1.本实用新型涉及一种硫泡沫的处理系统。


背景技术：

2.焦化行业在焦炭煤气脱硫再生过程中除了催化再生反应外，还存在一些副反应。脱硫过程产生的硫泡沫中含有单质硫和脱硫废液，还不可避免地含有大量盐类杂质，造成离心后获得的硫磺纯度不高，难以综合利用。此外，脱硫废液中的铵盐类物质在系统中积累还会严重影响再生反应，降低脱硫效率，而且铵盐类物质成分复杂且具有强烈腐蚀性，如何做到无害化处理成为困扰众多焦化企业的问题。
3.目前硫泡沫的处理方法是将其兑入炼焦用配煤、直接焚烧制酸或预处理后制酸。其中兑入炼焦用配煤的方式会造成系统设备腐蚀，并且在操作现场气味较重。另外，直接焚烧制酸工艺流程虽短，但需外加大量热源，运行费用高且焚烧过程将大量水气化也额外增加了能耗。
4.现有技术中仍缺少一种硫泡沫处理方法，其环保有效且合理经济、能耗低、运行费用低。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中的硫泡沫处理方法存在能耗高、产生二次污染、处理流程复杂、运行成本高等缺陷，而提供了一种硫泡沫的处理系统和方法。本实用新型的硫泡沫处理系统和方法高效、稳定、环保、能耗小、运行费用低，所产生的硫磺气体以及盐溶液均可作为其他工艺，例如湿法制酸工艺的原料进一步利用。
6.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题。
7.本实用新型提供了一种硫泡沫的处理系统，其包括分离单元、熔硫单元、气化蒸发单元、过滤单元和浓缩单元；
8.其中，所述分离单元设有一硫泡沫入口和一含水硫膏出口，所述分离单元用于将所述硫泡沫分离得到含水硫膏；所述含水硫膏出口与所述熔硫单元的入口连接；所述熔硫单元用于将所述含水硫膏进行熔硫处理，得到硫磺液体和清液；
9.所述熔硫单元还设有硫磺液体出口和清液出口，所述硫磺液体出口与所述气化蒸发单元连接，用于得到硫磺气体；所述清液出口依次与所述过滤单元和所述浓缩单元连通，所述过滤单元用于过滤固体杂质，得到滤后清液，所述浓缩单元用于浓缩滤后清液，得到盐溶液。
10.本实用新型中，所述分离单元较佳地为一离心装置，利用所述硫泡沫中悬浮硫与液体的固液密度差，由于悬浮硫的密度大，产生的离心力也大，迫使悬浮硫迅速在所述离心装置内壁上沉积，而液体则停留在所述离心装置的中心部位；沉积在所述离心装置内壁的所述含水硫膏仍具有较好的流动性，经所述离心装置的下端出口排出，达到了分离提纯的效果，分离得到的液体可输送至界外脱硫系统做补充水用。所述离心装置可为本领域常规
的离心装置，较佳地为卧式螺旋离心机，其具有自动化程度高、全密闭运行环境好、操作维护方便紧凑节约占地等优点，改善工作人员工作环境，也保证了生产环境的整洁，该离心机的主电机和螺旋电机采用变频操作，螺旋推料的扭矩可以在允许范围内设定，以确保不同工况下的参数调节和处理，可以针对不同工况具有稳定运行和良好分离效果；相对于三足式的离心机，在预处理硫泡沫的工作效率上更高效。
11.本实用新型中，所述熔硫单元中，所述含水硫膏中的单质硫以微小颗粒的形式迅速聚集增大沉淀，在所述熔硫单元转变为所述硫磺液体，所述硫磺液体和所述清液因比重差异进行分离，所述硫磺液体进一步输送至所述气化蒸发单元，经气化蒸发得到所述硫磺气体；所述清液进一步输送至所述过滤单元和所述浓缩单元，得到所述盐溶液。
12.其中，较佳地，所述熔硫单元为夹套式熔硫釜；较佳地，所述夹套式熔硫釜内设有加热盘管，所述熔硫釜的夹套和加热盘管共同加热。
13.其中，较佳地，所述含水硫膏出口与所述熔硫单元的入口之间还设有含水硫膏储存罐，所述含水硫膏储存罐用于储存所述含水硫膏。通过观察所述含水硫膏储存罐的液位，可调整所述熔硫单元的进料量。
14.较佳地，所述含水硫膏储存罐与所述熔硫单元的入口的管路中设有含水硫膏输送泵，用于控制所述熔硫单元的进料速率。
15.其中，较佳地，所述硫磺液体出口位于所述熔硫单元的底部。
16.其中，较佳地，所述清液出口位于所述熔硫单元的顶部。
17.本实用新型中，所述气化蒸发单元可为本领域常规的气化蒸发装置，较佳地为气化釜。
18.其中，较佳地，所述气化蒸发单元包括第一气体出口和第一固体出口，所述第一气体出口可与燃烧炉连接，用于制酸；所述第一固体出口可用于排渣，回收后可用于配煤。
19.较佳地，所述第一气体出口位于所述气化蒸发单元的顶部。
20.较佳地，所述第一固体出口位于所述气化蒸发单元的底部。
21.本实用新型中，所述过滤单元可为本领域常规的过滤单元，较佳地为密闭过滤器。
22.其中，较佳地，所述过滤单元包括第一液体出口和第二固体出口；所述第一液体出口与所述浓缩单元连接；所述第二固体出口用于收集杂质，可用于配煤。
23.其中，较佳地，所述过滤单元与所述浓缩单元之间还设有中间罐，所述中间罐用于储存所述滤后清液。
24.较佳地，所述中间罐与所述浓缩单元连接的管路中还设有液体输送泵，用于控制所述浓缩单元的进料速率。
25.本实用新型中，所述浓缩单元去除大量所述滤后清液中的液体，得到所述盐溶液。
26.其中，较佳地，所述浓缩单元中设有搅拌装置和加热盘管。
27.其中，较佳地，所述浓缩单元包括第二气体出口和第二液体出口，所述第二气体出口用于收集蒸汽和/或气体，所述第二液体出口用于收集所述盐溶液。
28.其中，较佳地，所述浓缩单元的第二液体出口连接的管路中设有低压蒸汽伴热装置，以适当提高所述盐溶液的温度，避免管壁上盐类结晶的过度堆积(尤其是冬季)。
29.较佳地，所述浓缩单元的第二气体出口与换热单元连接。所述换热单元较佳地包括串联的第一冷凝器和第二冷凝器。所述第一冷凝器和所述第二冷凝器可将蒸汽冷凝和不
凝气(例如n2、co2及微量溶解氧)分别回收；蒸汽冷凝回收的热量也可被回收，蒸汽冷凝后得到的冷凝液可作为补水输送至界外脱硫系统加以利用，不凝气回收后去尾气洗涤。
30.更佳地，所述第二冷凝器与真空气液分离罐连接，用于将所述浓缩单元抽真空。
31.更佳地，所述第二冷凝器与回收水罐连接，用于回收所述第一冷凝器和所述第二冷凝器的冷凝水。进一步更佳地，所述回收水罐的下游管路中设有回收水输送泵。
32.较佳地，所述浓缩单元的第二液体出口与盐溶液储槽连接，所述盐溶液储槽用于储存所述盐溶液。所述盐溶液储槽的出口可与燃烧炉连接，用于将所述盐溶液燃烧裂解。较佳地，所述盐溶液储槽的下游管路中设有盐溶液输送泵。
33.本实用新型中的一种硫泡沫的处理方法，其采用如前所述的硫泡沫的处理系统进行；
34.其中，所述分离单元将所述硫泡沫分离得到所述含水硫膏；
35.所述熔硫单元将所述含水硫膏进行熔硫处理，得到所述硫磺液体和所述清液；
36.所述气化蒸发单元将所述硫磺液体气化蒸发，得到所述硫磺气体；
37.所述过滤单元将所述清液过滤，得到所述滤后清液；
38.所述浓缩单元浓缩所述滤后清液，得到所述盐溶液。
39.本实用新型中，较佳地，所述硫泡沫中包括但不限于单质硫、nh4scn、(nh4)2s2o3、(nh4)2so4和脱硫废液。
40.本实用新型中，较佳地，所述含水硫膏的含固量为35～50wt％。
41.本实用新型中，较佳地，所述熔硫单元为双层的夹套式熔硫釜，所述夹套式熔硫釜的夹套内为加热介质。在运行过程中低压蒸汽可充满夹套式熔硫釜的夹套内，这样不仅可以达到伴热均匀的效果，也能有效避免了伴热介质窜漏所带来的隐患风险。
42.其中，较佳地，所述清液出口的温度为120～140℃。
43.其中，较佳地，所述夹套式熔硫釜的夹套内的压力为0.6～0.8mpa，可通过自动调节阀控制。
44.其中，较佳地，所述夹套式熔硫釜的釜顶的压力为0.25～0.4mpa，可通过调节进料阀以及清液出口阀的开度控制。
45.其中，所述加热介质一般为低压蒸汽。
46.其中，较佳地，所述熔硫单元的入口的管路中设有含水硫膏输送泵，所述含水硫膏输送泵的出口压力较佳地为0.35～0.5mpa。
47.本实用新型中，较佳地，所述过滤单元的温度为90～110℃，例如为96℃。
48.本实用新型中，较佳地，所述气化蒸发单元的温度为450℃以上。
49.本实用新型中，较佳地，所述浓缩单元的绝对压力为80～100kpa。所述浓缩单元通过负压蒸发的方法去除液体，进入所述浓缩单元后滤后清液的含水量减少50％以上，得到基本是饱和的盐溶液(例如基本是饱和的nh4scn、(nh4)2s2o3、(nh4)2so4溶液)。
50.其中，较佳地，所述浓缩单元通过通入低压蒸汽进行蒸发浓缩操作。
51.其中，较佳地，当使用换热单元冷凝所述浓缩单元产生的蒸汽时，在所述换热单元的下游抽真空，使得所述浓缩单元能够进行负压蒸发浓缩。
52.其中，较佳地，所述浓缩单元的第二液体出口连接的管路中设有低压蒸汽伴热装置，所述低压蒸汽伴热装置的加热温度较佳地为70～95℃。
53.本实用新型中，较佳地，当使用换热单元冷凝所述浓缩单元产生的蒸汽时，得到的冷凝液中的盐浓度为1％以下。
54.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
55.本实用新型所用试剂和原料均市售可得。
56.本实用新型的积极进步效果在于：
57.本实用新型的硫泡沫处理系统和方法高效、稳定、环保、能耗小、运行费用低，所产生的硫磺气体以及盐溶液均可作为其他工艺，例如湿法制酸工艺的原料进一步利用。本实用新型的处理工艺中除了气化蒸发单元外，无需高温高压、低温冷冻的设备装置，熔硫系统运行温度维持在120～150℃左右。
58.本实用新型一优选实施方式中，熔硫过程中产生硫磺气体可进入下游的焚烧炉，而清液可通过过滤收集杂质用以配煤。气化蒸发硫磺液体所产生的排渣也可用以配煤，都加以利用且不产生污染或增加环保处理成本。过滤后清液经过浓缩后去下游焚烧。而浓缩产生的气体则通过负压蒸发、冷凝后送去界外脱硫系统，不凝气则去尾洗。由此实现了废渣、废气、废液综合利用的处理系统和工艺方法，达到了废物利用、能源回收、损耗小、环保达标、节能减排的目的。另外浓缩过程为微负压的环境，不存在高温、高压、易燃、易爆等安全隐患。
附图说明
59.图1为实施例1的硫泡沫处理系统示意图。
60.图2为实施例1的硫泡沫处理方法的流程示意图。
61.附图标记说明
62.分离单元1
63.含水硫膏储存罐2
64.含水硫膏输送泵3
65.熔硫单元4
66.过滤单元5
67.中间罐6
68.液体输送泵7
69.浓缩单元8
70.第一冷凝器9
71.第二冷凝器10
72.真空气液分离罐11
73.回收水罐12
74.回收水输送泵13
75.盐溶液储槽14
76.盐溶液输送泵15
77.气化蒸发单元16
78.第一气体出口17
79.第一固体出口18
80.第二固体出口19
具体实施方式
81.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
82.实施例1
83.如图1～2所示一硫泡沫的处理系统，其包括分离单元1、熔硫单元4、气化蒸发单元16、过滤单元5和浓缩单元8；其中，分离单元1设有一硫泡沫入口和一含水硫膏出口，分离单元1用于将硫泡沫分离得到含水硫膏；含水硫膏出口与熔硫单元4的入口连接；熔硫单元4用于将含水硫膏进行熔硫处理，得到硫磺液体和清液；熔硫单元4还设有硫磺液体出口和清液出口，硫磺液体出口与气化蒸发单元16连接，用于得到硫磺气体；清液出口依次与过滤单元5和浓缩单元8连通，过滤单元5用于过滤固体杂质，得到滤后清液，浓缩单元8用于浓缩滤后清液，得到盐溶液。
84.分离单元1为一离心装置，含水硫膏经离心装置的下端出口排出，分离得到的液体可输送至界外脱硫系统做补充水用。离心装置为卧式螺旋离心机。
85.熔硫单元4中，含水硫膏中的单质硫以微小颗粒的形式迅速聚集增大沉淀，在熔硫单元4转变为硫磺液体，硫磺液体和清液因比重差异进行分离，硫磺液体进一步输送至气化蒸发单元16，经气化蒸发得到硫磺气体；清液进一步输送至过滤单元5和浓缩单元8，得到盐溶液。
86.其中，熔硫单元4为夹套式熔硫釜，夹套式熔硫釜内设有加热盘管，熔硫釜的夹套和加热盘管共同加热。
87.其中，含水硫膏出口与熔硫单元4的入口之间还设有含水硫膏储存罐2，含水硫膏储存罐2用于储存含水硫膏。
88.含水硫膏储存罐2与熔硫单元4的入口的管路中设有含水硫膏输送泵3，用于控制熔硫单元4的进料速率。
89.其中，硫磺液体出口位于熔硫单元4的底部。
90.其中，清液出口位于熔硫单元4的顶部。
91.气化蒸发单元16为气化釜。
92.其中，气化蒸发单元16包括第一气体出口17和第一固体出口18，第一气体出口17可与燃烧炉连接，用于制酸；第一固体出口18用于排渣，回收后可用于配煤。
93.第一气体出口17位于气化蒸发单元16的顶部。
94.第一固体出口18位于气化蒸发单元16的底部。
95.过滤单元5为密闭过滤器。
96.其中，过滤单元5包括第一液体出口和第二固体出口19；第一液体出口与浓缩单元8连接；第二固体出口19用于收集杂质，可用于配煤。
97.其中，过滤单元5与浓缩单元8之间还设有中间罐6，中间罐6用于储存滤后清液。
98.中间罐6与浓缩单元8连接的管路中还设有液体输送泵7，用于控制浓缩单元8的进料速率。
99.浓缩单元8去除大量滤后清液中的液体，得到盐溶液。
100.其中，浓缩单元8中设有搅拌装置和加热盘管。
101.其中，浓缩单元8包括第二气体出口和第二液体出口，第二气体出口用于收集蒸汽和/或气体，第二液体出口用于收集盐溶液。
102.其中，浓缩单元8的第二液体出口连接的管路中设有低压蒸汽伴热装置，以适当提高盐溶液的温度，避免管壁上盐类结晶的过度堆积(尤其是冬季)。
103.浓缩单元8的第二液体出口与盐溶液储槽14连接，盐溶液储槽14用于储存盐溶液。盐溶液储槽14的出口可与燃烧炉连接，用于将盐溶液燃烧裂解。盐溶液储槽14的下游管路中设有盐溶液输送泵15。
104.浓缩单元8的第二气体出口与换热单元连接。换热单元包括串联的第一冷凝器9和第二冷凝器10。第一冷凝器9和第二冷凝器10可将蒸汽冷凝和不凝气(例如n2、co2及微量溶解氧)分别回收；蒸汽冷凝回收的热量也可被回收，蒸汽冷凝后得到的冷凝液可作为补水输送至界外脱硫系统加以利用，不凝气回收后去尾气洗涤。
105.第二冷凝器10与真空气液分离罐11连接，用于将浓缩单元8抽真空。
106.第二冷凝器10与回收水罐12连接，用于回收第一冷凝器9和第二冷凝器10的冷凝水。回收水罐12的下游管路中设有回收水输送泵13。
107.实施例1中的硫泡沫的处理方法采用如前所述的硫泡沫的处理系统进行；
108.其中，分离单元1将硫泡沫分离得到含水硫膏；
109.熔硫单元4将含水硫膏进行熔硫处理，得到硫磺液体和清液；
110.气化蒸发单元16将硫磺液体气化蒸发，得到硫磺气体；
111.过滤单元5将清液过滤，得到滤后清液；
112.浓缩单元8浓缩滤后清液，得到盐溶液。
113.硫泡沫中包括但不限于单质硫、nh4scn、(nh4)2s2o3、(nh4)2so4和脱硫废液。
114.含水硫膏的含固量为35～50wt％。
115.熔硫单元4为双层的夹套式熔硫釜，夹套式熔硫釜的夹套内为加热介质。
116.其中，清液出口的温度为120～140℃。
117.其中，夹套式熔硫釜的夹套内的压力为0.6～0.8mpa，可通过自动调节阀控制。
118.其中，夹套式熔硫釜的釜顶的压力为0.25～0.4mpa，可通过调节进料阀以及清液出口阀的开度控制。
119.其中，加热介质一般为低压蒸汽。
120.其中，含水硫膏输送泵3的出口压力为0.35～0.5mpa。
121.过滤单元5的温度为96℃。
122.气化蒸发单元16的温度为450℃以上。
123.浓缩单元8的绝对压力为80～100kpa。
124.其中，浓缩单元8通过通入低压蒸汽进行蒸发浓缩操作。
125.其中，当使用换热单元冷凝浓缩单元8产生的蒸汽时，在换热单元的下游抽真空，使得浓缩单元8能够进行负压蒸发浓缩。
126.其中，浓缩单元8的第二液体出口连接的管路中设有低压蒸汽伴热装置，低压蒸汽伴热装置的加热温度为70～95℃。
127.当使用换热单元冷凝浓缩单元8产生的蒸汽时，得到的冷凝液中的盐浓度为1％以
下。
128.实施例1的硫泡沫的处理系统的待处理物料为200万吨焦化hpf氨法产生的硫泡沫，其由20％的s、14％的(nh4)2s2o3、6％的nh4scn和60％的h2o组成。总流量为115吨/天。
129.为了处理上述硫泡沫，能耗情况如下：电耗约为25kw/h；低压蒸汽(@0.6mpag)为0.6t/h，荒煤气为34.2nm3/h，循环冷却水24.6m3/h。
130.相较于直接焚烧制酸或直接配煤工艺，本实用新型的工艺流程短，能耗低，操作环境清洁；且流程操作简便、维护费用低、环保效益明显，在处理过程中得到的熟硫磺气体和含盐浓缩液均可用于后续的湿法制酸的燃烧工段，废渣重回料场用以配煤。