張誠，彭學(xué)江，陳文勝

(貴州開磷集團礦肥有限責任公司，貴州開陽 550302)

液體硫磺過濾技術(shù)改造與運行實踐

張誠，彭學(xué)江，陳文勝

(貴州開磷集團礦肥有限責任公司，貴州開陽 550302)

硫酸生產(chǎn) 硫磺 過濾 技術(shù)改造 運行實踐

貴州開磷集團是集礦業(yè)、磷化工、煤化工、氯堿化工、氟化工、硅化工等為一體的現(xiàn)代化大型企業(yè)集團，現(xiàn)擁有磷礦石8 000 kt/a、高濃度磷復(fù)肥5 500 kt/a、煤基化工產(chǎn)品2 000 kt/a以上、硫酸5 600 kt/a、氯堿化工產(chǎn)品300 kt/a以上、黃磷20 kt/a、氟硅化工產(chǎn)品90 kt/a、碘100 t/a、季戊四醇60 kt/a及磷石膏新型建材1.0×109塊/a。集團旗下有兩大磷化工基地:一是位于貴陽息烽小寨壩鎮(zhèn)的磷煤化工基地，其中的貴陽開磷化肥有限公司(原息烽重鈣廠)現(xiàn)擁有磷酸二銨1 300 kt/a、磷酸一銨360 kt/a、重過磷酸鈣200 kt/a、硫酸2 000 kt/a、磷酸800 kt/a、氟硅酸鈉25 kt/a、黃磷20 kt/a、工業(yè)磷酸一銨30 kt/a、無水氟化氫20 kt/a、沉淀白炭黑10 kt/a及50 t/a磷礦石伴生碘回收裝置;貴陽開磷化肥有限公司現(xiàn)有4套硫磺制酸裝置，產(chǎn)能分別是200，400，600，800 kt/a。二是位于貴陽開陽金中鎮(zhèn)大水工業(yè)園的磷肥基地，其中的貴州開磷集團礦肥有限責任公司(以下簡稱開磷礦肥)現(xiàn)擁有磷礦石3 000 kt/a、磷酸二銨2 900 kt/a、磷酸一銨200 kt/a、硫酸3 600 kt/a、氟硅酸鈉50 kt/a及50 t/a磷礦石伴生碘回收裝置。開磷礦肥一、二期項目建設(shè)有3套硫磺制酸裝置，產(chǎn)能分別是400，800，800 kt/a，一期800 kt/a裝置于2009年投產(chǎn)，二期800 kt/a裝置于2010年投產(chǎn);三期項目配套建設(shè)2套800 kt/a硫磺制酸裝置，2016年底投產(chǎn)。

貴州開磷集團5 600 kt/a硫酸產(chǎn)能一年至少消耗固體硫磺1 900 kt，約占國內(nèi)硫磺總消費量的11%。2015年國內(nèi)硫磺總消費量在16 560 kt，進口硫磺11 930 kt，貨源主要來自中東地區(qū)的伊朗、哈斯克斯坦、沙特阿拉伯，東亞地區(qū)的韓國、日本，以及俄羅斯和加拿大［1］。

因固體硫磺生產(chǎn)及長途運輸、裝卸過程中帶入各種雜質(zhì)，導(dǎo)致原料硫磺中灰分含量高、有時還含有氯離子等雜質(zhì)，直接影響制酸利用。開磷礦肥采購硫磺基本來自國外不同地方，點多面廣，隨著國內(nèi)硫磺需求量不斷增大，固體硫磺質(zhì)量明顯下降，各類雜質(zhì)含量偏高。因此，對硫磺制酸裝置而言，硫磺過濾精制是確保裝置長周期穩(wěn)定運行的重要工序。

1 硫磺過濾存在問題

開磷礦肥硫酸產(chǎn)能達到3 600 kt/a，需用硫磺超過1 200 kt/a。固體硫磺原料目前存在的最大問題是灰分含量居高不下，原有一次機械過濾工藝難以滿足制酸硫磺品質(zhì)需要。2013—2016年開磷礦肥采購固體硫磺品質(zhì)(平均值)見表1。

表1 2013—2016年采購固體硫磺品質(zhì)(平均值)

由表1可見:采購的固體硫磺品質(zhì)一般，主要指標達不到《工業(yè)硫磺第1部分:固體產(chǎn)品》(GB/T 2449.1—2014)優(yōu)等品指標，只達到一等品指標。開磷礦肥硫酸生產(chǎn)中一般控制進焚硫爐液硫灰分質(zhì)量分數(shù)在0.003%以下，精制液體硫磺中灰分含量太高，將會使得催化劑阻力上升，縮短裝置開車時間。

原有一次機械過濾工藝采用液硫過濾機對融化的液體硫磺機械加壓強制過濾，由于采購硫磺灰分含量、酸度較高，導(dǎo)致液硫過濾機清理頻繁，廢渣量大，設(shè)備使用效率下降，更重要的是過濾液體硫磺的質(zhì)量得不到保證。液體硫磺過濾系統(tǒng)技術(shù)改造前，經(jīng)一次過濾后硫磺灰分含量情況見表2。

表2 一次過濾后硫磺灰分含量情況(平均值)

由于液硫過濾機一次過濾后硫磺質(zhì)量達不到正常生產(chǎn)要求，硫酸裝置生產(chǎn)中出現(xiàn)焚硫爐內(nèi)雜質(zhì)燃燒掛壁、余熱鍋爐換熱管堵塞、轉(zhuǎn)化器一段催化劑堵塞結(jié)塊、催化劑床層阻力不斷上升等一系列問題，影響裝置正常運行。硫酸裝置檢修前后轉(zhuǎn)化器一段催化劑床層阻力情況見表3。

表3 硫酸裝置檢修前后轉(zhuǎn)化器一段催化劑床層阻力情況

2 液硫過濾技術(shù)改造

在固體硫磺貨源緊張、采購較為困難的局面下，固體硫磺原料質(zhì)量無法改變，只有對液硫過濾系統(tǒng)優(yōu)化改造，才能實現(xiàn)精制液體硫磺品質(zhì)提升。借鑒其他單位實踐經(jīng)驗［2－4］，開磷礦肥2014年實施液硫過濾系統(tǒng)技術(shù)改造，將原來的一次機械過濾改為兩次機械過濾，增設(shè)1臺精制液硫地下槽及泵，將原來7臺液硫過濾機重新布置，其中4臺作為一次過濾設(shè)備，3臺作為二次過濾設(shè)備;對所有液硫液位、流量實現(xiàn)自動控制調(diào)節(jié)，既提高了操作的可靠性，又降低了勞動強度。相應(yīng)優(yōu)化調(diào)整操作工藝指標，對過濾機濾布及硅藻土濾料層規(guī)格型號也做了優(yōu)化調(diào)整。改造后液硫過濾系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 改造后液硫過濾系統(tǒng)工藝流程

3 運行情況

液硫過濾系統(tǒng)技術(shù)改造后運行良好，精制液體硫磺灰分含量顯著降低，硫磺灰分質(zhì)量分數(shù)均低于0.002%(見表4)。

表4 兩次過濾后硫磺灰分含量情況(平均值)

除對液硫過濾系統(tǒng)技術(shù)改造外，開磷礦肥還在空氣鼓風機入口增設(shè)空氣過濾器，以減少空氣帶入轉(zhuǎn)化器灰塵量。2014年一、二期800 kt/a硫磺制酸裝置大修后至今已穩(wěn)定運行2年時間，2015年1月和2016年8月對2套裝置轉(zhuǎn)化器一段催化劑床層阻力進行檢測，床層阻力未見明顯上升(見表5)。

表5 轉(zhuǎn)化器一段催化劑床層阻力情況

4 結(jié)語

精制液體硫磺作為硫磺制酸裝置生產(chǎn)的原料，其質(zhì)量控制非常重要。對于采購品質(zhì)達不到優(yōu)等品指標的硫磺，應(yīng)采用2級機械過濾方式精制硫磺;同時加強對酸度、氯離子、砷、鐵、有機物等有害雜質(zhì)的控制和去除，把好進焚硫爐原料關(guān)。這樣才能從源頭上提高硫磺制酸裝置開車時間，降低裝置生產(chǎn)成本。

［1］張瑜.2015年中國硫磺市場的統(tǒng)計與分析［J］.硫酸工業(yè)，2016(1):7－10.

［2］金斌，王本峰.硫酸裝置熔硫工序堵塞問題研究與解決方案［J］.硫酸工業(yè)，2016(4):42－44.

［3］余琴花，胡彬.纖維素助濾劑在液硫過濾中的應(yīng)用實踐［J］.硫酸工業(yè)，2014(5):20－22.

［4］余琴花.硫磺制酸裝置液硫精制采用兩次過濾的實踐［J］.硫磷設(shè)計與粉體工程，2012(4):18－20.

TQ111.16

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1002－1507(2017)02－0019－02

2017－01－04。

張誠，男，貴州開磷集團礦肥有限責任公司高級工程師，現(xiàn)從事技術(shù)管理工作。電話:13885065654;E-mail: tsp7714880@126.com。