焦化脱硫硫泡沫处理工艺选择

摘 要: 重点对莱钢焦化厂HPF脱硫工艺硫泡沫试用过的几种处理方法进行了对比，对存在的问题进行了分析和研究，认为目前莱钢焦化厂使用压滤机的处理方法有明显优势，在同行业极具推广价值。

关键词:硫泡沫 处理方法 熔硫釜 离心机 压滤机 应用

莱钢焦化厂现有JN60-6型焦炉6座、JN43-80型焦炉2座，年产焦炭400万t，煤气发生量210,000m3/h，共有3套煤气脱硫系统，均采用HPF湿式氧化法脱硫工艺。在HPF脱硫工艺中，再生塔顶生成的硫泡沫须经浓缩处理，以回收含有氨水和催化剂的脱硫清液，从而使悬浮硫浓缩为含一定水量的硫膏。在硫泡沫处理方法上我厂先后使用过熔硫釜法、离心机法和压滤机法，几种方法工艺不同，现对比介绍如下：

1熔硫釜法生产熟硫工艺

熔硫釜法利用单质硫在120℃左右即可达到熔融状态的化学性质，将硫泡沫打到熔硫釜中，利用间接蒸汽加热，使硫熔融，与清液分层，熔硫釜顶部压力较高时，从顶部泄压排清液至清液槽，降温后返回脱硫系统，重复进料2～3次直至熔硫釜内基本无清液时，进一步加热熔融，底部熔融硫放入收集装置，自然降温至常温后外运。

该法为HPF脱硫工艺最初配套设计的硫泡沫处理方法，其优点是硫膏含水低，在5%以下，作为熟硫产品可销售。但其弊病也较多，熔融硫收集冷却和排清液时，会放散大量含氨废气，对大气及周围环境污染严重，设备本身也腐蚀严重，检修频繁；常温硫泡沫利用蒸汽加热，清液又必须冷却至常温，浪费了大量蒸汽和部分冷却水；返回系统的清液所含悬浮硫颗粒已被加热成熟硫颗粒，在再生塔内无法再形成硫泡沫，极易堵塞设备和塔内填料。

2离心机法生产生硫工艺

离心机法利用硫泡沫中悬浮硫与清液的密度不同，将清液和悬浮硫在离心机中分层引出，达到分离的目的。具体原理是：含悬浮硫的硫泡沫直接用泵由原料入口通过旋转的空心轴，送入分离机的转筒内，转筒旋转后，由于悬浮硫的密度大，产生的离心力也大，离心力迫使悬浮硫迅速的在转筒内沉积，而密度轻的清液则停留在转筒的中心部位。沉积在转筒内壁的近似固体的硫膏，通过转筒内的螺旋刮刀，将硫膏刮下，输送到硫膏排渣口排出。清液由离心机另一端支撑挡板控制，从溢流口溢流排出返回脱硫系统。

机体即转筒的运转用主电机传动，螺旋刮刀的运转是用差动电机传动。调节差动转速和溢流挡板可达到调节硫膏含水的目的。

用离心机处理硫泡沫的方法开始应用后，就以其连续运转、环保、无污染等优势被推广，我厂淘汰熔硫釜法后，采用的就是这种工艺。

但在运行过程中，发现此法也存在非常明显的缺点：一是硫膏含水在30%以上，若含水降低，则极易使下料口堵塞，进而机壳内堵塞后离心机需检修清掏；二是离心机属高速运转设备，其检修难度非常大，机体检修必须返厂，所以运行费用相对增加；三是硫膏含水较高，在用接硫槽接硫和运输过程，硫膏易溅出，现场环境恶劣。

3压滤机法生产生硫工艺

压滤机法和离心机法一样利用硫泡沫中清液和硫颗粒物理性质不同，从而达到分离的目的。不同的是离心机利用密度差别，而压滤机法利用过滤原理，即使用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（如滤布），使硫泡沫中的固、液得到分离。驱使液体通过多孔介质的推动力，有重力、压力和离心力，压滤机法就是利用外来压力完成过滤的方法。悬浮硫颗粒在两块滤布间积聚，清液通过滤布进入清液管返回脱硫系统，硫膏含水率和清液悬浮硫含量只受外来压力大小和滤布孔径大小影响。硫泡沫直接用泵由原料入口进入压滤机，原料泵泵头压力可以使硫泡沫中清液和悬浮硫通过滤布进行初步过滤，进料过程基本无清液压出时，停止进料，利用压缩空气进一步压滤，压滤完成滤饼呈块状可装槽或装袋外运。

4使用效果对比

熔硫釜法生产熟硫工艺无论从工艺、设备、运行，还是环保、节能等各方面都有很大的缺点，我厂已经将此工艺淘汰，在此不再进行比较。我们将离心机法与压滤机法做一下对比：

（1）硫膏质量好

离心机法生产硫膏指标如下：

硫膏含水： 35%～45%

清液含悬浮硫量： 1.1%

隔膜压滤机处理得到的硫膏呈块状固体，易于运输。具体质量指标如下：

硫膏含水： 22%～27%

清液含悬浮硫量： 0.5%

（2）专用隔膜压滤机的节能效果明显

与目前所使用的离心机相比，每台离心机配备电机55KW，连续运转时耗能很明显，相同的处理能力压滤机仅有5.5KW的一个电机间断性工作，取拉板电机仅0.75KW，相对耗能非常低。

（3）环保效果显著

由于隔膜压滤机低温运行，如果脱硫液含氨低于10%，隔膜压滤机现场基本无氨气体腐蚀，与离心机法相当，大大减少了环境污染和设备腐蚀，但由于隔膜压滤机生产的硫膏含水低，在接硫和运输过程中可大大减少环境污染。

（4）运行稳定，自动化程度高

离心机属高速运转设备，其检修难度非常大，机体检修必须返厂，所以运行费用相对增加；隔膜压滤机整个控制系统可自动化/手动化切换，压滤机运行只需工人现场勘查或实现DCS远程控制系统，降低工人劳动强度。压滤机设备本身运行可靠，维修量非常低。

5结语

压滤机产生清液含悬浮硫量0.5%，大大降低悬浮硫堵塞塔体和设备的几率，提高了脱硫液气液传质效率、脱硫效果；生产的硫膏含水低、呈块状固体，易于运输，在接硫和运输过程中减少了环境污染，环保效果显著；以我厂原来5台离心机连续运转计算，使用压滤机年节电、维修费用200万元。鉴于压滤机法具有节能、环保、自动化程度高、维护费用少等优点，且在我厂使用情况较好，应该是焦化硫泡沫处理工艺的发展方向。