焦炉煤气脱硫硫回收常见问题探讨

湿法脱硫装置，常见的三大主要部分——脱硫、再生和硫回收。
而硫回收是决定整个脱硫系统能否长期稳定运行的关键。焦炉煤气脱硫，受其体量的影响，单套装置的硫磺产量一般高于其他行业湿法脱硫，且焦炉煤气脱硫吸收塔一般采用填料塔，若硫回收出现问题，硫磺在系统累积，将很快导致堵塔等严重影响正常生产的状况。因此，对于焦炉煤气脱硫，硫回收显得尤为重要。
以下，结合焦化脱硫装置设计及实际操作经验对焦炉煤气脱硫硫回收过程常见问题进行探讨。焦炉煤气脱硫硫回收系统三大主要部件：泡沫槽、泡沫泵、硫磺分离设备，我们从这三个部件进行分析。
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1、硫磺分离设备

硫磺分离设备是硫回收的最末端装置，甚至也可以说是脱硫系统最末端的装置。常见的硫泡沫处理装置有板框压滤机、离心机、熔硫釜。


板框压滤机和离心机类似，都是采用物理方式将硫泡沫中的水分分离，得到仍含有一定水分的硫膏或硫泥。板框相对稳定，单台板框单次产量可根据板框参数计算得到，同时板框的操作时间（进料时间和卸料时间）也可根据泡沫浓度和板框产量计算得出，因此单台板框的每天的极限产能是固定的，可根据装置的生产负荷核算需要配置多少台板框压滤机，或配置多大的压滤机。


某220万吨焦化企业，原配置两台100m2隔膜板框压滤机，潜硫量每天最大13吨（折纯），换算成硫膏产量为约20吨，原先采用PDS脱硫，硫选择性约70%，即每天约14吨硫膏，两台100m2板框压滤机间歇操作，每天操作6~7次即可，平均每次操作时间约2h，完全能够处理。改为络合铁脱硫后，硫选择性高，硫膏产量接近20吨/天，每天需要操作10次板框压滤机，至少需要20小时，基本没有余量，这种情况，必须增加压滤机数量，以缩短平均单次操作时间，或改为更大的板框，以提高单次硫磺产出率。


离心机连续运行，连续出料，其处理量受装置大小和硫泡沫浓度、粘度限制，同一设备当泡沫浓度高时，其效率就高，而当泡沫粘度高时，其效率低，由于络合铁在焦炉煤气脱硫过程中硫泡沫浓度低于PDS脱硫，且往往粘度要高于PDS脱硫，因此在设备校核和选型时需要注意。另外，离心机需考虑故障因素，因此至少需要备用一台。


熔硫釜是利用硫磺受热后形态变化以及其与溶液的密度差将硫磺与脱硫液进行分离，得到几乎不含水的熔融硫磺。熔硫釜产能一般受装置大小、硫泡沫浓度、盐含量、蒸汽温度限制，另外，在校核熔硫釜产能时还需要考虑熔硫釜的使用年限，即其内部传热效率降低的问题。


某130万吨焦化企业，采用熔硫釜连续熔硫，硫磺产量近10吨/天，配置4台DN1000连续熔硫釜，按原设计是满足要求的。后面更改脱硫工艺后，硫泡沫发虚导致泡沫浓度降低，4台熔硫釜无法满足生产，遂开始增加熔硫釜，直到额外增加4台，一共8台熔硫釜，蒸汽消耗量巨大，但仍然无法满足硫磺全部产出的要求，导致脱硫液中悬浮硫最高达到50g/L，脱硫塔逐一堵塞。这种情况可以看出熔硫釜效率极低，需要考虑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从提高硫泡沫浓度、降低硫泡沫盐含量、提高熔硫蒸汽温度、以及熔硫釜的传质方面考虑。
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2、泡沫槽

泡沫槽连接再生塔（槽）与硫磺分离设备，起泡沫缓冲的作用。需要考虑其缓冲能力是否足够。


某220万吨焦化脱硫采用压滤机处理硫泡沫，在前半段时间压滤机进料的阻力低则进料快，但在后半段时间压滤机的进料阻力增加则进料变慢，处理量逐渐下降，而再生槽产生的泡沫溢流量是均衡的，当压滤机的泡沫处理量下降后，就会使泡沫中间槽中积累的泡沫量增多，泡沫槽的液位就会加速上涨。该厂每一台压滤机的进料时间为3个小时，吹和卸料时间约1个小时，这样推算，泡沫冒槽最少需要能够存储1.5小时的泡沫空间。以现在的泡沫溢流量30m3/h计算，泡沫槽有效容积需要达到45m3，现有的泡沫中间槽全容积为23m3，考虑到一般泡沫槽实际运行时最大只能达到80%，实际只有18m3的有效空间。因此，泡沫缓冲时间是远远不够，这也导致该装置泡沫槽经常冒槽，同时工人操作压力大。


这种情况要么增加或加大泡沫槽，要么增加硫磺分离提高效率。再如，某130万吨焦化脱硫，同样采用板块处理硫泡沫，设置有2台φ3.8*5.46立式带搅拌器的泡沫槽，泡沫的缓冲时间达到4小时以上，基本没有出现泡沫冒槽的现象。
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3、泡沫泵

泡沫泵是将泡沫由泡沫槽输送至硫磺分离设备的设备，需要考虑其流量和扬程、管线配置等是否与泡沫产量、泡沫分离设备相匹配。


某180万吨焦化企业，其配置两台流量25m3/h，扬程40m的泡沫泵，硫泡沫分离设备为板框压滤机，由于压力较小，板框充满后压力达不到要求（一般板框正常进料满压力0.6~0.8Mpa），导致滤饼实际密度不足，板框单次产出量不够，间接降低了板框的效率。另一焦化企业，其泡沫泵距离板框管线长度约100m，位差约20m，配置泡沫泵为流量40m3/h，扬程60m，看似很大，实际运行过程中受距离和位差影响，泡沫泵效率不高，也相当于降低了板框的效率，导致泡沫处理不及时。
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4、总结

硫回收过程中硫泡沫分离设备、泡沫槽、泡沫泵三大主要部件是影响影响硫回收效率的关键因素，而硫回收过程是影响脱硫的关键因素，因此在硫回收设备的设计选型、日常的生产管理及操作过程中，需要严格校核，消除瓶颈。

焦炉煤气湿法脱硫的硫回收过程中，硫磺分离设备、泡沫槽和泡沫泵三大部件是关键。硫磺分离设备包括板框压滤机、离心机和熔硫釜，每种设备有其优缺点和适应情况。泡沫槽作为泡沫缓冲区，需保证足够容量防止溢出。泡沫泵需要合适的流量和扬程以确保高效传输。整体而言，这些部件设计选型、操作管理对硫回收效率和脱硫效果至关重要，需精确校核和优化操作。
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