XMXPPT300型板框式硫泡沫過濾機的運用

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XMXPPT300型板框式硫泡沫過濾機的運用

劉杰王敏

(安徽三星化工有限責任公司安徽渦陽233610)

0前言

安徽三星化工有限責任公司(以下簡稱三星化工公司)現年生產能力為氨醇300 kt、尿素330 kt、甲醇100 kt及BB肥50 kt。三星化工公司脫硫裝置為Φ6 000 mm系統1套與Φ3 800 mm系統2套，再生和熔硫系統是Φ6 000 mm與Φ3 800 mm 系統各1套，共有4臺熔硫釜，采用濕法栲膠脫硫工藝，熔硫采用連續熔硫工藝。利用1.3 MPa壓力等級的蒸汽進行加熱實現回收硫黃，蒸汽日消耗量為40～45 t。

1存在的問題

(1) 污染環境。硫回收系統的主要設備是熔硫釜，硫泡沫經硫泡沫泵進入熔硫釜內，利用蒸汽進行加熱，使硫泡沫中的硫顆粒熔化為熔融態的液體硫黃，然后從熔硫釜下部排出熔硫釜，冷卻制成硫黃塊，部分清液從熔硫釜頂部減壓排出進入沉淀池。此部分清液溫度在80~90 ℃，夾帶的H2S氣體等造成現場空氣污染，危害現場操作人員的身體健康。由于清液夾帶的未熔融硫顆粒在沉淀池中不斷積累，每周必須進行清理，而清理出的硫膏雜質多，不能進行二次熔硫，無法處理，大量硫膏會嚴重污染環境。

(2) 腐蝕設備。熔硫釜出來的清液溫度高及減壓釋放大量含H2S的酸性氣體和蒸汽，造成硫回收系統周圍的地面、再生槽、設備、管道及熔硫釜框架腐蝕嚴重，影響生產和安全，每年需投入大量的防腐和維修費用。

(3) 影響工藝。回收的清液返回系統，由于高溫清液中含有大量的副鹽產物，此部分副鹽在系統中不斷積累，惡化了脫硫液組分，造成脫硫塔分布器和填料堵塞，導致脫硫系統阻力增大、脫硫液偏流及脫硫效率降低，增加了脫硫羅茨風機的電耗，進而影響生產；副鹽的產生增加了脫硫劑的消耗，生產成本相應升高。

(4) 電耗增大。在脫硫或降溫、洗滌、除塵過程中，懸浮硫、副鹽等雜質沉積在填料表面，引起塔設備堵塞，造成塔內氣液分布不均勻、阻力上升、傳質效果下降；特別是當填料層內因淤積嚴重而堵塞填料通道時，則會影響生產的安全穩定運行。由于阻力大，脫硫羅茨風機的出口壓力升高、電耗增大，壓縮機的打氣量下降，則合成氨醇總產量減少、單位產品生產電耗增大。經沉淀池后的清液需定期啟動清液泵將清液回收到系統中，需要消耗電能。

(5) 蒸汽消耗大。進入熔硫釜的硫泡沫溫度約為40 ℃，排出的清液溫度為80～90 ℃，硫泡沫含水量越多，蒸汽消耗量越大，脫硫系統實際消耗的蒸汽量>40 t/d。

2改造方案

多年來，針對連續熔硫存在的問題，很多合成氨企業都尋求各種方式解決問題，各種過濾技術在不同企業被采用，但在實際生產中不同程度存在諸多問題。三星化工公司經近2年的考察和研究，決定采用XMXPPT300型板框式硫泡沫過濾機，利用原泡沫泵將硫泡沫送入其中，清液直接返回再生槽。設備參數：過濾面積150 m2，濾板材質PPT，過濾壓力0.8 MPa，濾板耐溫度120 ℃；設備主體結構用玻璃纖維及環氧樹脂做4道防腐，導軌大梁材質為310S不銹鋼；液壓系統為觸點保壓型，油泵壓力為35 MPa，清液中懸浮硫質量分數≤80×10-6，濾餅含水質量分數≤20%。

3改造效果及效益分析

改造方案確定后，于2012年8月開始實施，10月中旬投入使用。經過近4個月的運行，原4臺熔硫釜全部停運，脫硫系統基本不消耗蒸汽(目前由于冬季氣溫低，只是少量用于防凍)，脫硫液的成分明顯好轉，回收的清液中懸浮硫質量分數≤80×10-6，貧液中的懸浮硫含量大幅下降，解決了副鹽問題，優化了脫硫系統工藝。降低脫硫系統貧液中懸浮硫含量，從根本上抑制和消除了脫硫塔堵塔、阻力增大等問題，脫硫系統阻力由改造前的4.67 kPa下降至2.00 kPa，降低了脫硫羅茨風機的電耗，提高了脫硫系統的出口壓力，增加了壓縮機的打氣量，氨醇日產量明顯增加。該過濾機無運轉部件，設備維護保養費用低，液壓系統電動控制極為方便，勞動強度低。

設備及土建、安裝實際總投資14萬元。按改造后減少蒸汽消耗35 t/d、蒸汽100元/t、年運行330 d計，則年減少蒸汽消耗效益115.50萬元左右；生產濕硫膏4 t左右，按外售濕硫膏40元/t計，則年產硫膏效益5.28萬元左右；原連續熔硫生產硫黃產品1.2 t/d，按外售硫黃400元/t計，則年減少效益15.84萬元左右。年合計產生效益104.94萬元左右，2個月即可收回全部投資。

另外，由于清液不經高溫加熱，減少了副鹽的生成量，降低了化工原料的消耗；原清液泵不需再投運，此硫泡沫過濾機的油壓泵電機功率只有3 kW，遠遠小于清液泵的電機功率(11 kW)。由于脫硫系統的工藝好轉、系統阻力下降，羅茨風機的電耗也明顯降低。脫硫崗位不再因熔硫產生大量的酸性氣體和蒸汽，減輕了對周邊環境的污染，沉淀池停止運行，無廢硫渣污染，環保效益顯著。因此，該項目具有非常好的經濟效益和環保效益，值得推廣。

4結語

(1) 現場的管理需要加強，這是采用各種過濾方法共同面對的難題，由于生硫黃的存放管理難度較大，故裝入袋中要防止順雨水流失，及時銷售。也可進行二次熔硫，由于生硫黃中含水量少，二次熔硫消耗的蒸汽很少，產生的清液及副鹽產物也少，同時生產的硫黃品質提高，可提高產品硫黃的售價。

(2) 起初此硫泡沫過濾機每班由2名熔硫操作工進行操作，每次出料后濾板的密封面得不到認真清理；在下一次出料前，由于壓力升高，過濾機濾板間滲漏明顯，造成現場環境污染。后根據實際運行情況，每班抽出1名操作工，此4名操作工(2人1組)輪流專門負責過濾機的出料，崗位當班操作工根據泡沫泵的壓力，及時通知出料人員進行出料，責任明確，并制定相應的管理措施。調整后，不再出現過濾機濾板間滲漏現象，現場環境得到極大改善。

(收稿日期2015- 09- 19)