DS型硫泡沫过滤机

“DS型硫泡沫过滤机＋熔硫”技术的使用意义
来源：录入时间：2011-10-9 8:51:00点击：63
在生产中，湿法脱硫绝大多数是以硫泡沫浮选的方式来分离单质S 的。

硫回收是整个脱硫生产中的一个重要环节，近几年来，我们看到的是，无论焦炉煤气还是半水煤气（或水煤气）还是变换气脱硫，硫回收的重要性越来越明显，而且成为脱硫系统运行正常与否的一个关键因素。

因为它不仅影响到脱硫后H2S含量的高低，还直接关系到生产成本，而且由于环保、安全等因素，在操作上也大大增加了压力。

在最初的硫磺回收工艺中，基本采用间歇熔硫，而随着企业规模的不断扩大和高硫煤在企业的广泛使用，间歇熔硫又逐渐被连续熔硫所代替。

但是，近几年来，连续熔硫存在的问题日渐明显，碱耗的增加，副盐含量的升高，废液排放量的增多，腐蚀、堵塞、泡沫浮选不好等均与其有关。

特别是很多焦化厂，因为连续熔硫等因素，其运行可以说是到了举步维坚的程度，影响相当严重。

为此，先过滤再熔硫的技术得到关注，但过滤技术上又有新问题，过滤的效果、操作的难度，处理量上的限制、生产环境的污染、生产成本的高低以及硫泡沫成份的特殊性等，这一系列问题使得我们对过滤机的要求达到了一个更高、更全面的层次。

为此，经过不断开发和研究，开发了DS型硫泡沫专用过滤机，过滤后滤饼进熔硫釜熔硫，滤液回系统。

DS型硫泡沫过滤技术不同于任何以往曾用于硫泡沫过滤中的过滤技术，它结合了脱硫液的粘度、密度、腐蚀性、硫颗粒大小等因素，并满足了企业生产规模大、煤气H2S含量
高、处理量大的问题，又克服了连续熔硫的诸多不利之处，适应了现代化的脱硫生产。

在使用过程中突出了其技术的先进性、实用性和前瞻性。

采用该过滤机过滤后再去熔硫，避免了大量清液进熔硫釜被加热升温再回系统的问题，节约了蒸汽用量，减少了副盐的生成量，降低了碱耗，而增加的只有几千瓦时的电耗。

下面从以上几个方面将该技术与连续熔硫技术作以比较。

1 降低了蒸汽消耗量
一般情况下，再生溢流的硫泡沫液体含量90%左右，那么，采用连续熔硫每生产1吨硫磺，将从熔硫釜回流脱硫液9吨，DS型硫泡沫过滤机过滤后，滤饼含水量30%，也就是每生产1吨硫磺，还要有0.43
吨脱硫液随过滤后的滤饼进入熔硫釜，所以采用DS型硫泡沫过滤机过滤后再熔流比直接连续熔硫,每生成1吨硫磺减少进熔硫釜溶液8.57吨，这些溶液进熔硫釜通常需要从35℃左右被加热到70～90℃后出熔硫釜，那么这部分溶液温度的升高需要的蒸汽量计算如下：
Q液＝W液C液（T出－T入）
＝8.57×103×4.18×（353－308）
＝1612017KJ
由热量衡算式得：
Q汽＝Q液＋Q损
即：R汽·M汽＝Q液＋Q液×8%
所以：
M汽＝
＝
=821kg
式中：
Q液—脱硫液吸收的热量，KJ；
W液—脱硫液的质量，kg；
C液—脱硫液的比热，取水的比热4.18KJ/kg·k
T入、T出—进出熔硫釜脱硫液温度，入口按35℃计，出口温度一般控制在70－90℃，在此按80℃计；
Q汽—蒸汽传给脱硫液的热量；
Q损—传热过程损失的热量，在此按脱硫液吸收热量的8%计；
R汽—蒸汽的冷凝热；KJ/kg，按压力0.45MPa计；
M汽—所需蒸汽的质量，kg。

从计算结果看出，使用DS型硫泡沫过滤机过滤后熔硫将比连续熔硫每吨硫磺节约蒸汽821kg,如此算来,对于一个处理气量为60000Nm3/h 的焦炉煤气脱硫系统,入口H2S按5000mg/Nm3,口控制100mg/Nm3以下，硫回收率85%，则每天节省蒸汽4634kg。

2 减少溶液的温升
采用连续熔硫的厂家，如果不回收回流液是不可能的，因为那样不仅浪费大而又为环保所不容。

如果先冷却再回系统，自然是好，但自然冷却需要较长的时间、设备、场地，溶液量的增加等都是问题，如果采用冷却介质来冷却，那就大大增加了运行成本，而且容易在冷却过程出现析盐、堵塞等现象，所以，特别是一些气量大，煤气H2S含量高的大规模焦化企业，熔硫釜回流液回系统前进行冷却处理的几乎没有，大部分直接回系统。

这样就导致了溶液温度过高，特别是在夏季，给系统的运行带来很大困扰。

还是以气量为60000Nm3/h、煤气H2S为5g/Nm3的焦炉煤气脱硫为例，采用连续熔硫比先用DS型过滤机过滤再熔硫将每天多排出回流液48.4吨。

根据热量平衡关系：
M热·C热·（T2－T）＝M冷·C冷（T－T1）
则：T＝
＝(48.4×103×353＋1050×103×308)/(48.4×103＋1050×103)
＝310K＝37℃
T－T1＝37－35＝2℃
式中：
M热—熔硫釜每天回液量kg；
M冷—系统溶液总量, 1000m3×1050kg/m3＝1050×103kg；
C热、C冷—分别是回流液和系统溶液的比热，C热＝C冷；
T1—脱硫液的初始温度，k，308k；
T2—熔硫釜回液的温度，k，取353k；
T—混合后脱硫液的温度，k。

由上面的计算看出，连续熔硫较DS过滤机过滤后再熔硫，每天内熔硫釜回流液将导致系统溶液温度升高29℃。

连续不断的回收熔硫液，特别是在夏季，会使系统温度严重超高，对系统的正常运行带来很大影响，甚至难以维持生产。

3 有利于降低副盐生成率
我们知道，温度过高，有利于副盐的生成，特别是温度超过50℃时，Na2S2O3生成率近乎直线上升。

而熔硫釜回流液温度大多在70－90℃之间，虽说釜内溶液中的氧没有再生槽（塔）内那么充足，但硫泡沫及液体从再生槽出来，其中也溶解一定量的氧，在釜内较高的温度下与溶液中的Na2CO3和HS－或单质S生成Na2S2O3的速度是非常快的。

我们曾
专门在一气量为60000Nm3/h，入口H2S5000mg/Nm3的厂家多次分析过Na2S2O3含量，当时硫泡沫取样分析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。

其每天回收硫磺5.7吨，采用连续熔硫，每天最少从熔硫釜排出51.3吨清液，而如果先用DS型硫泡沫过滤机过滤再熔硫，则每天少排49吨清液，这49吨脱硫液经熔硫高温再回流，将多产生副盐Na2S2O3：(51.4-21.3)×49/1.05＝1405kg，系统溶液总量1000m3，所以，采用DS型过滤机每天内将能使整个系统溶液中Na2S2O3浓度的增长减少1405/1000＝1.405g/L。

另外，在大量熔硫釜回流液回至系统时，引起短时间内局部温度过高而副反应加快，副盐生成量大增，在此就不必多论。

4 有利于碱耗的降低
近几年，无论是氮肥待业或焦化行业的脱硫，碱耗高的现象比比皆是，甚至有些厂家高到令人吃惊。

关于副盐的增长引起碱耗的升高及熔硫导致副盐增长，大多数企业生产管理人员都有所了解。

但是采用连续熔硫增加的碱耗到底有多大，几乎很少有人去关心，出现碱耗高的现象，只是一味的从其它方面找原因，最后也是当举功甚微。

在脱硫系统溶液中，Na2S2O3不管是哪种反应而来的，其Na＋唯一来源于Na2CO3，所以每生成1molNa2S2O3最终要消耗掉1molNa2CO3，也就是每生成
1kgNa2S2O3,要消耗掉0.67kgNa2CO3象以上(标题3)中所举的气量60000Nm3/h,入口H2S5000mg/Nm3的厂家，每天回收硫磺5.7吨，至少从熔硫釜排出51.3吨清液。

清液中Na2S2O3由21.3升至51.4，每天因
该过滤机在运行中的能耗与其它过滤设备相比节省约90%以上。

而相对于直接连续熔硫其能耗基本上只增加了一项微不足道的电耗。

一般情况下，该过滤机每小时处理硫泡沫的量为0.6－1.2m3/m2·h。

就拿上面提到的企业来说，气量60000Nm3/h，入口H2S5000mg/Nm3，我们可以选择一台DS－15型过滤机，其运行功率仅在9kw，包括清洗时间在内，我们就按每天16h运行时间算，其每天电耗费用：9kw×16×0.76（当地电价）＝109元，每天节约费用2000元/天左右。

我们采用“DS型硫泡沫过滤机＋熔硫”的技术，目的是将传统的间歇熔硫和连续熔硫相结合，以适应现代化生产的需要，以上将该技术与连续熔硫技术作以比较，其带来的经济效益和环保效益，对这些大规模企业来说并非冰山之一角，从数据上看，令人颇感鄂然，实际上一线生产管理及操作人员应该清楚，我们以上数据还算保守，连续熔硫生产1吨硫磺排出9吨清液也只是在再生槽泡沫溢流十分理想的情况下才能实现，实际上大多数厂家都远大于此数，山东一化肥厂每天生产硫磺2.5砘，每天需要处理的再生槽溢流泡沫量达90m3，所以其引起的蒸汽消耗、碱耗及副盐的生成量也远不止如此。

还有需要说明的是，有些企业采用DS型硫泡沫过滤机过滤后不熔硫，直接外销，因该过滤机过滤后含水量较少，所以企业可根据蒸汽的成本，硫磺的价格及滤饼销售的渠道等因素自身决定。

另外，有些企业，采用了其它过滤技术，自然也无可厚非，但其运行成本、劳动强度、过滤效果、生产环境等问题值得我们去总结、分析，还望业内人士对过滤技术也要经常交流，使其不断提
高，及时推广先进技术与经验，促使硫回收技术不断完善，从而推动脱硫技术的长远发展。