《一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的方法和装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的方法和装置.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104211018A43申请公布日20141217CN104211018A21申请号201410447347022申请日20140903C01B17/02720060171申请人杨晓进地址100029北京市朝阳区北三环东路15号128信箱72发明人杨晓进张浩杨军唐阳万平玉74专利代理机构北京权泰知识产权代理事务所普通合伙11460代理人任永利54发明名称一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的方法和装置57摘要本发明公开了一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的方法，其包括以下步骤一将硫泡沫经压滤机脱水得到脱水硫膏；二向脱水硫膏中加入硝酸，氧化去除硫代硫酸盐以及有机杂质；三通过熔融法制备高纯硫磺，其。
2、中所述高纯硫磺的硫含量大于999WT。本发明还公开了用于实现从硫泡沫中回收高纯硫磺的方法的装置，其包括压滤机B、传送带C、进料装置D和熔硫釜E。通过本发明的装置与方法，可以降低处理硫泡沫回收硫磺过程中的能耗且提高产品纯度。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图3页10申请公布号CN104211018ACN104211018A1/1页21一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的方法，其包括以下步骤一将硫泡沫经压滤机脱水得到脱水硫膏；二向脱水硫膏中加入硝酸，氧化去除硫代硫酸盐以及有机杂质；三通过熔融法制备高纯硫磺，其中所述高纯。
3、硫磺的硫含量大于999WT。2根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述硫泡沫为含有消泡剂的的硫泡沫，其中所述消泡剂包括有机硅氧烷或聚硅醚。3根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述硝酸的用量为所述脱水硫膏的150WT。4根据权利要求13中任一项所述的方法，其特征在于所述硝酸氧化过程的温度为室温至112，氧化时间为530MIN，其中室温指1040；熔融过程的温度为113140，加热时间为053H。5根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述硫泡沫来源于栲胶法、双核酞菁钴磺酸盐法或蒽醌二磺酸钠法脱硫系统。6根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤二和步骤三在以上下游方式连接的两个独立容器中进行，。
4、或者，步骤二和步骤三在同一熔硫釜中进行。7用于从硫泡沫中回收高纯硫磺的装置，其中所述高纯硫磺的硫含量大于999WT；其特征在于，所述装置包括压滤机B、位于压滤机下游的传送带C、位于传送带下游的进料装置D和熔硫釜E；其中所述进料装置D包括进料斗1和球阀2；所述熔硫釜E包括釜体9，在釜体9顶部设有进料管11，所述进料管11通过其上部的球阀2连接有进料斗1，所述进料管11的侧壁上设有硝酸进液口3，在硝酸进液口3下面的釜体上设有出液口4，其连接通入硝酸氧化清液液面下的管子；环绕所述釜体9的外壁设有夹套16，夹套16上设有蒸汽进口15、蒸汽出口7和冷凝液出口18，釜体9中还设有与所述夹套16相通的加热盘。
5、管8；釜体9底部设有出料管17，出料管17上设有保温阀10；所述釜体9内设有带孔隔板14，其将所述熔硫釜D的内部空间分为进行脱水硫膏硝酸氧化处理的上腔体和进行熔硫过程的下腔体，在所述带孔隔板14的中部设有硫膏分布器13，其为伞形结构，开口向下，顶端正对所述进料管11的中心。8根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述硫膏分布器13开口的张开角度为60120。9根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述熔硫釜E的釜体9上还设有温度接口5、压力接口6和观察口12。10根据权利要求7或9所述的装置，其特征在于所述熔硫釜E的釜体9及内部设施的材质为304或316L或C4钢材，内衬材料为全氟烷氧基乙烯基醚共。
6、聚物或聚四氟乙烯。权利要求书CN104211018A1/5页3一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的方法和装置技术领域0001本发明属于湿法脱硫副产品加工领域，具体涉及一种从硫泡沫回收高纯硫磺的方法和装置。背景技术0002在我国的化肥厂、焦化厂等行业均采用湿法氧化脱硫技术脱除原料气中的H2S，其工艺基本原理为原料气中的H2S被碱液碳酸钠溶液、氨水等吸收中和后形成含有HS的溶液，其中的HS与氧化性催化剂栲胶等反应生成细小的单质硫颗粒，同时氧化性催化剂转变为还原性催化剂。还原性催化剂由空气氧化再生后返回系统循环使用，单质硫通过浮选后以硫泡沫形式与吸收液分离。硫泡沫中含有细小硫磺颗粒以及硫代硫酸盐、焦油、萘等。
7、杂质。0003目前，硫泡沫主要通过熔融法处理来生产硫磺产品，具体步骤为将含38WT悬浮硫的硫泡沫用泵送入熔硫釜后用蒸汽在130下加热，细小的单质硫磺颗粒融化为液体硫磺而聚集，因液体硫的密度大于水和杂质的密度，熔融后的硫磺逐渐沉降到熔硫釜底部，从熔硫釜底部放料冷却后即为硫磺产品；而约90的脱硫液从熔硫釜上部返回脱硫系统。该方法存在以下缺点1回收少量硫磺的同时必须长时间加热90以上的脱硫液，该过程极大的增加了能耗，降低了能源利用率；2脱硫液在长时间加热过程中因生成硫代硫酸盐和硫酸盐等含硫副产物盐而变质，含硫副产物盐被带入脱硫系统后易在脱硫装置内积累导致压降升高，从而影响脱硫系统的正常工作；同时脱硫。
8、液中含硫副产物盐浓度的升高严重影响H2S的吸收效果，降低脱硫效率；3该工艺无法彻底去除有机杂质和硫代硫酸盐杂质，导致硫磺产品质量差，纯度达不到国家标准。0004中国专利CN202687953U、CN202687952U、CN103641074A采用物理方法使硫泡沫脱水，析出的脱硫液直接返回脱硫系统，脱水硫膏则直接送入熔硫釜。上述专利有效提高了能源利用率，却没有消除有机杂质对产品硫磺的影响。CN102267688A、CN1696051A应用重力沉降原理，使硫磺与有机杂质、水分离生产硫磺产品。CN102502522A将硫泡沫通过鼓泡搅拌后送入熔硫釜生产硫磺产品。上述专利的方法能耗高且没有彻底消除杂。
9、质对产品的影响。0005综上所述，在硫泡沫通过熔融法处理来生产硫磺产品的过程中，低能耗和产品的高纯度无法同时实现。0006此外，在用碱液吸收原料气中的H2S的过程中，吸收塔里的吸收液中会有大量泡沫产生，影响操作的连续进行。工业生产中通常向吸收液中加入消泡剂来消除泡沫，从而可以大幅度地提高H2S的吸收效率。这些消泡剂主要为有机硅氧烷或聚硅醚等，并以柴油、煤油或植物油等作为稀释剂稀释110倍使用，这些消泡剂和稀释剂包裹在细小单质硫磺的表面，使得硫泡沫的熔融处理特别困难，因为在熔融过程中，由于消泡剂和稀释剂的包裹作用，即使当对脱水硫膏的加热温度高于硫的熔点112，甚至高达140时，细小硫磺颗粒虽然被。
10、熔融，但熔融的硫磺难以聚集，从而不能实现液体硫与水相的分层，导致难以从中回说明书CN104211018A2/5页4收硫磺。因此，也需要一种对这种含有消泡剂的硫泡沫进行处理以从中回收硫的方法。发明内容0007针对熔融法过程高能耗和产品低纯度的缺陷，提出本发明。本发明的目的在于提供一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的低能耗方法和装置，具有操作简单、节能环保、高附加值的特点。0008此外，本发明不仅适合于处理普通的硫泡沫，而且尤其适合处理含有消泡剂的硫泡沫。0009本发明第一方面涉及一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的方法，其包括以下步骤0010一将硫泡沫经压滤机脱水得到脱水硫膏；0011二向脱水硫膏中加入硝酸，氧。
11、化去除硫代硫酸盐以及有机杂质；0012三通过熔融法制备高纯硫磺，其中所述高纯硫磺的硫含量大于999WT。0013其中，所述硫泡沫中含硫量为12，通常为6；经过压滤处理后，所述脱水硫膏中的含硫量为5060WT，硫代硫酸钠为035WT。0014在优选的实施方案中，所述硫泡沫为含有消泡剂的硫泡沫，其中所述消泡剂包括有机硅氧烷或聚硅醚。本发明通过使用少量硝酸预处理脱水硫膏，不仅可以氧化脱水硫膏中消泡剂和其它的有机杂质，而且还可以实现脱水硫膏熔融后分层，使得原本难以用熔融法处理的含有消泡剂的硫泡沫也能用熔融法得到处理。0015在优选的实施方案中，所述硝酸的用量为所述脱水硫膏的150WT,优选240WT，。
12、更优选330WT,仍更优选420WT,最优选510WT。在优选的实施方案中，当硝酸用量有剩余时，将其返回到步骤二中循环使用；当硝酸氧化清液中基本无硝酸时，将得到的硝酸氧化清液返回到湿法脱硫步骤循环利用，或处理后排放。在优选的实施方案中，所述硝酸为工业硝酸，其浓度一般为6568WT。0016在优选的实施方案中，所述硫膏的硝酸预处理氧化过程的温度为室温至110，氧化时间为530MIN，其中室温指1040；熔融过程的温度为113140，加热时间为053H。0017在优选的实施方案中，所述硫泡沫来源于栲胶法、双核酞菁钴磺酸盐法PDS法或蒽醌二磺酸钠法ADA法脱硫系统。这类硫泡沫通常含有三类杂质第一类为。
13、脱硫剂中的有机杂质类，其中包含栲胶中的树胶、果糖，PDS中的邻苯二甲酸或ADA中的蒽醌二磺酸等；第二类为吸收气中的萘、焦油等物质；第三类为副反应生成的硫代硫酸钠等盐类。通过本发明的方法可以很好地去除这些杂质。0018在优选的实施方案中，所述压滤机为板框压滤机、真空转鼓过滤机或厢式压滤机且将脱水所得脱硫清液返回脱硫系统回用。0019步骤二和步骤三可以在以上下游方式连接的两个独立容器中进行，或者，步骤二和步骤三也可以在同一熔硫釜中进行，后者是优选的，因为设备更精简且集成度高。0020本发明第二方面涉及一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的装置，其中所述高纯硫磺的硫含量大于999WT，所述装置包括压滤机B、位。
14、于压滤机下游的传送带C、位于传送带下游的进料装置D和熔硫釜E；其中所述进料装置包括进料斗1和球阀2；所述熔硫釜E包括说明书CN104211018A3/5页5釜体9，在釜体9顶部设有进料管11，所述进料管11通过其上部的球阀2连接有进料斗1，所述进料管11的侧壁上设有硝酸进液口3，在硝酸进液口3下面的釜体上设有出液口4，其连接通入硝酸氧化清液液面下的管子；环绕所述釜体9的外壁设有夹套16，夹套16上设有蒸汽进口15、蒸汽出口7和冷凝液出口18，釜体9中还设有与所述夹套16相通的加热盘管8；釜体9底部设有出料管17，出料管17上设有保温阀10；所述釜体9内设有带孔隔板14，其将所述熔硫釜D的内部空。
15、间分为进行脱水硫膏硝酸氧化处理的上腔体和进行熔硫过程的下腔体，在所述带孔隔板14的中部设有硫膏分布器13，其为伞形结构，开口向下，顶端正对所述进料管11的中心。其中加热盘管8的管径不小于40MM。所述传送带C具有带式或斗式结构。0021在优选的实施方案中，所述硫膏分布器13开口的张开角度为60120。通过硫膏分布器13的作用，脱水硫膏在通过进料管11进入熔硫釜的过程中，可以更均匀的分散在带孔隔板上，避免堆积在带孔隔板的中部，使脱水硫膏与通过硝酸进液口3进入的硝酸更充分的混合，利于氧化过程的进行。0022在优选的实施方案中，所述熔硫釜E的釜体9上还设有温度接口5、压力接口6和观察口12。0023。
16、在优选的实施方案中，所述熔硫釜E的釜体9及内部设施的材质为304或316L或C4钢材，内衬材料为全氟烷氧基乙烯基醚共聚物或聚四氟乙烯。0024本发明的有益效果为00251、硫泡沫首先通过物理方法脱水，脱硫清液不经加热直接返回到脱硫系统，最大限度地使脱硫清液中的有效成分不被破坏，避免了脱硫液在长时间加热过程中因生成硫代硫酸盐和硫酸盐等含硫副产物盐而变质以及含硫副产物盐被带入脱硫系统后易在脱硫装置内积累导致压降升高的情况，从而不影响脱硫系统的正常运转；00262、对硫泡沫脱水预处理的过程有效减少了进入熔硫釜内的脱硫液的体积，进入熔硫釜的脱硫液减少60以上，提高了熔硫釜的熔硫能力和产量，能耗降低50。
17、以上，提高能源利用率；00273、使用少量廉价的硝酸氧化预处理去除硫膏中的硫代硫酸钠以及有机杂质,从而大大提高产品纯度，产品纯度提高到999以上，而常规熔融法达到的硫纯度最多为90，通常为7080，甚至更低。00284、少量廉价的硝酸的加入有效地解决了因消泡剂的存在导致的脱水硫膏熔融后难以聚集和分层的问题，降低了脱水硫膏中的硫熔融所需的温度，减少了能耗；00295、本发明同时实现了过程的低能耗和产品的高品质，具有工艺简单，操作方便，对原料组分波动适应性强，环境友好等特点。附图说明0030图1是本发明从硫泡沫中回收硫磺的方法的工艺流程图及装置。0031其中A、泡沫槽；B、压滤机；C、传送带；D、。
18、进料装置；E、熔硫釜。0032图2是本发明的熔硫釜的结构示意图。0033各附图标记如下1、进料斗；2、球阀；3、硝酸进液口；4、出液口；5、温度接口；6、压力接口；7、蒸汽出口；8、加热盘管；9、釜体；10、保温阀；11、进料管；12、观察口；13、硫膏说明书CN104211018A4/5页6分布器；14、带孔隔板；15、蒸汽进口；16、夹套；17、出料管；18、冷凝液出口0034图3是本发明的带孔隔板结构示意图。具体实施方式0035下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不应理解为对本发明的限制。0036如图1所示，本发明的处理硫泡沫回收硫磺的低能耗方法的工艺流程为首先将来自脱硫系统泡沫槽A的。
19、硫泡沫通过压滤机B压滤脱水得到脱水硫膏和脱硫清液，脱硫清液通过循环泵回流至脱硫系统继续利用，脱水硫膏通过传送带C输送至进料装置D，继而导入熔硫釜E内进行熔融。其中所述进料装置包括进料斗1和球阀2。0037如图2所示为本发明的处理硫泡沫回收硫磺的低能耗方法的装置中的所述熔硫釜E的结构示意图，所述熔硫釜E包括釜体9，在釜体9顶部设有进料管11，所述进料管11通过其上部的球阀2连接有进料斗1，所述进料管11的侧壁上设有硝酸进液口3，在硝酸进液口3下面的釜体上设有出液口4，其连接通入硝酸氧化清液液面下的管子，硝酸氧化清液以及脱水硫膏熔融后的上层液体在釜内压力的作用下通过管子经由出液口4排出；环绕所述釜。
20、体9的内壁设有夹套16，夹套16上设有蒸汽进口15、蒸汽出口7和冷凝液出口18，釜体9中还设有与所述夹套16相通的加热盘管8；釜体9底部设有出料管17，出料管17上设有保温阀10；其中所述釜体9内设有带孔隔板14，其将所述熔硫釜D的内部空间分为脱水硫膏硝酸氧化处理的上腔体和进行熔硫过程的下腔体，在所述带孔隔板14的中部设有硫膏分布器13，其为伞形结构，开口向下，顶端正对所述进料管11的中心。任选地，所述熔硫釜E的釜体9上还设有温度接口5、压力接口6和观察口12。0038脱水硫膏经由进料管斗1和球阀2进入熔硫釜，通过控制球阀2的开闭来控制脱水硫膏的进入量。进料过程中将脱水硫膏与来自硝酸进液口3的。
21、硝酸按照硝酸的用量为所述脱水硫膏的150WT,优选240WT，更优选330WT,仍更优选420WT,最优选510WT的比例混合，并且在进料过程中通过伞形硫膏分布器13的作用使脱水硫膏均匀分布在带孔隔板14上。通过控制由蒸汽进口15进入的蒸汽的温度来控制釜体内的温度，使得熔硫釜的带孔隔板上方的温度低于硫的熔点112,并使得带孔隔板下方的温度高于硫的熔点，例如为113140。将带孔隔板上方的温度保持在低于硫熔点的温度下并持续530MIN，使硝酸充分氧化脱水硫膏中的有机杂质。氧化处理后硫膏通过带孔隔板14上的孔进入下腔体，将下腔体的温度保持在113140下并持续053H，使脱水硫膏熔融分层，对于上层。
22、的硝酸氧化清液当硝酸用量有剩余时，将其返回到本发明的步骤二中循环使用；当硝酸氧化清液中基本无硝酸时，将得到的硝酸氧化清液返回到湿法脱硫步骤循环利用，或处理后排放。熔硫结束后，通过熔硫釜底部的出料管17排出熔融后的硫使其进入模具，冷却后即为硫磺产品。0039实现本发明的处理硫泡沫回收硫磺的低能耗工艺也可以采用前后相连的两套装置来完成，即硝酸氧化装置和熔硫釜。在脱水硫膏进入熔硫釜前先将脱水硫膏与硝酸在硝酸氧化装置中混合，使两者的混合物在室温至112的温度下保持530MIN，氧化后的硝酸氧化清液如上文所述循环利用，将氧化处理后的脱水硫膏送入熔硫釜中在113140的温度下保持053H，进行熔融，熔融后。
23、上层的液体通过出液口排出，下层的熔融后的硫通过出料管排出使其进入模具，冷却后即为硫磺产品。说明书CN104211018A5/5页70040实施例100415G硫泡沫，含硫磺998、硫代硫酸钠615、水分8138，在室温下向其中加入1ML65HNO3，在室温下预处理5MIN，在烧瓶中于130下加热30MIN，降温冷却后得到硫磺产品，纯度9992，而不进行硝酸预处理相同质量的硫泡沫在130下加热120MIN熔融无法得到硫磺产品。0042实施例2004315G脱水硫膏，含硫磺5214、硫代硫酸钠3202、水分1584，向其中加入3ML65HNO3和10ML水，在室温下预处理5MIN，在烧瓶中于130。
24、下加热30MIN，降温冷却后得到硫磺产品，纯度9996。而不进行硝酸预处理相同质量的脱水硫膏在130下加热120MIN熔融后得到的硫磺产品的纯度仅为59。0044实施例3004515G脱水硫膏，含硫磺5214、硫代硫酸钠3202、水分1584，向其中加入5ML16HNO3，在80预处理5MIN，在烧瓶中于130下加热30MIN，降温冷却后得到硫磺产品，纯度9995。0046上述实验不仅可以在烧瓶中进行，也可以在以上下游方式连接的两个独立容器中进行或者在熔硫釜中进行，均可以取得类似的实验效果。0047与现有技术相比，按照硫泡沫中含硫量为6WT、脱水硫膏中含硫量为50WT计算,采用本发明的方法，生产每吨硫磺需加热的脱硫液由16吨左右降至2吨左右，需加热脱硫液质量降低80以上；吨硫磺蒸汽消耗量从34吨降至1吨左右，节能60以上。并且，常规熔融法得到的硫纯度最多为90，通常为7080，使用本发明的方法，产品纯度提高到999以上。可见，本发明同时实现了低能耗与高产品纯度。此外，本发明尤其适合处理常规熔硫法不能处理的含有消泡剂的脱水硫膏。说明书CN104211018A1/3页8图1说明书附图CN104211018A2/3页9图2说明书附图CN104211018A3/3页10图3说明书附图CN104211018A10。