[發明專利]一種從硫泡沫中回收高純硫磺的方法和裝置

有效

• 申請號: 201410447347.0
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104211018B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 楊曉進;張浩;楊軍;唐陽;萬平玉
• 申請（專利權）人: 楊曉進
• 主分類號: C01B17/027
• 分類號: C01B17/027
• 代理公司: 北京權泰知識產權代理事務所(普通合伙)11460
• 代理人: 任永利

技術領域

本發明屬于濕法脫硫副產品加工領域，具體涉及一種從硫泡沫回收高純硫磺的方法和裝置。

背景技術

在我國的化肥廠、焦化廠等行業均采用濕法氧化脫硫技術脫除原料氣中的H₂S，其工藝基本原理為原料氣中的H₂S被堿液(碳酸鈉溶液、氨水等)吸收中和后形成含有HS^-的溶液，其中的HS^-與氧化性催化劑(栲膠等)反應生成細小的單質硫顆粒，同時氧化性催化劑轉變為還原性催化劑。還原性催化劑由空氣氧化再生后返回系統循環使用，單質硫通過浮選后以硫泡沫形式與吸收液分離。硫泡沫中含有細小硫磺顆粒以及硫代硫酸鹽、焦油、萘等雜質。

目前，硫泡沫主要通過熔融法處理來生產硫磺產品，具體步驟為：將含3-8wt％懸浮硫的硫泡沫用泵送入熔硫釜后用蒸汽在130℃下加熱，細小的單質硫磺顆粒融化為液體硫磺而聚集，因液體硫的密度大于水和雜質的密度，熔融后的硫磺逐漸沉降到熔硫釜底部，從熔硫釜底部放料冷卻后即為硫磺產品；而約90％的脫硫液從熔硫釜上部返回脫硫系統。該方法存在以下缺點：(1)回收少量硫磺的同時必須長時間加熱90％以上的脫硫液，該過程極大的增加了能耗，降低了能源利用率；(2)脫硫液在長時間加熱過程中因生成硫代硫酸鹽和硫酸鹽等含硫副產物鹽而變質，含硫副產物鹽被帶入脫硫系統后易在脫硫裝置內積累導致壓降升高，從而影響脫硫系統的正常工作；同時脫硫液中含硫副產物鹽濃度的升高嚴重影響H₂S的吸收效果，降低脫硫效率；(3)該工藝無法徹底去除有機雜質和硫代硫酸鹽雜質，導致硫磺產品質量差，純度達不到國家標準。

中國專利CN 202687953U、CN 202687952U、CN 103641074A采用物理方法使硫泡沫脫水，析出的脫硫液直接返回脫硫系統，脫水硫膏則直接送入熔硫釜。上述專利有效提高了能源利用率，卻沒有消除有機雜質對產品硫磺的影響。CN 102267688A、CN 1696051A應用重力沉降原理，使硫磺與有機雜質、水分離生產硫磺產品。CN 102502522A將硫泡沫通過鼓泡攪拌后送入熔硫釜生產硫磺產品。上述專利的方法能耗高且沒有徹底消除雜質對產品的影響。

綜上所述，在硫泡沫通過熔融法處理來生產硫磺產品的過程中，低能耗和產品的高純度無法同時實現。

此外，在用堿液吸收原料氣中的H₂S的過程中，吸收塔里的吸收液中會有大量泡沫產生，影響操作的連續進行。工業生產中通常向吸收液中加入消泡劑來消除泡沫，從而可以大幅度地提高H₂S的吸收效率。這些消泡劑主要為有機硅氧烷或聚硅醚等，并以柴油、煤油或植物油等作為稀釋劑稀釋1-10倍使用，這些消泡劑和稀釋劑包裹在細小單質硫磺的表面，使得硫泡沫的熔融處理特別困難，因為在熔融過程中，由于消泡劑和稀釋劑的包裹作用，即使當對脫水硫膏的加熱溫度高于硫的熔點112℃，甚至高達140℃時，細小硫磺顆粒雖然被熔融，但熔融的硫磺難以聚集，從而不能實現液體硫與水相的分層，導致難以從中回收硫磺。因此，也需要一種對這種含有消泡劑的硫泡沫進行處理以從中回收硫的方法。

發明內容

針對熔融法過程高能耗和產品低純度的缺陷，提出本發明。本發明的目的在于提供一種從硫泡沫中回收高純硫磺的低能耗方法和裝置，具有操作簡單、節能環保、高附加值的特點。

此外，本發明不僅適合于處理普通的硫泡沫，而且尤其適合處理含有消泡劑的硫泡沫。

本發明第一方面涉及一種從硫泡沫中回收高純硫磺的方法，其包括以下步驟：

(一)將硫泡沫經壓濾機脫水得到脫水硫膏；

(二)向脫水硫膏中加入硝酸，氧化去除硫代硫酸鹽以及有機雜質；

(三)通過熔融法制備高純硫磺，其中所述高純硫磺的硫含量大于99.9wt％。

其中，所述硫泡沫中含硫量為≤12％，通常為6％；經過壓濾處理后，所述脫水硫膏中的含硫量為50％-60wt％，硫代硫酸鈉為0％-35wt％。

在優選的實施方案中，所述硫泡沫為含有消泡劑的硫泡沫，其中所述消泡劑包括有機硅氧烷或聚硅醚。本發明通過使用少量硝酸預處理脫水硫膏，不僅可以氧化脫水硫膏中消泡劑和其它的有機雜質，而且還可以實現脫水硫膏熔融后分層，使得原本難以用熔融法處理的含有消泡劑的硫泡沫也能用熔融法得到處理。