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1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，在现有硫黄回收传统工艺中，普遍采用连续熔硫的方式，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。 然而，随着企业生产规模的扩大，硫泡沫的处理量也大幅度增加，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，而且在此过程中溶液中的HS-大量的转化成S2O32-，这样导致大量的副盐产生，这些副盐的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。 在以上背景条件下，长春东狮公司开发出了全新的硫回收工艺：硫泡沫高位分离 DS型硫泡沫专用过滤机固液分离 高浓度硫泡沫（硫膏）间歇熔硫，其中的核心设备--DS型硫泡沫专用过滤机，是长春东狮公司的专利设备。 2过滤机工作原理 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、单质硫、气泡无法通过，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。 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。 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。 工作原理图（见图1）。 工艺流程 整个工艺过程主要有6步完成，分别是：硫泡沫的输送、硫泡沫高位槽的富集、硫泡沫的过滤、硫膏的熔硫、液硫的收集及硫黄块的储存。 工艺流程概述 （1）从再生槽浮选出来的硫泡沫（脱硫液含量在90％左右），流入泡沫中间槽后，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，返回贫（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，过滤后的滤液经真空保护罐、清液回收罐返回脱硫系统重新使用； （4）硫膏经刮刀卸料后，经硫膏储槽进入间歇熔硫釜中，进行熔硫； （5）液硫通过硫黄槽，进行收集、冷却成硫黄块，储存。 4 工艺优势 4.1降低蒸汽消耗量 一般情况下，再生溢流的硫泡沫液体含量90%左右，采用连续熔硫每生产1吨硫黄，将从熔硫釜回流脱硫液9吨；DS型硫泡沫过滤机过滤后，滤饼含水液量30%，每生产1吨硫黄，则需要1.43吨滤饼（含液量30%），也就是说只有0.43吨脱硫液随过滤后的滤饼进入熔硫釜，所以采用本工艺每生成1吨硫黄比直接连续熔硫减少进熔硫釜溶液为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，这部分溶液温度的升高需要的蒸汽量，通过计算得知需要821kg。从结果看出，使用本工艺将比连续熔硫每吨硫黄节约蒸汽821kg,如此算来,对于一个处理气量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。 4.2减少溶液的温升 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，每天多排出回流液48.4吨。根据热量平衡关系： M热·C·（T2－T）＝M冷·C（T－T1） 则： T＝M热T2+M冷T1 /M热+M冷 ＝(48.4×1050×803＋1050×1000×35)/(48.4×1050＋1050×1000) ＝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＝1050000kg； 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：35℃ T2—熔硫釜回液的温度：80℃ T—混合后脱硫液的温度：℃。 由上面的计算看出，连续熔硫较本工艺，每天内熔硫釜回流液，会导致系统溶液温度升高2℃。 4.3 降低副盐生成率 大家知道，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，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。每天回收硫黄5.7吨，采用连续熔硫，每天最少从熔硫釜排出51.3吨清液。如果采用本工艺，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)×49t/1.05＝1405kg，系统溶液总量1000m3，所以，采用本工艺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，所以，本工艺副盐生成率大大降低。 4.4 能使碱耗降低 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 例如气量60000Nm3/h,入口H2S 5000mg/Nm3的厂家，每天回收硫黄5.7吨，至少从熔硫釜排出51.3吨清液。清液中的Na₂S2O₃由21.3g/l升至51.4g/l，每天因连续熔硫导致副盐增长而增加的碱耗为：（51.4－21.3）×51.3t/1.05×0.67＝985kg。而使用DS型硫泡沫过滤机过滤后再熔硫其生成副盐而消耗的碱为：（51.4－21.3）×2.45t/1.05×0.67＝47kg，直接节约了碱耗938kg。对于一个气量60000Nm3/h，入口H2S 5000mg/Nm3的企业来说，每天节约938kg Na₂CO₃，其意义不言而喻。 4.5 运行成本低 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元左右。 4.6 该工艺的优势 4.6.1工艺成熟：综合了连续熔硫釜、间歇熔硫釜、过滤机的优点，将专利过滤设备与熔硫釜完美结合，既能保证硫泡沫的处理量又能保证熔硫效果，相对连续熔硫釜还节约了大量的蒸汽，一举多得。 以气量为60000Nm3/h、煤气H2S为5g/Nm3的焦炉煤气脱硫为例： （1）降低蒸汽消耗：通过实际测量每出一吨硫黄，本工艺比连续熔硫工艺节约蒸汽约800kg； （2）能有效降低脱硫液的温升：通过热平衡计算，连续熔硫与本工艺比较，每天内熔硫釜回流液将导致系统溶液温度升高约2℃； （3）能降低副盐生成率：通过计算可得，采用本工艺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； （4）能使碱耗降低：对于一个气量60000Nm3/h，入口H2S 5000mg/Nm3的企业来说，每天节约938kg Na₂CO₃。 4.6.2设备先进：专利设备过滤机 （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； （2）真空度高、能耗低，处理量大0.6-1.4m3／m2.h，滤饼比传统过滤机水分 低，滤饼水分含量在30%以下； （3）滤液清澈透明，固形物含量<50ppm，可循环使用，提高效益、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。 5 使用效果图片
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