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              1. 濕式氧化法脫硫的硫回收及副鹽回收

                發布時間:2018-11-16 06:07        

                0.序言

                濕式氧化法脫硫較為完整的工藝過程可分為:脫硫、再生、硫回收與副鹽回收四個控制單元,四者之間相對獨立且有密切關聯。從總體上看四者的發展并不同步,就其工藝技術及相應設備的配置,工藝管理及工藝要求等方面來看,硫回收特別是副鹽回收,均明顯滯后,這又反向影響了脫硫與再生的正常進行,因此,不少企業已將硫回收及副鹽回收,做為重點控制的工藝過程。

                1.氧化再生的概念與過程

                從傳統上講,氧化再生單是指在催化劑的作用下,脫硫富液中的HS

                被氧化析出生成單質硫。其實從過程的完整性講,上述過程只是氧化再生的一部分,而只有將析出的單質硫從液相中分離出去,才可稱過程的終結。析出硫后的高質量貧液再進入又一個吸收過程,并如此周而復始,脫硫液方可保持良性的循環,脫硫生產方可長周期的正常進行。

                2.硫回收與副鹽回收的重要性

                氧化再生與硫回收是富液氧化成貧液并保持貧液高質量的兩個重要環節。脫硫貧液質量差,懸浮硫含量高,除直接影響脫硫凈化度外,其積硫以及硫鹽等混合物還會造成填料脫硫塔堵塞,塔系阻力增大,塔攔液及夾帶液,以及物料損耗增多等多種危害,直接影響著脫硫生產的正常進行,進而影響整個系統的安全和穩定生產。

                3.幾種不同的硫回收裝置

                3.1轉鼓式真空過濾機

                結構:由機座、料槽、轉鼓、分配頭、攪拌器、加液管、正壓空氣管、負壓系統、沖洗管等部件構成。

                工作原理:真空過濾機分配頭的抽真空區間與真空泵負壓系統聯接,吹風區間與正壓空氣聯接,過濾機的轉鼓在料槽中轉動時,其下半部分浸泡在硫懸浮液中,轉鼓每運行一周,其內腔的各分室,先后與上述兩區間相聯通,其外表面則依次完成過濾、干燥、吹風卸料、濾布再生等工作程序,轉鼓的連續不間斷旋轉運行,保證了過濾生產的連續進行。

                3.2戈爾膜過濾器

                結構:由缸體、反沖缸、管道、過濾元件、自控系統、氣動控制系統及脫水器等組成,并分進液、過濾、反沖、排渣等過程。

                工作原理:過濾時脫硫泡沫通過薄膜濾袋,清液經上腔排出,脫硫液中的懸浮硫及其它物理雜質被全部截留在濾芯表面形成濾餅。當其達到一定厚度時,過濾器系統進入反沖洗狀態,使濾餅脫離濾袋,并沉降在過濾器錐形底部,系統重新進入工作狀態。該過程脫硫液沒有化學變化是純物理過程。

                3.3上懸式離心機

                結構:立式主體框架、敞口內腔式轉鼓、外鼓腔,變速電機、濾餅料斗、濾液收集裝置、停車手閘、加液管、沖洗管等。外鼓腔焊接在立式主體框架下半部,轉鼓的主軸與框架上方的電機垂直聯接,吊在外鼓主腔內,轉鼓內側附著的濾布有開口的鋼圈固定。

                操作:起動電機待轉鼓運行正常后,人工手動均勻的加液,濾液穿過濾布匯集鼓外腔流至地下槽,單質硫及其它物理雜質截留在濾布上,濾餅達一定的厚度,停車,而后人工將濾餅鏟下至料斗回收。過程中一但加液不均勻或加液過快,造成晃車,主體框架晃動,硫膏飛濺,需要緊急停車。其勞動強度大,生產環境差,國內基本已停用。

                3.4三足離心機半封閉或全封閉式硫回收

                結構:由轉鼓、外鼓腔、加料管、沖洗管、濾液收集回硫裝置,料斗、控制系統、動力電機等構成。鼓外腔由彈性裝置的三足固定,轉鼓中心主軸由地面支撐,與電機三角帶聯接。

                操作:轉鼓運轉正常后均勻加硫泡沫液至鼓內腔,濾液穿濾布收集排至地下槽,濾布截留單質硫及其它雜質,濾餅由刮刀自動卸料至料斗。濾餅可直接回收或送熔硫器,間歇式熔硫。該裝置勞動強度小,工作環境干凈,工作效率高。該裝置脫硫液無化學變化,系純物理過程。

                3.5DS型硫泡沫專用過濾機

                設備概述:DS型硫泡沫專用真空過濾機是集納米無機膜技術、超聲波技術、自動化控制為一體的新型、高效、節能、環保的固液分離設備,它依據脫硫液組分以及各組分特殊的物化性質采用不同的超微細孔在不影響溶液組分的情況下將硫泡沫中單質硫過濾出來,形成的濾餅可直接裝袋銷售或進熔硫器進行熔硫;因使用納米過濾,過濾后的脫硫液含硫極低(單質硫的去除率可達99、9%以上),過濾后的溶液清亮透徹濁度低(固形物總含量〈50PPm),且由于是物理性過濾,過濾后溶液的物化性質均沒有發生變化,可直接回脫硫系統使用。因此極大節約了能耗、減少了對環境的污染和對系統的危害。

                工作原理:DS脫硫真空過濾機過濾介質利用納米陶瓷技術,在真空力的作用下,只能讓脫硫液通過超微陶瓷膜孔,而溶液中的機械雜質和單質硫以及氣泡卻無法通過,保證無真空損失的原理,極大地降低了真空過濾機能耗和過濾液的固形物含量。

                工作流程:DS脫硫真空過濾機主要包括過濾板、轉子、料漿斗、真空系統、清洗系統、控制系統。工作時浸沒在料斗的過濾板在真空力和毛細作用下,表面吸附成一層物料,濾液通過濾板至排液罐,干燥區濾餅繼續在真空力的作用下脫水。濾餅干燥后通過刮刀卸料,卸料后進入反洗區,通過循環水清洗濾板,從而完成一個工作循環。在過濾機運行7小時后采用超聲波和堿水清洗,以保持過濾機的高效運行。形成的濾餅裝袋處理或去熔硫釜熔硫。濾餅含水量30%左右。

                3.6格柵板過濾

                此外也有些小企業或脫硫量少的裝置,直接將再生槽的硫泡沫溢流至格柵板上鋪設的麻袋上回收硫膏,格柵下槽內的濾液再循環送至脫硫塔,該方法從上世紀60年代延用至今,可稱我國的硫回收裝置原始之最。

                3.7熔硫釜

                作用與結構:熔硫釜是硫回收裝置中的關鍵設備,它對回收系統硫膏,避免硫堵降低阻力,減少設備管線腐蝕,起到了積極作用。主要包括進料口、脫硫液出口、釜體、加熱套、蒸汽進口、冷凝水出口,其結構為:釜體的底部裝有管狀加熱器,加熱器外套管上裝有高壓蒸汽進口、蒸汽出口,加熱器末端裝有保溫截止閥。釜體和夾套兩個壓力容器腔體上,均配置壓力表、安全閥、溫度計等安全附件,以便于操作控制。制造及安裝均符合一類受壓容器的安全要求。

                操作:將壓力P≤0. 45MPa的低壓飽和水蒸汽,引入到熔硫釜的夾套及盤管內作為熱源,加熱釜體及盤管,再傳熱給釜內硫膏,當溫度140℃—150℃熔融成硫黃,因釜內硫膏含水,當液溫達到140℃—150℃也將產生飽和水蒸氣。設備在此條件下運行安全正常。過段時間后開熔硫釜下部的排液閥,連續排液,而后排渣。此過程可連續進行,也可間歇式進行,過程結束后停蒸汽,而后卸壓,待用。

                總之,采用何種方法進行硫回收,應因廠而置,不搞一個模式。但戈爾膜過濾器工藝復雜,操作環境差也有不少企業棄用。連續熔硫蒸汽消耗量大,大量殘液需進行冷卻降溫,沉淀處理,且高溫熔硫,負反應加快,副鹽成倍增長(在某廠分析Na

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                S

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                O

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                結果:硫泡沫液采樣Na

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                S

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                O

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                分析含量:15.3g/1,熔硫殘液采樣Na

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                分析含量: 31.8g/1),所以是選擇連續熔硫還是間斷熔硫,也應根據各廠的實際工況而定。

                4.副鹽回收裝置

                濕式氧化法脫硫工藝過程,在脫除工藝氣體中硫化氫的同時,也伴隨著Na

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                S

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                ?Na

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                ?NaCNS三種副鹽的生成。副鹽總量的增長,不但直接影響氣液傳質過程,影響單質硫的浮選,使貧液質量下降,最終導致脫硫效率下降,且物料損耗增多。所造成鹽類混合物堵塔也時常發生。

                在基本相同的工藝條件下,要達到基本相同的脫硫效果,如果Na

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                含量60—120g/1則堿耗增加8%左右;如果Na

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                S

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                含量為120—160g/1,則堿耗增加10%左右。不僅如此,隨著Na

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                含量的增長,Na

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                含量也會增加,裝置腐蝕也會加快。因此,對過量副鹽的回收,也應在脫硫工藝裝置的配備之列。以保持三鹽的總量在200g/1之內。

                在實際生產中,如何更好的控制副鹽的產生,有關文獻中多有報道,這兒不再討論。對于溶液中已經很高的副鹽,以前多采取以下兩種方法:一是直接排放部分脫硫液,進行溶液置換;二是引旁路對脫硫液加熱析鹽。前者不僅會造成一定的浪費,而且由于環保的壓力越來越大,大多企業已不允許排放;后者多采用蒸汽間接加熱,使脫硫貧液蒸發而增濃,而后再降溫冷卻,脫硫液中的副鹽含量過飽和而結晶析出,再進行過濾回收。電加熱對副鹽回收的原理也基本相同,但裝置需要大量投資。總之,為保持脫硫貧液的高質量,脫硫工藝的正常運行,不管采用何種方法對超量副鹽的回收都是必要的,唯獨簡單的排放脫硫液的方法不可取。

                5.結語

                濕式氧化法脫硫雖然工藝較為簡單,但是在日常操作管理中卻比其它工序要煩瑣的多。所以無論是脫硫與再生,還是硫回收和副鹽回收,都必須放在同等的高度認真對待。任何一個環節出現問題都會影響到整個工況。尤其是加強對相對薄弱的硫回收和副鹽回收的控制和管理,在實際生產中是有著重要意義的。

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