脱硫工段硫泡沫处理方案的综述.pdf

脱硫工段硫泡沫处理方案综述 1 孟令兵 韩喜民 李战学 山西阳煤丰喜肥业有限责任公司 山西运城 044000 Shanxi Yangmei Fengxi Fertilizer Industry Co Ltd Shanxi Yuncheng 044000 摘要 分析了连续熔硫工艺存在的问题 对半水煤气脱硫系统硫泡沫的 3 种集中处理方案 板框式压滤机 离心机和真空过 滤机 的优缺点进行比较 认为真空过滤机或离心机法具有节能 环保 自动化程度高 维护费用少等优点 达到国家对化 工行业的环境要求 应该是硫泡沫处理工艺的发展方向 关键词 硫泡沫 脱硫 半水煤气 处理方案 现有硫回收装置普遍采用连续熔硫 将硫泡沫的分离与熔硫集中于同台设备内完成 其中设备的上部 用于分离硫泡沫 下部用于熔硫 由于该设备容积有限 硫泡沫分离不够完全 返回脱硫系统的清液中悬 浮硫含量高 又因分离硫泡沫的操作温度较高 90 120 脱硫液发生副反应 有效成分降低 严重 影响了脱硫系统的正常运行 停车检修次数增多 山西阳煤丰喜肥业 集团 有限责任公司半水煤气脱硫系统硫泡沫处理目前也采用连续熔硫工艺 将 硫泡沫的分离与熔硫集中于同台设备内完成 为了有效降低脱硫副反应 减少脱硫停车次数 减轻劳动强 度 降低生产成本 对目前硫泡沫处理装置进行了跟踪考察 1 连续熔硫工艺存在的问题 1 釜壁积渣清扫困难 因熔硫釜壁极易积渣 不仅减小了熔硫釜的有效容积 直接影响热量的传 递速率 而且清除附着于釜壁上的硫渣极其困难 设备利用率难以提高 2 悬浮硫含量高 在熔硫釜操作中 硫泡沫分离不完全 大量 90 100 的高温清液流入反应槽 降低了系统中悬浮硫的润湿性 致使脱硫液系统中的悬浮硫含量较高 易造成管道和塔器设备的堵塞而影 响煤气脱硫效果 3 系统中副盐增长率高 副盐的增长速率除与溶液的 pH 和 HS 浓度有关外 溶液的再生温度也是 影响副盐增长率的重要因素 传统的硫回收方法都必须经过高温熔硫过程 熔硫后的高温脱硫液返回系统 时会提高溶液的再生温度 提高了副盐增长速率 进而增加全系统的阻力 4 蒸汽耗量大 操作环境差 2 硫泡沫处理方案的比较 为了有效降低脱硫副反应 减少脱硫液系统中悬浮硫的含量 降低脱硫系统的阻力 可在脱硫系统硫 泡沫进熔硫釜前增加 1 套硫泡沫处理装置 以降低进脱硫系统的副盐含量 对板框式压滤机 离心机和真 空过滤机 3 种硫泡沫处理装置的使用情况进行考察 并进行了比较分析 2 1 板框式压滤机法 板框式压滤机的特点 操作简单 操作压力高 一般在 0 4 0 5 MPa 分离效果较稳定 所得硫膏 含水量 25 35 质量分数 下同 在泵送压力升高至 0 3 MPa 以上时 采用压缩空气进行保压操作后 硫膏含水量可降至 20 含水量的降低 给装卸和输送提供了便利 优点 投资费用低 每台设备价格为 12 万元左右 电耗低 缺点 从板框式压滤机下来含水较高的硫膏进入锥形料仓后 因黏度较大 造成卸料困难 振动器及 液压开仓均不能使物料顺利下放 由于料仓出料口为方形 装袋困难 只适用于散装外运 劳动强度大 每班次均需拆装滤板作业多次 现场氨气浓度高 工作环境差 由于滤料的粘连 使滤布的清洁十分困难 每年需更换滤板 滤布 费用相对较高 2 2 离心机法 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 其具体原理是 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 本文作者的联系方式 mlb mlb2 筒旋转后 由于悬浮硫的密度大 产生的离心力也大 迫使悬浮硫迅速地在转筒内沉积 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其刮下 输送至 硫膏排渣口排出 清液由离心机另一端支撑挡板控制 从溢流口溢流排出后返回脱硫系统 优点 可连续运转 环保 无污染 现场环境较好 劳动强度低 需用人员少 维护费用低 可根据 实际需要 用变频器调节转速以控制生硫磺中的水分含量 可降至 20 35 缺点 一次性投资费用高 每台设备约需 40 万元左右 耗电量较高 硫膏含水量一般在 30 以上 若 降低含水量 则极易使下料口堵塞 进而机壳内堵塞 离心机需检修清掏 2 3 真空过滤机法 真空过滤机是利用纳米陶瓷技术 过滤介质在真空力的作用下 只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 极大降低了真空过滤机的能耗 过滤后的脱硫液含硫量极 低 单质硫的去除率可达 99 9 以上 可直接返回系统使用 优点 现场环境比离心机差 但优于板框式压滤机 耗电量较低 结构紧凑 占地面积小 缺点 整套设备投资大 约为 40 万元 维护费用相对较高 过滤板每年需更换 1 次 年维修费用等 约需 5 万元 要求脱硫系统送入真空过滤机的硫泡沫浓度 15 最终处理后水分含量在 40 50 3 种硫泡沫处理装置的实际使用情况对比如表 1 所示 表 1 3 种硫泡沫处理装置的实际使用情况对比 硫膏含水质量分数 装置 脱硫 方法 设备 型号 小时电耗 kW h 处理量 m 3 h 1 处理前 处理后 人员 人 现场 环境 更换频率 板框式 PDS XMY150 10 5 5 0 10 0无要求 25 35 2 差 4 月 板框式 栲胶 888 BMY30 810 1 0 5 0 10 0无要求 25 35 1 差 7 10 d 离心机 888 TL450X4 N 20 0 5 0 30 0无要求 20 35 1 良 真空过滤机 ADA MS 8 6 0 3 2 8 0 15 40 50 2 较好 1 年 注 1 板框式压滤机采用的滤布材质为涤纶布 300 目 3 结语 通过对上述 3 种硫泡沫处理方案的比较 可得出如下结论 对于板框式压滤机 虽然其电耗低 投资 费用少 但劳动强度大 维修费用较高 同时现场环境相对较差 不符合国家的政策 不予采用 对于真 空过滤机或是离心机 虽然其投资相对较高 但劳动强度 现场环境 产品质量等方面可行性较强 如果 出现硫膏销售困难 可采用硫泡沫过滤 连续熔硫工艺 不仅可以降低系统阻力 使生产系统可以更好 更长期地运行 而且可以更好地应对市场变化 鉴于真空过滤机或离心机法具有节能 环保 自动化程度 高 维护费用少等优点 应该是硫泡沫处理工艺的发展方向 收稿日期 2011 09 28 Summary of Schemes for Treatment of Sulfur Foams in Desulfurization Section Meng Lingbing Han Ximin Li Zhanxue Abstract An analysis is made of the problems in the continuous sulfur melting porcess A comparison is given of the virtues and defects of three schemes of centralized processing plate frame filter press centrifugal filter and vacuum filter of sulfur foams in the semi water gas desulfunzation system and it is considered that the use of the vacuum filter or centrifugal filter has the advantages of energy saying environmental protection high degree og automation and low maintenance cost thereby meeting the environmental requirement