CN103706231A - 基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法及设备，既提高对硫泡沫的固液分离效率，同时不依靠熔硫釜就可得到低含水量的硫磺膏产品。一种硫泡沫处理方法步骤包括：1）启动第一泵压装置将硫泡沫槽中来自于脱硫系统的脱硫液再生槽的待过滤硫泡沫经进液管泵入一膜微滤装置，使所述硫泡沫受到其多孔膜微滤滤芯的过滤，滤下的硫磺泥沉入膜微滤装置底部的锥形沉降室中待进一步处理；2）关闭第一泵压装置以及进液管和排液管上的阀门，然后启动第二泵压装置将尚存于膜微滤装置中还未过滤的硫泡沫抽回硫泡沫槽中；3）开启锥形沉降室底部的卸料阀，硫磺泥经所述卸料阀进入真空干燥罐，然后关闭卸料阀并启动连接该真空干燥罐的抽真空装置。

Description

基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法及设备

技术领域

本发明涉及硫泡沫处理方法及设备，尤其涉及基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法及设备。

背景技术

在目前普遍采用的煤气湿式氧化脱硫工艺中，煤气中的H₂S首先在脱硫塔中被脱硫液吸收，吸收H₂S的脱硫液再进入到脱硫液再生槽内进行再生，再生后的脱硫液返回返回脱硫系统重复利用，而脱硫液中的H₂S则在再生槽内被氧化成单质硫，这些单质硫和部分脱硫液形成硫泡沫，硫泡沫先被中转入硫泡沫槽，然后再进入真空转鼓过滤机进行固液分离，由于固液分离出的硫磺含水量高，需经熔硫釜加热以进一步脱除水份后得到硫磺产品，固液分离后的脱硫液同样返回脱硫系统重复利用。上述工艺中，真空转鼓过滤机过滤效率较低，导致硫磺回收率只有40%左右，未被回收的硫悬浮在脱硫液中，严重影响脱硫液的脱硫效率，并造成设备及管道上附着硫较多，增大流阻，腐蚀也十分严重；另外，熔硫釜要消耗大量蒸汽。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法及设备，既提高对硫泡沫的固液分离效率，同时不依靠熔硫釜就可得到低含水量的硫磺膏产品。

本发明所提供的一种基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法，其步骤包括：

1）启动第一泵压装置将硫泡沫槽中来自于脱硫系统的脱硫液再生槽的待过滤硫泡沫经进液管泵入一膜微滤装置，使所述硫泡沫受到其多孔膜微滤滤芯的过滤，滤出的脱硫液经排液管返回脱硫系统重复利用，滤下的硫磺泥沉入膜微滤装置底部的锥形沉降室中待进一步处理；

2）当锥形沉降室中堆积一定量硫磺泥时，关闭第一泵压装置以及进液管和排液管上的阀门，然后启动第二泵压装置将尚存于膜微滤装置中还未过滤的硫泡沫经伸入该膜微滤装置中待过滤液腔室内的抽吸管及连接于抽吸管与硫泡沫槽的回流管抽回硫泡沫槽中；

3）开启锥形沉降室底部的卸料阀，硫磺泥经所述卸料阀进入锥形沉降室下方的真空干燥罐，然后关闭卸料阀并启动连接该真空干燥罐的抽真空装置，通过抽排水汽使其中的硫磺泥转变为低含水量的硫磺膏，然后开启真空干燥罐底部的第二卸料阀卸料并得到硫磺膏产品。

其中，所述抽吸管上最好具有用于对抽吸的硫泡沫进行固液过滤分离的过滤装置。这样，在通过抽吸管抽吸时，既可避免固体硫磺进入抽吸管及其后续管道引起管路堵塞，同时还对膜微滤装置中还未过滤的硫泡沫进行固液分离过滤，使滤下的硫磺沉入膜微滤装置底部的锥形沉降室待处理，提高对硫泡沫的处理效率。

本发明提供的另一种基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法，其步骤包括：

1）启动第一泵压装置将硫泡沫槽中来自于脱硫系统的脱硫液再生槽的待过滤硫泡沫经进液管泵入一膜微滤装置，使所述硫泡沫受到其多孔膜微滤滤芯的过滤，滤出的脱硫液经排液管返回脱硫系统重复利用，滤下的硫磺泥沉入膜微滤装置底部的锥形沉降室中待进一步处理；

2）当锥形沉降室中堆积一定量硫磺泥时，关闭第一泵压装置以及进液管和排液管上的阀门，然后启动第二泵压装置将尚存于膜微滤装置中还未过滤的硫泡沫经伸入该膜微滤装置中待过滤液腔室内的抽吸管及连接于抽吸管与脱硫系统的第二排液管抽入脱硫系统，所述抽吸管上具有用于对抽吸的硫泡沫进行固液过滤分离的过滤装置，经第二泵压装置抽入脱硫系统的即为受到该过滤装置分离后的可重复利用的脱硫液；

3）开启锥形沉降室底部的卸料阀，硫磺泥经所述卸料阀进入锥形沉降室下方的真空干燥罐，然后关闭卸料阀并启动连接该真空干燥罐的抽真空装置，通过抽排水汽使其中的硫磺泥转变为低含水量的硫磺膏，然后开启真空干燥罐底部的第二卸料阀卸料并得到硫磺膏产品。

与第一种硫泡沫处理方法相比，第二种硫泡沫处理方法是在抽吸管上具有用于对抽吸的硫泡沫进行固液过滤分离的过滤装置的基础上，直接将从抽吸管抽出的脱硫液返回脱硫系统进行利用，因此，第二种硫泡沫处理方法工作效率更高。而无论采用第一种硫泡沫处理方法还是第二种硫泡沫处理方法，其中的抽吸管与硫泡沫接触的抽吸部分均可以是由多孔膜微滤材料构成的过滤管。这样，抽吸管能够像所述多孔膜微滤滤芯一样对硫泡沫进行膜微滤，确保对硫泡沫的固液分离精度和效率。

本发明用于上述硫泡沫处理方法的硫泡沫处理设备，包括：膜微滤装置，所述膜微滤装置中安装有多孔膜微滤滤芯，该膜微滤装置底部为锥形沉降室，膜微滤装置分别通过带有阀门的进液管和排液管与硫泡沫槽和脱硫系统的脱硫液回用设备相连，进液管上设有第一泵压装置；真空干燥罐，所述真空干燥罐位于膜微滤装置的下方并通过卸料阀与锥形沉降室的排料口相连，该真空干燥罐通过排气管道与抽真空装置连接，真空干燥罐的下端口设有第二卸料阀；以及抽吸装置，所述抽吸装置包括抽吸管，该抽吸管一端伸入膜微滤装置中待过滤液腔室内，另一端经管道与膜微滤装置外部的第二泵压装置连接，所述第二泵压装置的出口通过回流管与硫泡沫槽连接或通过第二排液管与脱硫系统的脱硫液回用设备连接，并且，至少在第二泵压装置的出口通过第二排液管与脱硫系统的脱硫液回用设备连接的情况下，所述抽吸管上具有用于对抽吸的硫泡沫进行固液过滤分离的过滤装置。

本发明的硫泡沫处理方法及设备，一方面，由于采用了膜微滤装置，其多孔膜微滤滤芯有较高的过滤精度，且在过滤过程中不断附着于多孔膜微滤滤芯表面的滤饼层使得多孔膜微滤滤芯对硫泡沫中的硫微粒的截留率进一步提高，因此，膜微滤装置对于硫泡沫的固液分离效率相当高，可极大降低被过滤的脱硫液中硫的含量，确保脱硫液的脱硫效果，有效改善管道中附着硫的问题，大大提高硫磺的回收率；另一方面，通过抽吸管抽吸以及后续的真空干燥，相当于对过滤下来的硫磺泥进行了两级脱水，即第一级的抽吸管抽吸可将硫磺泥上层液体抽走，为真空干燥创造良好条件，第二级真空干燥以将真空干燥罐中的水汽进一步抽排，从而使其中的硫磺泥转变为低含水量的硫磺膏（一般可将含水量降至30%以下），这样，就可直接得到低含水量的硫磺膏产品。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例1的硫泡沫处理方法工艺流程图。

图2为本发明实施例3的硫泡沫处理方法工艺流程图。

图3为本发明实施例1的硫泡沫处理设备的结构示意图。

图4为本发明实施例3的硫泡沫处理设备的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，煤气中的H₂S首先在脱硫塔100中被脱硫液吸收，吸收H₂S的脱硫液再进入到脱硫液再生槽200内进行再生，再生后的脱硫液返回返回脱硫系统重复利用，而脱硫液中的H₂S则在再生槽内被氧化成单质硫，这些单质硫和部分脱硫液形成硫泡沫，硫泡沫先被中转入硫泡沫槽300，然后再按本发明下述实施例1的方法对硫泡沫槽300中的硫泡沫处理：如图1、3所示，首先，启动第一泵压装置460将硫泡沫槽300中的待过滤硫泡沫经进液管430泵入一膜微滤装置400，使所述硫泡沫受到其多孔膜微滤滤芯410的过滤，滤出的脱硫液经排液管440返回脱硫系统重复利用（最终需返回脱硫塔100），滤下的硫磺泥沉入膜微滤装置400底部的锥形沉降室420中待进一步处理，过滤时，当多孔膜微滤滤芯410过滤面两侧的过滤压差达到一定程度时启动反洗装置800对所述多孔膜微滤滤芯410进行反向冲洗净化，使多孔膜微滤滤芯410表面的滤饼脱离，多孔膜微滤滤芯410的过滤通量基本恢复；当锥形沉降室420中堆积一定量硫磺泥时，关闭第一泵压装置460以及进液管430和排液管440上的阀门，然后启动第二泵压装置620将尚存于膜微滤装置400中还未过滤的硫泡沫经伸入该膜微滤装置400中待过滤液腔室内的抽吸管610及连接于抽吸管610与硫泡沫槽300的回流管710抽回硫泡沫槽300中；然后，开启锥形沉降室420底部的卸料阀450，硫磺泥在重力作用下经所述卸料阀450进入锥形沉降室420下方的真空干燥罐500，然后关闭卸料阀450并启动连接该真空干燥罐500的抽真空装置，通过抽排水汽使其中的硫磺泥转变为含水量≤30%的硫磺膏，然后开启真空干燥罐500底部的第二卸料阀510卸料并得到硫磺膏产品。

如图1、3所示，上述实施例1方法所使用的硫泡沫处理设备为，包括：膜微滤装置400，所述膜微滤装置400中安装有多孔膜微滤滤芯410，该膜微滤装置400底部为锥形沉降室420，膜微滤装置400分别通过带有阀门的进液管430和排液管440与硫泡沫槽300和脱硫系统的脱硫液回用设备相连，进液管430上设有第一泵压装置460；真空干燥罐500，所述真空干燥罐500位于膜微滤装置400的下方并通过卸料阀450与锥形沉降室420的排料口相连，该真空干燥罐500通过排气管道520与抽真空装置连接，真空干燥罐500的下端口设有第二卸料阀510；以及抽吸装置，所述抽吸装置包括抽吸管610，该抽吸管610一端伸入膜微滤装置400中待过滤液腔室内，另一端经管道与膜微滤装置400外部的第二泵压装置620连接，所述第二泵压装置620的出口通过回流管710与硫泡沫槽300连接。其中，抽吸管610具体为不锈钢管，该不锈钢管的下端口由上至下伸入锥形沉降室420的上部敞口内，上端口与膜微滤装置400顶部的一个专用接口连接，该专用接口再通过管道连接第二泵压装置620，第二泵压装置620最好采用能够防止污泥堵塞的泵（避免硫磺泥堵塞）。不锈钢管的下端口伸入锥形沉降室420的上部敞口的深度，最好与启动第二泵压装置620时锥形沉降室420中堆积的硫磺泥高度基本齐平（不锈钢管的下端口可略微进入硫磺泥中），这样可以通过抽吸管610当硫磺泥上层液体抽干，更有利于后续真空干燥。

本发明实施例2的硫泡沫处理方法、设备是在实施例1的基础上进行了略一定改进后产生的。具体来讲，如图3，实施例2是在实施例1的基础上将抽吸管610与硫泡沫直接接触的抽吸部分设置成由多孔膜微滤材料构成的过滤管的结构。其中，一种可行方式是制造一根足够长且由烧结无机多孔材料（例如陶瓷、Ti基合金等）构成的过滤管，将该过滤管的下端伸入锥形沉降室420的上部敞口内，上端口再与膜微滤装置400顶部的专用接口连接，从而构成所述抽吸管610。这时，抽吸管610的使用如同多孔膜微滤滤芯410，当启动第二泵压装置620时，硫磺泥上层液体将受到该抽吸管610的过滤，滤出的脱硫液仍通过回流管710抽回硫泡沫槽300，而滤下的硫磺则堆积在锥形沉降室420中，随后一同进入真空干燥罐500进行干燥。实施例2的硫泡沫处理方法中，可使反洗装置800至少在其启动的部分时间段内同时作用于抽吸管610从而使该抽吸管610也受到反向冲洗净化。为此，只需通过管道将抽吸管610的输出端与反洗装置800连接即可。

如图2所示，煤气中的H₂S首先在脱硫塔100中被脱硫液吸收，吸收H₂S的脱硫液再进入到脱硫液再生槽200内进行再生，再生后的脱硫液返回返回脱硫系统重复利用，而脱硫液中的H₂S则在再生槽内被氧化成单质硫，这些单质硫和部分脱硫液形成硫泡沫，硫泡沫先被中转入硫泡沫槽300，然后再按本发明下述实施例3的方法对硫泡沫槽300中的硫泡沫处理：如图2、4所示，首先，启动第一泵压装置460将硫泡沫槽300中来自于脱硫系统的脱硫液再生槽200的待过滤硫泡沫经进液管430泵入一膜微滤装置400，使所述硫泡沫受到其多孔膜微滤滤芯410的过滤，滤出的脱硫液经排液管440返回脱硫系统重复利用，滤下的硫磺泥沉入膜微滤装置400底部的锥形沉降室420中待进一步处理；当锥形沉降室420中堆积一定量硫磺泥时，关闭第一泵压装置460以及进液管430和排液管440上的阀门，然后启动第二泵压装置620将尚存于膜微滤装置400中还未过滤的硫泡沫经伸入该膜微滤装置400中待过滤液腔室内的抽吸管610及连接于抽吸管610与脱硫系统的第二排液管720抽入脱硫系统，所述抽吸管610上具有用于对抽吸的硫泡沫进行固液过滤分离的过滤装置，经第二泵压装置620抽入脱硫系统的即为受到该过滤装置分离后的可重复利用的脱硫液；然后，开启锥形沉降室420底部的卸料阀450，硫磺泥经所述卸料阀450进入锥形沉降室420下方的真空干燥罐500，然后关闭卸料阀450并启动连接该真空干燥罐500的抽真空装置，通过抽排水汽使其中的硫磺泥转变为低含水量的硫磺膏，然后开启真空干燥罐500底部的第二卸料阀510卸料并得到硫磺膏产品。

如图2、4，实施例3的方法所使用的硫泡沫处理设备为，包括：膜微滤装置400，所述膜微滤装置400中安装有多孔膜微滤滤芯410，该膜微滤装置400底部为锥形沉降室420，膜微滤装置400分别通过带有阀门的进液管430和排液管440与硫泡沫槽300和脱硫系统的脱硫液回用设备相连，进液管430上设有第一泵压装置460；真空干燥罐500，所述真空干燥罐500位于膜微滤装置400的下方并通过卸料阀450与锥形沉降室420的排料口相连，该真空干燥罐500通过排气管道520与抽真空装置连接，真空干燥罐500的下端口设有第二卸料阀510；以及抽吸装置，所述抽吸装置包括抽吸管610，该抽吸管610一端伸入膜微滤装置400中待过滤液腔室内，另一端经管道与膜微滤装置400外部的第二泵压装置620连接，所述第二泵压装置620的出口通过过第二排液管720与脱硫系统的脱硫液回用设备连接，并且，所述抽吸管610上具有用于对抽吸的硫泡沫进行固液过滤分离的过滤装置。其中，抽吸管610具为一种烧结无机多孔材料（例如陶瓷、Ti基合金等）构成的过滤管，该过滤管下端口由上至下伸入锥形沉降室420的上部敞口内，上端口与膜微滤装置400顶部的一个专用接口连接，该专用接口再通过管道连接第二泵压装置620。抽吸管610的下端口伸入锥形沉降室420的上部敞口的深度，同样最好与启动第二泵压装置620时锥形沉降室420中堆积的硫磺泥高度基本齐平，或伸入硫磺泥中，这样可以通过抽吸管610当硫磺泥上层液体抽干，更有利于后续真空干燥。

另外，实施例3的方法中还包括当多孔膜微滤滤芯410过滤面两侧的过滤压差达到一定程度时启动反洗装置800对所述多孔膜微滤滤芯410进行反向冲洗净化的操作；该反洗装置800至少在其启动的部分时间段内同时作用于抽吸管610（过滤管）从而使该抽吸管610受到反向冲洗净化。

Claims (10)

1.基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法，其步骤包括：

1）启动第一泵压装置（460）将硫泡沫槽（300）中来自于脱硫系统的脱硫液再生槽（200）的待过滤硫泡沫经进液管（430）泵入一膜微滤装置（400），使所述硫泡沫受到其多孔膜微滤滤芯（410）的过滤，滤出的脱硫液经排液管（440）返回脱硫系统重复利用，滤下的硫磺泥沉入膜微滤装置（400）底部的锥形沉降室（420）中待进一步处理；

2）当锥形沉降室（420）中堆积一定量硫磺泥时，关闭第一泵压装置（460）以及进液管（430）和排液管（440）上的阀门，然后启动第二泵压装置（620）将尚存于膜微滤装置（400）中还未过滤的硫泡沫经伸入该膜微滤装置（400）中待过滤液腔室内的抽吸管（610）及连接于抽吸管（610）与硫泡沫槽（300）的回流管（710）抽回硫泡沫槽（300）中；

3）开启锥形沉降室（420）底部的卸料阀（450），硫磺泥经所述卸料阀（450）进入锥形沉降室（420）下方的真空干燥罐（500），然后关闭卸料阀（450）并启动连接该真空干燥罐（500）的抽真空装置，通过抽排水汽使其中的硫磺泥转变为低含水量的硫磺膏，然后开启真空干燥罐（500）底部的第二卸料阀（510）卸料并得到硫磺膏产品。

2.如权利要求1所述的基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法，其特征在于：所述抽吸管（610）上具有用于对抽吸的硫泡沫进行固液过滤分离的过滤装置。

3.如权利要求2所述的基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法，其特征在于：所述抽吸管（610）与硫泡沫直接接触的抽吸部分是由多孔膜微滤材料构成的过滤管。

4.如权利要求1、2或3所述的基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法，其特征在于：所述步骤1）中还包括当多孔膜微滤滤芯（410）过滤面两侧的过滤压差达到一定程度时启动反洗装置（800）对所述多孔膜微滤滤芯（410）进行反向冲洗净化的操作。

5.如权利要求4所述的基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法，其特征在于：当抽吸管（610）具有所述过滤装置时，反洗装置（800）至少在其启动的部分时间段内同时作用于所述过滤装置从而使该过滤装置受到反向冲洗净化。

6.基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法，其步骤包括：

1）启动第一泵压装置（460）将硫泡沫槽（300）中来自于脱硫系统的脱硫液再生槽（200）的待过滤硫泡沫经进液管（430）泵入一膜微滤装置（400），使所述硫泡沫受到其多孔膜微滤滤芯（410）的过滤，滤出的脱硫液经排液管（440）返回脱硫系统重复利用，滤下的硫磺泥沉入膜微滤装置（400）底部的锥形沉降室（420）中待进一步处理；

2）当锥形沉降室（420）中堆积一定量硫磺泥时，关闭第一泵压装置（460）以及进液管（430）和排液管（440）上的阀门，然后启动第二泵压装置（620）将尚存于膜微滤装置（400）中还未过滤的硫泡沫经伸入该膜微滤装置（400）中待过滤液腔室内的抽吸管（610）及连接于抽吸管（610）与脱硫系统的第二排液管（720）抽入脱硫系统，所述抽吸管（610）上具有用于对抽吸的硫泡沫进行固液过滤分离的过滤装置，经第二泵压装置（620）抽入脱硫系统的即为受到该过滤装置分离后的可重复利用的脱硫液；

3）开启锥形沉降室（420）底部的卸料阀（450），硫磺泥经所述卸料阀（450）进入锥形沉降室（420）下方的真空干燥罐（500），然后关闭卸料阀（450）并启动连接该真空干燥罐（500）的抽真空装置，通过抽排水汽使其中的硫磺泥转变为低含水量的硫磺膏，然后开启真空干燥罐（500）底部的第二卸料阀（510）卸料并得到硫磺膏产品。

7.如权利要求6所述的基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法，其特征在于：所述抽吸管（610）与硫泡沫接触的抽吸部分是由多孔膜微滤材料构成的过滤管。

8.如权利要求6或7所述的基于膜微滤技术的硫泡沫处理方法，其特征在于：所述步骤1）中还包括当多孔膜微滤滤芯（410）过滤面两侧的过滤压差达到一定程度时启动反洗装置（800）对所述多孔膜微滤滤芯（410）进行反向冲洗净化的操作；该反洗装置（800）至少在其启动的部分时间段内同时作用于所述过滤装置从而使该过滤装置受到反向冲洗净化。

9.硫泡沫处理设备，其特征在于，包括：

膜微滤装置（400），所述膜微滤装置（400）中安装有多孔膜微滤滤芯（410），该膜微滤装置（400）底部为锥形沉降室（420），膜微滤装置（400）分别通过带有阀门的进液管（430）和排液管（440）与硫泡沫槽（300）和脱硫系统的脱硫液回用设备相连，进液管（430）上设有第一泵压装置（460）；

真空干燥罐（500），所述真空干燥罐（500）位于膜微滤装置（400）的下方并通过卸料阀（450）与锥形沉降室（420）的排料口相连，该真空干燥罐（500）通过排气管道（520）与抽真空装置连接，真空干燥罐（500）的下端口设有第二卸料阀（510）；以及

抽吸装置，所述抽吸装置包括抽吸管（610），该抽吸管（610）一端伸入膜微滤装置（400）中待过滤液腔室内，另一端经管道与膜微滤装置（400）外部的第二泵压装置（620）连接，所述第二泵压装置（620）的出口通过回流管（710）与硫泡沫槽（300）连接或通过第二排液管（720）与脱硫系统的脱硫液回用设备连接，并且

至少在第二泵压装置（620）的出口通过第二排液管（720）与脱硫系统的脱硫液回用设备连接的情况下，所述抽吸管（610）上具有用于对抽吸的硫泡沫进行固液过滤分离的过滤装置。

10.如权利要求9所述的硫泡沫处理设备，其特征在于：所述抽吸管（610）下端由上至下伸入锥形沉降室（420）的上部敞口内，并与启动第二泵压装置（620）时锥形沉降室（420）中堆积的硫磺泥高度基本齐平，或伸入硫磺泥中。

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