硫磺回收装置湿法液下造粒成型机的应用

郭历伟

（盛虹炼化（连云港）有限公司 江苏连云港 222002）

硫磺回收装置是炼油及天然气企业中重要的组成部分,将炼油化工尾气中含硫酸气体转化成单质硫，从而变废为宝,以减轻或避免其直接排放对环境造成污染。造粒成型机，在以往小规模硫磺回收装置以回转钢带成型机为主，近年来，随着硫磺回收装置规模逐渐增大［1］，处理量小、故障率高、占地面积大的钢带造粒技术已逐渐不能满足要求，新型造粒成型技术应运而生。

1造粒成型工艺简介

硫磺回收装置造粒成型技术目前主要有传统的回转钢带造粒，转筒造粒成型和湿法液下造粒成型等三种工艺。

1.1 回转钢带造粒工艺（图1），是利用布料器将来自上游的连续液硫快速、规则地分割成成排断续滴落的液滴,并利用其黏性和表面张力使之滴落在回转钢带上，利用薄钢带传动输送和喷淋强制冷却,使液硫迅速冷凝、固化成形，形成半球状均匀颗粒[1]。

图1 回转钢带造粒成型机

1.2 转筒造粒成型工艺［2］（图2、图3），液硫通过喷嘴不断喷出，小的硫磺粒子（种粒）随着转筒的旋转从上面落下后，被喷裹上一层熔态的硫磺，同时转筒中有另一排喷嘴不断地喷出冷却水，水滴吸热后汽化蒸发，从而将熔态硫磺中的热量吸附出来，被涂裹的液硫冷却凝固，小的硫磺粒子体积变大，完成一次涂裹、结合、冷却、长大的过程，如此反复，颗粒的体积和重量不断增加。成型的硫磺颗粒从转筒的出口落到筛分装置上，不够尺寸的颗粒被分离出来，通过输送带返回硫磺转筒中作为种粒继续成型；符合要求的颗粒通过输送带运到下游。同时水蒸汽由引风机排出造粒机回转筒外，排出的尾气经水洗除尘后排空。整个过程由计算机实时控制液硫、冷却水的温度和流量，使物料既能快速冷却，又能有效防止物料含水量过大，避免造成水分超标［3］。

图2 转筒造粒成型机

图3 转筒造粒成型原理

1.3 湿法液下造粒成型工艺[3]（图4、图5），液硫被输送到成型装置顶部的成型盘，均匀地分散流入成型盘，成型盘上设计有一定规格的孔眼，通过孔眼连续滴入成型罐内的水中，迅速冷却固化。成型后的颗粒硫磺沉淀在成型罐锥形底部，当硫磺积攒到一定高度时，成型罐下面的阀门打开，硫磺颗粒和水一同落到振动筛上，经振动筛脱水、筛分、干燥后，尺寸合格的硫磺颗粒输送到下游。粒径不符合要求的小颗粒，连同工艺水流至沉淀罐中，通过沉淀罐及螺旋输送机将小颗粒从工艺水中分离出来，分离出的小颗粒通过熔硫罐熔化成液态硫磺后再送到液硫池。水经换热器冷却后再由泵送回到成型罐中，循环使用［4］。

图4 湿法液下造粒成型机

图5 湿法液下造粒成型原理

2 工艺技术比较［5］

回转钢带造粒机单机生产能力最大只能达到6 t/h，处理能力小，在工艺实现上需采用多机组并联完成，占地面积大，且钢带的故障率和更换维护费用高，已不适用于大规模硫磺回收装置。近年来，新建硫磺回收装置规模越来越大，已很少采用回转钢带造粒成型工艺，因此，本文以盛虹炼化4×15万吨硫磺回收装置成型机选型为例，重点对转筒造粒和湿法液下造粒成型工艺进行比较，见表1。

表1 转筒和湿法液下成型工艺技术比较

从上述对比可以看出，转筒造粒成型和湿法液下造粒成型在技术，基本都可以满足大规模硫磺回收装置的技术要求，两种技术在能耗成本、环保指标上相差不大，但在其他方面各有优劣。转筒造粒成型单台产能低、操作弹性差，成型颗粒不均匀不美观，但含水量低，厂房占地面积稍大，设备造价较高；湿法液下造粒成型单台设备处理能力大、操作弹性范围大，硫磺颗粒成型均匀，表面更光泽，但水含量相对较高，厂房占地小但高度稍高，设备造价相对较低［6］。

除表1对比外，转筒造粒成功业绩远多于湿法液下造粒，在湿法液下造粒的调研中，现场硫磺粉尘堆积较多，环境较差，脱水振动筛振动噪声较大，有的甚至与框架产生谐振，也有部分业绩细粉量大，经常堵塞下料口，造成设备停工。湿法液下造粒成型，在近期新投产的某石化公司应用之前有很多不足之处，让用户在选择该技术时心存顾虑，盛虹炼化硫磺回收装置成型机经过多方调研，多方案比选，最终也选择了湿法液下造粒技术，并在采购技术协议阶段，将调研中遇到的问题，并采取相应的改进措施。

图6 某石化湿法液下造粒硫磺成型颗粒

3 湿法液下造粒改进措施

针对湿法液下造粒在实际应用中，出现的各种问题，深入细致的分析原因，改进措施如下：

3.1 成型不好，硫粉含量高

（1）液硫进料直接冲击在成型盘上，产生喷溅，喷溅液滴落入主机体成型罐工艺水中，形成细小硫粉，并使得成型盘附近主机表面积聚大量硫磺粉尘。可以通过在液硫下料口增设一个下部开小孔的T型管道预分配器，让大股液硫变成均匀细流落入成型盘上，从而避免冲击喷溅的发生。

（2）成型不好，颗粒不均匀，细粉多，主要原因出在成型盘上，一是成型盘与主机体成型罐内工艺水间距不合适，可以通过摸索和调整工艺水液位得到解决；二是成型盘加工精度不高，成型盘的开孔加工表面粗糙度低，存在毛刺，影响液硫小液滴的形成效果，最终导致不规则的液硫液滴落入水中成型不好，可以通过严控成型盘的开孔质量，机械加工成型后，逐个开孔人工手动打磨，保证开孔光滑无毛刺。

3.2 振动筛振动噪声大，故障率高

（1）振动筛在设计上，要避开与钢结构框架形成共振的频段，振动筛的支腿地脚与平台要加设隔震器，以避免振动传导到框架平台，引发更大的振动和噪声。

（2）振动筛故障频繁，多数是由于支撑件疲劳强度不够，可以在采购阶段，变更材质或增加厚度，以增加支撑件的抗疲劳强度。

3.3下料口堵塞

（1）在主机体成型罐上设置玻璃板，并通过远程高清摄像头，实时监控成型罐内硫磺颗粒界位。

（2）在易于堵塞的部位设置电动锤，定时振捣，防止堵塞。并下料口处设置便于拆卸疏通的检查口，即使堵塞了，也便于检修清理。

3.4 排风尾气携带硫磺粉尘

对于排风尾气携带硫磺粉尘的问题，可在排风机前增加水洗除尘系统，将尾气中的硫磺粉尘，用水喷淋冲洗下来，回到沉淀水槽中。

4 结语

湿法液下造粒成型技术，作为一种硫磺造粒成型新技术，在处理能力、操作弹性、投资占地、运行维护、能耗成本等方面都有很大的优势。固然，新技术刚刚应用，存在一些问题，但这些问题，已经都有了相应的改进措施，因此，原来的长周期运行、现场环境差等劣势，也都得到了极大的改进，非常适用于大规模硫磺回收装置。