硫磺回收裝置濕法液下造粒成型機的應用

郭歷偉

（盛虹煉化（連云港）有限公司 江蘇連云港 222002）

硫磺回收裝置是煉油及天然氣企業(yè)中重要的組成部分,將煉油化工尾氣中含硫酸氣體轉化成單質硫，從而變廢為寶,以減輕或避免其直接排放對環(huán)境造成污染。造粒成型機，在以往小規(guī)模硫磺回收裝置以回轉鋼帶成型機為主，近年來，隨著硫磺回收裝置規(guī)模逐漸增大［1］，處理量小、故障率高、占地面積大的鋼帶造粒技術已逐漸不能滿足要求，新型造粒成型技術應運而生。

1造粒成型工藝簡介

硫磺回收裝置造粒成型技術目前主要有傳統(tǒng)的回轉鋼帶造粒，轉筒造粒成型和濕法液下造粒成型等三種工藝。

1.1 回轉鋼帶造粒工藝（圖1），是利用布料器將來自上游的連續(xù)液硫快速、規(guī)則地分割成成排斷續(xù)滴落的液滴,并利用其黏性和表面張力使之滴落在回轉鋼帶上，利用薄鋼帶傳動輸送和噴淋強制冷卻,使液硫迅速冷凝、固化成形，形成半球狀均勻顆粒[1]。

圖1 回轉鋼帶造粒成型機

1.2 轉筒造粒成型工藝［2］（圖2、圖3），液硫通過噴嘴不斷噴出，小的硫磺粒子（種粒）隨著轉筒的旋轉從上面落下后，被噴裹上一層熔態(tài)的硫磺，同時轉筒中有另一排噴嘴不斷地噴出冷卻水，水滴吸熱后汽化蒸發(fā)，從而將熔態(tài)硫磺中的熱量吸附出來，被涂裹的液硫冷卻凝固，小的硫磺粒子體積變大，完成一次涂裹、結合、冷卻、長大的過程，如此反復，顆粒的體積和重量不斷增加。成型的硫磺顆粒從轉筒的出口落到篩分裝置上，不夠尺寸的顆粒被分離出來，通過輸送帶返回硫磺轉筒中作為種粒繼續(xù)成型；符合要求的顆粒通過輸送帶運到下游。同時水蒸汽由引風機排出造粒機回轉筒外，排出的尾氣經(jīng)水洗除塵后排空。整個過程由計算機實時控制液硫、冷卻水的溫度和流量，使物料既能快速冷卻，又能有效防止物料含水量過大，避免造成水分超標［3］。

圖2 轉筒造粒成型機

圖3 轉筒造粒成型原理

1.3 濕法液下造粒成型工藝[3]（圖4、圖5），液硫被輸送到成型裝置頂部的成型盤，均勻地分散流入成型盤，成型盤上設計有一定規(guī)格的孔眼，通過孔眼連續(xù)滴入成型罐內的水中，迅速冷卻固化。成型后的顆粒硫磺沉淀在成型罐錐形底部，當硫磺積攢到一定高度時，成型罐下面的閥門打開，硫磺顆粒和水一同落到振動篩上，經(jīng)振動篩脫水、篩分、干燥后，尺寸合格的硫磺顆粒輸送到下游。粒徑不符合要求的小顆粒，連同工藝水流至沉淀罐中，通過沉淀罐及螺旋輸送機將小顆粒從工藝水中分離出來，分離出的小顆粒通過熔硫罐熔化成液態(tài)硫磺后再送到液硫池。水經(jīng)換熱器冷卻后再由泵送回到成型罐中，循環(huán)使用［4］。

圖4 濕法液下造粒成型機

圖5 濕法液下造粒成型原理

2 工藝技術比較［5］

回轉鋼帶造粒機單機生產(chǎn)能力最大只能達到6 t/h，處理能力小，在工藝實現(xiàn)上需采用多機組并聯(lián)完成，占地面積大，且鋼帶的故障率和更換維護費用高，已不適用于大規(guī)模硫磺回收裝置。近年來，新建硫磺回收裝置規(guī)模越來越大，已很少采用回轉鋼帶造粒成型工藝，因此，本文以盛虹煉化4×15萬噸硫磺回收裝置成型機選型為例，重點對轉筒造粒和濕法液下造粒成型工藝進行比較，見表1。

表1 轉筒和濕法液下成型工藝技術比較

從上述對比可以看出，轉筒造粒成型和濕法液下造粒成型在技術，基本都可以滿足大規(guī)模硫磺回收裝置的技術要求，兩種技術在能耗成本、環(huán)保指標上相差不大，但在其他方面各有優(yōu)劣。轉筒造粒成型單臺產(chǎn)能低、操作彈性差，成型顆粒不均勻不美觀，但含水量低，廠房占地面積稍大，設備造價較高；濕法液下造粒成型單臺設備處理能力大、操作彈性范圍大，硫磺顆粒成型均勻，表面更光澤，但水含量相對較高，廠房占地小但高度稍高，設備造價相對較低［6］。

除表1對比外，轉筒造粒成功業(yè)績遠多于濕法液下造粒，在濕法液下造粒的調研中，現(xiàn)場硫磺粉塵堆積較多，環(huán)境較差，脫水振動篩振動噪聲較大，有的甚至與框架產(chǎn)生諧振，也有部分業(yè)績細粉量大，經(jīng)常堵塞下料口，造成設備停工。濕法液下造粒成型，在近期新投產(chǎn)的某石化公司應用之前有很多不足之處，讓用戶在選擇該技術時心存顧慮，盛虹煉化硫磺回收裝置成型機經(jīng)過多方調研，多方案比選，最終也選擇了濕法液下造粒技術，并在采購技術協(xié)議階段，將調研中遇到的問題，并采取相應的改進措施。

圖6 某石化濕法液下造粒硫磺成型顆粒

3 濕法液下造粒改進措施

針對濕法液下造粒在實際應用中，出現(xiàn)的各種問題，深入細致的分析原因，改進措施如下：

3.1 成型不好，硫粉含量高

（1）液硫進料直接沖擊在成型盤上，產(chǎn)生噴濺，噴濺液滴落入主機體成型罐工藝水中，形成細小硫粉，并使得成型盤附近主機表面積聚大量硫磺粉塵。可以通過在液硫下料口增設一個下部開小孔的T型管道預分配器，讓大股液硫變成均勻細流落入成型盤上，從而避免沖擊噴濺的發(fā)生。

（2）成型不好，顆粒不均勻，細粉多，主要原因出在成型盤上，一是成型盤與主機體成型罐內工藝水間距不合適，可以通過摸索和調整工藝水液位得到解決；二是成型盤加工精度不高，成型盤的開孔加工表面粗糙度低，存在毛刺，影響液硫小液滴的形成效果，最終導致不規(guī)則的液硫液滴落入水中成型不好，可以通過嚴控成型盤的開孔質量，機械加工成型后，逐個開孔人工手動打磨，保證開孔光滑無毛刺。

3.2 振動篩振動噪聲大，故障率高

（1）振動篩在設計上，要避開與鋼結構框架形成共振的頻段，振動篩的支腿地腳與平臺要加設隔震器，以避免振動傳導到框架平臺，引發(fā)更大的振動和噪聲。

（2）振動篩故障頻繁，多數(shù)是由于支撐件疲勞強度不夠，可以在采購階段，變更材質或增加厚度，以增加支撐件的抗疲勞強度。

3.3下料口堵塞

（1）在主機體成型罐上設置玻璃板，并通過遠程高清攝像頭，實時監(jiān)控成型罐內硫磺顆粒界位。

（2）在易于堵塞的部位設置電動錘，定時振搗，防止堵塞。并下料口處設置便于拆卸疏通的檢查口，即使堵塞了，也便于檢修清理。

3.4 排風尾氣攜帶硫磺粉塵

對于排風尾氣攜帶硫磺粉塵的問題，可在排風機前增加水洗除塵系統(tǒng)，將尾氣中的硫磺粉塵，用水噴淋沖洗下來，回到沉淀水槽中。

4 結語

濕法液下造粒成型技術，作為一種硫磺造粒成型新技術，在處理能力、操作彈性、投資占地、運行維護、能耗成本等方面都有很大的優(yōu)勢。固然，新技術剛剛應用，存在一些問題，但這些問題，已經(jīng)都有了相應的改進措施，因此，原來的長周期運行、現(xiàn)場環(huán)境差等劣勢，也都得到了極大的改進，非常適用于大規(guī)模硫磺回收裝置。