[实用新型]基于硫磺回收装置的克劳斯配风控制系统

说明书

本实用新型属于克劳斯硫磺回收工艺技术领域，涉及基于硫磺回收装置的克劳斯配风控制系统。该装置包括燃烧单元、克劳斯反应单元和配气单元，以及根据工艺要求连通以上单元的管道和设置在管道上的阀门；克劳斯反应单元的一级转化器与二级转化器之间的管道上设置有H₂S/SO₂在线检测仪表。本实用新型的克劳斯配风控制系统将H₂S/SO₂在线分析仪的设置地点由克劳斯二级反应器出口，更改在克劳斯一级反应器出口，减少检测反馈的滞后时间。

技术领域

本实用新型属于克劳斯硫磺回收工艺技术领域，涉及基于硫磺回收装置的克劳斯配风控制系统。

背景技术

现有酸性气硫磺回收工艺，其主要设备包括沿气流方向的制硫燃烧炉、两级克劳斯反应器等。在制硫燃烧炉中发生高温热反应，进料气中三分之一的H₂S被燃烧成SO₂，三分之二的H₂S与生成的SO₂发生克劳斯反应，离开燃烧室的混合气体被冷却，然后液体硫磺被分离，气体再先后进入两级克劳斯反应器发生克劳斯催化反应，进一步提高硫磺回收率将酸性气体中的H₂S转化为硫磺回收。整个工艺中利用仪控系统，确保装置保持平稳、高效运行。例如，在酸性气管线设置酸性气组成在线分析仪，在二级克劳斯反应器后设置H₂S/SO₂比例分析仪，实现对配风的有效控制。

克劳斯制硫反应总反应方程式可表示如下：

2H₂S+SO₂＝S₂+2H₂O+Q(放热)

当克劳斯反应器中的反应物H₂S、SO₂浓度愈接近当量反应比，该反应的转化率愈高。因此控制克劳斯工艺的配风是提高克劳斯工艺转化率的关键。

传统的克劳斯配风控制系统采用“比例+前馈”双回路模式，主风占总供风量的80～90％并保持与酸性气流量成一定比例，并随着酸性气流量的波动而变化，称之为比例控制。副风占到总配风量的10～20％，由末级克劳斯反应器出口设置的H₂S/SO₂在线分析仪对反应结果进行实时监测，并将检测结果与标准值比较后对副风进行适当的修正，称之为前馈控制。

比例控制模式主要应对酸性气流量的波动，主风按照一定的比例跟踪酸性气流量的变化，而且调节幅度比较大，属于粗放型调整模式。

前馈控制模式主要应对酸性气浓度的变化，安装于克劳斯末级反应器出口的在线检测仪表监控反应器生成物中H₂S与SO₂的比值变化，通过PID控制器精确调节副风的流量使克劳斯工艺反应器出口H₂S与SO₂的比例趋近于理想反应比例。

比例+前馈的控制系统具有控制回路简单的特点，但是由于H₂S/SO₂在线分析仪安装在末级克劳斯反应器出口，获得的检测结果总是滞后于酸性气的实时变化。当克劳斯末级反应器出口的过程气组成数据从H₂S/SO₂在线分析仪表现出来之后，由于酸性气与空气混合燃烧并经过克劳斯反应器反应需要一定的时间，实际上指示的是一段时间之前酸性气配风情况。

同时，前馈控制实际上是根据目标值与测量值不断对比并进行修正的一个过程，该过程加剧了控制系统的时间滞后，导致现有比例+前馈的控制系统无法达到较高的克劳斯反应收率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有生产装置和工艺存在的上述缺陷，提出了基于硫磺回收装置的克劳斯配风控制系统。本实用新型的工艺可以极大的缩短滞后时间，提高配风的精确度，从而提高克劳斯工艺的转化率。