从图1和表1所示的化学过程可以看出，除了图1中的(d)由于H2S含量小于5%而没有设置燃烧炉外，燃烧炉和两级转炉设置在其它三种工况下，最终产品为元素S.因此，以空气为氧源分两个阶段将H2S转化为硫的过程称为主过程，即常规过程。由于常规工艺硫回收率只能达到~95%，尾气燃烧后排入大气。解决硫回收率低的问题。人们已经开发了常规过程的各种扩展过程。著名的有：

总之，常规工艺硫回收率一般达到~95%，燃烧后尾气中对应的SO2浓度在15%左右，是造成大气污染的主要原因。扩建过程排放的尾气中SO2浓度为1500~3000。仍然达不到国家排放标准。

2.Scot过程

20世纪70年代后，发达国家逐渐加强了尾气中SO2的排放限制，因此要求将总硫回收率提高到99.8%。这种限制促进了过程的改变。从以上分析可以看出，通过增加转化级数和改变工艺条件，很难甚至不可能达到要求的总硫回收率。为了解决这个问题，尾气处理技术应运而生，它独立于克劳斯装置，成为一个独立的化工单元。

经过30-40年的发展，尾气处理技术不断发展和系列化，可分为三类。低温克劳斯工艺。该工艺的原理是在硫露点以下进行克劳斯反应，提高总硫回收率。经过多次升级，最具代表性的工艺是sulfren和Clauspol150。前者的总硫回收率为~99.7%，后者的总硫回收率为99.9%。氧化吸收过程，其原理是将尾气中的各种硫化物氧化成SO2，然后用溶液吸收SO2制成化工产品。这种方法用于处理烟气中较多的SO2，但很少用于处理克劳斯尾气。我就不重复了。还有一个吸收过程，其原理是先将尾气中各种形式的硫还原到H2S，然后用溶液吸收除去H2S。最具代表性的工艺是荷兰壳牌公司开发的scot工艺。由于H2S吸收的富液可以与天然气中的富液一起进入再生系统，是目前应用最广泛的尾气处理工艺之一。特别是新开发的Super-Scot工艺，总硫回收率99.9%，净化气H2S含量~10ml/m3，总硫含量50ml/m3，是目前应用最广泛的工艺。

3.现代煤化工的应用

传统的克劳斯加斯科特工艺已经从天然气和石油炼制系统扩展到现代煤化工。以下是惠生南京30万吨/年甲醇装置回收流程。图2显示了在常规克劳斯工艺之后添加的氢化反应器，它是新建造的部分。图3是尾气吸收流程，可与低温甲醇流程共享。该工艺利用低温甲醇洗装置中的H2S吸收设备，降低了投资和生产成本。克劳斯反应器与LS-971和LS-300混合，总硫回收率为99.9%，尾气中H2S含量小于2 10-6 (vol)。加氢反应器配有铝基催化剂，入口温度要求在280-300之间，并在此过程中设置一个加氢加热炉。表2是主要操作参数表。

Iii .常规克劳斯和斯科特工艺催化剂的研究进展

1.克劳斯催化剂的工作原理

图4是显示H2S向硫的平衡转化率和温度之间的关系的图。图中三条曲线反映了不同时期的研究成果，测量精度随着时间的推移越来越高，但曲线最低位置的温度坐标基本不变，约为538。从图4可以看出，1温度不仅对平衡转化率有很大影响，而且将H2S转化率分为两个转化区，火焰反应区和催化反应区。 T

当H2S在火焰反应区转化为元素硫时，平衡转化率随着温度的升高而增加，但一般不超过70%。同时也产生了CS2和COS，对后期的催化剂转化提出了新的要求。

图的左侧是催化反应区，因此语义反应在有催化剂的两级反应器中进行

主反应：H2S 1/2SO2=3/2nSn H2O 48.05kJ/mol

副反应：cosh2o=h2sc2cs22h2o=2h2sco2

在催化反应区，平衡转化率随着温度的降低而增加，理论上接近完全转化，但实际上无法实现。受反应动力学影响，在<350无催化剂时，反应速率已不能满足工业要求，平衡转化率为80~85%。为了在较低的温度下获得较高的转化率，使用催化剂来加速反应；同时，要求催化剂对COS和CS2有较高的水解能力。因此，选择性能良好的克劳斯催化剂一直是该领域的重要研究课题。

(4)从反应式可以看出，在火焰反应区，减压有利于H2S转化，操作是在常压下进行的，而在催化反应区，增压有利于H2S转化，操作是在压力下进行的。

2.常规克劳斯催化剂的研究进展

克劳斯工艺基于在催化剂的作用下，空气中的O2将H2S直接氧化成元素硫；

H2S 1/2Q2=1/2Sn H2O 205kJ/mol

它是一个强放热反应，过程空速很低。称为原型Claus工艺。20世纪30年代德国法本公司将其改为热反应区和催化反应区，这一重大的改进，使常规Claus工艺获得了广泛的应用。与此同时，Claus工艺中使用的催化剂也在不断的更新换代，后来围绕总硫回收率的问题。在常规Claus工艺的基础上，开发了各种延伸工艺，每种新工艺都配套有各自的催化剂。由于环保规范的严格化，常规Claus加Scot工艺是适应当前要求中最广泛应用的工艺。

早期Claus催化剂是天然铝钒土，由于不能满足不断提高的硫回率要求而被淘汰，取而代之是铝基催化剂，20世纪60年代开发成功铝基催化剂。由于其具有高的比表面，适宜的孔分布和强的机械性能至今仍然在工业上被广泛使用。其缺点是对COS、CS2水解低，抗硫酸盐化能力弱，易热老化和水热老化。为了弥补上述不足有些在铝基催化剂中增加助剂：包括碱土金属、氧化钛，氧化钠，而有些是在铝基催化剂上层加除氧催化剂。但仍然不能把这些缺点得到彻底解决，于是人们开发了钛基催化剂。其特点是有高的Claus反应和有机硫水解活性，硫酸盐在其表面不稳定，可为H2S还原或水汽水解，即使是在苛刻的氧化条件下仍然可维持稳定的高活性，钛基催化剂的另一优点是其水热溶结在运行几个小时内即可基本定型，而铝基则要连续很长时间。由于钛基催化剂价格高，至今没有得到普遍的应用，随着钛基催化剂制造技术的改进，成本的降低市场占有率的增加，它在常规Claus加Scot工艺中的占有率将会节节上升。下表是筛选的几种催化剂活性评价表。

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