硫磺的一般性质
硫磺是一种浅黄的晶体，分子式S，分子量32.06，不溶于水，易溶于二硫化碳，熔点112-119℃，沸点444.6℃，自燃点248-266℃，在空气中液硫于150℃接触明火即可燃烧，密度1.92-2.07。 硫磺在加热或冷却时发生如下现象：
112.8℃ 250℃ 300℃
黄固体==熔化成黄流动液体==暗棕粘稠液体==暗棕易流动液体
444.6℃ 650℃ 900℃
暗棕易流动液体==橙黄气体==草黄气体==无气体
液硫具有独物的粘温性质，130-160℃粘度小流动性好，160-190℃由于S8环乾链开始破裂粘度升高，190℃以上链平均长度缩短，粘度又变小。
硫分子中的硫原子数目，随温度的不同而有所异，当加硫磺时存在如下平衡： 3S8 4S6 12S2
温度升高时平衡向右移动。
在熔点和沸点之间，S8、S6共存，温度升高S8逐渐减少，达到沸点时，S2出现，700℃时S8为0，750℃时S2最大，S6为0。
不同温度下的硫磺蒸汽压：
温度℃ | 蒸汽压KPa | 温度℃ | 蒸汽压KPa |
49．7 | 电子蚊香 0.000045 | 242 | 1.1199 |
70 | 0.000267 | 245 | 1.3332溶剂回收 |
104 | 0.001333 | 265 | 2.666 |
131．9 | 0.010799 | 306.5 | i型钢7.1328 |
135 | 0.013332 | 342 | 14.132 |
141 | 0.017332 | 363 | 23.4648 |
157 | 0.043997 | 374 | 31.9975 |
172 | 0.083993 | 393 | 58.1288 |
181 | 0.133230 | 气泡包装膜410 | 59.0621 |
190 | 0.186652 | 427 | 77.3273 |
211．3 | 0.418634 | 444．6 | 101.3255 |
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SO2的物理、化学性质
物理性质：SO2是一种具有刺鼻的窒息气味和强烈涩味无有毒气体，是一种极易冷凝的气体。在常压下-10.10℃就能液化。汽化热为5.96千卡／摩尔，故SO2可做制冷剂。
化学性质：SO2易溶于水，20℃时一体积的水溶40体积的SO2气体，SO2的水溶液呈酸性，为亚硫酸（H2SO3）。亚硫酸是中强酸，在有水蒸汽的情况下，SO2对钢材、设备腐蚀比H2S更为严重。SO2具有氧化性，又具有还原性：SO2+2H2S=2H2O+3/xSx（氧化性）；2SO2+O2====2SO3 （还原性）。因此，SO2可用作漂白剂，使许多有物质还原褪。
H2S的物理、化学性质
物理性质： H2S是一种无，具有臭鸡蛋气味可燃性剧毒气体，比重为1.1906，纯H2S在空气中246℃，在氧气中220℃即可燃烧，爆炸极限为：上限45.5%，下限为4.3%。
化学性质：（１）在空气中燃烧有淡兰火焰，由于供氧量的不同，生成物也不同。H2S+3/2O2=SO2+H2O+Q H2S+1/2O2=Sx+H2O+Q；在常温下H2S也可以在空气中
被氧化，因此，H2S是强还原剂之一。
（２）H2S溶于水，一体积水可以溶解4.65体积的H2S，H2S的水溶液呈弱酸性，氢硫酸不稳定，易氧化。
（３）H2S易与大多数金属作用，生成硫化物，特别是在加热或有水蒸汽存在的情况下，它也和许多氧化物反应生成硫化物：H2S+Fe=FeS+H2↑。故H2S能严重腐蚀钢材。 硫磺回收的发展变革
硫磺回收的主要目的是加工H2S而得到硫磺，原则上任何来源的H2S均可实现，煤液化过程中也会产生大量富含H2S的酸性气体，为了防止大气污染，硫磺回收装置必须设置。因此，硫磺回收装置是煤液化工程配套的重要的环保装置。从1883年英国化学家克劳斯（Claus）提出原始的克劳斯法工艺至今已有100多年历史了。原始的克劳斯法是一个两步过程 ，专门用于回收吕布兰（LEBLANC）法生产碳酸钠时所消耗的硫磺。
第一步是把CO2导入由水和硫化钙组成的淤浆中，按下列反应得到H2S：
CaS（固）+CO2(气)+H2O(液)→CaCO3(固)+H2S(气)
第二步把H2S和空气混合后导入一个装有催化剂的容器，催化剂床层预先以某种方式预热至所需的温度。反应开始后，用控制反应物流量的方法保持固定的床层温度。显然，此工艺只能在催化剂上空速很低的条件下进行（对H2S仅为2－3h-1），而且，反应热无法回收利用（参见图1－1）。此阶段的主要化学反应是H2S+1/2O2→1/xSx+H2O (1—2)
1938年德国法本公司对克劳斯法工艺作了重大改革。其要点是把H2S的氧化分为两个阶段完成（参见图1－2）。第一阶段称为热反应阶段，有1/3体积的H2S在燃烧炉内被氧化为SO2，并放出大量反应热；第二阶段称为催化反应阶段，即剩余的2/3体积的H2S在催化剂上与生成的SO2继续反应生成元素硫。
燃烧炉内高温热反应过程
酸性气首先在没有催化剂存在的条件，在燃烧炉内与空气反应。反应温度与酸性气体中的H2S含量有关，一般都在920℃以上。炉内反应速度甚快，通常在0.5秒钟内即可完成全部反应，理论转化率可达60%－75%。由于在燃烧炉后设置废热回收设备，炉内反应所释放出的全部热量约有80%可以回收，而且催化转化反应器的温度也可以借控制进口过程气的温度加以调节，基本排除了反应器温度控制难的问题，从而也大大提高了装置的处理容量，这就是改良的克劳斯硫磺回收工艺，是现代硫磺回收工艺的基础。
由于酸性气体中除H2S外还有CO2、N2、H2O和NH3等杂质。因此，燃烧炉内的反应非常复杂，而主要反应如反应式：
H2S的克劳斯主反应
H2S → H2 + 0.5S2 －905 Kcal/Nm3 H2S ①
H2S + 1.5 O2 → H2O + SO2 + 5531Kcal/Nm3 H2S ②
H2S + 0.5O2 → H2O + 0.5 S2 + 1674Kcal/Nm3 H2S ③
烃类在酸性气燃烧炉前端燃烧器中导热油配方按以下反应燃烧：
CH4 + 1.5 O2 → CO + 2H2O + 5538Kcal/Nm3玉米棒烘干机 CH4
C2H6 + 2.5 O2 → 2CO + 3H2O + 9190Kcal/Nm3 C2H6
C3H8 + 3.5 O2 → 3CO + 4H2O + 12743Kcal/Nm3 C3H8
n-C4H10+ 4.5 O2 → 4CO + 5H2O + 16355Kcal/Nm3 n-C4H10
i-C4H10+ 4.5 O2 → 4CO + 5H2O + 16282Kcal/Nm3 i-C4H10
氨分解机理的主要反应如下：
2 NH3 + 3/2 O2 N2 + 3 H2O (1)氨的燃烧分解
2 NH3 N2 + 3 H2 (2)氨的热分解
H2S + 3/2 O2 SO2 + H2O (3a)氨与SO2反应
2 NH3 + SO2 N2 + 2 H2O + H2S (3b) 氨与SO2反应
克劳斯反应热力学过程
甘姆森等人在对克劳斯反应热力学进行广泛研究后，于1953年首先发表了研究结果。他们以纯H2S与氧反应的化学平衡为基础进行热力学计算，得到了不同反应温度下H2S转化生成硫蒸汽的理论平衡值――理论转化率和温度的关系曲线图。必须指出，甘姆森等人的研究是根据当时能得到的数据进行的，因而硫蒸气的种类只包括了S2、S6、S8。1953年以后，很多研究者已确认了S3、S4、S5、S7等种类的存在，而且进一步测定了不同温度下硫蒸汽中不同种类的关系的组成，在低温下是高相对摩尔质量的种类占多数，而高温下则反之。如此，对某一系统中固定数量的硫原子而言，在低温下形成的硫蒸汽分子少，相应的硫蒸汽分压则低，有利于平衡向右移动。正由于硫蒸汽组成对平衡转化率有重要影响，故在热力学计算时应该加以考虑。
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