一种硫泡沫及脱硫废液的干燥方法与流程

1.本发明属于化工生产技术领域，涉及一种硫泡沫及脱硫废液的干燥方法，适用于以硫泡沫及脱硫废液经干燥制取液体硫磺和混盐。


背景技术：

2.随着我国钢铁行业的迅速发展，与钢铁行业紧密相关的焦化行业也快速发展，焦化生产过程中会产生大量的硫泡沫和含盐脱硫废液，硫泡沫和含盐脱硫废液的处理严重制约着焦化行业的发展，以往通过分离硫磺、提盐或排放。该技术流程长，设备多，操作复杂；干燥设备采用喷雾干燥，设备庞大，进入配煤系统进行处理，这些方法均不能彻底消除环境污染，随着国家环保要求的进一步提高，目前一致的处理方法是将硫泡沫和含盐脱硫废液制取硫酸，而生产出来的硫酸再用于焦化厂生产硫酸铵，使硫泡沫和含盐脱硫废液真正变废为宝。
3.但是，由于硫泡沫和脱硫废液中硫含量一般只有3～8％(质量百分比)，含盐量100～250g/l，含水量高达80～90％(质量百分比)，直接用硫泡沫和脱硫废液制取硫酸能耗高、稀酸量大、设备投资高、硫酸工艺稳定性差。因此，各种利用硫泡沫和脱硫废液制酸时，均需对硫泡沫和脱硫废液进行预处理，从本质上讲，就是对硫泡沫和脱硫废液进行脱水，增加进焚烧炉原料中硫磺和混盐的含量，减少制酸工序稀硫酸的产量。目前，硫泡沫和脱硫废液进行脱水方法有以下几种：
4.1.公开号为cn104492106 a的中国发明专利，一种焦化脱硫硫泡沫及脱硫废液的干燥方法，此方法俗称干法。该专利将焦化废液及硫泡沫通过过滤浓缩后制成总含固量约为30％(质量百分比)的料浆，采用喷雾干燥的方法，将废硫磺及脱硫废水中的盐类物质同时固化干燥，制成含盐的固体粗硫磺混合物，作为硫酸生产的原料，喷雾干燥排放的尾气再收尘、洗涤后需要燃烧大量焦炉煤气作为烘干介质，能耗极大；喷雾干燥后产生大量废气，污染严重；产生的硫磺和盐为固体粉末，输送时跑冒严重，环境差；硫磺和混盐易结块，破碎和输送有安全隐患。
5.2.公开号为cn111285335a的中国发明专利，一种硫泡沫及脱硫废液半干法制取硫酸的系统及制酸方法，此方法俗称半干法。该专利中硫泡沫及脱硫废液的预处理方法是：将过滤后的硫膏送入多相分离器进行分离，多相分离器底部产出液体硫磺，作为制酸的原料；多相分离器分离出的脱硫清液经蒸氨送至浓缩釜，获得浓缩液即浓盐水，亦作为制酸的原料。此方法得到的硫磺是液体，混盐是浓盐水，这两种液体分别进焚烧炉燃烧。此种方法从液体硫磺中过滤出来的含煤粉的硫磺渣需要配到焦煤中燃烧处理，造成二次污染；由于采用浓盐水进炉燃烧，后续制酸净化工段稀酸产量达到300～600kg/浓硫酸，不少焦化厂难以完全消耗掉稀硫酸。
6.3.公告号为cn213569540 u的中国实用新型专利，一种脱硫废液制酸系统，此方法俗称湿法。该专利中硫泡沫及脱硫废液的预处理方法是硫泡沫分离出硫膏和滤液，滤液进行浓缩后与硫膏调成含水的硫磺浆，含水的硫磺浆作为制酸的原料。此硫磺浆液由于含水
量高达50％(质量百分比)左右，需要在焚烧炉中补充大量焦炉气补充热量，此法焚烧炉所产烟气中二氧化硫浓度低，制酸水平衡、热平衡困难，直接导致设备投资大，运行成本高，稀酸产量高，通常为0.8～1吨/吨浓硫酸，给焦化企业带来很大的污酸处理负担。
7.因此，开发一种投资省、流程短、运行成本低、制酸稀酸排放量小、环保效果好、运行连续性好的方法十分重要。


技术实现要素：

8.为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种硫泡沫及脱硫废液的干燥方法，用焦化硫泡沫及脱硫废液经干燥制取液体硫磺和混盐，混盐以粉体(颗粒)的形式分散在液体硫磺中，以含有粉体混盐的液体硫磺作为制酸的原料有诸多优点：
9.输送、储存方便，无需准备两种储存设备；
10.由于最终得到的是含盐的液体硫磺液，含水为0～10％(质量百分比)，焚烧时无需(或需少量)补充燃料，不会造成二次污染，从而使制酸净化稀酸排放量小，制酸热平衡、水平衡条件好；
11.所用设备不多，制酸设备投资大大节省，制酸成本大幅降低。
12.本发明技术方案如下：
13.a、将焦化硫泡沫和脱硫废液送到稀硫泡沫槽，由泵送到固液分离设备分离出含硫的浓相(亦称硫膏)和含盐的稀相；
14.其中，固液分离设备为过滤器、离心机、沉降池、压滤机；
15.b、步骤a中含盐的稀相一部分回脱硫系统，一部分进入精密过滤器去除液体夹带的微量硫磺颗粒后变成上清液，上清液进入清液槽，上清液由清液槽经泵送入蒸发浓缩系统，浓缩成浓盐水和污冷凝水；
16.其中，蒸发浓缩系统为单效、二效、三效蒸发器或mvr蒸发器；
17.c、步骤b中得到的浓盐水与步骤a中得到的含硫的浓相(亦称硫膏)在浆液槽进行搅拌、混合，制成浓的硫泡沫浆液，浓的硫泡沫浆液进入浆液储罐；
18.d、步骤c中浆液储罐中的浓的硫泡沫浆液进入硫水分离器，硫水分离器中通入蒸汽(或导热油、熔盐)等热量介质，以对浓的硫泡沫浆液加热，经加热后，硫泡沫浆液中的水分蒸发成水蒸气，由硫水分离器上部排出，硫泡沫浆液中的硫磺熔化为液体硫磺，硫泡沫浆液中的盐经干燥、结晶，变成微小的颗粒(粉体)均匀分散在液体硫磺中；
19.其中，硫水分离器是集加热、搅拌、干燥、熔化、均化与一体的桨式干燥器；
20.e、步骤d中硫水分离器排出含盐的液体硫磺进入硫磺储罐，作为制备硫酸、亚硫酸盐和二氧化硫等产品的原料。
21.进一步的，硫水分离器上部排出的水蒸气(亦含少量硫磺蒸汽、氨)进入冷却塔，经冷凝后变成含硫磺颗粒的冷凝液，送回稀硫泡沫槽。
22.进一步的，所述步骤a中，含硫的浓相(亦称硫膏)中含水20～80％(质量百分比)，含盐的稀相中含硫0～5％(质量百分比)。
23.进一步的，所述步骤b中，上清液含硫0～1％(质量百分比)；蒸发浓缩系统浓缩成的浓盐水中含盐10～70％(质量百分比)，污冷凝水中含氨0～20％(质量百分比)。
24.进一步的，所述步骤c中，浓的硫泡沫浆液含水量20～80％(质量百分比)。
25.进一步的，所述步骤d中，通入蒸汽压力0.1～2.0mpa(或导热油、熔盐，温度100～600℃)。
26.进一步的，所述步骤d中，液体硫磺温度为101～200℃。
27.进一步的，所述步骤d中，硫水分离器内部空间为常压。硫水分离器排出的含混盐的液体硫磺中含水为0～10％(质量百分比)，含硫磺为20～80％(质量百分比)，含混盐为20～80％(质量百分比)；排出的硫磺状态为液体，混盐为固体，混盐以粉体形式悬浮与液体硫磺中，便于输送和储存。
28.进一步的，所述步骤d中，硫水分离器进入的硫泡沫浆液可以是焦化湿法脱硫工艺中产生的硫泡沫、脱硫废液或硫泡沫经处理后的硫泥、硫膏或硫膏经稀释后的含硫、盐的浆液。
29.本发明优化生产环境，无粉尘、无异味，生产出的硫磺为液体，便于储存和密闭输送；硫泡沫及脱硫废液中的混盐以粉体的形式分散在液体硫磺中，随液体硫磺一同储存和输送，消除混盐吸潮、结块、飘扬等缺点；由于所得硫磺和盐中含水为0～10％(质量百分比)，制酸的条件工艺条件大大改善。
附图说明
30.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
31.实施例1
32.硫泡沫和脱硫废液成分见表1，表2：
33.表1硫泡沫成分表
[0034][0035]
表2脱硫废液成分表
[0036][0037]
如图1所示，一种硫泡沫及脱硫废液的干燥方法，步骤如下：
[0038]
a、将焦化脱硫系统产生的焦化硫泡沫和脱硫废液送到稀硫泡沫槽，由泵送到固液分离设备分离出含硫的浓相(亦称硫膏)和含盐的稀相；
[0039]
其中，固液分离设备采用离心机；含硫的浓相中含水20～80％(质量百分比)，含盐的稀相中含硫0～5％(质量百分比)；
[0040]
b、步骤a中含盐的稀相进入滤液槽，70％滤液返回焦化脱硫系统，30％滤液进入精密过滤器去除液体夹带的微量硫磺颗粒后变成上清液，上清液进入清液槽，上清液由清液槽经泵送入蒸发浓缩系统，浓缩成浓盐水和污冷凝水；
[0041]
其中，上清液含硫0～1％(质量百分比)；蒸发浓缩系统为mvr蒸发器；蒸发浓缩系统浓缩成的浓盐水中含盐10～70％(质量百分比)，污冷凝水中含氨0～20％(质量百分比)；
[0042]
c、步骤b中得到的浓盐水与步骤a中得到的含硫的浓相(亦称硫膏)以及精密过滤器的含硫浓相在浆液槽进行搅拌、混合，制成浓的硫泡沫浆液，浓的硫泡沫浆液进入浆液储罐；浓的硫泡沫浆液含水量20～80％(质量百分比)；
[0043]
d、步骤c中浆液储罐中的浓的硫泡沫浆液均匀进入硫水分离器(内部空间为常压)，硫水分离器中通入蒸汽(压力0.1～2.0mpa，温度100～600℃)，以对浓的硫泡沫浆液加热，经加热后，硫泡沫浆液中的水分蒸发成水蒸气，由硫水分离器上部排出，硫泡沫浆液中的硫磺熔化为液体硫磺(温度为101～200℃)，硫泡沫浆液中的盐经干燥、结晶，变成微小的颗粒(粉体)均匀分散在液体硫磺中；物料在硫水分离器中停留时间10～600min，具体与设备容积有关，在液体硫磺出料口处可设置密度计，以盐和液体硫磺的密度达到1.5～2.5g/ml为合格。
[0044]
含混盐的液体硫磺中含水为0～10％(质量百分比)，含硫磺为20～80％(质量百分比)，含混盐为20～80％(质量百分比)。焚烧时由于水汽化吸收大量热量，燃烧时需要补充燃料以便蒸发水分，而本实施例中后续焚烧时，无需(或需少量)补充燃料，制酸时稀硫酸产
量大幅减少，制酸设备体积减小，投资减少。
[0045]
其中，硫水分离器是集加热、搅拌、干燥、熔化、均化与一体的桨式干燥器；硫水分离器上部排出的水蒸气(亦含少量硫磺蒸汽、氨)进入冷却塔，经冷凝后变成含硫磺颗粒的冷凝液，送回稀硫泡沫槽；
[0046]
e、步骤d中硫水分离器排出含盐的液体硫磺进入硫磺储罐，可送入焚烧炉，作为制备硫酸、亚硫酸盐等产品的原料。
[0047]
最终，硫水分离器排出含盐的液体硫磺如下：
[0048]
表3含盐的液体硫磺成分表
[0049][0050]
实施例2
[0051]
如图1所示，一种硫泡沫及脱硫废液的干燥方法，步骤如下：
[0052]
硫泡沫和脱硫废液的组成如下：
[0053]
表4硫泡沫、脱硫废液混合液的成分表
[0054]
[0055]
干燥方法如下：
[0056]
a、将焦化硫泡沫和脱硫废液送到稀硫泡沫槽，由泵送到固液分离设备分离出含硫的浓相和含盐的稀相；
[0057]
b、含盐的稀相70％(质量比)返回脱硫系统，30％(质量比)进入精密过滤器去除液体夹带的微量硫磺颗粒后变成清液，清液进入清液槽，清液由清液槽经泵送入蒸发浓缩系统，浓缩成浓盐水和污冷凝水；
[0058]
c、浓盐水与含硫的浓相(亦称硫膏)在浆液搅拌槽进行搅拌、混合，制成浓的硫泡沫浆液，浓的硫泡沫浆液进入浆液储罐；
[0059]
d、浆液储罐中的硫泡沫浆液均匀进入硫水分离器，硫水分离器中通入蒸汽(或导热油、熔盐)等热量介质，经加热后，硫泡沫浆液中的水分蒸发成水蒸气，由硫水分离器上部排出，硫泡沫浆液中的硫磺熔化为液体硫磺，硫泡沫浆液中的盐经干燥、结晶，变成微小的颗粒均匀分散在液体硫磺中；
[0060]
e、硫水分离器排出含盐的液体硫磺进入硫磺储罐，作为制备硫酸、亚硫酸盐等产品的原料。
[0061]
硫水分离器上部排出的水蒸气(亦含少量硫磺蒸汽、氨)进入冷却塔，经冷凝后变成含硫磺颗粒的冷凝水送到稀硫泡沫槽。
[0062]
最终，硫水分离器排出含盐的液体硫磺如下：
[0063]
表5含盐的液体硫磺成分表
[0064][0065]
实施例3
[0066]
如图1所示，一种硫泡沫及脱硫废液的干燥方法，步骤如下：
[0067]
硫泡沫和脱硫废液的组成如下：
[0068]
表6硫泡沫、脱硫废液混合液的成分表：
[0069][0070]
干燥方法如下：
[0071]
a、将焦化硫泡沫和脱硫废液送到稀硫泡沫槽，由泵送到固液分离设备分离出含硫的浓相(亦称硫膏)和含盐的稀相；
[0072]
b、含盐的稀相70％(质量比)返回脱硫系统，30％(质量比)进入精密过滤器去除液体夹带的微量硫磺颗粒后变成清液，清液进入清液槽，清液由清液槽经泵送入蒸发浓缩系统，浓缩成浓盐水和污冷凝水；
[0073]
c、浓盐水与含硫的浓相(亦称硫膏)在浆液搅拌槽进行搅拌、混合，制成浓的硫泡沫浆液，浓的硫泡沫浆液进入浆液储罐；
[0074]
d、浆液储罐中的硫泡沫浆液均匀进入硫水分离器，硫水分离器中通入蒸汽(或导热油、熔盐)等热量介质，经加热后，硫泡沫浆液中的水分蒸发成水蒸气，由硫水分离器上部排出，硫泡沫浆液中的硫磺熔化为液体硫磺，硫泡沫浆液中的盐经干燥、结晶，变成微小的颗粒均匀分散在液体硫磺中；
[0075]
e、硫水分离器排出含盐的液体硫磺进入硫磺储罐，作为制备硫酸、亚硫酸盐等产品的原料。
[0076]
硫水分离器上部排出的水蒸气(亦含少量硫磺蒸汽、氨)进入冷却塔，经冷凝后变成含硫磺颗粒的冷凝水送到稀硫泡沫槽。
[0077]
最终，硫水分离器排出含盐的液体硫磺如下：
[0078]
表7含盐的液体硫磺成分表
[0079][0080]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。