焦化脫硫硫泡沫處理工藝選擇
萊鋼焦化(hua)廠現(xian)有JN60-6型焦爐6座、JN43-80型焦爐2座,年(nian)產焦炭(tan)400萬t,煤氣發生量210,000m3/h,共有3套(tao)煤氣脫硫(liu)(liu)(liu)系(xi)統,均采(cai)用HPF濕式氧化(hua)法(fa)脫硫(liu)(liu)(liu)工藝(yi)(yi)。在HPF脫硫(liu)(liu)(liu)工藝(yi)(yi)中,再生塔頂(ding)生成的(de)硫(liu)(liu)(liu)泡(pao)沫須(xu)經濃縮(suo)處(chu)理(li),以回收含有氨水(shui)和(he)催化(hua)劑的(de)脫硫(liu)(liu)(liu)清液,從而使(shi)懸浮硫(liu)(liu)(liu)濃縮(suo)為含一定水(shui)量的(de)硫(liu)(liu)(liu)膏。在硫(liu)(liu)(liu)泡(pao)沫處(chu)理(li)方(fang)法(fa)上我廠先后使(shi)用過熔硫(liu)(liu)(liu)釜法(fa)、離心機法(fa)和(he)壓濾(lv)機法(fa),幾種方(fang)法(fa)工藝(yi)(yi)不同,現(xian)對比(bi)介紹如下(xia):
1 熔硫釜法(fa)生產熟硫工藝
熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)硫(liu)(liu)(liu)釜(fu)法利用(yong)單質硫(liu)(liu)(liu)在120℃左右即(ji)可達到熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)融狀態的化學性質,將硫(liu)(liu)(liu)泡沫打到熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)硫(liu)(liu)(liu)釜(fu)中,利用(yong)間接(jie)蒸汽(qi)加熱(re),使硫(liu)(liu)(liu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)融,與清(qing)液分層,熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)硫(liu)(liu)(liu)釜(fu)頂部壓(ya)力較(jiao)高時,從頂部泄壓(ya)排清(qing)液至清(qing)液槽(cao),降(jiang)溫后返回脫硫(liu)(liu)(liu)系統,重(zhong)復進料2~3次直至熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)硫(liu)(liu)(liu)釜(fu)內基本無清(qing)液時,進一步加熱(re)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)融,底部熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)融硫(liu)(liu)(liu)放入收集(ji)裝(zhuang)置,自然降(jiang)溫至常(chang)溫后外(wai)運。
該法為(wei)HPF脫硫(liu)(liu)工藝最初配套設(she)計(ji)的(de)硫(liu)(liu)泡(pao)(pao)沫處理(li)方法,其優點是硫(liu)(liu)膏含(han)水低,在5%以(yi)下,作為(wei)熟(shu)硫(liu)(liu)產品可(ke)銷售。但其弊病也較多,熔(rong)融(rong)硫(liu)(liu)收集(ji)冷(leng)卻(que)和(he)(he)排清液時,會放散大(da)量含(han)氨(an)廢氣,對大(da)氣及周圍環(huan)境(jing)污染嚴重(zhong)(zhong),設(she)備(bei)本身也腐蝕嚴重(zhong)(zhong),檢(jian)修(xiu)頻繁;常溫(wen)硫(liu)(liu)泡(pao)(pao)沫利(li)用蒸(zheng)汽加(jia)熱,清液又必須冷(leng)卻(que)至常溫(wen),浪費了大(da)量蒸(zheng)汽和(he)(he)部(bu)分冷(leng)卻(que)水;返回系統(tong)的(de)清液所(suo)含(han)懸浮硫(liu)(liu)顆粒(li)已(yi)被加(jia)熱成熟(shu)硫(liu)(liu)顆粒(li),在再(zai)生塔(ta)內無法再(zai)形成硫(liu)(liu)泡(pao)(pao)沫,極易堵塞設(she)備(bei)和(he)(he)塔(ta)內填料(liao)。
2 離心機(ji)法生產生硫工藝(yi)
離(li)(li)(li)心機法(fa)利(li)用(yong)硫(liu)(liu)泡沫中懸浮(fu)硫(liu)(liu)與(yu)清液(ye)的(de)(de)(de)(de)密度不(bu)同,將(jiang)清液(ye)和(he)懸浮(fu)硫(liu)(liu)在離(li)(li)(li)心機中分層引出(chu)(chu),達(da)到分離(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。具體原理(li)是:含懸浮(fu)硫(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)泡沫直接(jie)用(yong)泵由原料入口(kou)通過旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)(de)空(kong)心軸,送入分離(li)(li)(li)機的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)筒(tong)(tong)內(nei),轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)筒(tong)(tong)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)后,由于懸浮(fu)硫(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)密度大,產(chan)生的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)心力(li)也大,離(li)(li)(li)心力(li)迫使懸浮(fu)硫(liu)(liu)迅速的(de)(de)(de)(de)在轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)筒(tong)(tong)內(nei)沉積,而(er)密度輕的(de)(de)(de)(de)清液(ye)則(ze)停留(liu)在轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)中心部位(wei)。沉積在轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)筒(tong)(tong)內(nei)壁的(de)(de)(de)(de)近似固體的(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)膏(gao),通過轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)筒(tong)(tong)內(nei)的(de)(de)(de)(de)螺旋(xuan)(xuan)刮刀,將(jiang)硫(liu)(liu)膏(gao)刮下,輸送到硫(liu)(liu)膏(gao)排渣口(kou)排出(chu)(chu)。清液(ye)由離(li)(li)(li)心機另(ling)一端支撐擋板控制,從溢(yi)流口(kou)溢(yi)流排出(chu)(chu)返回(hui)脫硫(liu)(liu)系統。
機體即轉筒的(de)運轉用主電機傳(chuan)動(dong),螺旋(xuan)刮刀的(de)運轉是用差動(dong)電機傳(chuan)動(dong)。調(diao)節差動(dong)轉速和溢流擋板可達到調(diao)節硫膏(gao)含水的(de)目(mu)的(de)。
用(yong)離心機處理硫(liu)(liu)泡沫的方法開始應用(yong)后,就(jiu)以其連續運轉、環保(bao)、無污染(ran)等優勢被推廣(guang),我廠(chang)淘汰熔(rong)硫(liu)(liu)釜法后,采用(yong)的就(jiu)是(shi)這種工藝。
但在(zai)(zai)運(yun)行(xing)過(guo)程中,發現此法也存在(zai)(zai)非常明顯的缺(que)點:一(yi)是(shi)(shi)硫(liu)膏含(han)水在(zai)(zai)30%以上,若(ruo)含(han)水降低,則極易使下料口堵塞,進而機殼內(nei)堵塞后離心(xin)機需(xu)檢修清掏;二是(shi)(shi)離心(xin)機屬高速運(yun)轉設備,其檢修難度非常大,機體檢修必須返(fan)廠,所以運(yun)行(xing)費用相(xiang)對(dui)增加;三是(shi)(shi)硫(liu)膏含(han)水較高,在(zai)(zai)用接(jie)硫(liu)槽接(jie)硫(liu)和運(yun)輸過(guo)程,硫(liu)膏易濺出,現場環境惡(e)劣。
3 壓濾(lv)機法生產(chan)生硫工藝
壓(ya)濾(lv)(lv)(lv)(lv)機法和(he)(he)離(li)心機法一(yi)樣利用硫(liu)(liu)(liu)泡(pao)沫(mo)中清液(ye)和(he)(he)硫(liu)(liu)(liu)顆(ke)粒物(wu)理性質不同(tong),從而達到分離(li)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。不同(tong)的(de)(de)(de)是離(li)心機利用密度(du)差別,而壓(ya)濾(lv)(lv)(lv)(lv)機法利用過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)原理,即(ji)使(shi)(shi)用能(neng)讓液(ye)體(ti)(ti)通過(guo)而截留固體(ti)(ti)顆(ke)粒的(de)(de)(de)多孔(kong)介(jie)質(如濾(lv)(lv)(lv)(lv)布),使(shi)(shi)硫(liu)(liu)(liu)泡(pao)沫(mo)中的(de)(de)(de)固、液(ye)得到分離(li)。驅使(shi)(shi)液(ye)體(ti)(ti)通過(guo)多孔(kong)介(jie)質的(de)(de)(de)推動(dong)力(li),有重力(li)、壓(ya)力(li)和(he)(he)離(li)心力(li),壓(ya)濾(lv)(lv)(lv)(lv)機法就是利用外來(lai)壓(ya)力(li)完成過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)方法。懸(xuan)浮硫(liu)(liu)(liu)顆(ke)粒在兩塊(kuai)濾(lv)(lv)(lv)(lv)布間積聚,清液(ye)通過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)布進(jin)入(ru)清液(ye)管返(fan)回脫硫(liu)(liu)(liu)系(xi)統,硫(liu)(liu)(liu)膏含(han)水率(lv)和(he)(he)清液(ye)懸(xuan)浮硫(liu)(liu)(liu)含(han)量(liang)只受(shou)外來(lai)壓(ya)力(li)大(da)小和(he)(he)濾(lv)(lv)(lv)(lv)布孔(kong)徑大(da)小影響。硫(liu)(liu)(liu)泡(pao)沫(mo)直接用泵由原料入(ru)口進(jin)入(ru)壓(ya)濾(lv)(lv)(lv)(lv)機,原料泵泵頭壓(ya)力(li)可(ke)以使(shi)(shi)硫(liu)(liu)(liu)泡(pao)沫(mo)中清液(ye)和(he)(he)懸(xuan)浮硫(liu)(liu)(liu)通過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)布進(jin)行初步(bu)(bu)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv),進(jin)料過(guo)程基本無(wu)清液(ye)壓(ya)出(chu)時,停止進(jin)料,利用壓(ya)縮空氣進(jin)一(yi)步(bu)(bu)壓(ya)濾(lv)(lv)(lv)(lv),壓(ya)濾(lv)(lv)(lv)(lv)完成濾(lv)(lv)(lv)(lv)餅(bing)呈(cheng)塊(kuai)狀可(ke)裝槽或裝袋外運。
4 使(shi)用效果對比
熔硫釜法生產熟(shu)硫工藝(yi)無論從工藝(yi)、設備、運行,還是環保、節(jie)能等各方面都(dou)有(you)很(hen)大的(de)缺點(dian),我(wo)廠已經將(jiang)此工藝(yi)淘汰,在此不再(zai)進行比(bi)較。我(wo)們將(jiang)離心機法與壓濾機法做(zuo)一下對比(bi):
(1)硫膏質量好
離心機法生產硫(liu)膏指標如(ru)下:
硫(liu)膏含水: 35%~45%
清液含懸浮硫(liu)量: 1.1%
隔膜壓濾機處(chu)理得到的硫膏呈塊狀固(gu)體,易(yi)于運(yun)輸(shu)。具體質量指標如下:
硫膏(gao)含水: 22%~27%
清液(ye)含懸(xuan)浮硫量(liang): 0.5%
(2)專(zhuan)用隔膜壓濾機的節能效果(guo)明顯
與目前所使用的(de)離心機(ji)(ji)(ji)相比,每臺(tai)離心機(ji)(ji)(ji)配備電機(ji)(ji)(ji)55KW,連續運轉時(shi)耗能(neng)(neng)很明(ming)顯,相同的(de)處理能(neng)(neng)力(li)壓濾機(ji)(ji)(ji)僅(jin)有(you)5.5KW的(de)一個(ge)電機(ji)(ji)(ji)間斷性(xing)工作,取拉(la)板電機(ji)(ji)(ji)僅(jin)0.75KW,相對耗能(neng)(neng)非常低(di)。
(3)環保效果顯著
由于隔(ge)(ge)膜(mo)壓濾機(ji)低溫運(yun)行,如果脫硫(liu)液含氨(an)低于10%,隔(ge)(ge)膜(mo)壓濾機(ji)現場(chang)基本(ben)無氨(an)氣體腐蝕,與離心機(ji)法相當,大(da)大(da)減(jian)少了環境(jing)污染和設備腐蝕,但(dan)由于隔(ge)(ge)膜(mo)壓濾機(ji)生產的硫(liu)膏含水低,在接硫(liu)和運(yun)輸(shu)過程中可大(da)大(da)減(jian)少環境(jing)污染。
(4)運行(xing)穩(wen)定(ding),自動化(hua)程度(du)高(gao)
離心機(ji)屬高速運(yun)轉設(she)備,其檢(jian)修難(nan)度非常大,機(ji)體檢(jian)修必須返廠,所以運(yun)行費用相對增加;隔膜壓(ya)濾機(ji)整個控制系統(tong)可(ke)自動化(hua)/手動化(hua)切換(huan),壓(ya)濾機(ji)運(yun)行只需工人現(xian)場(chang)勘查或實現(xian)DCS遠程控制系統(tong),降低(di)工人勞動強度。壓(ya)濾機(ji)設(she)備本身運(yun)行可(ke)靠(kao),維(wei)修量非常低(di)。
5 結語
壓濾機產生清液含懸浮硫量0.5%,大大降低懸浮硫堵塞塔體和設備的幾率,提高了脫硫液氣液傳質效率、脫硫效果;生產的硫膏含水低、呈塊狀固體,易于運輸,在接硫和運輸過程中減少了環境污染,環保效果顯著;以我廠原來5臺離心機連續運轉計算,使用壓濾機年節電、維修費用200萬元。鑒于壓濾機法具有節能、環保、自動化程度高、維護費用少等優點,且在我廠使用情況較好,應該是焦化硫泡沫處理工藝的發展方向。

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