淺談硫回收裝置的改造

李 勇， 張 凱， 李少華， 周偉峰

(安徽晉煤中能化工股份有限公司， 安徽阜陽 236400)

隨著環(huán)保要求的提高及市場行情的發(fā)展，煤價上漲，降低成本迫在眉睫，為適應(yīng)造氣摻燒高硫煤，安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡稱中能化工)2010年新上一套脫硫裝置，即4#脫硫系統(tǒng)。同時配套硫回收裝置，工藝是采用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)，但由于其回收量小，回收的質(zhì)量差，引起脫硫系統(tǒng)內(nèi)積硫嚴(yán)重，長期運行造成脫硫液中懸浮硫含量高，脫硫效率差，脫硫塔阻力增大，被迫扒塔進(jìn)行處理。另外硫泡沫池時常出現(xiàn)溢流，熔硫廢液量大，給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。為保證脫硫效率、把好氣質(zhì)關(guān)，達(dá)到降低成本、減少污染的目的，中能化工進(jìn)行了硫回收裝置的技改。

1 技改前硫回收技術(shù)參數(shù)及設(shè)備狀況

1.1 設(shè)備狀況

硫回收裝置技術(shù)參數(shù)及設(shè)備情況見表1[1-3]。

表1 硫回收裝置及參數(shù)

1.2 結(jié)構(gòu)特征及工作原理

(1) 結(jié)構(gòu)特征

過濾機(jī)由轉(zhuǎn)鼓、分配頭、槽體、攪拌裝置、傳動裝置、刮刀等組成。轉(zhuǎn)鼓是機(jī)器主要部件，也是最大、最重的部件。轉(zhuǎn)鼓由變頻調(diào)速電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動，可實現(xiàn)無極調(diào)速。

(2) 工作原理

利用真空系統(tǒng)產(chǎn)生的真空將硫泡沫吸附在轉(zhuǎn)鼓上進(jìn)行脫水，從而達(dá)到固液分離的目的。需配備氣水分離器及1 m3/min的真空泵(中能化工用噴射器產(chǎn)生的真空代替)。

1.3 工藝參數(shù)

(1) 物料固液分離，濾液懸浮物質(zhì)量濃度≤0.5 g/L。

(2) 設(shè)備連續(xù)運行,可操作性強(qiáng),勞動強(qiáng)度低。

(3) 生產(chǎn)能力≥15 t/d(物料中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤55%)。

(4) 所進(jìn)物料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：10%～29%。

2 運行情況分析

2010年6月硫回收裝置正常運行，采用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)回收硫泡沫，與之前硫泡沫粗過濾后直接熔硫相比，起到一定的效果，運行一段時間后，發(fā)現(xiàn)存在以下問題。

(1) 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)的原理是靠噴射器負(fù)壓產(chǎn)生真空，受再生壓力的影響，負(fù)壓不夠穩(wěn)定，吸附效果差。

(2) 轉(zhuǎn)鼓由3 kW、2.2 kW兩臺電機(jī)驅(qū)動運轉(zhuǎn)，并且回收后的清液必須靠泵(15 kW)打入系統(tǒng)，動力消耗高。

(3) 硫泡沫回收質(zhì)量差，回收后的清液比較渾濁，懸浮硫高。

(4) 硫泡沫回收較慢且回收量小，造成硫泡沫池經(jīng)常滿液位，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)積硫嚴(yán)重，懸浮硫含量高，脫硫液吸收效果差，脫硫塔阻力增大，堿耗高。

(5) 濾布更換頻繁，維修工作量大，維修費用高，且現(xiàn)場污染嚴(yán)重。

(6) 硫泡沫回收后的濾餅含水量高，蒸汽消耗高，熔硫廢液多，污染量大。

3 原因分析及改造

綜合分析上述原因，得出真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)硫回收效率低、污染嚴(yán)重的主要因素有以下幾點。

(1) 硫泡沫的吸附面積較小約10 m2，硫泡沫的回收靠噴射器的負(fù)壓形成真空來實現(xiàn)，而噴射器的負(fù)壓受脫硫系統(tǒng)壓力和再生壓力的波動影響，使得其過濾量小，而且濾餅含水量高。

(2) 由于硫泡沫回收量小，硫泡沫池子經(jīng)常出現(xiàn)溢流現(xiàn)象。另外，濾餅含水量高，熔硫廢液多，對環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。

(3) 硫泡沫通過吸附產(chǎn)生濾餅后，是靠空氣正壓不斷吹起，然后再通過刮板與濾布接觸刮出，這樣就造成濾布在不斷的吹起和接觸摩擦過程中磨損嚴(yán)重，需頻繁更換，維修費用較高，且污染嚴(yán)重。

(4) 真空轉(zhuǎn)鼓機(jī)采用一臺電機(jī)運轉(zhuǎn)、一臺電機(jī)攪拌，并且需用泵抽清液返回到系統(tǒng)，電耗相對較高。

4 對策的制定及實施

在確定主要因素后，組織技術(shù)人員考察、討論，制定了將原真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)改為板框壓濾機(jī)，壓濾后的清液利用高位差直接返回系統(tǒng)等措施，以減少動力消耗。

4.1 改造后設(shè)備狀況

2016年3月下旬，在不影響生產(chǎn)的情況下，按上述措施進(jìn)行了設(shè)備改造。改造后設(shè)備狀況見表2。

表2 改造后裝置的狀況

4.2 結(jié)構(gòu)特征

板框壓濾機(jī)由壓濾機(jī)濾板、液壓系統(tǒng)、壓濾機(jī)框、濾板傳輸系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等五大部分組成[4]。機(jī)架采用高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)件，安全可靠，功率穩(wěn)定，經(jīng)久耐用。濾板、濾框采用增強(qiáng)聚丙烯一次膜壓成型，相對尺寸和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，耐酸、耐堿，無毒、無味，所有過流面均為耐腐介質(zhì)。

板框壓濾機(jī)采用液壓壓緊，液壓壓緊機(jī)構(gòu)由液壓站、油缸、絲桿、鎖緊螺母組成。液壓站的組成有電機(jī)、集成塊、齒輪泵、溢流閥(調(diào)節(jié)壓力)、手動換向閥、壓力表、油管和油箱等。

4.3 工作原理

板框壓濾機(jī)的工作原理相對簡單，工作流程依次為壓緊濾板、進(jìn)料、濾餅壓榨、濾餅洗滌、濾餅吹掃、卸料等。首先過濾的料液通過輸料泵在一定的壓力下，從后頂板的進(jìn)料孔進(jìn)入到各個濾室，通過濾布，固體物被截留在濾室中，并逐步形成濾餅；液體則通過板框上的出水孔排出機(jī)外。隨著過濾過程的進(jìn)行，濾餅過濾開始，泥餅厚度逐漸增加，過濾阻力加大。過濾時間越長，分離效率越高。特殊設(shè)計的濾布可截留粒徑小于1μm的粒子。

5 效果對比

從2016年3月下旬改造后投運至今，效果較為明顯。

(1) 硫泡沫的回收較為徹底，脫硫系統(tǒng)內(nèi)不再積硫，脫硫液中懸浮硫的含量大大降低，由原來的2.5 g/L降至0.6 g/L以下，脫硫塔的阻力相對穩(wěn)定。

(2) 硫泡沫池原料經(jīng)常是低液位，改造后，硫泡沫池未出現(xiàn)過溢流，污染大大減少。

(3) 從2016年3月下旬，板框壓濾機(jī)投運至今，與2015年同期相比，堿耗降低尤為明顯。據(jù)統(tǒng)計，2015年4～10月，每噸氨月平均堿耗為2.31 kg，2016年只有1.80 kg，由此看出，每噸氨可節(jié)約純堿0.5 kg左右。

(4) 電耗得到降低。減少一臺真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)電機(jī)(功率3 kW)和一臺清液回收泵(功率15kW)。