东狮硫回收工艺原理解析

一

工艺背景介绍

大家都知道吸收、再生和硫回收是湿式氧化法脱硫中不可或缺的三个过程，而在实际生产中硫回收所暴露的问题越来越多，在现有硫磺回收传统工艺中，普遍采用连续熔硫和传统间歇式熔硫，而且连续熔硫又逐渐取代了传统的间歇式熔硫，因为它不仅节省了大量的人力、物力和财力，而且大大减少了环境污染，可以说在行业内流行至今。

然而，随着时间的推移，企业生产规模的提高，导致硫泡沫的处理量也大幅度增加从而使连续熔硫后的残液量越来越多，这不仅使熔硫后的残液在冷却、降温、沉降过程中处理难度大，而且在高温熔硫过程中溶液中的活性硫（S2、S4、S6）和HS-大量的转化成S2O32-。这些副盐的大量产生大大降低了脱硫液的质量，不仅影响了脱硫效率，而且有时会因脱硫液中副盐的结晶析出而堵塞设备、管道及填料。这样看来传统的硫回收工艺已很难再适应现代化的企业生产，面对这样的问题我们应采取什么样的措施来改变这种被动局面呢？

在以上背景条件下东狮公司推出了先过滤再熔硫的两种硫回收工艺：

（1）硫泡沫高位沉降分离→硫泡沫专用过滤机固液分离→高浓度硫泡沫（硫膏）→间歇熔硫釜；

（2）硫泡沫高位沉降分离→硫泡沫专用过滤机固液分离→高浓度硫泡沫（硫膏）→连续熔硫釜。

其中硫泡沫专用过滤机是其中的核心设备，由于脱硫碱源不同过滤机也有两种不同的方式：（1）以Na2CO3为碱源，我们推荐使用DS型硫泡沫专用过滤机，这种过滤机是敞开型的，能够直观看到过滤时的硫泡沫情况；（2）以氨为碱源，由于氨的挥发，考虑到现场操作工况我们推荐使用DSL型硫泡沫专用过滤机，这种过滤机是密闭型的，能够隔绝挥发出来的氨味。

二

过滤机工作原理

（1）DS型硫泡沫真空过滤机：过滤介质采用纳米陶瓷膜技术，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，在真空力的作用下只能让脱硫液通过纳米陶瓷膜孔，而溶液中的机械杂质和单质硫以及气泡却无法通过，这就保证了没有真空损失，极大地降低了过滤机能耗和过滤液固形物的含量。

1、过滤机辊筒在工作过程中，通过动分配头和静分配头接触的位置不同，依次经过吸浆区、吸干区、卸料区和反冲洗区。

2、在真空状态下通过过滤机辊筒的旋转，在吸浆区利用陶瓷板的微孔过滤硫泡沫中的脱硫液，并把硫泡沫吸附在陶瓷板表面；在吸干区将吸附在陶瓷板上的硫泡沫去除水分、加工成硫膏；在卸料区将吸附在陶瓷板上的硫膏利用刮刀卸下，硫膏进入下一步工序；反冲洗的目的就是将刮刀刮不下的硫膏利用水或压缩空气进一步吹除。

（2）DSL型硫泡沫专用过滤机：利用悬浮液中固、液相比重差，依靠数千倍于重力的离心力作用，使固相迅速有效地沉降于转鼓壁，从而达到固、液两相分离的目地。

①结构：

主要由转鼓、螺旋输送器、进料管、左右端盖、差速器、传动部分及机座、罩壳等组成。

②该机操作原理如下：

离心机启动至全速旋转，悬浮液由进料管加入螺旋内筒，进而流入转鼓，在离心力的作用下，固相迅速沉降到转鼓壁上成为沉渣，由螺旋输送器将沉渣推向转鼓小端，从出渣口排出，比重较轻的澄清液则从转鼓大端的溢流口流出，连续进料、连续分离。

三

工艺流程

1、过滤机配间歇熔硫釜：

整个过程主要有6步完成：硫泡沫的输送、硫泡沫的高位槽初步分离、硫泡沫的过滤、硫膏间歇熔硫、液硫的收集与硫磺块的储存、熔硫残液的收集与处理。

2、过滤机配连续熔硫釜：

整个过程主要有7步完成：硫泡沫的输送、硫泡沫的高位槽初步分离、硫泡沫的过滤、硫膏稀释、稀硫膏连续熔硫、液硫的收集与硫磺块的储存、熔硫残液的收集与处理。

不同点：（1）间歇熔硫适合新项目中的硫回收，间歇熔硫比较方便，硫膏直接进入熔硫釜，不需要另外增加输送泵，有少量的熔硫残液需要收集并返回脱硫系统；（2）连续熔硫比较适合硫回收改造项目，在不更换熔硫釜的情况下最大限度的减少返回脱硫系统的高温脱硫液，连续熔硫需要将过滤后的硫膏重新稀释，这样就需要增加一个硫膏池子和一台硫膏输送泵，优点是熔硫后的残液可以返回硫膏池子作为稀释液用，没有熔硫残液返回脱硫系统。

四

工艺流程概述

（1）过滤机配间歇熔硫釜：

1、从再生槽浮选出来的硫泡沫（脱硫液含量在95%左右）流入泡沫槽后经硫泡沫泵输送至硫泡沫高位槽；

2、硫泡沫在高位槽中经过静止沉降，尽可能彻底的将硫泡沫跟脱硫液进行分离；

3、澄清的脱硫液由高位槽底部分离出来返回富液槽，较高浓度的硫泡沫经阀门控制输送至过滤机内进行液沫分离，过滤后的滤液返回脱硫系统重新使用；

4、过滤后的硫膏经硫膏储槽进入间歇熔硫釜中并进行熔硫；

5、液硫通过硫磺槽进行收集、冷却成硫磺块进行储存；

6、熔硫残液进入残液池，经降温、沉降、过滤等处理后上层清液返回脱硫系统。

（2）过滤机配连续熔硫釜：

1、从再生槽浮选出来的硫泡沫（脱硫液含量在95%左右）流入泡沫槽后经硫泡沫泵输送至硫泡沫高位槽；

2、硫泡沫在高位槽中经过静止沉降，尽可能彻底的将硫泡沫跟脱硫液进行分离；

3、澄清的脱硫液由高位槽底部分离出来返回富液槽，较高浓度的硫泡沫经阀门控制输送至过滤机内进行液沫分离，过滤后的滤液返回脱硫系统重新使用；

4、过滤后的硫膏进入硫膏稀释池子，加入适量的熔硫残液将硫膏稀释到一定程度；

5、通过硫膏输送泵将稀释后的硫膏连续输送进连续熔硫釜进行连续熔硫；

6、液硫通过硫磺槽进行收集、冷却成硫磺块进行储存；

7、熔硫残液返回硫膏稀释池子循环使用。

五 工艺优势

1、能降低蒸汽消耗量

一般情况下，再生溢流的硫泡沫液体含量95%左右，那么，单纯采用连续熔硫每生产1吨硫磺，将从熔硫釜回流脱硫液9.5吨；经过过滤机过滤后，硫膏水分大量减少，也就意味着生产相同重量的硫磺消耗的蒸汽也大量的减少。

2、能降低副盐生成率、降低碱耗

我们知道，温度过高会造成脱硫副反应加快，特别是温度超过50℃时，副盐的生成速率会加剧。而连续熔硫釜回流液温度大多在70－90℃之间，溶液中的Na₂CO₃和HS﹣（或活性硫）生成Na₂S₂O₃的速度是非常快的。我们曾专门在气量为60000Nm3/h，入口H2S5000mg/Nm3的厂家多次分析过Na₂S₂O₃含量，硫泡沫取样分析Na₂S₂O₃结果平均为：21.3g/ L而熔硫釜出来的清液中Na₂S₂O₃分析结果平均则是51.4g/L。采用先过滤再熔硫的工艺后，由于硫膏的水分的大量减少，被熔硫釜加热的脱硫液也相应的减少，因此返回系统的高温液体也大大的减少，这样就能够有效的降低副盐的增长速率。

在脱硫系统溶液中各种副盐不管是哪种反应而来的，其Na﹢唯一来源于Na₂CO₃，在其它条件相同的情况下副盐生成率降低也就意味着碱耗也有相应的减少。

3、工艺成熟：

先过滤再熔硫的硫回收工艺综合了连续熔硫釜、间歇熔硫釜、过滤机的优点，将过滤设备熔硫釜完美结合既能保证硫泡沫的处理量又能保证熔硫效果，相对不过滤的连续熔硫工艺还节约了大量的蒸汽，一举多得。

4、设备先进：

4.1 DS型流泡沫过滤机有以下特点：

（1）设备整体设计合理，结构紧凑，占地面积小，安装维护方便，使用寿命长工作环境清洁，无污染；

（3）滤液清澈透明，固形物含量<50ppm，可循环使用，减少系统再生负荷；

（4）自动化程度高，整个过滤机采用PLC程序控制，阀门也都采用高性能的气动阀门，这样降低了操作人员劳动强度，减少了操作人员数量；

（5）运行费用低：我们就按每天16h运行，运行功率9kw计算，其每天电耗费用：9kw×16×0.76（当地电价）＝109元。

4.2 DSL型流泡沫专用过滤机有以下特点：

1、自动化程度高，操作简单；

2、能长期连续工作，性能稳定，维护简便；

3、结构紧凑，占地面积小，安装方便，保养容易；

4、离心机的整个操作过程都在封闭情况下进行，对环境无污染；

5、转鼓转速高，分离效果好，分离出的液体澄清度高，滤渣含水率低；

6、具有润滑油断油保护装置和过载保护装置，确保离心机安全运行。

综上所述采用过滤加熔硫的硫回收工艺无论是对脱硫系统工况的改善还是在节能降耗的方面都是有积极的作用。