湿式氧化法脱硫的硫回收及副盐回收

发布时间:2018-11-16 06:07        

0.序言

湿式氧化法脱硫较为完整的工艺过程可分为:脱硫、再生、硫回收与副盐回收四个控制单元,四者之间相对独立且有密切关联。从总体上看四者的发展并不同步,就其工艺技术及相应设备的配置,工艺管理及工艺要求等方面来看,硫回收特别是副盐回收,均明显滞后,这又反向影响了脱硫与再生的正常进行,因此,不少企业已将硫回收及副盐回收,做为重点控制的工艺过程。

1.氧化再生的概念与过程

从传统上讲,氧化再生单是指在催化剂的作用下,脱硫富液中的HS

被氧化析出生成单质硫。其实从过程的完整性讲,上述过程只是氧化再生的一部分,而只有将析出的单质硫从液相中分离出去,才可称过程的终结。析出硫后的高质量贫液再进入又一个吸收过程,并如此周而复始,脱硫液方可保持良性的循环,脱硫生产方可长周期的正常进行。

2.硫回收与副盐回收的重要性

氧化再生与硫回收是富液氧化成贫液并保持贫液高质量的两个重要环节。脱硫贫液质量差,悬浮硫含量高,除直接影响脱硫净化度外,其积硫以及硫盐等混合物还会造成填料脱硫塔堵塞,塔系阻力增大,塔拦液及夹带液,以及物料损耗增多等多种危害,直接影响着脱硫生产的正常进行,进而影响整个系统的安全和稳定生产。

3.几种不同的硫回收装置

3.1转鼓式真空过滤机

结构:由机座、料槽、转鼓、分配头、搅拌器、加液管、正压空气管、负压系统、冲洗管等部件构成。

工作原理:真空过滤机分配头的抽真空区间与真空泵负压系统联接,吹风区间与正压空气联接,过滤机的转鼓在料槽中转动时,其下半部分浸泡在硫悬浮液中,转鼓每运行一周,其内腔的各分室,先后与上述两区间相联通,其外表面则依次完成过滤、干燥、吹风卸料、滤布再生等工作程序,转鼓的连续不间断旋转运行,保证了过滤生产的连续进行。

3.2戈尔膜过滤器

结构:由缸体、反冲缸、管道、过滤元件、自控系统、气动控制系统及脱水器等组成,并分进液、过滤、反冲、排渣等过程。

工作原理:过滤时脱硫泡沫通过薄膜滤袋,清液经上腔排出,脱硫液中的悬浮硫及其它物理杂质被全部截留在滤芯表面形成滤饼。当其达到一定厚度时,过滤器系统进入反冲洗状态,使滤饼脱离滤袋,并沉降在过滤器锥形底部,系统重新进入工作状态。该过程脱硫液没有化学变化是纯物理过程。

3.3上悬式离心机

结构:立式主体框架、敞口内腔式转鼓、外鼓腔,变速电机、滤饼料斗、滤液收集装置、停车手闸、加液管、冲洗管等。外鼓腔焊接在立式主体框架下半部,转鼓的主轴与框架上方的电机垂直联接,吊在外鼓主腔内,转鼓内侧附着的滤布有开口的钢圈固定。

操作:起动电机待转鼓运行正常后,人工手动均匀的加液,滤液穿过滤布汇集鼓外腔流至地下槽,单质硫及其它物理杂质截留在滤布上,滤饼达一定的厚度,停车,而后人工将滤饼铲下至料斗回收。过程中一但加液不均匀或加液过快,造成晃车,主体框架晃动,硫膏飞溅,需要紧急停车。其劳动强度大,生产环境差,国内基本已停用。

3.4三足离心机半封闭或全封闭式硫回收

结构:由转鼓、外鼓腔、加料管、冲洗管、滤液收集回硫装置,料斗、控制系统、动力电机等构成。鼓外腔由弹性装置的三足固定,转鼓中心主轴由地面支撑,与电机三角带联接。

操作:转鼓运转正常后均匀加硫泡沫液至鼓内腔,滤液穿滤布收集排至地下槽,滤布截留单质硫及其它杂质,滤饼由刮刀自动卸料至料斗。滤饼可直接回收或送熔硫器,间歇式熔硫。该装置劳动强度小,工作环境干净,工作效率高。该装置脱硫液无化学变化,系纯物理过程。

3.5DS型硫泡沫专用过滤机

设备概述:DS型硫泡沫专用真空过滤机是集纳米无机膜技术、超声波技术、自动化控制为一体的新型、高效、节能、环保的固液分离设备,它依据脱硫液组分以及各组分特殊的物化性质采用不同的超微细孔在不影响溶液组分的情况下将硫泡沫中单质硫过滤出来,形成的滤饼可直接装袋销售或进熔硫器进行熔硫;因使用纳米过滤,过滤后的脱硫液含硫极低(单质硫的去除率可达99、9%以上),过滤后的溶液清亮透彻浊度低(固形物总含量〈50PPm),且由于是物理性过滤,过滤后溶液的物化性质均没有发生变化,可直接回脱硫系统使用。因此极大节约了能耗、减少了对环境的污染和对系统的危害。

工作原理:DS脱硫真空过滤机过滤介质利用纳米陶瓷技术,在真空力的作用下,只能让脱硫液通过超微陶瓷膜孔,而溶液中的机械杂质和单质硫以及气泡却无法通过,保证无真空损失的原理,极大地降低了真空过滤机能耗和过滤液的固形物含量。

工作流程:DS脱硫真空过滤机主要包括过滤板、转子、料浆斗、真空系统、清洗系统、控制系统。工作时浸没在料斗的过滤板在真空力和毛细作用下,表面吸附成一层物料,滤液通过滤板至排液罐,干燥区滤饼继续在真空力的作用下脱水。滤饼干燥后通过刮刀卸料,卸料后进入反洗区,通过循环水清洗滤板,从而完成一个工作循环。在过滤机运行7小时后采用超声波和碱水清洗,以保持过滤机的高效运行。形成的滤饼装袋处理或去熔硫釜熔硫。滤饼含水量30%左右。

3.6格栅板过滤

此外也有些小企业或脱硫量少的装置,直接将再生槽的硫泡沫溢流至格栅板上铺设的麻袋上回收硫膏,格栅下槽内的滤液再循环送至脱硫塔,该方法从上世纪60年代延用至今,可称我国的硫回收装置原始之最。

3.7熔硫釜

作用与结构:熔硫釜是硫回收装置中的关键设备,它对回收系统硫膏,避免硫堵降低阻力,减少设备管线腐蚀,起到了积极作用。主要包括进料口、脱硫液出口、釜体、加热套、蒸汽进口、冷凝水出口,其结构为:釜体的底部装有管状加热器,加热器外套管上装有高压蒸汽进口、蒸汽出口,加热器末端装有保温截止阀。釜体和夹套两个压力容器腔体上,均配置压力表、安全阀、温度计等安全附件,以便于操作控制。制造及安装均符合一类受压容器的安全要求。

操作:将压力P≤0. 45MPa的低压饱和水蒸汽,引入到熔硫釜的夹套及盘管内作为热源,加热釜体及盘管,再传热给釜内硫膏,当温度140℃—150℃熔融成硫黄,因釜内硫膏含水,当液温达到140℃—150℃也将产生饱和水蒸气。设备在此条件下运行安全正常。过段时间后开熔硫釜下部的排液阀,连续排液,而后排渣。此过程可连续进行,也可间歇式进行,过程结束后停蒸汽,而后卸压,待用。

总之,采用何种方法进行硫回收,应因厂而置,不搞一个模式。但戈尔膜过滤器工艺复杂,操作环境差也有不少企业弃用。连续熔硫蒸汽消耗量大,大量残液需进行冷却降温,沉淀处理,且高温熔硫,负反应加快,副盐成倍增长(在某厂分析Na

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结果:硫泡沫液采样Na

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分析含量:15.3g/1,熔硫残液采样Na

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分析含量: 31.8g/1),所以是选择连续熔硫还是间断熔硫,也应根据各厂的实际工况而定。

4.副盐回收装置

湿式氧化法脱硫工艺过程,在脱除工艺气体中硫化氢的同时,也伴随着Na

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 Na

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 NaCNS三种副盐的生成。副盐总量的增长,不但直接影响气液传质过程,影响单质硫的浮选,使贫液质量下降,最终导致脱硫效率下降,且物料损耗增多。所造成盐类混合物堵塔也时常发生。

在基本相同的工艺条件下,要达到基本相同的脱硫效果,如果Na

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含量60—120g/1则碱耗增加8%左右;如果Na

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含量为120—160g/1,则碱耗增加10%左右。不仅如此,随着Na

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含量的增长,Na

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SO

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含量也会增加,装置腐蚀也会加快。因此,对过量副盐的回收,也应在脱硫工艺装置的配备之列。以保持三盐的总量在200g/1之内。

在实际生产中,如何更好的控制副盐的产生,有关文献中多有报道,这儿不再讨论。对于溶液中已经很高的副盐,以前多采取以下两种方法:一是直接排放部分脱硫液,进行溶液置换;二是引旁路对脱硫液加热析盐。前者不仅会造成一定的浪费,而且由于环保的压力越来越大,大多企业已不允许排放;后者多采用蒸汽间接加热,使脱硫贫液蒸发而增浓,而后再降温冷却,脱硫液中的副盐含量过饱和而结晶析出,再进行过滤回收。电加热对副盐回收的原理也基本相同,但装置需要大量投资。总之,为保持脱硫贫液的高质量,脱硫工艺的正常运行,不管采用何种方法对超量副盐的回收都是必要的,唯独简单的排放脱硫液的方法不可取。

5.结语

湿式氧化法脱硫虽然工艺较为简单,但是在日常操作管理中却比其它工序要烦琐的多。所以无论是脱硫与再生,还是硫回收和副盐回收,都必须放在同等的高度认真对待。任何一个环节出现问题都会影响到整个工况。尤其是加强对相对薄弱的硫回收和副盐回收的控制和管理,在实际生产中是有着重要意义的。

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