一、装置简介
硫磺回收装置是炼油及天然气企业中重要的组成部分，它的主要作用是使原油中所含的硫元素以单质或某些化合物的状态得以回收利用，以减轻或避免其直接排放对环境造成的污染。近年来随着环境问题日趋严重，环境威胁日益受到广泛的重视，同时随着一些法律和管理办法的实施，硫磺回收装置的地位在石化工业中变的比以往任何时候都更为重要，其技术经济性也逐渐趋于合理，成为上述企业中不可缺少的组成部分。
二、主要设备
(一)反应炉
反应炉又称为燃烧炉。可以认为是Claus法制硫工艺中最重要的设备。反应炉的主要功能有两个：一是使原料气中1／3体积H2S转化为S02，使过程气中的H2S和S02的比保持2：1；二是使原料气中若干组分(如NU3、烃类)在燃烧过程中转化为N2、C02等惰性组分。不论部分燃烧法或分流法，反应炉中或多或少都要生成一些元素硫。影响反应炉的操作因素主要包括火焰温度、花墙的设置、炉内停留时间、火嘴功能等。
(二)废热锅炉
废热锅炉的功能是从反应炉出口气流中回收热量并发生蒸汽，同时按不同工艺方法使过程气的温度降至下游设备所要求的温度，并冷凝和回收元素硫。设计Claus装置废热锅炉时，除应遵循一般火管式蒸汽锅炉的设计准则外，也应考虑Claus装置的若干特殊要求，勿废热锅炉高温气流人口侧管束的管口应加陶瓷保护套、人口侧管板上应加耐火保护层等等。
(三)转化器
转化器的功能是使过程气中的U2S和S02在其催化剂床层上继续进行Claus反应而生成元素硫，同时也使过程气中的COS、CS2等有机硫化物在催化剂床层上水解为H2S和C02。
目前Claus装置常用的转化器类似一个水平放置的圆柱体，气体进口在顶部，出口则在底部。转化器内催化剂床层的厚度为1～1。5m。可以每个转化器使用一个容器，但对规模在100t／d以下的装置，大多是用纵向或径向的内隔板把一个容器分隔为一个以上的转化器。虽然大多数转化器为卧式的，但800t／d以上的大型装置也有采用立式的。
转化器的空速在300-1000h（-1范围内(对过程气而言)，通常各级转化器都采用相同的空速。但实质上对反应物而言，一级转化器进口浓度比下游转化器要高5—25倍，因此即使对过程气而言空速相同，对反应物而言实际下游转化器的空速要比一级转化器低得多。
考虑到有机硫化物水解的要求，一级转化器过程气出口温度必须保持在310—340℃。以后各级转化器则由于冷凝分离了大量硫蒸气，也不存在有机硫化物水解的问题，可以在较低的温度下操作，以获得较高的转化率。例如原料气中H2S含量较高的部分燃烧法装置，典型的二级转化器出口温度为240～260℃，而三级转化器则为180～220℃。
(四)冷凝器
冷凝器的功能是把转化器中生成的元素硫蒸气冷凝为液体而除去，同时回收热量。对大多数物质，这仅是一个放热的相变化过程，但对硫磺而言，则有其特殊的复杂性。造成复杂性的原因是气态硫和液态状硫都是不同硫品种的混合物，蒸气是由S2至S8不同的聚合物种类组成，液体则是由S8环状和Sn键状聚合物的混合物。n值可以达到相当大。每种相态的组成是由各种类互相转化的平衡反应所控制，所以和温度密切有关。
从理论上讲冷凝器的设计(或操作)温度越低，冷凝回收的硫蒸气也越多。但必须注意冷凝过程中硫雾沫的形成问题，对前几级冷凝器而言，应适当提高冷凝器出口温度以防止形成硫雾沫，并在冷凝器中装金属网状填料作除沫用。最后一级冷凝器的出口温度应控制得尽可能低(125012左右)，并从气体速度、压力降、温度梯度等方面加以精心设计，使硫雾沫的形成减少至最低。
(五)捕集器
捕集器的功能是从未级冷凝器出口气流进一步回收液硫和硫雾沫。此设备的重要性曾长期被忽略，但某些工业装置的数据已表明，高达2％的产量来自捕集器。二业装置常用的捕集器有泡罩塔型、波纹板型和金属丝网型等几种。近年来大多数装置采用金属丝网型，气速为1．5-4．1m／s时，平均捕集效率可达97％以上，尾气中硫含量约为0．56g／m3。
