硫磺造粒设备选型研究

吴寒薇

摘要：硫磺是化工业十分常见的基础类原材料，是很多工业产业生产的必备原料之一。目前我国的硫磺生产主要依靠原油及天然气的净化回收，原油和天然气在形成液态硫磺的过程中，存在硫磺固化结晶的现象。同时，因为硫磺的熔点过高，液态硫磺不易进行实际的储存。所以常使用固化造粒技术对液态硫磺进行回收和储存，而不同的造粒设备有着不同的使用目的和应用场合，此文将简要研究硫磺造粒设备的选型方案，介绍关于硫磺造粒技术的部分内容。

关键词：硫磺回收;造粒技术;设备选型

一、关于硫磺回收装置工艺流程的基本内容

硫磺回收装置工艺的流程共分为四个部分，分别是制硫、尾气处理、尾气焚烧以及液体硫磺成型。目前国际上主要采用的回收工艺是源自二十世纪三十年代的克劳斯硫磺回收工艺。在这种工艺的硫磺生产过程中，原油或煤炭中的硫化物会转化成为H2S，这种有害的剧毒物质会对人体和周边的环境产生剧烈的负面影响，因此使用克劳斯工艺进行回收的第一任务就是要将含有H2S的酸性气和氧气在燃烧炉中燃烧殆尽。严格控制氧气和H2S的比例，能够将其中至少三分之一的H2S通过燃烧生成SO2，剩余三分之二的H2S将会与生成的SO2一起进入反应器当中，通过克劳斯反应，利用催化剂的催化反应最终得到液态硫磺和水。而在这部分反应完成之后，剩余的气体还是可以进行二次甚至三次回收利用，这样就大大提升了利用效率。所以克劳斯回收工艺是目前国际上主要使用的硫磺回收技术，其回收率能够达到95%，且二次甚至是三次硫磺的回收率也已经达到96%。

我国对硫磺回收技术也是越来越重视，这与日益糟糕的环境和日益加快的城市化进程不无关系，我国在GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》中，明确的指出了酸性气体回收装置SO2的排放值要控制在400mg/m3，，因此我国在硫磺回收工艺的安排和使用上会更为的严格，为了达到这一排放的要求，我们在原始的克劳斯工艺基础之上又添加了尾气的处理和尾气的焚烧技术，这样一来剩余SO2也会得到有效的缓解，整体硫磺的回收率已经能够达到99%[1]。

而我们所谓的造粒工艺，正是在这些工艺基础之上产生的，它的存在是为了更好的对硫磺进行储存和运输，因为制硫结束后，其液态硫磺需要进行固化处理，而处理技术一共分为两种，一种是造粒技术，另一种是结片工艺，造粒技术的实际使用功效更好，对于硫磺的质量更能有所保证，因此，目前运用最多的还是造粒技术。

二、典型的硫磺造粒技术设备相关介绍

（一）、回转钢带造粒

回转钢带造粒主要使用冷却水和液态硫磺间接换热的手段来造粒。钢带机是其主要的造粒机器，其使用过程为：将硫磺自回收装置中提取出来利用硫磺泵经蒸汽夹套伴热管线直接输送到过滤器当中进行过滤，过滤完毕的液态硫磺再次进入伴热管线当中被传输到造粒机转筒布料器定子中的物料流道，流动状态下的硫磺可以顺畅的通过转筒上方开孔处直接滴落到下方的钢带上，这一过程可以想象成小型花洒一样。而滴落之后的硫磺会受到表面张力的影响，形成一种半圆形的滴液，钢带载着这些硫磺液体一直行进，这一过程中冷却水喷嘴会不停的对钢带背面喷水降温，虽然没有与硫磺液体直接接触，但也能够起到一定的冷却作用。硫磺在冷却之后会变成一种半圆形的小颗粒，整个钢带行进到末端时这些颗粒会自然脱落。整个过程就是回转钢带造粒的过程，而回转钢带造粒的主要特点就是在整个冷却过程中，回转钢带的冷却水是不和硫磺颗粒进行直接的接触的，因此不存在两者互相影响，也能有效减少水污染，冷却水可以循环使用不至于大面积浪费。单台钢带硫磺造粒机产量1.5～6t/h。回转钢带生产出来的硫磺颗粒均匀有一定的美观性，外观和硬度都很平均，具有较强的市场竞争力。但是考虑到回转钢带设备的购置费和维修费，建议在有使用资本的基础上考虑[2]。

（二）、转筒喷浆造粒

转筒造粒是在一个圆筒的内壁安装了许多抄板，随着圆筒的旋转，抄板不断的将筒内硫磺粉粒抄起，在筒内一侧自由落下时形成物料幕帘;同时液体硫磺被喷入筒内的物料幕帘上，与下落的硫磺粉粒喷涂凝聚成球形颗粒落在圆筒底部，并再次被筒内抄板抄起。重复以上过程，液体硫磺继续喷涂，颗粒进一步长大。当颗粒长大到规定的直径后，越过转筒一端的挡料板进入成品料仓准备计量包装。在液硫喷入圆筒的同时，喷入高压雾化水，利用水的冷却作用使得液体硫磺颗粒得以快速冷却固化，防止粘连。

这类造粒方式下形成的硫磺颗粒大小是在一定范围内的（约1-8mm），因为形成的颗粒具有不平均性和随机性，因此，在转筒内部不断雾化和旋转的过程中，原本已经冷却的硫磺颗粒可能会再次附着上设备壁的雾化硫磺，从而不断的变大。这种造粒方法生产能力大，单台设备生产能力6～30t/h。设备简单，安装维护方便，占地面积小。

（三）、水下湿法造粒

水下湿法造粒是通过冷却水和液态硫磺直接接触进行造粒的手段，成型罐和分型盘是其主要的使用设备，将液态硫磺输送到分型盘当中，再利用分型盘内部的张力将硫磺分散成小的液滴放入成型罐中，通过成型罐中的冷却水与硫磺直接进行接触，可以将硫磺冷却成球形硫磺颗粒，颗粒成型后会随即下沉，最终从罐底部的出口排出。这样造粒方式下的硫磺颗粒携带有大量的水分，后续还需要进行振动脱水，这类造粒方式的特点就是直接换热，这样的效果最为明显，产量也比较高，单台设备生产能力可以达到90t/h，每套设备的产量几乎都可以达到百分之百。且成型盘的设置可以保障硫磺颗粒大小分明，外观合适，缺点是由于硫磺在冷却水中直接冷却，后续工艺过程需对硫磺颗粒增加额外的脱水作业。

結束语

本文为大家介绍了三种不同类型但都是当前市场上较为常见的造粒设备及其使用方法，伴随着化工产业的发展及硫磺生产的危险性和复杂性，造粒技术凸显出其关键性及重要性。我们应当熟悉不同的造粒设备和方法，根据项目实际情况选择最为适宜的工艺和设备进行生产，以此来满足不同项目的需求。

参考文献：

[1]刘益弘、邢桂坤、董奇. 硫磺造粒设备选型研究[J]. 化工设备与管道， 2020， v.57;No.319（04）：42-46+55.

[2]张轶. 硫磺造粒设备选型分析[J]. 山东化工， 2018， 47（20）：77-78+80.

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