CN108793802B - 一种煤化工低品质硫磺的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

一种煤化工低品质硫磺的处理工艺，属于煤化工产品处理技术领域，可解决现有低品质回收硫的处理技术能耗高、污染大、不安全以及产品纯度差的问题，以采用湿式氧化法脱除H2S过程中产生的低品质回收硫为原料，通过反应、分离、混合及制粒过程处理后制得一种硫基胶结料颗粒。该胶结料颗料成本低廉，不仅可在铺路过程中代替部分沥青使用，还能有效提高沥青混合料的动稳定度及抗水损害性能，是实现低品质硫磺高质化利用的有效途径，对提高企业经济效益，降低铺路成本，提高道路工程质量具有重要的现实意义。

Description

一种煤化工低品质硫磺的处理工艺
技术领域
本发明属于煤化工产品处理技术领域，具体涉及一种煤化工低品质硫磺的处理工艺。
背景技术
在焦化、化肥等煤化工行业采用湿式氧化技术脱除H2S过程中会产生大量低品质回收硫，其中除含有硫磺外，还含有硫氰酸盐和硫代硫酸盐等脱硫副产物、焦油类物质以及脱硫催化剂等杂质，是一种危害极大的污染物。目前，还没有一种经济有效的低品质回收硫处理方法。因此，如何经济有效地处理低品质回收硫已成为所有焦化、化肥等企业面临的技术难题，已经严重制约了焦化、化肥等行业的可持续环保发展。
目前有部分研究者针对低品质回收硫中硫磺的提纯做了相关研究。牛艳霞采用甲苯对栲胶脱硫副产物硫膏进行索氏抽提，得到了纯度为95%以上的硫磺；公开号为CN103264991A公开了一种利用四氯乙烯对硫膏进行浸取。该浸取法虽然得到高纯度硫磺，但浸取过程引入了大量有机溶剂，除存在易爆、毒性大等安全问题外，还存在浸取剂价格远高于硫磺价格，浸取过程损失严重等问题。公开号为CN204224257U的专利公开了一种从硫泡沫中回收硫磺的装置，采用硝酸氧化法对脱水硫膏进行处理，利用硝酸的氧化性将硫膏中的SCN-、S2O3 2-等物质氧化为硫单质，同时去除其中的有机杂质，处理硫膏效果显著。但该方法反应剧烈，反应过程中有大量的二氧化氮产生，存在能耗高和污染大的问题。目前，由于硫酸、肥料等硫磺下游行业产量的减少，市场上的硫磺已呈现出饱和状态，价格处于持续的低位运行。如果将低品质回收硫仅用于制备高纯度的硫磺，将会陷入效益不佳，产品销售困难的局面。因此，急需开发其他的低品质硫磺处理工艺。
低品质回收硫中的主要成分为硫磺，以硫磺硫化沥青生产的高等级道路，具有优良的高温抗车辙性能，以及抗水损性能。因此，将低品质回收硫应用于沥青路面铺设，在提高沥青材料质量和路用性能的同时，可以替代部分沥青，降低沥青成本，提高资源的利用效率，对企业经济效益和产业链的延伸具有重要的意义。
发明内容
本发明针对现有低品质回收硫的处理技术能耗高、污染大、不安全以及产品纯度差的问题，提供一种煤化工低品质硫磺的处理工艺。
本发明采用如下技术方案：
一种煤化工低品质硫磺的处理工艺，包括如下步骤：
将低品质硫磺经反应、分离、混合及制粒过程处理后，得到可替代部分沥青的硫基胶结料颗粒。
所述低品质硫磺是指采用湿式氧化法脱除H2S过程中产生的低品质回收硫，该回收硫可以为硫泡沫，可以为硫泡沫经过滤或离心所得的硫膏，亦可以是硫泡沫经融熔处理后得到的硫磺。
所述反应过程是在反应釜中进行，反应的原料为低品质硫磺与浓度为75%~97%的浓硫酸，其重量比为99:1~95:5，反应温度为120℃~140℃，反应时间为1 h~3 h，反应过程中需辅助以搅拌，转速为20~50 rmp，反应完成后以液态形式自流或者泵入分离器中，顶部的气体经净化装置处理后排空处理。
所述分离过程是在分离罐中通过静置，利用密度差不同来进行分离，经分离后的上层液体经冷凝器冷却后返回脱硫系统，下层液体以液态形式进入混合器，分离罐的温度需保持在120℃~140℃，分离停留时间为1 h~6 h。
所述混合过程是在混合器中完成，将复合添加剂加入到混合器中，混合器中的温度保持在120℃~150℃，混合过程需辅以搅拌，搅拌转速为50~150 rmp，混合均匀后自流或泵入制料机中。
所述复合添加剂为低温增延剂、抑毒剂、抗剥落剂和增塑剂按比例配制的。
所述制粒过程采用融熔式制粒机制粒。
本发明的有益效果如下：
通过本发明的工艺制备的胶结颗粒成本低，胶结颗粒不仅可在铺路过程中代替部分沥青使用，还能有效提高沥青混合料的动稳定度及抗水损害性能，是实现低品质硫磺高质化利用的有效途径，对提高企业经济效益，降低铺路成本，提高道路工程质量具有重要的现实意义。
1. 本发明处理过程简单，极大的降低了处理成本，是低品质硫磺高质化利用的有效途径。
2. 本发明充分利用低品质硫磺中的脱硫催化剂和焦油类物质的特性，减少了硫化氢的抑制剂的使用，增强了胶结料的胶体性质。
3. 本发明硫基胶结料颗粒不仅可在铺路过程中代替部分沥青使用，还能有效提高沥青混合料的动稳定度及抗水损害性能。对降低铺路成本，提高道路工程质量具有重要的现实意义。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
步骤1：在反应器中加入1kg的低品质硫磺，同时添加95%的浓硫酸12g，调节反应器的温度为130℃，反应2h，反应过程中需辅助以搅拌，转速为40 rmp，反应完成后以液态形式自流或者泵入分离器中，顶部的气体经净化装置处理后排空处理。
步骤2：保持分离罐的温度为135℃，分离2 h，分离后的上层液体经冷凝器冷却后返回脱硫系统，下层液体以液态形式进入混合器。
步骤3：混合器中的温度保持在120℃~150℃，将20g低温增延剂、40g抑毒剂、50g抗剥落剂、20g增塑剂，加入到混合器中，混合过程需辅以搅拌，搅拌转速为100 rmp。
步骤4：混合均匀后自流或泵入制料机中，采用融熔式制粒机制粒。
由表1~表2结果可知，硫基胶结料颗粒替代部分沥青后与石料拌合得到的混合料车辙性能提升，抗水损性能提升。
表1高温车辙性能对比
Figure 833043DEST_PATH_IMAGE001
表2冻融劈裂性能对比
Figure 290570DEST_PATH_IMAGE002

Claims (1)

1.一种煤化工低品质硫磺的处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：
将低品质硫磺经反应、分离、混合及制粒过程处理后，得到可替代部分沥青的硫基胶结料颗粒；
所述低品质硫磺是指采用湿式氧化法脱除H2S过程中产生的低品质回收硫，该回收硫为硫泡沫或硫泡沫经过滤或离心所得的硫膏或硫泡沫经融熔处理后得到的硫磺中的任意一种；
所述反应过程是在反应釜中进行，反应的原料为低品质硫磺与浓度为75%~97%的浓硫酸，其重量比为99:1~95:5，反应温度为120℃~140℃，反应时间为1 h~3 h，反应过程中需辅助以搅拌，转速为20~50 rmp，反应完成后以液态形式自流或者泵入分离器中，顶部的气体经净化装置处理后排空处理；
所述分离过程是在分离罐中通过静置，利用密度差不同来进行分离，经分离后的上层液体经冷凝器冷却后返回脱硫系统，下层液体以液态形式进入混合器，分离罐的温度需保持在120℃~140℃，分离停留时间为1 h~6 h；
所述混合过程是在混合器中完成，将复合添加剂加入到混合器中，混合器中的温度保持在120℃~150℃，混合过程需辅以搅拌，搅拌转速为50~150 rmp，混合均匀后自流或泵入制料机中；
所述复合添加剂为低温增延剂、抑毒剂、抗剥落剂和增塑剂按质量比为2:4:5:2的比例配制；
所述制粒过程采用融熔式制粒机制粒。
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