硫磺造粒設(shè)備選型研究

吳寒薇

摘要：硫磺是化工業(yè)十分常見的基礎(chǔ)類原材料，是很多工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的必備原料之一。目前我國的硫磺生產(chǎn)主要依靠原油及天然氣的凈化回收，原油和天然氣在形成液態(tài)硫磺的過程中，存在硫磺固化結(jié)晶的現(xiàn)象。同時(shí)，因?yàn)榱蚧堑娜埸c(diǎn)過高，液態(tài)硫磺不易進(jìn)行實(shí)際的儲(chǔ)存。所以常使用固化造粒技術(shù)對(duì)液態(tài)硫磺進(jìn)行回收和儲(chǔ)存，而不同的造粒設(shè)備有著不同的使用目的和應(yīng)用場(chǎng)合，此文將簡(jiǎn)要研究硫磺造粒設(shè)備的選型方案，介紹關(guān)于硫磺造粒技術(shù)的部分內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：硫磺回收;造粒技術(shù);設(shè)備選型

一、關(guān)于硫磺回收裝置工藝流程的基本內(nèi)容

硫磺回收裝置工藝的流程共分為四個(gè)部分，分別是制硫、尾氣處理、尾氣焚燒以及液體硫磺成型。目前國際上主要采用的回收工藝是源自二十世紀(jì)三十年代的克勞斯硫磺回收工藝。在這種工藝的硫磺生產(chǎn)過程中，原油或煤炭中的硫化物會(huì)轉(zhuǎn)化成為H2S，這種有害的劇毒物質(zhì)會(huì)對(duì)人體和周邊的環(huán)境產(chǎn)生劇烈的負(fù)面影響，因此使用克勞斯工藝進(jìn)行回收的第一任務(wù)就是要將含有H2S的酸性氣和氧氣在燃燒爐中燃燒殆盡。嚴(yán)格控制氧氣和H2S的比例，能夠?qū)⑵渲兄辽偃种坏腍2S通過燃燒生成SO2，剩余三分之二的H2S將會(huì)與生成的SO2一起進(jìn)入反應(yīng)器當(dāng)中，通過克勞斯反應(yīng)，利用催化劑的催化反應(yīng)最終得到液態(tài)硫磺和水。而在這部分反應(yīng)完成之后，剩余的氣體還是可以進(jìn)行二次甚至三次回收利用，這樣就大大提升了利用效率。所以克勞斯回收工藝是目前國際上主要使用的硫磺回收技術(shù)，其回收率能夠達(dá)到95%，且二次甚至是三次硫磺的回收率也已經(jīng)達(dá)到96%。

我國對(duì)硫磺回收技術(shù)也是越來越重視，這與日益糟糕的環(huán)境和日益加快的城市化進(jìn)程不無關(guān)系，我國在GB31570-2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，明確的指出了酸性氣體回收裝置SO2的排放值要控制在400mg/m3，，因此我國在硫磺回收工藝的安排和使用上會(huì)更為的嚴(yán)格，為了達(dá)到這一排放的要求，我們?cè)谠嫉目藙谒构に嚮A(chǔ)之上又添加了尾氣的處理和尾氣的焚燒技術(shù)，這樣一來剩余SO2也會(huì)得到有效的緩解，整體硫磺的回收率已經(jīng)能夠達(dá)到99%[1]。

而我們所謂的造粒工藝，正是在這些工藝基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的，它的存在是為了更好的對(duì)硫磺進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸，因?yàn)橹屏蚪Y(jié)束后，其液態(tài)硫磺需要進(jìn)行固化處理，而處理技術(shù)一共分為兩種，一種是造粒技術(shù)，另一種是結(jié)片工藝，造粒技術(shù)的實(shí)際使用功效更好，對(duì)于硫磺的質(zhì)量更能有所保證，因此，目前運(yùn)用最多的還是造粒技術(shù)。

二、典型的硫磺造粒技術(shù)設(shè)備相關(guān)介紹

（一）、回轉(zhuǎn)鋼帶造粒

回轉(zhuǎn)鋼帶造粒主要使用冷卻水和液態(tài)硫磺間接換熱的手段來造粒。鋼帶機(jī)是其主要的造粒機(jī)器，其使用過程為：將硫磺自回收裝置中提取出來利用硫磺泵經(jīng)蒸汽夾套伴熱管線直接輸送到過濾器當(dāng)中進(jìn)行過濾，過濾完畢的液態(tài)硫磺再次進(jìn)入伴熱管線當(dāng)中被傳輸?shù)皆炝C(jī)轉(zhuǎn)筒布料器定子中的物料流道，流動(dòng)狀態(tài)下的硫磺可以順暢的通過轉(zhuǎn)筒上方開孔處直接滴落到下方的鋼帶上，這一過程可以想象成小型花灑一樣。而滴落之后的硫磺會(huì)受到表面張力的影響，形成一種半圓形的滴液，鋼帶載著這些硫磺液體一直行進(jìn)，這一過程中冷卻水噴嘴會(huì)不停的對(duì)鋼帶背面噴水降溫，雖然沒有與硫磺液體直接接觸，但也能夠起到一定的冷卻作用。硫磺在冷卻之后會(huì)變成一種半圓形的小顆粒，整個(gè)鋼帶行進(jìn)到末端時(shí)這些顆粒會(huì)自然脫落。整個(gè)過程就是回轉(zhuǎn)鋼帶造粒的過程，而回轉(zhuǎn)鋼帶造粒的主要特點(diǎn)就是在整個(gè)冷卻過程中，回轉(zhuǎn)鋼帶的冷卻水是不和硫磺顆粒進(jìn)行直接的接觸的，因此不存在兩者互相影響，也能有效減少水污染，冷卻水可以循環(huán)使用不至于大面積浪費(fèi)。單臺(tái)鋼帶硫磺造粒機(jī)產(chǎn)量1.5～6t/h?；剞D(zhuǎn)鋼帶生產(chǎn)出來的硫磺顆粒均勻有一定的美觀性，外觀和硬度都很平均，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但是考慮到回轉(zhuǎn)鋼帶設(shè)備的購置費(fèi)和維修費(fèi)，建議在有使用資本的基礎(chǔ)上考慮[2]。

（二）、轉(zhuǎn)筒噴漿造粒

轉(zhuǎn)筒造粒是在一個(gè)圓筒的內(nèi)壁安裝了許多抄板，隨著圓筒的旋轉(zhuǎn)，抄板不斷的將筒內(nèi)硫磺粉粒抄起，在筒內(nèi)一側(cè)自由落下時(shí)形成物料幕簾;同時(shí)液體硫磺被噴入筒內(nèi)的物料幕簾上，與下落的硫磺粉粒噴涂凝聚成球形顆粒落在圓筒底部，并再次被筒內(nèi)抄板抄起。重復(fù)以上過程，液體硫磺繼續(xù)噴涂，顆粒進(jìn)一步長(zhǎng)大。當(dāng)顆粒長(zhǎng)大到規(guī)定的直徑后，越過轉(zhuǎn)筒一端的擋料板進(jìn)入成品料倉準(zhǔn)備計(jì)量包裝。在液硫噴入圓筒的同時(shí)，噴入高壓霧化水，利用水的冷卻作用使得液體硫磺顆粒得以快速冷卻固化，防止粘連。

這類造粒方式下形成的硫磺顆粒大小是在一定范圍內(nèi)的（約1-8mm），因?yàn)樾纬傻念w粒具有不平均性和隨機(jī)性，因此，在轉(zhuǎn)筒內(nèi)部不斷霧化和旋轉(zhuǎn)的過程中，原本已經(jīng)冷卻的硫磺顆?？赡軙?huì)再次附著上設(shè)備壁的霧化硫磺，從而不斷的變大。這種造粒方法生產(chǎn)能力大，單臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)能力6～30t/h。設(shè)備簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，占地面積小。

（三）、水下濕法造粒

水下濕法造粒是通過冷卻水和液態(tài)硫磺直接接觸進(jìn)行造粒的手段，成型罐和分型盤是其主要的使用設(shè)備，將液態(tài)硫磺輸送到分型盤當(dāng)中，再利用分型盤內(nèi)部的張力將硫磺分散成小的液滴放入成型罐中，通過成型罐中的冷卻水與硫磺直接進(jìn)行接觸，可以將硫磺冷卻成球形硫磺顆粒，顆粒成型后會(huì)隨即下沉，最終從罐底部的出口排出。這樣造粒方式下的硫磺顆粒攜帶有大量的水分，后續(xù)還需要進(jìn)行振動(dòng)脫水，這類造粒方式的特點(diǎn)就是直接換熱，這樣的效果最為明顯，產(chǎn)量也比較高，單臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)能力可以達(dá)到90t/h，每套設(shè)備的產(chǎn)量幾乎都可以達(dá)到百分之百。且成型盤的設(shè)置可以保障硫磺顆粒大小分明，外觀合適，缺點(diǎn)是由于硫磺在冷卻水中直接冷卻，后續(xù)工藝過程需對(duì)硫磺顆粒增加額外的脫水作業(yè)。

結(jié)束語

本文為大家介紹了三種不同類型但都是當(dāng)前市場(chǎng)上較為常見的造粒設(shè)備及其使用方法，伴隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及硫磺生產(chǎn)的危險(xiǎn)性和復(fù)雜性，造粒技術(shù)凸顯出其關(guān)鍵性及重要性。我們應(yīng)當(dāng)熟悉不同的造粒設(shè)備和方法，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選擇最為適宜的工藝和設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，以此來滿足不同項(xiàng)目的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉益弘、邢桂坤、董奇. 硫磺造粒設(shè)備選型研究[J]. 化工設(shè)備與管道， 2020， v.57;No.319（04）：42-46+55.

[2]張軼. 硫磺造粒設(shè)備選型分析[J]. 山東化工， 2018， 47（20）：77-78+80.

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