液体硫磺过滤技术改造与运行实践

张诚，彭学江，陈文胜

(贵州开磷集团矿肥有限责任公司，贵州开阳 550302)

液体硫磺过滤技术改造与运行实践

张诚，彭学江，陈文胜

(贵州开磷集团矿肥有限责任公司，贵州开阳 550302)

硫酸生产 硫磺 过滤 技术改造 运行实践

贵州开磷集团是集矿业、磷化工、煤化工、氯碱化工、氟化工、硅化工等为一体的现代化大型企业集团，现拥有磷矿石8 000 kt/a、高浓度磷复肥5 500 kt/a、煤基化工产品2 000 kt/a以上、硫酸5 600 kt/a、氯碱化工产品300 kt/a以上、黄磷20 kt/a、氟硅化工产品90 kt/a、碘100 t/a、季戊四醇60 kt/a及磷石膏新型建材1.0×109块/a。集团旗下有两大磷化工基地:一是位于贵阳息烽小寨坝镇的磷煤化工基地，其中的贵阳开磷化肥有限公司(原息烽重钙厂)现拥有磷酸二铵1 300 kt/a、磷酸一铵360 kt/a、重过磷酸钙200 kt/a、硫酸2 000 kt/a、磷酸800 kt/a、氟硅酸钠25 kt/a、黄磷20 kt/a、工业磷酸一铵30 kt/a、无水氟化氢20 kt/a、沉淀白炭黑10 kt/a及50 t/a磷矿石伴生碘回收装置;贵阳开磷化肥有限公司现有4套硫磺制酸装置，产能分别是200，400，600，800 kt/a。二是位于贵阳开阳金中镇大水工业园的磷肥基地，其中的贵州开磷集团矿肥有限责任公司(以下简称开磷矿肥)现拥有磷矿石3 000 kt/a、磷酸二铵2 900 kt/a、磷酸一铵200 kt/a、硫酸3 600 kt/a、氟硅酸钠50 kt/a及50 t/a磷矿石伴生碘回收装置。开磷矿肥一、二期项目建设有3套硫磺制酸装置，产能分别是400，800，800 kt/a，一期800 kt/a装置于2009年投产，二期800 kt/a装置于2010年投产;三期项目配套建设2套800 kt/a硫磺制酸装置，2016年底投产。

贵州开磷集团5 600 kt/a硫酸产能一年至少消耗固体硫磺1 900 kt，约占国内硫磺总消费量的11%。2015年国内硫磺总消费量在16 560 kt，进口硫磺11 930 kt，货源主要来自中东地区的伊朗、哈斯克斯坦、沙特阿拉伯，东亚地区的韩国、日本，以及俄罗斯和加拿大［1］。

因固体硫磺生产及长途运输、装卸过程中带入各种杂质，导致原料硫磺中灰分含量高、有时还含有氯离子等杂质，直接影响制酸利用。开磷矿肥采购硫磺基本来自国外不同地方，点多面广，随着国内硫磺需求量不断增大，固体硫磺质量明显下降，各类杂质含量偏高。因此，对硫磺制酸装置而言，硫磺过滤精制是确保装置长周期稳定运行的重要工序。

1 硫磺过滤存在问题

开磷矿肥硫酸产能达到3 600 kt/a，需用硫磺超过1 200 kt/a。固体硫磺原料目前存在的最大问题是灰分含量居高不下，原有一次机械过滤工艺难以满足制酸硫磺品质需要。2013—2016年开磷矿肥采购固体硫磺品质(平均值)见表1。

表1 2013—2016年采购固体硫磺品质(平均值)

由表1可见:采购的固体硫磺品质一般，主要指标达不到《工业硫磺第1部分:固体产品》(GB/T 2449.1—2014)优等品指标，只达到一等品指标。开磷矿肥硫酸生产中一般控制进焚硫炉液硫灰分质量分数在0.003%以下，精制液体硫磺中灰分含量太高，将会使得催化剂阻力上升，缩短装置开车时间。

原有一次机械过滤工艺采用液硫过滤机对融化的液体硫磺机械加压强制过滤，由于采购硫磺灰分含量、酸度较高，导致液硫过滤机清理频繁，废渣量大，设备使用效率下降，更重要的是过滤液体硫磺的质量得不到保证。液体硫磺过滤系统技术改造前，经一次过滤后硫磺灰分含量情况见表2。

表2 一次过滤后硫磺灰分含量情况(平均值)

由于液硫过滤机一次过滤后硫磺质量达不到正常生产要求，硫酸装置生产中出现焚硫炉内杂质燃烧挂壁、余热锅炉换热管堵塞、转化器一段催化剂堵塞结块、催化剂床层阻力不断上升等一系列问题，影响装置正常运行。硫酸装置检修前后转化器一段催化剂床层阻力情况见表3。

表3 硫酸装置检修前后转化器一段催化剂床层阻力情况

2 液硫过滤技术改造

在固体硫磺货源紧张、采购较为困难的局面下，固体硫磺原料质量无法改变，只有对液硫过滤系统优化改造，才能实现精制液体硫磺品质提升。借鉴其他单位实践经验［2－4］，开磷矿肥2014年实施液硫过滤系统技术改造，将原来的一次机械过滤改为两次机械过滤，增设1台精制液硫地下槽及泵，将原来7台液硫过滤机重新布置，其中4台作为一次过滤设备，3台作为二次过滤设备;对所有液硫液位、流量实现自动控制调节，既提高了操作的可靠性，又降低了劳动强度。相应优化调整操作工艺指标，对过滤机滤布及硅藻土滤料层规格型号也做了优化调整。改造后液硫过滤系统工艺流程见图1。

图1 改造后液硫过滤系统工艺流程

3 运行情况

液硫过滤系统技术改造后运行良好，精制液体硫磺灰分含量显著降低，硫磺灰分质量分数均低于0.002%(见表4)。

表4 两次过滤后硫磺灰分含量情况(平均值)

除对液硫过滤系统技术改造外，开磷矿肥还在空气鼓风机入口增设空气过滤器，以减少空气带入转化器灰尘量。2014年一、二期800 kt/a硫磺制酸装置大修后至今已稳定运行2年时间，2015年1月和2016年8月对2套装置转化器一段催化剂床层阻力进行检测，床层阻力未见明显上升(见表5)。

表5 转化器一段催化剂床层阻力情况

4 结语

精制液体硫磺作为硫磺制酸装置生产的原料，其质量控制非常重要。对于采购品质达不到优等品指标的硫磺，应采用2级机械过滤方式精制硫磺;同时加强对酸度、氯离子、砷、铁、有机物等有害杂质的控制和去除，把好进焚硫炉原料关。这样才能从源头上提高硫磺制酸装置开车时间，降低装置生产成本。

［1］张瑜.2015年中国硫磺市场的统计与分析［J］.硫酸工业，2016(1):7－10.

［2］金斌，王本峰.硫酸装置熔硫工序堵塞问题研究与解决方案［J］.硫酸工业，2016(4):42－44.

［3］余琴花，胡彬.纤维素助滤剂在液硫过滤中的应用实践［J］.硫酸工业，2014(5):20－22.

［4］余琴花.硫磺制酸装置液硫精制采用两次过滤的实践［J］.硫磷设计与粉体工程，2012(4):18－20.

TQ111.16

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1002－1507(2017)02－0019－02

2017－01－04。

张诚，男，贵州开磷集团矿肥有限责任公司高级工程师，现从事技术管理工作。电话:13885065654;E-mail: tsp7714880@126.com。