了氣體室玻片污染問題。此系統(tǒng)已經(jīng)在多個應(yīng)用場合進行現(xiàn)場試驗，試驗結(jié)果表明其除硫效果明顯，工作穩(wěn)定，維護周期長，一般只需要半年以上維護一次，保障了硫磺回收工藝的正常調(diào)節(jié)。

6 總結(jié)

硫磺回收裝置是石油化工、天然氣化工以及煤化工工藝過程中必不可少的環(huán)節(jié)，在硫磺回收裝置中應(yīng)用硫磺比值分析儀可以有效地提高硫的回收率，降低SO2 等酸性氣的排放量，有利于企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排，保護環(huán)境等目標。同時如何使在線分析系統(tǒng)在硫磺回收工藝中持續(xù)、穩(wěn)定、有效分析，是優(yōu)化工藝、提高產(chǎn)率的關(guān)鍵點，對硫磺回收在線分析系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，將會大大提高我國硫磺回收工藝水平，促進下游硫磺產(chǎn)業(yè)發(fā)展，真正做到環(huán)境保護和資源開發(fā)合理利用。

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