三足式離心機在脫硫系統(tǒng)的創(chuàng)新應(yīng)用

飛行公司是上世紀70年代初期投產(chǎn)的中型氮肥企業(yè)，主要用原料煤焦生產(chǎn)半水煤氣，這樣原料氣中的H2S必須及時脫除，否則將對系統(tǒng)設(shè)備和管道造成嚴重腐蝕，影響到裝置的運行周期和使用壽命。我公司凈化一、二分廠分別承擔(dān)著兩套生產(chǎn)裝置的原料氣脫硫任務(wù)，脫硫系統(tǒng)硫回收采用的一直是低壓蒸氣熔硫技術(shù)，基本原理是使半水煤氣中氣態(tài)中的H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，然后將溶液中的單質(zhì)硫與溶液分離，最終達到脫除硫化氫以保證系統(tǒng)裝置長周期運行并回收副產(chǎn)品硫磺的目的。
    1.蒸汽熔硫存在的問題
    我公司的熔硫、脫硫系統(tǒng)采用上述技術(shù)一直沿用到2007年，在這個漫長的生產(chǎn)實踐過程中， 出現(xiàn)過較多的問題，我們不斷探索、論證，并通過技術(shù)進步、采用技改技措等方法，使脫硫環(huán)境 逐步優(yōu)化、生產(chǎn)逐步穩(wěn)定，但是始終未能從根本 上解決問題特別是環(huán)境污染問題，脫硫系統(tǒng)主要問題突出表現(xiàn)在：
    1.1 地面環(huán)境、大氣環(huán)境污染嚴重
    硫回收主要設(shè)備是間歇熔硫釜，硫膏進入間歇熔硫釜內(nèi)后，利用釜外加套內(nèi)的蒸氣進行加 熱，使松軟的硫顆粒熔化成熔融態(tài)硫，排出釜外，進而制成固態(tài)硫磺塊（副產(chǎn)品）。在此過程中， 釜內(nèi)壓力隨著溫度的升高而升高，當(dāng)釜內(nèi)壓力 達到0.4MPa后，就要進行排氣泄壓，泄壓的同時，蒸汽夾帶溶液、硫化氫氣體、二氧化碳 氣體及未熔融的硫顆粒隨之排出。整個硫回收 崗位彌漫著濃重的惡臭味（主要是硫化氫的臭雞蛋氣味）。殘液排至地溝，不僅危害操作工 的身體健康，而且污水流入市政污水處理廠， 環(huán)保壓力太大。另外，地下池中硫膏越集越多， 每隔一個月左右，就要組織職工清挖池子中的 硫膏。硫膏粘度較大，挖出困難，且裝袋后要 擺放在現(xiàn)場晾曬，袋內(nèi)的硫膏水經(jīng)常流的滿地 都是，嚴重污染地面環(huán)境，影響清潔文明生產(chǎn)。
    1.2嚴重腐蝕硫回收工段的主樓框架、墻壁及設(shè) 備
    硫磺回收后，釜內(nèi)仍有一定量的殘液及渣 子，需要排出。由于熔硫釜在一樓，排殘液時， 大量的蒸汽夾帶溶液和酸性氣體一起排出。溶 液濺在地面及四周墻壁，蒸氣及酸性氣體上 升，久而久之，熔硫釜四周墻壁腐蝕剝落，深 達50mm以上，熔硫釜頂部樓板鋼筋混凝土已 被腐蝕露出，現(xiàn)此樓已經(jīng)修復(fù)，此前曾被我公 司有關(guān)部門鑒定為危險建筑。
    1.3殘液不能回收，化工原料消耗大熔硫釜內(nèi)排出的液體統(tǒng)稱殘液，殘液內(nèi)懸浮 硫高達1.2g/t以上，副反應(yīng)產(chǎn)物高出系統(tǒng)冷液10 倍，補入系統(tǒng)后，系統(tǒng)出現(xiàn)硫泡沫現(xiàn)象或虛泡多 等不穩(wěn)定狀況。因此熔硫釜內(nèi)的殘液一直回收不 了，又無法外排。2003年，先在硫回收東側(cè)建 一大地下池總?cè)莘e150m 3 ，靠殘液在其中自然蒸 發(fā)來收縮直至減少外排量。但是隨著造氣系統(tǒng)原 料價格不斷攀升，原料被迫實現(xiàn)多樣化，劣質(zhì)原 料導(dǎo)致半水煤氣的質(zhì)量變差，煤氣中所含的硫化 氫、粉煤灰、焦油等成份增多,為了保證系統(tǒng)長 周期穩(wěn)定運行，我們以前采取的措施是加大脫硫 溶液再生槽溢流，溢流量由原40m 3 /班增加至近 100m 3 /班。這些硫泡沫通過高位硫泡沫槽加熱澄 清，有70％被回收，其余30％進入熔硫釜，形 成殘液，除有一部分被汽化外，每天都有約40m 3 的殘液進入地下池。2006年初，我們又在熔硫 釜兩邊建一環(huán)保池，總?cè)莘e105m 3，作為緩沖用 來維持平衡，這樣，短期問題解決了，時間長了 以后殘液積累太多，仍需用槽車拉出外送排掉。
    1.4低壓蒸氣消耗大
    由于硫膏中含有太多的粉煤灰，焦油等雜 質(zhì)，在熔硫過程中很難將硫膏熔透并分離出來， 經(jīng)常是一個班（8個小時）才能出一次硫磺，耗 費低壓蒸氣40多噸，成本之高顯而易見。
    總之，熔硫技術(shù)在國內(nèi)化肥行業(yè)應(yīng)用較早， 但是隨著環(huán)保力度的加大，職工職業(yè)健康要求的 不斷提高，城市精神文明建設(shè)的不斷加強，這種 工藝已跟不上時代的要求，技術(shù)升級改造迫在眉 睫。
    2.硫回收系統(tǒng)改造
    2007年5月份，為了解決脫硫硫回收的環(huán) 保與消耗問題，經(jīng)充分研究論證后，決定將熔硫 釜改為三足式離心機來進行硫回收。
2007年9月份，三足式離心機進行安裝，經(jīng)調(diào)試、試運行后，于10月份正式投入運行， 同時徹底將熔硫釜甩掉不用。經(jīng)過一年的運行， 充分證明三足式離心機代替熔硫釜，是完全科學(xué) 合理的，主要表現(xiàn)在：
    2.1降低勞動強度
    三足式離心機可以采用DCS系統(tǒng)實現(xiàn)自動 控制操作，同時也可以手動進行操作，進料閥采 用油壓控制，操作工藝在控制臺旁就可以完成進 料、分離、卸料等一系列工作。
    2.2無殘液，清液可以完全回收
    硫膏隨著轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)粘在濾布上，清液透過濾 布，進入清液管道排入系統(tǒng)。經(jīng)取樣分析清液中 懸浮硫及其它鹽類，均符合環(huán)保指標，以前所建 的環(huán)保池已被徹底取消不用。
    2.3無污染
    由于不經(jīng)高溫加熱，不需排氣，故杜絕了廢 氣、廢液的產(chǎn)生，極大地改善了崗位職工的操作 環(huán)境。
    2.4化工原料消耗降低
    由于清液可全部回收，所以脫硫用化工原料 的消耗就相應(yīng)減少了。
    2.5節(jié)約了蒸汽
    雖然離心機增加了電耗，但與耗低壓蒸氣相 比，可節(jié)省費用約26.7元/tNH3
    3.離心機排出清液的工藝參數(shù)
    離心分離出清液溫度40±5℃
    離心分離出清液中Na2CO3 3~4g/L
    離心分離出清液中脫硫劑（型號為888）40~50PPm
    離心分離出Na2S2O3 30~35 g/L
    離心分離出SO4 -2 0~20 g/L
    離心分離出懸浮硫<0.1g/L
    經(jīng)濟效益分析
    硫回收經(jīng)過改造后，很好地解決了三廢問題，給公司解決了環(huán)保的后顧之憂，同時也大大 降低了原料消耗及蒸氣消耗，優(yōu)化了職工的操作 環(huán)境，降低了勞動強度，而且其操作穩(wěn)定、可靠， 主要經(jīng)濟效益分析如下：
    3.1直接經(jīng)濟效益
    化工原料消耗節(jié)約
    純堿由15元/tNH3降至7元/tNH3，年收益 （按年產(chǎn)10萬噸合成氨計算） （15－7）*100000＝800000元 脫硫劑888由4元/tNH3降至3元/tNH3，年 效益 （4－3）*100000＝100000元 蒸氣消耗降低 蒸氣消耗由28元/tNH3降至零（該機投用后 已經(jīng)不再使用蒸汽）：
    28×100000＝2800000元 減少排污費用約10萬元 以上合計，每年可節(jié)約成本約380萬元。
    3.2間接經(jīng)濟效益環(huán)境效益明顯：由于原脫硫殘液不得不往地 溝排放，甚至被迫排入市政污水處理廠，導(dǎo)致企 業(yè)面臨巨大的環(huán)保壓力，三足式離心機的成功投 用徹底解決了這一難題。
    由于設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，使崗位操作環(huán)境得到 了極大改善，職工的職業(yè)健康安全得到了保證， 杜絕了職業(yè)病的發(fā)生。
    鑒于以上兩點，我們認為間接效益和社會效 益也是巨大的。
    4.結(jié)束語
    經(jīng)過我們的改造，脫硫系統(tǒng)的運行狀況有了明顯好轉(zhuǎn)，近期，我公司又進行原料本地化改造，大量使用本地高硫煤以降低原料成本，使脫硫系統(tǒng)的壓力更加明顯，但我們有了上述經(jīng)驗，我們進行了脫硫系統(tǒng)改造，增加了三足式離心機和高位硫泡沫槽，滿足了系統(tǒng)的脫硫需要，保證了裝置的高負荷穩(wěn)定生產(chǎn)，為企業(yè)進一步降低成本、平穩(wěn)度過此輪金融危機打下了一定的基礎(chǔ)。

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