CN111362231B - 从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统及方法，所述系统包括萃取单元、分离单元和后处理单元；萃取单元包括萃取塔，萃取塔包括塔体和电机，塔体从上到下依次包括上澄清段、混合段和下澄清段，上澄清段设有萃余相出料口，下澄清段设有萃取相出料口，混合段顶部和底部分别设有萃取剂进料口和含硫泡沫进料口；分离单元包括保温过滤装置，进料口与萃取相出料口连接；后处理单元包括蒸发结晶器，所述蒸发结晶器的釜体设置有物料进口，汽相出料口和物料出口，物料进口与保温过滤装置的滤液出料口连接，汽相出料口与所述萃取塔的萃取剂进料口连通，物料出口得到硫磺。本发明直接从含硫泡沫中分离硫、铵盐等有用成分，经济环保。

Description

从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统及方法

技术领域

本发明涉及焦化厂废物治理技术领域，具体涉及一种从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统及方法。

背景技术

硫磺是一种有价值的工业原料，可用于制造染料、农药、火柴、火药、橡胶、人造丝、硫酸等。目前，国内焦化厂广泛采用HPF法脱硫技术，因该法处理量大，处理后的煤气含硫量低，脱除煤气中的硫化氢的同时，还能脱除氰化氢等有害物质，但HPF法得到的硫磺含有煤焦油、残炭、脱硫液、铵盐等杂质、硫的干基含量仅75～80％，远低于国家标准要求，并且颜色发黑，商业价值不大。含硫泡沫是一种液固混合体系，所述混合体系中的主要成分包括：焦油、酚类、碳颗粒、硫代硫酸钠、硫酸铵、硫氰酸铵、氨水等。目前国内焦化厂往往只能将这些含硫废渣当作固体废弃物处理。目前，文献报道的从含硫废渣中提取硫磺的方法有高温气化法、浮选法、熔剂萃取法等。高温气化法是将硫渣加热到440℃以上，在此温度下硫磺气化，硫磺蒸汽经冷凝冷却后收集。高温条件下，硫渣中煤焦油等杂质同样也能气化，得到的硫磺颜色发黑发暗，加上该方法能耗高，危险性大，并不是最佳的处理方法；溶剂法也有不少研究，如ZL2008102294625提到用二硫化碳或四氯乙烯为溶剂，提取其中的硫磺；也有文献提出采用邻二甲苯、硫化铵等作为溶(熔)剂，但硫磺在氯代烃、二甲苯等溶剂中溶解度都不大，二硫化碳溶解性好，但易燃、易爆、有毒，常压沸点只有47℃，制约了以上方法的推广应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：HPF法脱硫过程中环境污染严重，得到的硫渣硫含量低，达不到硫磺国家标准的质量要求。所得含硫泡沫是一种水相、固相和油相(焦油)形成的多相体系，是由脱硫液，硫磺和焦油、残碳等形成的复杂的泥浆状物料，含有氨气等多种杂质，成分复杂，从中直接提取硫磺，其复杂程度远远超过处理干燥的硫渣。已有处理方法中，高温气化法能耗高，危险性大；溶剂法溶剂用量大。脱硫液具有生化毒性，处理困难。从硫泡沫到硫渣需要经压滤处理，由于压滤是开放式操作，大量氨气、酚类等挥发性物质散发到大气环境中，形成二次污染，并且压滤的废液含有大量的无机盐、硫等成分，难以处理。另外，如果将硫渣溶解后的固液混合物料直接过滤，容易堵孔，本发明直接用硫泡沫为原料，分离其中的硫、铵盐等有用成分，既能减轻环境污染，又能提高资源的利用率，具有明显的社会效益和经济效益。

本发明的目的是：提供一种从泡沫硫中直接提取硫磺的系统和方法，该技术避免了压滤工序，极大程度减轻了环境污染，并为脱硫液找到一种合适的出路。

为解决上述技术问题，本发明利用二硫化碳和混合二甲苯混合，作为萃取剂萃取泡沫硫中的硫元素，萃余相首先蒸发回收有机溶剂，然后提取硫氰酸铵和硫代硫酸等副盐及其它组分后重新配入炼焦煤，最终得到高纯度硫磺、副盐，蒸出的水分可以直接外排，或者循环利用。

具体来说，针对现有技术的不足，本发明提供了如下技术方案：

一种从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统，其特征在于，包括萃取单元、分离单元和后处理单元；

其中，所述萃取单元包括萃取塔，所述萃取塔包括塔体和电机，所述塔体从上到下依次包括上澄清段11、混合段12和下澄清段13，所述上澄清段11设置有萃余相出料口105，所述下澄清段设置有萃取相出料口107，混合段顶部设置有萃取剂进料口103，混合段底部设置有含硫泡沫进料口101；

所述分离单元包括保温过滤装置，所述保温过滤装置的进料口与萃取相出料口连接；出料口包括滤液出料口和滤渣出料口；

后处理单元包括蒸发结晶器，所述蒸发结晶器的釜体设置有物料进口207，汽相出料口和物料出口210，所述釜体外部设置有夹套，所述夹套上设置有换热介质进口201和换热介质出口202，所述物料进口207与保温过滤装置的滤液出料口连接，所述汽相出料口与所述萃取塔的萃取剂进料口连通，所述物料出口210得到硫磺。

优选的，上述系统中，所述上澄清段、混合段和下澄清段的高度比为(3-6)：(16-20)：(6-11)，更优选为(4-5)：16：(9-10)。

优选的，上述系统中，所述含硫泡沫包括从焦化厂脱硫工序得到的含硫泡沫，其特征在于，含水量为50-60％，硫渣含硫量以干基计算为50-90％，优选为70-90％，硫渣主要成分包括硫磺、焦油、铵盐、脱硫液、残炭和水。

优选的，上述系统中，所述含硫泡沫选自焦化厂HPF法脱硫工序得到的含硫泡沫。

优选的，上述系统中，所述萃取剂包括二硫化碳和混合有机溶剂，所述混合有机溶剂包括混合二甲苯，所述混合二甲苯包括邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯。

优选的，上述系统中，所述邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比为(1-3)：(1-3)：5。

优选的，上述系统中，所述萃取剂包括絮凝剂，所述絮凝剂选自聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺。

优选的，上述系统中，所述混合有机溶剂包括助剂，所述助剂选自苯、甲苯或乙苯的一种或两种以上。

优选的，上述系统中，所述混合段内壁设置有中心开孔的固定环102，所述电机连接有设置于塔体中心的转轴，所述转轴上设置有动环106，所述动环设置于相邻的固定环之间。

优选的，上述系统中，所述蒸发结晶器还包括冷凝设备205，所述冷凝设备包括换热管和外壳，所述换热管设置有冷液进口204和冷液出口203，所述外壳设置有汽相入口和冷凝液出口，所述汽相入口与所述蒸发结晶器釜体的汽相出料口连接，所述冷凝液出口与所述萃取塔的萃取剂进料口连接。

优选的，上述系统中，所述蒸发结晶器还包括电机206，所述电机连接有带有叶片的搅拌器209。

优选的，上述系统中，所述萃取单元还包含中和釜，所述中和釜包括含硫泡沫进料口和中和剂进料口，所述中和釜的出口与萃取塔的含硫泡沫进料口连接。

优选的，上述系统中，所述中和剂选自硫酸、磷酸、盐酸或醋酸，优选为硫酸。

优选的，上述系统中，所述后处理单元还包括精馏装置，其中，蒸发结晶器的冷凝液出口与精馏装置的进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接。

优选的，上述系统中，所述后处理单元还包括离心机和精馏装置，其中，离心机进料口与蒸发结晶器釜体的物料出口210连接，离心机滤液出口与精馏装置进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接。

优选的，上述系统中，所述离心机与精馏装置之间还设置有脱色塔。

优选的，上述系统中，所述保温过滤装置包括用于过滤粒径＞20μm颗粒的第一过滤器和用于过滤粒径为5-20μm颗粒的第二过滤器，所述第一过滤器进料口与萃取塔的萃取相出料口连接，滤液出料口与所述第二过滤器的进料口连接，所述第二过滤器的滤液出料口与蒸发结晶器釜体的物料进口207连接。

优选的，上述系统中，所述后处理单元还包括溶剂蒸出釜，所述溶剂蒸出釜进料口与萃取塔的萃余相出料口连接，出口包括溶剂出口和固液混合物出口，所述溶剂出口与萃取塔的萃取剂进料口连接。

优选的，上述系统中，所述溶剂蒸出釜为具有蒸馏功能的装置，包括一般常用的蒸馏装置或带有旋转功能的蒸馏装置，如旋转蒸发器等。

优选的，上述系统中，所述溶剂蒸出釜的固液混合物出口连接有分水器，分水器出口包括溶剂出口和水分出口。

优选的，上述系统中，所述后处理单元还包括溶剂循环槽，所述溶剂循环槽入料口与蒸发结晶器的冷凝液出口、离心机的滤液出口以及分水器的溶剂出口连接，溶剂循环槽出料口与精馏装置的进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂入料口连接。

本发明还提供一种从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的方法，其特征在于，包括下述步骤：

开启上述系统，将含硫泡沫通入萃取塔，加入萃取剂，加热溶解后，所得萃余相通入提盐系统，所得萃取相进入保温过滤装置，所得滤液进入蒸发结晶器，加热后得到的汽相产物进入萃取塔中循环使用，物料出口210得到硫磺。

优选的，上述方法中，所述蒸发结晶器还包括冷凝设备205，所述冷凝设备包括换热管和外壳，所述换热管设置有冷液进口204和冷液出口203，所述外壳设置有汽相入口和冷凝液出口，所述汽相入口与所述蒸发结晶器釜体的汽相出料口连接，所述冷凝液出口与所述萃取塔的萃取剂进料口连接；

保温过滤装置所得滤液进入蒸发结晶器，所得汽相产物通入冷凝设备中，冷凝后所得冷凝液进入萃取塔中循环使用。

优选的，上述方法中，所述萃取单元还包含中和釜，所述中和釜包括含硫泡沫进料口和中和剂进料口，所述中和釜的出口与萃取塔的含硫泡沫进料口连接；

含硫泡沫通入中和釜中，加入中和剂，调节pH为6.5-7.5后，通入萃取塔中。

优选的，上述方法中，所述后处理单元还包括精馏装置，其中，蒸发结晶器的冷凝液出口与精馏装置的进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接；

保温过滤装置所得滤液进入蒸发结晶器，所得冷凝液通入精馏装置中，进分离后所得物料通入萃取塔中循环使用。

优选的，上述方法中，所述后处理单元还包括离心机和精馏装置，其中，离心机进料口与蒸发结晶器釜体的物料出口210连接，离心机滤液出口与精馏装置进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接；

蒸发结晶器物料出口210所得物料通入离心机中，所得滤液通入精馏装置，经分离后进入萃取塔循环使用。

优选的，上述方法中，所述保温过滤装置包括用于过滤粒径＞20μm颗粒的第一过滤器和用于过滤粒径为5-20μm颗粒的第二过滤器，所述第一过滤器进料口与萃取塔的萃取相出料口连接，滤液出料口与所述第二过滤器的进料口连接，所述第二过滤器的滤液出料口与蒸发结晶器釜体的物料进口207连接；

萃取塔所得萃取相通入第一过滤器，得到的滤液通入第二过滤器，所得滤液通入蒸发结晶器中。

优选的，上述方法中，所述后处理单元还包括溶剂蒸出釜，所述溶剂蒸出釜进料口与萃取塔的萃余相出料口连接，出口包括溶剂出口和固液混合物出口，所述溶剂出口与萃取塔的萃取剂进料口连接；

将萃取塔中所得萃余相通入溶剂蒸出釜中，经分离后，溶剂蒸出釜溶剂出口所得溶剂通入萃取塔中循环使用，固液混合物出口所得物料通入提盐系统。

优选的，上述方法中，所述萃余相在溶剂蒸出釜中于80-100℃蒸馏10-20min。

优选的，上述方法中，所述提盐系统的提盐过程包括下述步骤：

溶剂蒸出釜固液混合物出口所得物料抽滤后，将90％-95％的水分蒸发，将所得盐于0-5℃冷却，用甲醇溶解后过滤，所得滤液蒸除甲醇后得到硫氰酸铵、滤渣干燥后得到硫代硫酸铵和硫酸铵。

优选的，上述方法中，所述溶剂蒸出釜的固液混合物出口连接有分水器，分水器出口包括溶剂出口和水分出口；所述溶剂出口所得溶剂通入萃取塔中循环使用。

优选的，上述方法中，所述后处理单元还包括溶剂循环槽，所述溶剂循环槽入料口与蒸发结晶器的冷凝液出口、离心机的滤液出口以及分水器的溶剂出口连接，溶剂循环槽出料口与精馏装置的进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂入料口连接；蒸发结晶器所得冷凝液、离心机所得滤液和分水器所得溶剂通入精馏装置中，经分离后进入萃取塔循环使用。

优选的，上述方法中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(0.3-4)，优选为1：(0.3-2)，更优选为1：(1-2)。

优选的，上述方法中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(0.5-5)，优选为10：(1-3)。

优选的，上述方法中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)，优选为10：(1-5)。

优选的，上述方法中，所述萃取剂中，絮凝剂、混合有机溶剂和二硫化碳的质量比为(0.5-10)：(0.5-5)：10，优选为(1-5)：(0.5-5)：10。

优选的，上述方法中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)，优选为1：(1-3)。

优选的，上述方法中，所述助剂包括苯和甲苯，二硫化碳：混合二甲苯：苯：甲苯质量比为10：(0.25-1.5)：(0.50-0.75)：(0.25-0.50)。

优选的，上述方法中，苯与甲苯的质量比为(1-3)：1。

优选的，上述方法中，所述萃取塔的温度为40-90℃，优选为60-80℃。

优选的，上述方法中，萃取塔中搅拌速度为50-150r/min，搅拌时间为5-120min。搅拌后静置60-90min。

优选的，上述方法中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

优选的，上述方法中，保温过滤装置的滤液通入蒸发结晶器后，先对釜体内物料进行加热，得到的汽相产物进入萃取塔中循环使用，再对釜体内物料进行冷却，从物料出口(210)得到硫磺，所述蒸发结晶器中加热蒸发过程的温度为50～120℃，优选为60～120℃，冷却结晶过程的温度为-10～20℃，优选为-10～5℃。

优选的，上述方法中，蒸发结晶器的加热过程中，蒸出溶剂量为85％-90％。

优选的，上述方法中，蒸发结晶器中，蒸发时间为20-60min，冷却过程的时间为5-20min。

本发明涉及焦化厂“三废”治理技术，主要涉及从焦化厂含硫泡沫，如焦化厂HPF法得到的含硫泡沫中提取高纯度硫磺与铵盐的系统和方法。HPF法脱硫指的是以氨为碱源，以HPF(H为对苯二酚，P为双核酞箐钴磺酸盐，F为硫酸亚铁)为复合型催化剂的湿式氧化法脱硫工艺。本发明所述提取硫磺的装置和方法有利于减轻环境污染，该方法也适合其他生产过程，如ADA法和栲胶法等得到的含硫废渣、废液提取硫磺，优选为焦化厂HPF法再生塔得到的泡沫硫。本发明中的术语“泡沫硫”或“硫泡沫”指的都是含硫泡沫。

本发明的优点是：本发明利用了二硫化碳优异的硫磺溶解能力，又抑制了二硫化碳挥发性大、易燃易爆的缺点。在得到高纯度硫磺的同时，也对脱硫液中的副盐进行了提取。特别重要的是，本发明所述系统的操作是在全封闭条件下进行，避免了硫渣中的挥发性物质向大气中排放。所述方法能耗低，设备投资小，操作简便，得到的硫磺纯度高，硫泡沫完全利用，不产生新的污染物，可以实现规模化连续生产。本发明直接以含硫泡沫为原料提取硫磺，与高温气化法相比提纯操作条件温和，安全性提高。和压滤后再处理的工艺相比，本发明省去了压滤机压滤和干燥过程，避免了污染物排放，是明显的节能降耗、提质增效的过程，避免了HPF法脱硫液中含有的氨气、酚、萘等杂质向大气中排放，改善了操作环境，也减少了脱硫液中的硫磺含量，有利于后续提盐工序的顺利进行。本发明硫磺提纯条件温和，所得到的硫磺纯度高，色度更好，在得到硫磺的同时，可以更有效地从脱硫液中回收铵盐，与国内现有的方法相比，该工艺高效、低耗、安全、环保，可以实现规模化连续生产。

附图说明

图1为实施例1.1所述从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统的示意图。

图2为实施例1.1中所述萃取塔的结构图；其中，11为上澄清段，12为混合段，13为下澄清段，101为含硫泡沫进料口，102为固定环，103为萃取剂进料口，104为萃取塔的电机，105为萃余相出料口，106为动环，107为萃取相出料口。

图3为实施例1.1中所述蒸发结晶器的结构图；其中，201为换热介质进口，202为换热介质出口，203为冷液出口，204为冷液进口，205为冷凝设备，206为电机，207为物料进口，208为釜体，209为搅拌器，210为物料出口。

图4为实施例1.2中所述萃取塔的工艺图；其中，301为上澄清段，302为混合段，303为下澄清段，304为萃取剂桶，305为物料桶，306为萃取剂输送泵，307为物料输送泵，308为萃取相中间槽，309为萃余相中间槽，310为萃取相输送泵。

图5为实施例1.3所述从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统的示意图。

图6为实施例1.4所述从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统的示意图。

图7为实施例1.5所述从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统的示意图。

图8为实施例1.6所述从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统的工艺图。

具体实施方式

鉴于现有的焦化厂硫渣处理方法能耗高、危险性大、成本高、易造成二次污染等问题，本发明提供一种焦化厂含硫废渣处理系统及方法，利用萃取剂萃取含硫泡沫中的硫元素，萃取相经保温过滤，滤液蒸发出部分溶剂，冷却结晶后得到高纯度的结晶硫磺，萃余相经提盐工艺提取铵盐。

一种优选的实施方式中，本发明提供一种从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统，其特征在于，包括中和釜、萃取塔、保温过滤器、蒸发结晶器、溶剂蒸出釜和精馏塔。

所述中和釜包括两个进口和一个出口，第一进口和焦化厂再生塔出口相连，第二进口和稀硫酸贮槽出口相连，出口连接萃取塔；萃取塔包括两个物料进口和两个物料出口：第一进口为中和后的物料加料口，第二进口为萃取剂加料口；所述萃取塔第一进料口与再生塔或中和釜的含硫泡沫出口管连接，第二进口与溶剂循环槽或硫酸贮槽的出口连接；所述保温过滤器入口与萃取塔的萃取相出口连接，出口包括滤液出口和滤渣出口，滤液出口与蒸发结晶器进料口连接；所述蒸发结晶器出口包括汽相出口和物料出口，所述蒸发结晶器汽相出口得到萃取剂，物料出口为硫磺。其中，所述萃取剂优选为二硫化碳和混合二甲苯与聚丙烯酸钠按一定比例组成的混合体系。

优选的，上述系统是从焦化厂HPF法硫泡沫中提取硫磺的系统，或者从HPF法再生塔含硫泡沫制取硫磺的系统。

优选的，所述混合溶剂包括二硫化碳和苯、甲苯、混合二甲苯以及聚丙烯酸钠中的一种或两种以上。

优选的，上述系统中，所述含硫废渣包括从焦化厂HPF法脱硫工序得到的泡沫硫渣，其特征在于，含水量为50-60％，硫渣含硫量以干基计算为50～90％，优选为70～90％，硫渣主要成分包括硫磺、焦油、铵盐、脱硫液，残炭和水构成的复杂混合体系。

优选的，上述系统中，所述萃取塔中的温度为50-90℃。

优选的，上述系统中，所述蒸发结晶器温度为-10-120℃，蒸发过程的温度为-10～20℃，结晶过程的温度为50～120℃。

本发明还提供一种从焦化厂含硫泡沫提取硫磺的方法，其特征在于，包括下述步骤：

开启上述系统，在萃取塔第一加料口加入中和后的含硫废渣或泡沫硫，第二加料口加入萃取剂，加热到预定温度后保温，待硫泡沫中的硫磺完全溶解之后，萃取相去保温过滤器，萃余相去溶剂蒸出釜。

优选的，上述处理方法还包括从含硫泡沫制取铵盐的过程，其特征在于，包括下述步骤：

开启上述系统，从萃取塔来的萃余相，在溶剂蒸出釜蒸发的全部有机溶剂进溶剂循环槽，剩余的溶液趁热经压滤机压滤。滤液脱色后继续蒸干水分，用分步结晶法提取其中的硫氰酸铵、硫代硫酸铵等副盐。残渣送到煤场和炼焦煤一起混配炼焦。

优选的，上述系统中，蒸发结晶器进口与萃取塔的萃取相出口连接，汽相出口分离出萃取剂，物料出口得到硫磺；蒸发结晶器是带有可以加热、冷凝冷却的集成设备。

优选的，上述系统中，蒸发结晶器汽相出口和外置换热器相连。

优选的，上述系统还包括精馏塔，精馏塔塔顶出口和萃取塔的萃取剂进口连接。精馏塔塔釜进料口和溶剂循环槽的出口连接。

优选的，上述方法中，所述泡沫硫优选为采用HPF法脱硫工艺的再生塔顶出来的泡沫硫，其特征在于含硫量20～45％，含水50～60％；杂质5～20％，残渣的成分包括焦油、铵盐、残炭，酚类和HPF催化剂等。

优选的，上述方法中，所述萃取剂为二硫化碳、包含混合二甲苯的混合有机溶剂以及聚丙烯酸钠溶液组成混合液。

优选的，上述方法中，所述萃取剂中，聚丙烯酸钠、混合有机溶剂与二硫化碳的质量比优选为(0.5-10)：(0.5-5)：10。

优选的，上述方法中，所述萃取剂中，二硫化碳的质量分数为40％-92％，优选为55％-92％，优选为60％-90％。

优选的，上述方法中，所述萃取剂与泡沫硫的质量比为1：(0.3-4)，优选为1：(0.3-2)。

优选的，上述方法中，所述萃取塔的温度为50-80℃。

优选的，上述方法中，所述蒸发结晶器的蒸发温度为50-120℃，结晶温度为-10～20℃。

另一种优选的实施方式中，本发明提供一种焦化厂含硫泡沫处理系统，所用的硫磺提取系统中的设备包括萃取塔，保温过滤器，蒸发结晶器，溶剂蒸出釜和精馏塔，所述萃取塔包括两个物料进口和两个物料出口：第一进口为含硫泡沫加料口，第二进口为萃取剂加料口；所述萃取塔第一进料口与脱硫塔的含硫泡沫出口管连接，第二进口与溶剂循环槽的出口连接；所述保温过滤器为两级过滤设备，第一级保温过滤器进口与萃取塔的萃取相出口连接，第一级保温过滤器出口与第二级精密过滤器进口连接。第二级精密过滤器包括两个出口，第一出口与蒸发结晶器连接，第二出口为固态渣出口，精密过滤器的固态渣出口接溶剂蒸出釜。所述蒸发结晶器出口包括汽相出口和物料出口，所述蒸发结晶器汽相出口得到萃取剂，物料出口得到硫磺。其中，所述萃取剂为二硫化碳和苯、甲苯、二甲苯和聚丙烯酸钠组成的混合溶剂。

蒸发结晶器所得冷凝液通入精馏装置中，经分离后通入萃取塔中循环使用，或者，将蒸发结晶器物料出口所得固液混合物料过滤后，所得滤液通入精馏装置中，经分离后通入萃取塔中循环使用。

另一种优选的实施方式中，本发明还提供一种对泡沫硫和脱硫液综合利用的方法，其特征在于，包括下述步骤：

开启上述系统，焦化厂再生塔的硫泡沫进入萃取塔，在萃取剂的作用下，硫磺溶解。萃取相经保温过滤，滤液进入蒸发结晶器，分离出萃取剂之后得到硫磺，萃余相蒸出溶剂和部分水分之后，送到提盐工序，提取其中的硫氰酸铵、硫代硫酸铵和硫酸铵等副盐，残渣送到煤场与炼焦煤混合，重新进入炼焦炉炼焦。

优选的，上述方法中，所述萃取塔包括搅拌装置，所述萃取塔的萃取相出料口与过滤器进口连接，萃取塔的萃余相出料口与溶剂蒸出釜的进料口连接，溶剂蒸出釜的主要作用是回收萃取剂，同时蒸出水分，以降低排放的废水中的COD；

优选的，上述方法中，保温过滤器的进料口与萃取塔萃取相出料口连接，滤液出口与蒸发结晶器连接。过滤的操作压力优选为0.3MPa。

优选的，上述方法中，所述结晶器带有换热装置，萃取剂在结晶器内与硫磺分离后，进入溶剂循环槽循环使用。

优选的，上述方法中，蒸发结晶器的操作温度为-10～120℃。混合体系首先加热，蒸发出绝大部分溶剂，然后再冷却到设定的温度，硫磺结晶析出。

上述方法中，从离心机出来的母液经过脱色塔脱色后，然后再用泵送到精馏塔分离；

优选的，硫泡沫包括但不限于从焦化厂脱硫工序再生塔得到的泡沫硫，其特征在于泡沫硫含有大量的自由水，含硫量以干基计算为50～90％，优选为70～85％，成分包括硫磺、焦油、铵盐、脱硫液，残炭和水。

优选的，上述方法中，所述混合溶剂包括二硫化碳、苯、甲苯和混合二甲苯。

优选的，上述系统还包括精馏装置，上述方法中，所述精馏过程的参数为：塔顶温度40-56℃，塔釜温度80-115℃，回流比2.0-2.5，顶压：100-105KPa；釜压：105-115KPa；塔板数：25-40；采用筛板塔。处理量：800-1000kg/h；塔高4-5米，塔内径:250-500mm。

另一种优选的实施方式中，本发明涉及一种从HPF法再生塔含硫泡沫中提取硫磺的方法和系统。所述硫磺提取系统包括中和釜、萃取塔、保温过滤器、蒸发结晶器和精馏塔；从脱硫塔来的泡沫硫，首先在中和釜加入适量稀硫酸使溶液呈中性状态，然后进入萃取塔内用萃取剂溶解其中的硫磺，萃取剂和泡沫硫的质量比为1：(0.3-4)，温度为40-90℃，搅拌时间5-120min，静置时间60-90min，萃取相经保温过滤器过滤，滤液蒸发部分溶剂，冷却结晶，即可得到高纯度的结晶硫磺。萃余相去提盐工序提取有用的铵盐。

另一种优选的实施方式中，本发明提供从含硫泡沫制取硫磺的方法，包括下述步骤：

(1)含硫泡沫加入萃取剂和适量稀硫酸，PH值调整到6.5-7.5。

(2)搅拌，静置分层。温度，45-90℃，搅拌时间：5-120min，静置时间60-90min。

(3)萃取相经过滤器过滤，萃相取通入蒸发结晶器

(4)萃取相蒸发溶剂。得到硫磺。

(5)萃余相蒸发部分水分，冷却得到副盐。当水分含量为10％左右，分离副盐(离心分离)。

(6)步骤(5)得到的残液与煤掺混后用于炼焦。

(7)蒸发结晶器的蒸发温度为50-120℃，结晶温度为-10～20℃。分离出溶剂的固体物为硫磺，纯度不低于97％，溶剂蒸出釜顶部得到汽相溶剂，冷却后循环使用。

下面通过具体实施例来进一步说明本发明所述从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统及方法。

在下面的实施例中，所用的各试剂和仪器的信息如下表所示：

表1实施例中试剂和仪器信息表

其中用到的计算公式为：

硫磺得率：

实施例1从焦化厂含硫泡沫提取硫磺的系统

实施例1.1

本实施例所述从焦化厂含硫泡沫提取硫磺的系统如图1所示，具体包括：

(1)萃取单元

所述萃取单元为萃取塔，萃取塔包括两个进口两个出口，出口包括萃取相出口和萃余相出口。进口包括含硫泡沫进料口和萃取剂进料口。萃取塔还包括一个由减速电机驱动的带有桨叶的搅拌桨。

本实施例中，具体的，萃取塔的结构如图2所示，萃取塔为液-液连续萃取塔，包括塔体和电机104，所述塔体从上到下依次包括上澄清段11、混合段12和下澄清段13，所述混合段12为筒体结构，混合段内壁设置有中心开孔的固定环102，电机连接有转轴，转轴设置于塔体中心，转轴上安装有动环106，所述动环设置于固定环之间，动环直径略小于固定环的开孔直径，使动环可自由出入。上澄清段设置有萃余相出料口105，混合段顶部设置有重液进料口103(即，萃取剂进料口)，混合段底部设置有含硫泡沫进料口101，下澄清段设置有萃取相出料口107。

所述萃取塔中，上澄清段、混合段和下澄清段的高度比为(3-6)：(16-20)：(6-11)，优选为(4-5)：16：(9-10)。

萃取塔塔径为600-800mm，混合段塔板高度为4000-5500mm，总高度为7500-9500mm，流量为2.5-3.5m³/h，电动机功率为15-20kw，转速为0-160r/min，固定环和动环的间距为50-70mm，塔体设置有保温套。

(2)分离单元

所述分离单元包括保温过滤器，所述保温过滤器为外带保温夹套、可以自动卸渣的过滤设备。过滤器进料口和萃取塔的萃取相出料口连接。保温过滤器的滤液出料口和蒸发结晶器的进料口相连。优选的，所述过滤器为反冲洗过滤器，设备包括两个进口和两个出口，除过滤器进料口和出料口外，另两个接口是反冲洗液体进口和固体残渣出口。

(3)后处理单元

所述后处理单元包括蒸发结晶器，本实施例中所述蒸发结晶器为带有回流冷凝功能、加热功能和冷却功能的集成装置。

本实施例中，具体的，蒸发结晶器的结构如图3所示，蒸发结晶器包括釜体208、电机206和冷凝设备205，所述釜体设置有压力表和温度计，釜体顶部设置有物料进口207和汽相出料口，底部设置有出料口210；釜体外部设置有夹套，所述夹套与釜体外壁之间形成内腔，夹套上设置有换热介质进口201和换热介质出口202；所述电机连接有带有叶片的搅拌器209，所述搅拌器设置于釜体中心；所述冷凝设备包括换热管和外壳，所述换热管为冷液通道，冷液通道设置有冷液进口204和冷液出口203，外壳设置有汽相入口和冷凝液出口，所述汽相入口与釜体的汽相出料口连接。其中，根据蒸发结晶器中的物料状态(使得溶剂蒸出量为85-90％)，也可将冷凝设备中的部分冷凝液通过汽相入口通入釜体中，以便提高蒸出液相中轻组分的含量，提高硫磺的产率。

其中，釜体的进料口207与保温过滤器的滤液出料口连接，汽相出料口与冷凝设备外壳的汽相入口连接，冷凝设备的冷凝液出口与萃取塔的萃取剂进料口连接，釜体所得蒸汽经冷凝后得到溶剂，通入萃取塔中循环使用，釜体的出料口210所得固液混合物物料经冷却后得到硫磺。

其中，所述蒸发结晶器的夹套可以作为加热夹套，也可以作为冷却夹套使用，当换热介质为热介质时，流入内腔后，可对釜体内物料进行加热，当换热介质为冷介质时，流入内腔后，可对釜体内物料进行冷却。

优选的，所述蒸发结晶器带有搅拌装置，电机优选为防爆电机。

在使用过程中，从焦化厂脱硫塔得到的含硫泡沫进入萃取塔，加入萃取剂后，萃取塔加热到预定温度，萃取完全后，所得萃取相进入保温过滤器，所得滤液进入蒸发结晶器，在蒸发结晶器釜体中，混合物料首先加热，蒸发出绝大部分溶剂(蒸出的溶剂量占总溶剂的85％-90％)，进入萃取塔中循环使用，再将釜体中混合物料冷却到设定温度，成品硫磺结晶析出。从焦化厂脱硫再生塔得到的含硫泡沫提取硫磺之后，萃余相进入提盐系统，以提取脱硫液中的硫代硫酸铵和硫氰酸铵等副盐。提取副盐后的残渣送入配煤车间，与炼焦煤掺混后炼焦。

实施例1.2

本实施例所述从焦化厂含硫泡沫提取硫磺的系统与实施例1.1类似，其中，本实施例中，所用萃取塔工艺图如图4所示。所述塔体内部从上到下依次包括上澄清段301、混合段302和下澄清段303。混合段的上端和下端分别安装有上法兰和下法兰，上法兰与塔顶之间形成上澄清段，用于澄清轻液，下法兰与塔底之间形成下澄清段，用于澄清重液。所述混合段302内壁设置有中心开孔的固定环，固定环将塔体的混合段分为一系列萃取室，电机的转轴上安装有转盘，即动环，动环设置于萃取室内，在相邻两静环挡板之间，直径略小于固定环的开孔直径，这样动环和轴可方便装入塔内。萃取剂(重相)进料口和含硫泡沫进料口分别设置于混合段的顶部和底部，萃余相(轻相)出料口设置于上澄清段，萃取相(重相)出料口设置于下澄清段底部。工作时，萃取剂桶304中的萃取液经萃取剂输送泵306输入混合段的顶部，物料桶305中的含硫泡沫经物料输送泵307输入混合段的底部，在塔内两相逆流接触，在转盘的作用下，分散相形成小液滴，增加两液间的传质面积，完成萃取过程的轻相和重相再分别由轻液出口和重液出口流出，直接通入后续设备中，或者在轻液出口得到萃余相，进入萃余相中间槽309中，重液出口得到萃取相，经萃取相输送泵310输入萃取相中间槽308中，以备后续设备使用。所述萃取塔中，上澄清段、混合段和下澄清段的高度比为(3-6)：(16-20)：(6-11)，优选为(4-5)：16：(9-10)。

本实施例中，萃取塔塔径为600mm，塔板高度(混合段高度)为4000mm，总高度为7500mm，上澄清段与下澄清段的高度比为1：2，流量为2.5m³/h，电动机功率为15kw，转速为60-150r/min，固定环与动环的间距为50mm，塔体设置有保温套。

实施例1.3

本实施例所述从焦化厂含硫泡沫提取硫磺的系统如图5所示，与实施例1.2的区别为：

所述萃取单元还包括中和釜，所述中和釜包括含硫泡沫进料口和中和剂进料口，出口与萃取塔的含硫泡沫进料口连接。

所述保温过滤装置为依次连接的两个过滤器，第一过滤器进料口与萃取塔的萃取相出料口连接，第一过滤器滤液出料口与第二过滤器进料口连接，第二过滤器为精密过滤器，滤液出口与蒸发结晶器进料口连接，滤渣出口得到残渣。其中，第一过滤器为粗滤，滤去大颗粒的杂质(粒径＞20μm)。第二过滤器为精密过滤，可以过滤直径小的杂质(粒径为5-20μm)。如果只用一个过滤器，实际使用的过程中发现，孔小容易堵孔，孔大导致硫磺产品杂质较多。

所述后处理单元还包括溶剂蒸出釜，所述溶剂蒸出釜进料口与萃取塔的萃余相出料口连接，出口包括溶剂出口和固液混合物出口，溶剂出口与萃取塔的萃取剂进料口连接。

在使用过程中，从焦化厂脱硫塔得到的含硫泡沫进入中和釜，加入中和剂(优选为硫酸溶液，浓度为20wt％-60wt％)，将物料pH调节为中性(Ph＝6.5-7.5)后，进入萃取塔进行萃取。萃取塔所得萃余相进入溶剂蒸出釜，所得溶剂进入萃取塔循环利用，剩余物料进入提盐系统。

实施例1.4

本实施例所述从焦化厂含硫泡沫提取硫磺的系统如图6所示，与实施例1.3的区别为：

所述后处理单元还包括精馏装置，蒸发结晶器的冷凝设备的冷凝液出口与精馏装置的入料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接。

在使用过程中，蒸发结晶器的冷凝设备所得冷凝液进入精馏装置，精馏装置将混合物中的各组分进行分离后，将所得溶剂通入萃取塔中循环使用。

实施例1.5

本实施例所述从焦化厂含硫泡沫提取硫磺的系统如图7所示，与实施例1.3的区别为：

所述后处理单元还包括离心机、脱色塔和精馏装置，所述离心机入口与蒸发结晶器出料口(210)连接，离心机液体出口依次与脱色塔、精馏装置连接，离心机出料口得到硫磺，精馏装置出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接。

在使用过程中，蒸发结晶器出口所得固液混合物进入离心机，离心机出来的母液经过脱色塔脱色处理后，进入精馏装置，将组分分离后所得溶剂通入萃取塔中循环使用，离心机滤渣出口得到成品硫磺。

实施例1.6

本实施例所述从焦化厂含硫泡沫提取硫磺的工艺如图8所示，与实施例1.5的区别为：

所述中和釜的中和剂入料口连接有酸槽，萃取塔的萃取剂入料口连接有溶剂槽，所述溶剂蒸出釜的固液混合物出口连接有分水器，分水器出口包括溶剂出口和水分出口。

所述后处理单元还包括溶剂循环槽，所述溶剂循环槽入料口与蒸发结晶器的冷凝液出口、离心机的滤液出口以及分水器的溶剂出口连接，溶剂循环槽出料口与精馏装置(精馏塔)的进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂入料口连接。

在使用过程中，蒸发结晶器、离心机和分水器所得溶剂进入溶剂循环槽中，溶剂循环槽中的混合溶剂进入精馏塔中，将组分分离后，按需加入萃取塔中循环使用。

在实施例1.1-1.6所述从焦化厂含硫泡沫提取硫磺的系统中，所述萃取塔中的温度控制在40-90℃，所述蒸发结晶器加热过程的温度控制在50-120℃，冷却过程的温度控制在-10～20℃。

精馏过程的参数为：塔顶温度40-56℃，塔釜温度80-115℃，回流比2.0-2.5，顶压：100-105KPa；釜压：105-115KPa；塔板数：25-40；采用筛板塔。处理量：800-1000kg/h；塔高4-5米，塔内径:250-500mm。

实施例2焦化厂含硫废渣处理方法

以下实施例是将焦化厂脱硫工序再生塔得到的含硫泡沫，加入稀硫酸中和后，在萃取塔加入萃取剂，保温搅拌，萃取相过滤，滤液在蒸发结晶釜蒸去溶剂即可得到硫磺。

实施例2.1

利用实施例1.3所述提取系统，将100g泡沫硫加入中和釜中，加入60wt％的硫酸，调节pH值为7，通入容量为1L的萃取塔中，加入萃取剂300g进行萃取，萃取剂组成为二硫化碳：混合二甲苯＝10:1，其中，混合二甲苯中，邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比2：2：5。萃取塔溶解温度为40℃，搅拌速度为120r/min，搅拌时间10min，静置分层60min，然后将所得萃取相保温过滤。滤液通入蒸发结晶器中，在夹套中通入水蒸气，使滤液在90℃条件下减压蒸馏30min，蒸出90％的溶剂，所得汽相产物进入冷凝设备，得到冷凝液通入萃取塔中循环使用，随后在夹套中通入冷介质，在-10℃条件下冷却5min，得到固体硫磺34.52g。硫磺得率34.52％。按GB/T 2449.1-2014分析所得产品的纯度，本发明所述从含硫废渣中提取硫磺的纯度为98.32％。

提盐过程：将所得萃余相通入溶剂蒸出釜中，于90℃蒸馏10min，所得溶剂通入萃取塔中循环使用，所得固液混合物进入提盐系统，具体操作为：

去固液混合物进行抽滤，滤液用粉末活性炭脱色24h，蒸发去掉95％的水分，冷却到5℃，得到的盐用甲醇溶解后过滤，滤液蒸除甲醇得到硫氰酸铵4.96g，纯度为90.12％,不溶部分可得到硫代硫酸铵2.13g，其他物质6.12g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。其中，硫氰酸铵质量的检测方法为HG/T 2154-2012，硫代硫酸铵质量的检测方法为HG/T 2328-2006。

实施例2.2

利用实施例1.3所述提取系统，将100g泡沫硫加入中和釜中，加入40wt％的硫酸，调节pH值为6.5，通入容量为1L的萃取塔中，加入萃取剂100gjinx那个萃取，萃取剂组成为二硫化碳：混合二甲苯＝10:1，其中混合二甲苯中，邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比2：2：5。萃取塔溶解温度为60℃，搅拌速度为100r/min，搅拌时间20min，静置分层80min，然后将所得萃取相保温过滤。滤液通入蒸发结晶器中，在夹套中通入水蒸气，使滤液在60℃条件下减压蒸馏60min，蒸出85％的溶剂，所得汽相产物进入冷凝设备，得到冷凝液通入萃取塔中循环使用，随后在夹套中通入冷介质，在-10℃条件下冷却5min，得到固体硫磺35.67g。硫磺得率35.67％。按GB/T 2449.1-2014分析所得产品的纯度，本发明所述从含硫废渣中提取硫磺的纯度为98.97％。

提盐过程：将将所得萃余相通入溶剂蒸出釜中，于80℃蒸馏20min，所得溶剂通入萃取塔中循环使用，所得固液混合物进入提盐系统：将固液混合物进行抽滤，滤液用粉末活性炭脱色24h，蒸发去掉95％的水分，冷却到0℃，得到的盐用甲醇溶解后过滤，滤液蒸除甲醇得到硫氰酸铵4.87g，纯度为90.31％,不溶部分可得到硫代硫酸铵2.22g，其他物质5.89g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。

实施例2.3

利用实施例1.5所述提取系统，将100g泡沫硫加入中和釜中，加入20wt％的硫酸，调节pH值为7.5，通入容量为1L的萃取塔中，加入萃取剂50g进行萃取，萃取剂组成为二硫化碳：混合二甲苯＝10:1，其中，混合二甲苯中，邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比1：3：5。萃取塔溶解温度80℃，搅拌速度为150r/min，搅拌时间5min，静置分层90min，然后将所得萃取相保温过滤。滤液通入蒸发结晶器中，在夹套中通入水蒸气，使滤液在100℃条件下减压蒸馏20min，蒸出85％的溶剂，所得汽相产物进入冷凝设备，得到冷凝液通入萃取塔中循环使用，随后在夹套中通入冷介质，在0℃条件下冷却10min，所得产物通入离心机中，离心后得到固体硫磺36.07g，离心机所得液体产物通入精馏装置中，精馏分离后加入萃取塔循环使用。硫磺得率36.07％。按GB/T2449.1-2014分析所得产品的纯度，本发明所述从含硫废渣中提取硫磺的纯度为97.69％。

其中，精馏过程的参数为：塔顶56℃，塔底115℃，回流比2.5，顶压：105KPa；釜压：115KPa；塔板数：40；采用筛板塔。处理量：1000kg/h；塔高5米，塔内径:250mm。

将萃取塔的萃余相用与实施例2.1相同的方法进行提盐，得到硫氰酸铵3.99g，纯度为91.02，硫代硫酸铵2.07g，其他物质6.67g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。

实施例2.4

利用实施例1.5所述提取系统，将100g泡沫硫加入中和釜中，加入60wt％的硫酸，调节pH值为7，通入容量为1L的萃取塔中，萃取剂25g进行萃取，萃取剂组成为二硫化碳：混合二甲苯＝10:1，其中，混合二甲苯中，邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比3：1：5。萃取塔溶解温度90℃，搅拌速度为60r/min，搅拌时间100min。，静置分层60min，然后将所得萃取相保温过滤。滤液通入蒸发结晶器中，在夹套中通入水蒸气，使滤液在120℃条件下减压蒸馏，20min，蒸出90％的溶剂，所得汽相产物进入冷凝设备，得到冷凝液通入萃取塔中循环使用，随后在夹套中通入冷介质，在5℃条件下冷却20min，所得产物通入离心机中，离心后得到固体硫磺34.42g，离心机所得液体产物通入精馏装置中，精馏分离后加入萃取塔循环使用。硫磺得率34.42％。按GB/T2449.1-2014分析所得产品的纯度，本发明所述从含硫废渣中提取硫磺的纯度为97.36％。

其中，精馏过程的参数为：塔顶温度40℃，塔釜温度80℃，回流比2.0，顶压：100KPa；釜压：105KPa；塔板数：25；采用筛板塔。处理量：800kg/h；塔高4米，塔内径:250mm。

将萃取塔的萃余相用与实施例2.1相同的方法进行提盐，得到硫氰酸铵3.68g，纯度为89.79％，硫代硫酸铵2.35g，其他物质6.59g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。

实施例2.5

利用实施例1.3所述提取系统，将100g泡沫硫加入中和釜中，加入60wt％的硫酸，调节pH值为7，通入容量为1L的萃取塔中，加入萃取剂100g进行萃取，萃取剂组成为二硫化碳：混合二甲苯：聚丙烯酸钠＝10:0.5：0.5，其中，混合二甲苯中，邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比2：2：5，聚丙烯酸钠先溶于水中形成浓度为30wt％的溶液，再加入二硫化碳和混合二甲苯中。萃取塔溶解温度为80℃，搅拌速度为120r/min，搅拌时间10min，静置分层60min，然后将所得萃取相保温过滤。滤液通入蒸发结晶器中，在夹套中通入水蒸气，使滤液在90℃条件下减压蒸馏30min，蒸出90％的溶剂，所得汽相产物进入冷凝设备，得到冷凝液通入萃取塔中循环使用，随后在夹套中通入冷介质，在-10℃条件下冷却5min，得到固体硫磺35.29g。硫磺得率35.29％。硫磺的纯度为99.32％。

将萃取塔的萃余相用与实施例2.1相同的方法进行提盐，得到硫氰酸铵4.06g，纯度为89.36％，硫代硫酸铵2.31g，其他物质6.42g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。

实施例2.6

利用实施例1.3所述提取系统，将100g泡沫硫加入中和釜中，加入60wt％的硫酸，调节pH值为7，通入容量为1L的萃取塔中，加入萃取剂100g进行萃取，萃取剂组成为二硫化碳：混合二甲苯：苯＝10:0.5：0.5，其中，混合二甲苯中，邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比2：2：5。萃取塔溶解温度为80℃，搅拌速度为120r/min，搅拌时间10min，静置分层60min，然后将萃取相保温过滤。滤液通入蒸发结晶器中，在夹套中通入水蒸气，使滤液在90℃条件下减压蒸馏30min，蒸出90％的溶剂，所得汽相产物进入冷凝设备，得到冷凝液通入萃取塔中循环使用，随后在夹套中通入冷介质，在-10℃条件下冷却5min，得到固体硫磺36.10g。硫磺得率36.10％。硫磺的纯度为99.05％。

将萃取塔的萃余相用与实施例2.1相同的方法进行提盐，得到硫氰酸铵4.37g，纯度为90.25％，硫代硫酸铵2.33g，其他物质6.03g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。

实施例2.7

利用实施例1.3所述提取系统，将100g泡沫硫加入中和釜中，加入60wt％的硫酸，调节pH值为7，通入容量为1L的萃取塔中，加入萃取剂100g进行萃取，萃取剂组成为二硫化碳：混合二甲苯：苯＝10:0.5：2.5，其中，混合二甲苯中，邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比2：2：5。萃取塔溶解温度为80℃，搅拌速度为120r/min，搅拌时间10min，静置分层60min，然后将萃取相保温过滤。滤液通入蒸发结晶器中，在夹套中通入水蒸气，使滤液在90℃条件下减压蒸馏30min，蒸出90％的溶剂，所得汽相产物进入冷凝设备，得到冷凝液通入萃取塔中循环使用，随后在夹套中通入冷介质，在-10℃条件下冷却5min，得到固体硫磺36.02g。硫磺得率36.02％。硫磺的纯度为97.69％。

将萃取塔的萃余相用与实施例2.1相同的方法进行提盐，得到硫氰酸铵5.12g，纯度为89.03％，硫代硫酸铵2.08g，其他物质5.99g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。

实施例2.8

利用实施例1.3所述提取系统，将100g泡沫硫加入中和釜中，加入60wt％的硫酸，调节pH值为7，通入容量为1L的萃取塔中，加入萃取剂250g进行萃取，萃取剂组成为二硫化碳：混合二甲苯：甲苯：聚丙烯酸钠＝10:2.5：2.5：10，其中，混合二甲苯中，邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比2：2：5，聚丙烯酸钠先溶于水中形成浓度为30wt％的溶液，再加入二硫化碳和混合有机溶剂中。萃取塔溶解温度为80℃，搅拌速度为120r/min，搅拌时间10min，静置分层60min，然后将所得萃取相保温过滤。滤液通入蒸发结晶器中，在夹套中通入水蒸气，使滤液在90℃条件下减压蒸馏30min，蒸出90％的溶剂，所得汽相产物进入冷凝设备，得到冷凝液通入萃取塔中循环使用，随后在夹套中通入冷介质，在-10℃条件下冷却5min，得到固体硫磺36.37g。硫磺得率36.37％。硫磺的纯度为99.04％。

将萃取塔的萃余相用与实施例2.1相同的方法进行提盐，得到硫氰酸铵5.24g，纯度为89.61％，硫代硫酸铵2.09g，其他物质5.76g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。

实施例2.9

利用实施例1.3所述提取系统，将100g泡沫硫加入中和釜中，加入60wt％的硫酸，调节pH值为7，通入容量为1L的萃取塔中，加入萃取剂100g进行萃取，萃取剂组成为二硫化碳：混合二甲苯：苯：甲苯＝10:0.25：0.5：0.25，其中，混合二甲苯中，邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比2：2：5。萃取塔溶解温度为60℃，搅拌速度为120r/min，搅拌时间10min，静置分层60min，然后将所得萃取相保温过滤。滤液通入蒸发结晶器中，在夹套中通入水蒸气，使滤液在90℃条件下减压蒸馏30min，蒸出90％的溶剂，所得汽相产物进入冷凝设备，得到冷凝液通入萃取塔中循环使用，随后在夹套中通入冷介质，在-10℃条件下冷却5min，得到固体硫磺36.61g。硫磺得率36.61％。硫磺的纯度为99.01％。

将萃取塔的萃余相用与实施例2.1相同的方法进行提盐，得到硫氰酸铵4.93g，纯度为90.12％，硫代硫酸铵2.11g，其他物质5.93g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。

实施例2.10

利用实施例1.3所述提取系统，将100g泡沫硫加入中和釜中，加入60wt％的硫酸，调节pH值为7，通入容量为1L的萃取塔中，加入萃取剂250g进行萃取，萃取剂组成为二硫化碳：混合二甲苯：苯：甲苯：聚丙烯酸钠＝10:1：0.75：0.5：5，其中，混合二甲苯中，邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯的质量比2：2：5，聚丙烯酸钠先溶于水中形成浓度为30wt％的溶液，再加入二硫化碳和混合有机溶剂中。萃取塔溶解温度为80℃，搅拌速度为120r/min，搅拌时间10min，静置分层60min，然后将所得萃取相保温过滤。滤液通入蒸发结晶器中，在夹套中通入水蒸气，使滤液在90℃条件下减压蒸馏30min，蒸出90％的溶剂，所得汽相产物进入冷凝设备，得到冷凝液通入萃取塔中循环使用，随后在夹套中通入冷介质，在-10℃条件下冷却5min，得到固体硫磺37.31g。硫磺得率37.31％。硫磺的纯度为99.34％。

将萃取塔的萃余相用与实施例2.1相同的方法进行提盐，得到硫氰酸铵4.46g，纯度为91.20％，硫代硫酸铵2.26g，其他物质5.86g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。

对比例

将100g泡沫硫经板框压滤，滤液按照实施例2.1相同的方法进行提盐，硫渣真空干燥后得到干燥的硫渣，加入混合溶剂100g，混合溶剂组成为二硫化碳：苯＝10：1，于80℃下，120r/min速度下搅拌10min，将所得固液混合物进行保温过滤，将滤液在90℃下减压蒸馏，得到固体硫磺36.35g，纯度为96.20％。提盐过程后得到硫氰酸铵3.65g，纯度为86.20％，硫代硫酸铵1.83g，其他物质5.12g，其他物质包含硫酸铵、酚类物质和碳颗粒等杂质。

综上所述，本发明所述从含硫泡沫提取硫磺，既没有高温法那样存在安全隐患，也克服了二硫化碳容易挥发，易燃易爆的不足，不需要对硫渣压滤、干燥，避免了污染物向大气中排放。得到的硫磺纯度不低于高温气化法，残渣含硫量小于低硫煤的含硫量，主要是碳氢混合物，可以配入炼焦煤。从而实现了硫渣完全利用，该方法易于实现规模化连续生产，具有广阔的应用前景。

Claims (120)

1.一种从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的系统，其特征在于，包括萃取单元、分离单元和后处理单元；

其中，所述萃取单元包括萃取塔，所述萃取塔包括塔体和电机，所述塔体从上到下依次包括上澄清段(11)、混合段(12)和下澄清段(13)，所述上澄清段(11)设置有萃余相出料口(105)，所述下澄清段设置有萃取相出料口(107)，混合段顶部设置有萃取剂进料口(103)，混合段底部设置有含硫泡沫进料口(101)；

所述分离单元包括保温过滤装置，所述保温过滤装置的进料口与萃取相出料口连接；出料口包括滤液出料口和滤渣出料口；

后处理单元包括蒸发结晶器，所述蒸发结晶器的釜体设置有物料进口(207)，汽相出料口和物料出口(210)，所述釜体外部设置有夹套，所述夹套上设置有换热介质进口(201)和换热介质出口(202)，所述物料进口(207)与保温过滤装置的滤液出料口连接，所述汽相出料口与所述萃取塔的萃取剂进料口连通，所述物料出口(210)得到硫磺；

其中，所述萃取剂包括二硫化碳和混合有机溶剂，所述混合有机溶剂包括混合二甲苯，所述混合二甲苯包括邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯；

所述萃取剂包括絮凝剂，所述絮凝剂选自聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺；

所述混合有机溶剂包括助剂，所述助剂选自苯、甲苯或乙苯的一种或两种以上；

所述萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(0.3-4)；

所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(0.5-5)；

二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)；

混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

2.根据权利要求1所述系统，其中，所述混合段内壁设置有中心开孔的固定环(102)，所述电机连接有设置于塔体中心的转轴，所述转轴上设置有动环(106)，所述动环设置于相邻的固定环之间。

3.根据权利要求1或2所述系统，其中，所述蒸发结晶器还包括冷凝设备(205)，所述冷凝设备包括换热管和外壳，所述换热管设置有冷液进口(204)和冷液出口(203)，所述外壳设置有汽相入口和冷凝液出口，所述汽相入口与所述蒸发结晶器釜体的汽相出料口连接，所述冷凝液出口与所述萃取塔的萃取剂进料口连接。

4.根据权利要求1或2所述系统，其中，所述萃取单元还包含中和釜，所述中和釜包括含硫泡沫进料口和中和剂进料口，所述中和釜的出口与萃取塔的含硫泡沫进料口连接。

5.根据权利要求3所述系统，其中，所述萃取单元还包含中和釜，所述中和釜包括含硫泡沫进料口和中和剂进料口，所述中和釜的出口与萃取塔的含硫泡沫进料口连接。

6.根据权利要求1或2所述系统，其中，所述后处理单元还包括离心机和精馏装置，其中，离心机进料口与蒸发结晶器釜体的物料出口(210)连接，离心机滤液出口与精馏装置进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接。

7.根据权利要求3所述系统，其中，所述后处理单元还包括离心机和精馏装置，其中，离心机进料口与蒸发结晶器釜体的物料出口(210)连接，离心机滤液出口与精馏装置进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接。

8.根据权利要求4所述系统，其中，所述后处理单元还包括离心机和精馏装置，其中，离心机进料口与蒸发结晶器釜体的物料出口(210)连接，离心机滤液出口与精馏装置进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接。

9.一种从焦化厂含硫泡沫中提取硫磺的方法，其特征在于，包括下述步骤：

开启权利要求1-8任一项所述系统，将含硫泡沫通入萃取塔，加入萃取剂，加热溶解后，所得萃余相通入提盐系统，所得萃取相进入保温过滤装置，所得滤液进入蒸发结晶器，加热后得到的汽相产物进入萃取塔中循环使用，物料出口(210)得到硫磺。

10.根据权利要求9所述方法，其中，所述蒸发结晶器还包括冷凝设备(205)，所述冷凝设备包括换热管和外壳，所述换热管设置有冷液进口(204)和冷液出口(203)，所述外壳设置有汽相入口和冷凝液出口，所述汽相入口与所述蒸发结晶器釜体的汽相出料口连接，所述冷凝液出口与所述萃取塔的萃取剂进料口连接；

保温过滤装置所得滤液进入蒸发结晶器，所得汽相产物通入冷凝设备中，冷凝后所得冷凝液进入萃取塔中循环使用。

11.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述萃取单元还包含中和釜，所述中和釜包括含硫泡沫进料口和中和剂进料口，所述中和釜的出口与萃取塔的含硫泡沫进料口连接；

含硫泡沫通入中和釜中，加入中和剂，调节pH为6.5-7.5后，通入萃取塔中。

12.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述后处理单元还包括离心机和精馏装置，其中，离心机进料口与蒸发结晶器釜体的物料出口(210)连接，离心机滤液出口与精馏装置进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接；

蒸发结晶器物料出口(210)所得物料通入离心机中，所得滤液通入精馏装置，经分离后进入萃取塔循环使用。

13.根据权利要求11所述方法，其中，所述后处理单元还包括离心机和精馏装置，其中，离心机进料口与蒸发结晶器釜体的物料出口(210)连接，离心机滤液出口与精馏装置进料口连接，精馏装置的出料口与萃取塔的萃取剂进料口连接；

蒸发结晶器物料出口(210)所得物料通入离心机中，所得滤液通入精馏装置，经分离后进入萃取塔循环使用。

14.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(0.3-4)。

15.根据权利要求11所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(0.3-4)。

16.根据权利要求12所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(0.3-4)。

17.根据权利要求13所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(0.3-4)。

18.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(0.3-2)。

19.根据权利要求11所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(0.3-2)。

20.根据权利要求12所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(0.3-2)。

21.根据权利要求13所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(0.3-2)。

22.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(1-2)。

23.根据权利要求11所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(1-2)。

24.根据权利要求12所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(1-2)。

25.根据权利要求13所述方法，其中，所述萃取塔中，萃取剂与含硫泡沫的质量比为1：(1-2)。

26.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(0.5-5)。

27.根据权利要求11所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(0.5-5)。

28.根据权利要求12所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(0.5-5)。

29.根据权利要求13所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(0.5-5)。

30.根据权利要求14所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(0.5-5)。

31.根据权利要求18所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(0.5-5)。

32.根据权利要求22所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(0.5-5)。

33.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(1-3)。

34.根据权利要求11所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(1-3)。

35.根据权利要求12所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(1-3)。

36.根据权利要求13所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(1-3)。

37.根据权利要求14所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(1-3)。

38.根据权利要求18所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(1-3)。

39.根据权利要求22所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与混合有机溶剂的质量比为10：(1-3)。

40.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)。

41.根据权利要求11所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)。

42.根据权利要求12所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)。

43.根据权利要求13所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)。

44.根据权利要求14所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)。

45.根据权利要求18所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)。

46.根据权利要求22所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)。

47.根据权利要求26所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)。

48.根据权利要求33所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(0.5-10)。

49.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(1-5)。

50.根据权利要求11所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(1-5)。

51.根据权利要求12所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(1-5)。

52.根据权利要求13所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(1-5)。

53.根据权利要求14所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(1-5)。

54.根据权利要求18所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(1-5)。

55.根据权利要求22所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(1-5)。

56.根据权利要求26所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(1-5)。

57.根据权利要求33所述方法，其中，所述萃取剂中，二硫化碳与絮凝剂的质量比为10：(1-5)。

58.根据权利要求9或10所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

59.根据权利要求11所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

60.根据权利要求12所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

61.根据权利要求13所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

62.根据权利要求14所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

63.根据权利要求18所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

64.根据权利要求22所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

65.根据权利要求26所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

66.根据权利要求33所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

67.根据权利要求40所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

68.根据权利要求49所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-5)。

69.根据权利要求9或10所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

70.根据权利要求11所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

71.根据权利要求12所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

72.根据权利要求13所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

73.根据权利要求14所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

74.根据权利要求18所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

75.根据权利要求22所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

76.根据权利要求26所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

77.根据权利要求33所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

78.根据权利要求40所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

79.根据权利要求49所述方法，其中，混合有机溶剂中，混合二甲苯与助剂的质量比为1：(1-3)。

80.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

81.根据权利要求11所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

82.根据权利要求12所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

83.根据权利要求13所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

84.根据权利要求14所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

85.根据权利要求18所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

86.根据权利要求22所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

87.根据权利要求26所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

88.根据权利要求33所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

89.根据权利要求40所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

90.根据权利要求49所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

91.根据权利要求58所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

92.根据权利要求69所述方法，其中，所述萃取塔的温度为40-90℃。

93.根据权利要求9或10所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

94.根据权利要求11所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

95.根据权利要求12所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

96.根据权利要求13所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

97.根据权利要求14所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

98.根据权利要求18所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

99.根据权利要求22所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

100.根据权利要求26所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

101.根据权利要求33所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

102.根据权利要求40所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

103.根据权利要求49所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

104.根据权利要求58所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

105.根据权利要求69所述方法，其中，所述萃取塔的温度为60-80℃。

106.根据权利要求9或10所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

107.根据权利要求11所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

108.根据权利要求12所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

109.根据权利要求13所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

110.根据权利要求14所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

111.根据权利要求18所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

112.根据权利要求22所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

113.根据权利要求26所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

114.根据权利要求33所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

115.根据权利要求40所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

116.根据权利要求49所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

117.根据权利要求58所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

118.根据权利要求69所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

119.根据权利要求80所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

120.根据权利要求93所述方法，其中，蒸发结晶器的温度为-10～120℃。

Images