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濕法硫磺造粒技術(shù)的應(yīng)用分析及效果

2013-07-04 09:52:18董光斌劉生壽陳培力
石油化工應(yīng)用 2013年9期
關(guān)鍵詞:液硫造粒機(jī)造粒

王 建,董光斌,吳 昊,劉生壽,陳培力

(中國(guó)石油寧夏石化公司,寧夏銀川 750026)

目前,世界上硫磺造粒工藝應(yīng)用較為廣泛的主要有:回轉(zhuǎn)鋼帶冷凝造粒、滾筒造粒機(jī)、水直接冷卻造粒(濕法造粒)和塔式空氣冷卻造粒等。由于塔式空氣冷卻造粒污染環(huán)境已被逐步淘汰。而最常用的為回轉(zhuǎn)鋼帶冷凝造粒、滾筒造粒機(jī)、水直接冷卻造粒(濕法造粒)三種工藝(國(guó)內(nèi)大部分為鋼帶造粒)。這三種工藝對(duì)比不難發(fā)現(xiàn),濕法造粒技術(shù)無(wú)論從安全,成本及產(chǎn)品形狀等各個(gè)方面,都有較大的優(yōu)勢(shì)。

1 黃石濕法硫磺造粒技術(shù)在寧夏石化公司應(yīng)用情況介紹

中國(guó)石油寧夏石化公司500萬(wàn)噸/年改擴(kuò)建工程硫磺回收裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)硫磺能力為0.5萬(wàn)/噸。該裝置造粒工藝選用唐山國(guó)華科技國(guó)際工程有限公司加拿大黃石濕法造粒工藝。目前,這是國(guó)內(nèi)首套也是唯一一套具有加拿大黃石造粒工藝的濕法硫磺造粒設(shè)備。

該硫磺濕法造粒工藝設(shè)備系統(tǒng)包括液硫分布器、硫磺濕法造粒機(jī)、產(chǎn)品脫水篩、造粒冷卻循環(huán)水池及沉淀池、冷卻水熱交換器、配電和自動(dòng)化控制系統(tǒng),以及工作面電視控制系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)。

液硫進(jìn)入位于造粒主機(jī)上部的液硫造粒分布器。液硫分布器的主要功能是將液體硫磺生成均勻分布的液硫線并平穩(wěn)地進(jìn)入水中生成液滴,這些液硫滴均勻分布在主機(jī)的冷卻水中。硫磺液滴在水中逐漸冷卻并固化成球形顆粒。固化硫磺顆粒在主機(jī)冷卻水中沉降到主機(jī)錐形底部并連續(xù)不斷地從底部被排出機(jī)外。

圖1 硫磺濕法造粒工藝流程圖

排出主機(jī)外的固體硫磺顆粒連同冷卻水一起進(jìn)入產(chǎn)品脫水篩,安裝在主機(jī)下方的脫水篩將硫磺顆粒脫水而成為最終產(chǎn)品。從脫水篩排出的最終產(chǎn)品進(jìn)入包裝系統(tǒng)的產(chǎn)品料斗中。

主機(jī)中引入的冷卻水是硫磺液滴的冷卻源,吸熱后的冷卻水一部分隨溢流從主機(jī)頂部排出,另一部分隨固體硫磺顆粒從主機(jī)底部排出。從主機(jī)溢流排出的冷卻水直接返回冷卻水循環(huán)水池,隨硫磺顆粒從主機(jī)底部排出的冷卻水進(jìn)入脫水篩后作為脫水篩的底流自流到造粒冷卻水沉淀池中。這部分冷卻水在沉淀池中將含有少量細(xì)粒硫磺沉淀后排入冷卻水循環(huán)水池,與從主機(jī)溢流排出的冷卻水混合。經(jīng)換熱器換熱后的造粒冷卻水返回造粒主機(jī)的冷卻水入口循環(huán)使用。

在造粒冷卻水沉淀池底部裝有螺旋輸送機(jī),沉淀在底部的少量細(xì)粒硫磺(約0.05%)被螺旋輸送機(jī)排出池外,經(jīng)稍許控水后可將其緩慢倒入液硫池或液硫罐中融化再用。

表1 硫磺產(chǎn)品分析

2 黃石濕法硫磺造粒機(jī)主要設(shè)備運(yùn)行情況介紹

2.1 液硫分布器和造粒主機(jī)

液硫分布器和造粒主機(jī)是硫磺濕法造粒中最關(guān)鍵的設(shè)備。

液硫分布器由預(yù)分布器和分布器組成。預(yù)分布器是將液硫預(yù)先分布使液硫到達(dá)分布器前就比較均勻穩(wěn)定地流入分布器中。

造粒主機(jī)設(shè)在液硫分布器下方,在生產(chǎn)過(guò)程中要保證造粒冷卻水充滿造粒主機(jī)并有溢流水流出。造粒機(jī)兩邊的溢流水量要保持基本一致和水平。這可以通過(guò)調(diào)節(jié)溢流堰來(lái)達(dá)到。

2.2 產(chǎn)品振動(dòng)脫水篩

造粒機(jī)中成型的顆粒從造粒機(jī)底部首先排到位于篩子入料端上方的入料分配器中。入料分配器的作用是將產(chǎn)品在進(jìn)入篩子前沿篩寬均勻分布。入料分配器出口處設(shè)計(jì)有出口大小的調(diào)節(jié)裝置,可以調(diào)節(jié)出料的均勻程度??梢酝ㄟ^(guò)安裝在前部的手輪來(lái)調(diào)節(jié)出口的開(kāi)度大小。

2.3 造粒冷卻水系統(tǒng)沉淀池和循環(huán)水池

在硫磺濕法造粒系統(tǒng)中設(shè)有造粒冷卻水沉淀池和循環(huán)水池,它們均安裝在廠房一層。冷卻水沉淀池和循環(huán)水池設(shè)計(jì)為一體,隔為沉淀池和循環(huán)水池。

當(dāng)硫磺顆粒從造粒機(jī)底部排料閥排到產(chǎn)品脫水篩時(shí),部分冷卻水也隨之排到篩上,經(jīng)篩下漏斗直接排到冷卻水沉淀池內(nèi)。沉淀池箱體上部為正方體,下部為椎體。在沿沉淀池上部設(shè)有不銹鋼材質(zhì)的眾多斜管,斜管的作用是加大細(xì)粒的沉淀面積以加速細(xì)粒的沉淀。

造粒冷卻水從產(chǎn)品篩下排到沉淀池后,冷卻水中夾帶微量細(xì)粒在沉淀池沉降,在椎體底部由安裝在底部的螺旋輸送機(jī)排到細(xì)粒集料箱中。

沉淀池中的澄清水從上部溢流堰溢出并通過(guò)表面中部的溢流水集水渠排到隔壁的循環(huán)水池中,池中的循環(huán)水應(yīng)為比較清澈的造粒冷卻水,該冷卻水由泵打入板式熱交換器換熱后直接進(jìn)入造粒機(jī)循環(huán)使用。

3 硫磺造粒過(guò)程中遇到問(wèn)題及處理方法

3.1 液硫中固體雜質(zhì)或泥質(zhì)物含量過(guò)高

細(xì)粒泥質(zhì)類的雜質(zhì)對(duì)濕法造粒影響最大,細(xì)粒泥類雜質(zhì)的積累會(huì)慢慢堵塞造粒分布器的孔眼,使造粒機(jī)產(chǎn)量減少,造粒質(zhì)量變壞??梢栽谝毫蚍植计髑凹舆^(guò)濾器(60~80 目)予以解決。孔眼堵塞及孔眼部分堵塞會(huì)阻礙液硫順暢通過(guò)孔眼,造成通過(guò)孔眼的垂直液硫束分叉以及在分布器底部產(chǎn)生橫向流動(dòng)從而造成不規(guī)則的大液硫滴或液硫片。孔眼堵塞還會(huì)致使在液硫處理量一定的情況下,液硫下落不及時(shí)造成分布器液面升高,液硫從分布器頂端溢出,生成大塊料將下料閥堵死。

3.2 造粒冷卻水水溫過(guò)高

造粒冷卻水水溫一般控制在55℃以下,禁止超過(guò)60℃。當(dāng)水溫超過(guò)60℃時(shí),產(chǎn)品中連粒會(huì)顯著增多。

3.3 造粒產(chǎn)品水分過(guò)高

造粒產(chǎn)品水分過(guò)高由多個(gè)因素造成:(1)造粒產(chǎn)量過(guò)高:造粒產(chǎn)量過(guò)高使產(chǎn)品質(zhì)量變差,還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品脫水篩篩上物料過(guò)多過(guò)厚,使脫水效果變差,這種情況下,只能用降低產(chǎn)量來(lái)解決;(2)造粒機(jī)底部排料裝閥冷卻水排量太大,可通過(guò)調(diào)節(jié)該閥得以實(shí)現(xiàn);(3)造粒冷卻水水溫太低:造粒冷卻水水溫太低不利于顆粒表面水在脫水過(guò)程中的蒸發(fā)。這可以用提高造粒冷卻水水溫的方法來(lái)解決,降低造粒冷卻水流量可以達(dá)到這個(gè)目的。

3.4 造粒產(chǎn)品中有片狀物或大塊硫磺產(chǎn)品出現(xiàn)

此種情況隨時(shí)可能造成造粒機(jī)底部排料系統(tǒng)堵塞。產(chǎn)生片狀物或大塊硫磺的可能性有:(1)造粒機(jī)上部溢流水消失;(2)液硫分布器孔眼堵塞嚴(yán)重造成分布器中液位過(guò)高甚至溢流;(3)液硫分布器安裝偏離中心或高低不平,離造粒機(jī)箱體壁面過(guò)近,使液硫液滴在固化前掛在箱體壁面上,造成液滴聚合結(jié)塊或結(jié)片;(4)液硫溫度過(guò)高。

3.5 造粒機(jī)的冷卻水中細(xì)顆粒明顯增加

(1)檢查冷卻水沉淀池的溢流水狀況。觀察溢流水是否含細(xì)粒較多,如果是請(qǐng)檢查底部螺旋輸送機(jī)是否工作正常。

(2)檢測(cè)冷卻水pH 值是否落在控制范圍內(nèi)。pH值偏離過(guò)多會(huì)引起顆粒易碎現(xiàn)象。

(3)檢查造粒機(jī)產(chǎn)量是否過(guò)高。造粒機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)引起冷卻水沉淀池超負(fù)荷而導(dǎo)致冷卻水中細(xì)顆粒增加。

4 結(jié)論

通過(guò)濕法硫磺造粒技術(shù)在寧夏石化公司的應(yīng)用,5 t/h的硫磺濕法造粒技術(shù)完全能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的要求。該技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單、流程易于掌握、維護(hù)費(fèi)用低廉、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性高的特點(diǎn)也將使其成為硫磺成型行業(yè)的一種主流技術(shù)應(yīng)用。且該產(chǎn)品硫磺顆粒均勻,產(chǎn)品水分按中國(guó)國(guó)標(biāo)硫磺產(chǎn)品水分測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際測(cè)定為<0.2%,大大低于中國(guó)優(yōu)質(zhì)硫磺產(chǎn)品水分要求2%。在生產(chǎn)過(guò)程中與其它造粒技術(shù)比較具有無(wú)粉塵污染、生產(chǎn)安全、操作簡(jiǎn)單可靠的特點(diǎn)。

[1]夏莉,邱艷華,禇松源,李亮,黃剛.大型濕法硫磺成型工藝在普光氣田的應(yīng)用[J].石油與天然氣化工,2012,41:(6)551-553.

[2]于紅濤.硫磺濕法造粒技術(shù)應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用,2013,32(2):93-95.

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