XMXPPT300型板框式硫泡沫过滤机的运用



XMXPPT300型板框式硫泡沫过滤机的运用

刘杰王敏

(安徽三星化工有限责任公司安徽涡阳233610)

0前言

安徽三星化工有限责任公司(以下简称三星化工公司)现年生产能力为氨醇300 kt、尿素330 kt、甲醇100 kt及BB肥50 kt。三星化工公司脱硫装置为Φ6 000 mm系统1套与Φ3 800 mm系统2套，再生和熔硫系统是Φ6 000 mm与Φ3 800 mm 系统各1套，共有4台熔硫釜，采用湿法栲胶脱硫工艺，熔硫采用连续熔硫工艺。利用1.3 MPa压力等级的蒸汽进行加热实现回收硫黄，蒸汽日消耗量为40～45 t。

1存在的问题

(1) 污染环境。硫回收系统的主要设备是熔硫釜，硫泡沫经硫泡沫泵进入熔硫釜内，利用蒸汽进行加热，使硫泡沫中的硫颗粒熔化为熔融态的液体硫黄，然后从熔硫釜下部排出熔硫釜，冷却制成硫黄块，部分清液从熔硫釜顶部减压排出进入沉淀池。此部分清液温度在80~90 ℃，夹带的H2S气体等造成现场空气污染，危害现场操作人员的身体健康。由于清液夹带的未熔融硫颗粒在沉淀池中不断积累，每周必须进行清理，而清理出的硫膏杂质多，不能进行二次熔硫，无法处理，大量硫膏会严重污染环境。

(2) 腐蚀设备。熔硫釜出来的清液温度高及减压释放大量含H2S的酸性气体和蒸汽，造成硫回收系统周围的地面、再生槽、设备、管道及熔硫釜框架腐蚀严重，影响生产和安全，每年需投入大量的防腐和维修费用。

(3) 影响工艺。回收的清液返回系统，由于高温清液中含有大量的副盐产物，此部分副盐在系统中不断积累，恶化了脱硫液组分，造成脱硫塔分布器和填料堵塞，导致脱硫系统阻力增大、脱硫液偏流及脱硫效率降低，增加了脱硫罗茨风机的电耗，进而影响生产；副盐的产生增加了脱硫剂的消耗，生产成本相应升高。

(4) 电耗增大。在脱硫或降温、洗涤、除尘过程中，悬浮硫、副盐等杂质沉积在填料表面，引起塔设备堵塞，造成塔内气液分布不均匀、阻力上升、传质效果下降；特别是当填料层内因淤积严重而堵塞填料通道时，则会影响生产的安全稳定运行。由于阻力大，脱硫罗茨风机的出口压力升高、电耗增大，压缩机的打气量下降，则合成氨醇总产量减少、单位产品生产电耗增大。经沉淀池后的清液需定期启动清液泵将清液回收到系统中，需要消耗电能。

(5) 蒸汽消耗大。进入熔硫釜的硫泡沫温度约为40 ℃，排出的清液温度为80～90 ℃，硫泡沫含水量越多，蒸汽消耗量越大，脱硫系统实际消耗的蒸汽量>40 t/d。

2改造方案

多年来，针对连续熔硫存在的问题，很多合成氨企业都寻求各种方式解决问题，各种过滤技术在不同企业被采用，但在实际生产中不同程度存在诸多问题。三星化工公司经近2年的考察和研究，决定采用XMXPPT300型板框式硫泡沫过滤机，利用原泡沫泵将硫泡沫送入其中，清液直接返回再生槽。设备参数：过滤面积150 m2，滤板材质PPT，过滤压力0.8 MPa，滤板耐温度120 ℃；设备主体结构用玻璃纤维及环氧树脂做4道防腐，导轨大梁材质为310S不锈钢；液压系统为触点保压型，油泵压力为35 MPa，清液中悬浮硫质量分数≤80×10-6，滤饼含水质量分数≤20%。

3改造效果及效益分析

改造方案确定后，于2012年8月开始实施，10月中旬投入使用。经过近4个月的运行，原4台熔硫釜全部停运，脱硫系统基本不消耗蒸汽(目前由于冬季气温低，只是少量用于防冻)，脱硫液的成分明显好转，回收的清液中悬浮硫质量分数≤80×10-6，贫液中的悬浮硫含量大幅下降，解决了副盐问题，优化了脱硫系统工艺。降低脱硫系统贫液中悬浮硫含量，从根本上抑制和消除了脱硫塔堵塔、阻力增大等问题，脱硫系统阻力由改造前的4.67 kPa下降至2.00 kPa，降低了脱硫罗茨风机的电耗，提高了脱硫系统的出口压力，增加了压缩机的打气量，氨醇日产量明显增加。该过滤机无运转部件，设备维护保养费用低，液压系统电动控制极为方便，劳动强度低。

设备及土建、安装实际总投资14万元。按改造后减少蒸汽消耗35 t/d、蒸汽100元/t、年运行330 d计，则年减少蒸汽消耗效益115.50万元左右；生产湿硫膏4 t左右，按外售湿硫膏40元/t计，则年产硫膏效益5.28万元左右；原连续熔硫生产硫黄产品1.2 t/d，按外售硫黄400元/t计，则年减少效益15.84万元左右。年合计产生效益104.94万元左右，2个月即可收回全部投资。

另外，由于清液不经高温加热，减少了副盐的生成量，降低了化工原料的消耗；原清液泵不需再投运，此硫泡沫过滤机的油压泵电机功率只有3 kW，远远小于清液泵的电机功率(11 kW)。由于脱硫系统的工艺好转、系统阻力下降，罗茨风机的电耗也明显降低。脱硫岗位不再因熔硫产生大量的酸性气体和蒸汽，减轻了对周边环境的污染，沉淀池停止运行，无废硫渣污染，环保效益显著。因此，该项目具有非常好的经济效益和环保效益，值得推广。

4结语

(1) 现场的管理需要加强，这是采用各种过滤方法共同面对的难题，由于生硫黄的存放管理难度较大，故装入袋中要防止顺雨水流失，及时销售。也可进行二次熔硫，由于生硫黄中含水量少，二次熔硫消耗的蒸汽很少，产生的清液及副盐产物也少，同时生产的硫黄品质提高，可提高产品硫黄的售价。

(2) 起初此硫泡沫过滤机每班由2名熔硫操作工进行操作，每次出料后滤板的密封面得不到认真清理；在下一次出料前，由于压力升高，过滤机滤板间渗漏明显，造成现场环境污染。后根据实际运行情况，每班抽出1名操作工，此4名操作工(2人1组)轮流专门负责过滤机的出料，岗位当班操作工根据泡沫泵的压力，及时通知出料人员进行出料，责任明确，并制定相应的管理措施。调整后，不再出现过滤机滤板间渗漏现象，现场环境得到极大改善。

(收稿日期2015- 09- 19)