[发明专利]再生塔泡沫硫膜分离提纯的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种再生塔泡沫硫膜分离提纯的方法，特别是一种利用膜分离技术进行脱硫系统中再生塔泡沫硫分离提纯的方法，属于化工技术领域。

背景技术

硫泡沫是脱硫工段吸收H₂S后的脱硫富液在再生过程中产生的一种副产物，呈泡沫状，是一种固液混合物。固体主要为硫磺颗粒，一般采用过滤的方法将硫泡沫进行分离，清液返回系统重复使用或进提盐工序提取副盐，硫磺则作为副产品回收。

多年来，中小氮肥厂和其他有关厂家采用的硫回收工艺多为转鼓过滤机连续过滤、熔硫釜间歇熔硫工艺。该流程的特点是设备多、流程厂、土建费用高。90年代初，邯郸钢铁公司发明并申请了连续熔硫专利设备(专利号为92239362.1和97114485.0)，将硫泡沫的分离与熔硫集中于同一台设备内完成，设备的上部用于分离泡沫硫，下部用于熔硫。但该设备由于容积有限，硫泡沫分离不够完全，返回脱硫系统的清液悬浮硫含量高，而且由于操作温度高(70～90℃)，脱硫液易发生副反应，有效成分降低，不利于脱硫系统的正常运行。近年来，基于对称结构有机膜形式的过滤技术在硫回收系统的应用日益成熟，它不仅简化了流程、降低了操作温度(常温)，而且分离效果好(硫磺颗粒≥0.5微米)，但在实际应用中，由于其膜结构为对称结构，脱水器底部硫膏层太厚，且许多部件为进口元件，所以存在着易堵塞、排料不畅、价格高、过滤通量持续降低、反冲时间长等缺点，而且由于其过滤材质为亲油性材质聚偏氟乙烯(PVDF)，该技术尤其不适用于含油量偏高的煤气系统。

硫泡沫的分离回收是氮肥厂、煤气厂、焦化制气厂脱硫工段的重要组成部分，硫泡沫分离得好，对脱硫系统的稳定运行、降低车间成本和减少环境污染都有着积极的推动和保证作用。

发明内容

本发明的发明目的主要是为了解决现有硫回收方法及装置分离效果差、易堵塔、能耗高等问题而提出了一种再生塔泡沫硫膜分离提纯的方法，本发明的另一目的是提供了上述再生塔泡沫硫膜分离提纯的装置。

本发明的技术方案为：再生塔顶部靠位差自流进入泡沫硫槽的泡沫硫，含水率为90％左右，除了含有大量的无定形硫外，还含有少量的固体杂质和油。该泡沫硫由泡沫硫泵加压进入膜组件内，在压力推动下，泡沫硫中的水分渗透通过膜，进入清液腔，而硫颗粒、固体杂质和油等则被膜截留在组件内。随着操作压力的升高，更多的水分渗透进入清液腔，膜组件内的硫膏的含水率也进一步降低，当组件内的压力达到一定值时，停止膜过滤并开启吹扫系统和排料阀，膜组件内的硫膏在压力及自身重力的作用下进入脱水器，然后由压缩空气加压至更高的压力，使硫膏进一步脱水成脱水硫膏，然后排料，从而完成一次脱水流程。以上各个操作过程均由自动控制系统控制自动阀门和液压传动机械完成。

本发明的具体技术方案为：一种再生塔泡沫硫膜分离提纯的方法，即硫泡沫经微滤或超滤膜过滤系统和脱水器工序制得脱水硫膏，其特征在于：采用的微滤或超滤膜的结构为非对称结构，过滤孔径为0.01～5μm，材质为无机或有机的亲水性材料，操作压力为0.05～1.5MPa，操作温度为10～90℃；采用的脱水器的过滤材料为对称或非对称结构的无机或有机的亲水性材质，孔径为10～50μm，操作压力为0.3～3MPa，操作温度为10～90℃。

其中经微滤或超滤膜系统浓缩后的硫膏的含水率在50％～60％，过滤后清液中悬物硫浓度＜10ppm，油类物质浓度＜5ppm，清液可以返回脱硫系统，也可以进提盐工序。经脱水器进一步脱水后，硫膏的含水率可降至30％～40％甚至更低，清液可以返回脱硫系统，也可以经微滤或超滤膜过滤后进提盐工序。

本发明还提供了上述方法的装置，它是由膜组件4、脱水器9和自动控制系统组成，泡沫硫依次经过膜组件和脱水器处理得到脱水硫膏，而膜组件和脱水器由自动控制系统控制运行，其中膜组件采用内压或外压式单通道或多通道管式膜终端过滤形式。

其中膜组件在脱水器上部，通过排料阀连接在一起，自动控制系统通过控制系统中的自动阀门和液压传动机械来控制系统的运行。根据采用的微滤或超滤膜构型的不同，膜组件可分为内压式和外压式两种，膜组件中膜管的排列方式可为圆形、方形等各种形式。

其中内压式膜组件由膜管3、清液腔6，12、硫膏腔7，8和自动吹扫系统组成，其中清液腔为膜管外壁与膜组件壳体密封组成的部分，硫膏腔为膜通道以及与其相连通的部分，自动吹扫系统包括通道吹扫系统5和膜孔反冲系统两个部分。