張誠，彭學(xué)江，陳文勝

(貴州開磷集團(tuán)礦肥有限責(zé)任公司，貴州開陽 550302)

液體硫磺過濾技術(shù)改造與運(yùn)行實(shí)踐

張誠，彭學(xué)江，陳文勝

(貴州開磷集團(tuán)礦肥有限責(zé)任公司，貴州開陽 550302)

硫酸生產(chǎn) 硫磺 過濾 技術(shù)改造 運(yùn)行實(shí)踐

貴州開磷集團(tuán)是集礦業(yè)、磷化工、煤化工、氯堿化工、氟化工、硅化工等為一體的現(xiàn)代化大型企業(yè)集團(tuán)，現(xiàn)擁有磷礦石8 000 kt/a、高濃度磷復(fù)肥5 500 kt/a、煤基化工產(chǎn)品2 000 kt/a以上、硫酸5 600 kt/a、氯堿化工產(chǎn)品300 kt/a以上、黃磷20 kt/a、氟硅化工產(chǎn)品90 kt/a、碘100 t/a、季戊四醇60 kt/a及磷石膏新型建材1.0×109塊/a。集團(tuán)旗下有兩大磷化工基地:一是位于貴陽息烽小寨壩鎮(zhèn)的磷煤化工基地，其中的貴陽開磷化肥有限公司(原息烽重鈣廠)現(xiàn)擁有磷酸二銨1 300 kt/a、磷酸一銨360 kt/a、重過磷酸鈣200 kt/a、硫酸2 000 kt/a、磷酸800 kt/a、氟硅酸鈉25 kt/a、黃磷20 kt/a、工業(yè)磷酸一銨30 kt/a、無水氟化氫20 kt/a、沉淀白炭黑10 kt/a及50 t/a磷礦石伴生碘回收裝置;貴陽開磷化肥有限公司現(xiàn)有4套硫磺制酸裝置，產(chǎn)能分別是200，400，600，800 kt/a。二是位于貴陽開陽金中鎮(zhèn)大水工業(yè)園的磷肥基地，其中的貴州開磷集團(tuán)礦肥有限責(zé)任公司(以下簡稱開磷礦肥)現(xiàn)擁有磷礦石3 000 kt/a、磷酸二銨2 900 kt/a、磷酸一銨200 kt/a、硫酸3 600 kt/a、氟硅酸鈉50 kt/a及50 t/a磷礦石伴生碘回收裝置。開磷礦肥一、二期項(xiàng)目建設(shè)有3套硫磺制酸裝置，產(chǎn)能分別是400，800，800 kt/a，一期800 kt/a裝置于2009年投產(chǎn)，二期800 kt/a裝置于2010年投產(chǎn);三期項(xiàng)目配套建設(shè)2套800 kt/a硫磺制酸裝置，2016年底投產(chǎn)。

貴州開磷集團(tuán)5 600 kt/a硫酸產(chǎn)能一年至少消耗固體硫磺1 900 kt，約占國內(nèi)硫磺總消費(fèi)量的11%。2015年國內(nèi)硫磺總消費(fèi)量在16 560 kt，進(jìn)口硫磺11 930 kt，貨源主要來自中東地區(qū)的伊朗、哈斯克斯坦、沙特阿拉伯，東亞地區(qū)的韓國、日本，以及俄羅斯和加拿大［1］。

因固體硫磺生產(chǎn)及長途運(yùn)輸、裝卸過程中帶入各種雜質(zhì)，導(dǎo)致原料硫磺中灰分含量高、有時(shí)還含有氯離子等雜質(zhì)，直接影響制酸利用。開磷礦肥采購硫磺基本來自國外不同地方，點(diǎn)多面廣，隨著國內(nèi)硫磺需求量不斷增大，固體硫磺質(zhì)量明顯下降，各類雜質(zhì)含量偏高。因此，對(duì)硫磺制酸裝置而言，硫磺過濾精制是確保裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行的重要工序。

1 硫磺過濾存在問題

開磷礦肥硫酸產(chǎn)能達(dá)到3 600 kt/a，需用硫磺超過1 200 kt/a。固體硫磺原料目前存在的最大問題是灰分含量居高不下，原有一次機(jī)械過濾工藝難以滿足制酸硫磺品質(zhì)需要。2013—2016年開磷礦肥采購固體硫磺品質(zhì)(平均值)見表1。

表1 2013—2016年采購固體硫磺品質(zhì)(平均值)

由表1可見:采購的固體硫磺品質(zhì)一般，主要指標(biāo)達(dá)不到《工業(yè)硫磺第1部分:固體產(chǎn)品》(GB/T 2449.1—2014)優(yōu)等品指標(biāo)，只達(dá)到一等品指標(biāo)。開磷礦肥硫酸生產(chǎn)中一般控制進(jìn)焚硫爐液硫灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.003%以下，精制液體硫磺中灰分含量太高，將會(huì)使得催化劑阻力上升，縮短裝置開車時(shí)間。

原有一次機(jī)械過濾工藝采用液硫過濾機(jī)對(duì)融化的液體硫磺機(jī)械加壓強(qiáng)制過濾，由于采購硫磺灰分含量、酸度較高，導(dǎo)致液硫過濾機(jī)清理頻繁，廢渣量大，設(shè)備使用效率下降，更重要的是過濾液體硫磺的質(zhì)量得不到保證。液體硫磺過濾系統(tǒng)技術(shù)改造前，經(jīng)一次過濾后硫磺灰分含量情況見表2。

表2 一次過濾后硫磺灰分含量情況(平均值)

由于液硫過濾機(jī)一次過濾后硫磺質(zhì)量達(dá)不到正常生產(chǎn)要求，硫酸裝置生產(chǎn)中出現(xiàn)焚硫爐內(nèi)雜質(zhì)燃燒掛壁、余熱鍋爐換熱管堵塞、轉(zhuǎn)化器一段催化劑堵塞結(jié)塊、催化劑床層阻力不斷上升等一系列問題，影響裝置正常運(yùn)行。硫酸裝置檢修前后轉(zhuǎn)化器一段催化劑床層阻力情況見表3。

表3 硫酸裝置檢修前后轉(zhuǎn)化器一段催化劑床層阻力情況

2 液硫過濾技術(shù)改造

在固體硫磺貨源緊張、采購較為困難的局面下，固體硫磺原料質(zhì)量無法改變，只有對(duì)液硫過濾系統(tǒng)優(yōu)化改造，才能實(shí)現(xiàn)精制液體硫磺品質(zhì)提升。借鑒其他單位實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)［2－4］，開磷礦肥2014年實(shí)施液硫過濾系統(tǒng)技術(shù)改造，將原來的一次機(jī)械過濾改為兩次機(jī)械過濾，增設(shè)1臺(tái)精制液硫地下槽及泵，將原來7臺(tái)液硫過濾機(jī)重新布置，其中4臺(tái)作為一次過濾設(shè)備，3臺(tái)作為二次過濾設(shè)備;對(duì)所有液硫液位、流量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)，既提高了操作的可靠性，又降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。相應(yīng)優(yōu)化調(diào)整操作工藝指標(biāo)，對(duì)過濾機(jī)濾布及硅藻土濾料層規(guī)格型號(hào)也做了優(yōu)化調(diào)整。改造后液硫過濾系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 改造后液硫過濾系統(tǒng)工藝流程

3 運(yùn)行情況

液硫過濾系統(tǒng)技術(shù)改造后運(yùn)行良好，精制液體硫磺灰分含量顯著降低，硫磺灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于0.002%(見表4)。

表4 兩次過濾后硫磺灰分含量情況(平均值)

除對(duì)液硫過濾系統(tǒng)技術(shù)改造外，開磷礦肥還在空氣鼓風(fēng)機(jī)入口增設(shè)空氣過濾器，以減少空氣帶入轉(zhuǎn)化器灰塵量。2014年一、二期800 kt/a硫磺制酸裝置大修后至今已穩(wěn)定運(yùn)行2年時(shí)間，2015年1月和2016年8月對(duì)2套裝置轉(zhuǎn)化器一段催化劑床層阻力進(jìn)行檢測，床層阻力未見明顯上升(見表5)。

表5 轉(zhuǎn)化器一段催化劑床層阻力情況

4 結(jié)語

精制液體硫磺作為硫磺制酸裝置生產(chǎn)的原料，其質(zhì)量控制非常重要。對(duì)于采購品質(zhì)達(dá)不到優(yōu)等品指標(biāo)的硫磺，應(yīng)采用2級(jí)機(jī)械過濾方式精制硫磺;同時(shí)加強(qiáng)對(duì)酸度、氯離子、砷、鐵、有機(jī)物等有害雜質(zhì)的控制和去除，把好進(jìn)焚硫爐原料關(guān)。這樣才能從源頭上提高硫磺制酸裝置開車時(shí)間，降低裝置生產(chǎn)成本。

［1］張瑜.2015年中國硫磺市場的統(tǒng)計(jì)與分析［J］.硫酸工業(yè)，2016(1):7－10.

［2］金斌，王本峰.硫酸裝置熔硫工序堵塞問題研究與解決方案［J］.硫酸工業(yè)，2016(4):42－44.

［3］余琴花，胡彬.纖維素助濾劑在液硫過濾中的應(yīng)用實(shí)踐［J］.硫酸工業(yè)，2014(5):20－22.

［4］余琴花.硫磺制酸裝置液硫精制采用兩次過濾的實(shí)踐［J］.硫磷設(shè)計(jì)與粉體工程，2012(4):18－20.

TQ111.16

B

1002－1507(2017)02－0019－02

2017－01－04。

張誠，男，貴州開磷集團(tuán)礦肥有限責(zé)任公司高級(jí)工程師，現(xiàn)從事技術(shù)管理工作。電話:13885065654;E-mail: tsp7714880@126.com。