[发明专利]湿法脱硫硫磺浮选的装置及方法

说明书

本发明涉及一种湿法脱硫硫磺浮选的装置及方法，属于化工技术领域。本发明的湿法脱硫硫磺浮选的装置包括再生槽，所述装置还包括罗茨风机或空压机、空气曝气连接管路、空气曝气膜管；所述罗茨风机或空压机通过空气曝气连接管路与空气曝气膜管相通；所述空气曝气膜管位于再生槽内。由于管式曝气膜形成的空气气泡小，空气利用率高，该再生设备尺寸小，高度不超过10米，是高塔再生设备高度的1/4以下，设备投资费用明显降低。本发明使用液力驱动旋转搅拌器，使硫磺始终在脱硫液中保持悬浮状态，避免其沉降堆积，更有利于硫磺的浮选。搅拌过程没有额外的能源补充。

技术领域

本发明涉及一种湿法脱硫硫磺浮选的装置及方法，属于化工技术领域。

背景技术

典型的鳌合铁(也称为络合铁)湿法脱硫技术如中国发明专利CN108130147A描述了这种脱硫过程：带一定压力的含硫原料气(通常大于10KPa)进入脱硫塔，与塔顶流下来的脱硫液逆流接触，进行液相催化氧化的化学吸收，脱硫液吸收了原料中的硫化氢后，净化气中H₂S含量小于10PPM经捕雾段除去雾滴后经管线送出界外。吸收了H₂S的脱硫溶液全部送到再生槽中进行空气氧化再生，脱硫溶液从再生槽顶部溢流进入沉降槽，脱硫液中的硫磺单质在沉降槽底部沉降堆积形成硫浆，使用硫浆泵将硫磺的浆液从沉降槽底部抽出，进入硫磺过滤机进行过滤分离。由于沉降槽底部硫浆液中硫磺颗粒的浓度较高(一般在10～15wt％)，设计或操作不当，易造成单质硫因长时间沉降压紧成块而堵塞沉降槽出口管线，导致装置频繁停车检修。

为了减少硫磺堵塞沉降槽出口管道及阀门的问题，中国发明专利CN104190221A描述了一种防止硫磺堵塞的措施：在排硫的沉降槽锥形底部上开设多个空气吹扫口，定期通入压缩空气对堆积的硫磺进行疏通，这些措施虽然有效，但设备制作难度大，且控制方式复杂。

硫磺的密度为2.07kg/L，明显比水重，但是形成絮状物后其表面积增大，容易在脱硫液中漂浮，所以目前仍然有众多的其他湿法脱硫技术采用浮选方式而非前述的沉降方式分离硫磺与脱硫溶液。

硫磺浮选工艺没有前述的沉降槽这种设备，在再生槽中，脱硫液的氧化再生与硫磺和脱硫液的固液分离同时完成。尽管该工艺过程看似简化，但也存在明显弊端。目前采用浮选技术并已投入工业化应用的再生方式主要有两种：一种是高塔再生；另一种是喷射再生。

高塔再生设备尺寸庞大，这种再生槽高度甚至达到40～50米；再生空气使用外部压缩空气供给，需要多少空气就供给多少空气，空气在再生槽内形成10～20毫米大气泡，空气利用率不高，因此必须增加再生槽的高度才能保障脱硫液的再生效果。

另外一种再生方式是喷射再生，主要通过类似于文丘里结构的喷射器，利用溶液循环泵强制将待再生的脱硫液高速流过喷射器，并在喷射器的喉管处形成真空，从而将空气吸入进再生槽中，这种空气供给为被动方式。空气的吸入量仅能通过改变溶液循环泵的参数进行调节，一旦溶液循环泵被选定，可以改变的参数就基本确定，因此空气的吸入量并不能根据实际需要进行调节。与此同时，由于空气与脱硫液在喷射器喉管处发生高速混合，经过激烈的气液碰撞，空气在脱硫液中形成1～2毫米的小气泡，理论上这样空气利用率较高，整个喷射再生设备的尺寸相对于高塔再生设备明显减少。但在实际应用中发现，这种空气的被动供给决定了较难依据实际需要量进行自主调节；更为重要的是，喷射再生器的喉管处较容易堵塞，导致再生空气的实际数量远小于设计值，严重影响装置的整体效率。

可见，对于湿法脱硫中硫磺的分离回收究竟是采用沉降分离还是浮选分离各有优缺点。对于沉降分离工艺，如果在硫磺沉降槽内设置空气脉冲松动装置，定期使已沉降压紧的硫磺蓬松便于流动，其设备制作难度高、控制方式较复杂。对于浮选工艺，性能较稳定的高塔再生技术由于设备投资巨大，对于中小型规模脱硫较难承受这笔昂贵的设备投资费用；空气利用率高、设备的尺寸相对较小的喷射再生技术存在空气量较难依据实际需要量进行自主调节的弊端，更存在喷射再生器的喉管处较容易堵塞导致再生空气的实际数量远小于设计值的严重缺陷。

发明内容