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焦?fàn)t煤氣脫硫硫回收常見問題探討
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科研動(dòng)態(tài)
發(fā)布時(shí)間：
2025-01-14 08:47
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濕法脫硫裝置，常見的三大主要部分——脫硫、再生和硫回收。而硫回收是決定整個(gè)脫硫系統(tǒng)能否長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。焦?fàn)t煤氣脫硫，受其體量的影響，單套裝置的硫磺產(chǎn)量一般高于其他行業(yè)濕法脫硫，且焦?fàn)t煤氣脫硫吸收塔一般采用填料塔，若硫回收出現(xiàn)問題，硫磺在系統(tǒng)累積，將很快導(dǎo)致堵塔等嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)的狀況。因此，對于焦?fàn)t煤氣脫硫，硫回收顯得尤為重要。以下，結(jié)合焦化脫硫裝置設(shè)計(jì)及實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)對焦?fàn)t煤氣脫硫硫回收過程常見問題進(jìn)行探討。焦?fàn)t煤氣脫硫硫回收系統(tǒng)三大主要部件：泡沫槽、泡沫泵、硫磺分離設(shè)備，我們從這三個(gè)部件進(jìn)行分析。
1、硫磺分離設(shè)備
硫磺分離設(shè)備是硫回收的最末端裝置，甚至也可以說是脫硫系統(tǒng)最末端的裝置。常見的硫泡沫處理裝置有板框壓濾機(jī)、離心機(jī)、熔硫釜。
板框壓濾機(jī)和離心機(jī)類似，都是采用物理方式將硫泡沫中的水分分離，得到仍含有一定水分的硫膏或硫泥。板框相對穩(wěn)定，單臺(tái)板框單次產(chǎn)量可根據(jù)板框參數(shù)計(jì)算得到，同時(shí)板框的操作時(shí)間（進(jìn)料時(shí)間和卸料時(shí)間）也可根據(jù)泡沫濃度和板框產(chǎn)量計(jì)算得出，因此單臺(tái)板框的每天的極限產(chǎn)能是固定的，可根據(jù)裝置的生產(chǎn)負(fù)荷核算需要配置多少臺(tái)板框壓濾機(jī)，或配置多大的壓濾機(jī)。某220萬噸焦化企業(yè)，原配置兩臺(tái)100m2隔膜板框壓濾機(jī)，潛硫量每天最大13噸（折純），換算成硫膏產(chǎn)量為約20噸，原先采用PDS脫硫，硫選擇性約70%，即每天約14噸硫膏，兩臺(tái)100m2板框壓濾機(jī)間歇操作，每天操作6~7次即可，平均每次操作時(shí)間約2h，完全能夠處理。改為絡(luò)合鐵脫硫后，硫選擇性高，硫膏產(chǎn)量接近20噸/天，每天需要操作10次板框壓濾機(jī)，至少需要20小時(shí)，基本沒有余量，這種情況，必須增加壓濾機(jī)數(shù)量，以縮短平均單次操作時(shí)間，或改為更大的板框，以提高單次硫磺產(chǎn)出率。
離心機(jī)連續(xù)運(yùn)行，連續(xù)出料，其處理量受裝置大小和硫泡沫濃度、粘度限制，同一設(shè)備當(dāng)泡沫濃度高時(shí)，其效率就高，而當(dāng)泡沫粘度高時(shí)，其效率低，由于絡(luò)合鐵在焦?fàn)t煤氣脫硫過程中硫泡沫濃度低于PDS脫硫，且往往粘度要高于PDS脫硫，因此在設(shè)備校核和選型時(shí)需要注意。另外，離心機(jī)需考慮故障因素，因此至少需要備用一臺(tái)。
熔硫釜是利用硫磺受熱后形態(tài)變化以及其與溶液的密度差將硫磺與脫硫液進(jìn)行分離，得到幾乎不含水的熔融硫磺。熔硫釜產(chǎn)能一般受裝置大小、硫泡沫濃度、鹽含量、蒸汽溫度限制，另外，在校核熔硫釜產(chǎn)能時(shí)還需要考慮熔硫釜的使用年限，即其內(nèi)部傳熱效率降低的問題。某130萬噸焦化企業(yè)，采用熔硫釜連續(xù)熔硫，硫磺產(chǎn)量近10噸/天，配置4臺(tái)DN1000連續(xù)熔硫釜，按原設(shè)計(jì)是滿足要求的。后面更改脫硫工藝后，硫泡沫發(fā)虛導(dǎo)致泡沫濃度降低，4臺(tái)熔硫釜無法滿足生產(chǎn)，遂開始增加熔硫釜，直到額外增加4臺(tái)，一共8臺(tái)熔硫釜，蒸汽消耗量巨大，但仍然無法滿足硫磺全部產(chǎn)出的要求，導(dǎo)致脫硫液中懸浮硫最高達(dá)到50g/L，脫硫塔逐一堵塞。這種情況可以看出熔硫釜效率極低，需要考慮提升熔硫效率而不是一味地增加熔硫釜，提高熔硫釜效率可以從提高硫泡沫濃度、降低硫泡沫鹽含量、提高熔硫蒸汽溫度、以及熔硫釜的傳質(zhì)方面考慮。
2、泡沫槽
泡沫槽連接再生塔（槽）與硫磺分離設(shè)備，起泡沫緩沖的作用。需要考慮其緩沖能力是否足夠。某220萬噸焦化脫硫采用壓濾機(jī)處理硫泡沫，在前半段時(shí)間壓濾機(jī)進(jìn)料的阻力低則進(jìn)料快，但在后半段時(shí)間壓濾機(jī)的進(jìn)料阻力增加則進(jìn)料變慢，處理量逐漸下降，而再生槽產(chǎn)生的泡沫溢流量是均衡的，當(dāng)壓濾機(jī)的泡沫處理量下降后，就會(huì)使泡沫中間槽中積累的泡沫量增多，泡沫槽的液位就會(huì)加速上漲。該廠每一臺(tái)壓濾機(jī)的進(jìn)料時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，吹和卸料時(shí)間約1個(gè)小時(shí)，這樣推算，泡沫冒槽最少需要能夠存儲(chǔ)1.5小時(shí)的泡沫空間。以現(xiàn)在的泡沫溢流量30m3/h計(jì)算，泡沫槽有效容積需要達(dá)到45m3，現(xiàn)有的泡沫中間槽全容積為23m3，考慮到一般泡沫槽實(shí)際運(yùn)行時(shí)最大只能達(dá)到80%，實(shí)際只有18m3的有效空間。因此，泡沫緩沖時(shí)間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這也導(dǎo)致該裝置泡沫槽經(jīng)常冒槽，同時(shí)工人操作壓力大。這種情況要么增加或加大泡沫槽，要么增加硫磺分離提高效率。再如，某130萬噸焦化脫硫，同樣采用板塊處理硫泡沫，設(shè)置有2臺(tái)φ3.8*5.46立式帶攪拌器的泡沫槽，泡沫的緩沖時(shí)間達(dá)到4小時(shí)以上，基本沒有出現(xiàn)泡沫冒槽的現(xiàn)象。
3、泡沫泵
泡沫泵是將泡沫由泡沫槽輸送至硫磺分離設(shè)備的設(shè)備，需要考慮其流量和揚(yáng)程、管線配置等是否與泡沫產(chǎn)量、泡沫分離設(shè)備相匹配。某180萬噸焦化企業(yè)，其配置兩臺(tái)流量25m3/h，揚(yáng)程40m的泡沫泵，硫泡沫分離設(shè)備為板框壓濾機(jī)，由于壓力較小，板框充滿后壓力達(dá)不到要求（一般板框正常進(jìn)料滿壓力0.6~0.8Mpa），導(dǎo)致濾餅實(shí)際密度不足，板框單次產(chǎn)出量不夠，間接降低了板框的效率。另一焦化企業(yè)，其泡沫泵距離板框管線長度約100m，位差約20m，配置泡沫泵為流量40m3/h，揚(yáng)程60m，看似很大，實(shí)際運(yùn)行過程中受距離和位差影響，泡沫泵效率不高，也相當(dāng)于降低了板框的效率，導(dǎo)致泡沫處理不及時(shí)。
4、總結(jié)
硫回收過程中硫泡沫分離設(shè)備、泡沫槽、泡沫泵三大主要部件是影響影響硫回收效率的關(guān)鍵因素，而硫回收過程是影響脫硫的關(guān)鍵因素，因此在硫回收設(shè)備的設(shè)計(jì)選型、日常的生產(chǎn)管理及操作過程中，需要嚴(yán)格校核，消除瓶頸。
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