液態硫磺儲運設計要點概述

張賀飛 曾龍 仇詩其

摘 要：根據某實際設計項目，概述液硫儲運設計要點。希望對相關工作提供參考。

關鍵詞：液硫；儲運；設計要點；概述

硫磺儲運主要目的是工業制硫酸，而用于制酸的硫磺必須是液態的，因此，液硫儲運相比固態硫磺儲運，液硫可以直接用于制酸，有利于縮短硫磺制酸工藝步驟，節省成本，降低能耗。文章結合某實際項目，概述液態硫磺儲運設計要點。

1 液硫儲運優點

液硫儲運硫磺的來源是地下熔硫，經過管道輸送到運輸槽船或槽車，全程保溫運輸到用地儲存使用，相比固態硫磺儲運，液硫儲運有以下優點：管道輸送，儲罐儲存，儲運過程便捷高效；液硫儲運過程封閉保溫，可有效避免雜質引入，既利于達到GB/T2449對硫磺品質的要求，又利于減少儲運過程損失；固態硫磺儲運既易產生易爆粉塵，又可能產生摩擦靜電，存在較大的安全隱患，液硫儲運過程不產生粉塵，通過合適管徑的輸送管道，又能避免靜電，因此液硫儲運更安全。

2 液硫儲運設計要點

2.1 儲運溫度

硫磺有多種形式的同素異形體：低于95.4℃的稱為α-硫，屬斜方晶系，稱斜方晶硫，又稱正交晶硫；95.4～118.9℃的稱β-硫，屬單斜晶系，稱單斜晶硫；正交晶硫在95.4℃轉變為單斜晶硫。118.9～159℃的硫磺為液態，大部分為環狀的Sb分子，稱為γ-硫。

160℃以下液硫的粘度如圖1，由于液體硫磺的粘度隨溫度的變化較大，在生產中，為了保證液體硫磺具有良好的流動性，一般將溫度控制在135～145℃。

2.2 液硫輸送

2.2.1 輸送設備

裝卸臂廣泛用于液硫裝卸船，相比較軟管，裝卸臂卸船使用方便、環保、技術成熟，全球絕大部分裝卸液硫的碼頭都采用裝卸臂。裝卸臂需用蒸汽保溫，目前一般要求配備ERC（緊急脫離裝置）。工作時將臂伸出， 使裝卸臂管口法蘭與船上的管口法蘭對正，用快速連結器將兩個法蘭卡牢。裝卸完畢后將臂收回，排凈臂內液硫。

離心泵是最主要的液硫輸送動力設備，根據儲罐類型的不同，分為立式泵和臥式泵兩種，地上儲罐用臥式，地下罐用立式泵。臥式離心泵（API610）流量可達300～400m3/h，一般采用機械密封，并用0.35MPa飽和蒸汽對泵進行保溫。臥式離心泵也可采用磁力泵（API685），目前可用于生產的液硫用磁力泵流量可達120m3/h，揚程可達41m。立式泵則不需機械密封，但需對泵軸通0.35MPa飽和蒸汽保溫。

液硫過濾設備主要有板框過濾機和籃式過濾器兩種，板框過濾機國內產品已普遍生產，而籃式過濾器只能靠進口。板框過濾機一般用于固態硫磺溶解后的過濾，主要過濾固態硫磺中的雜質以及為中和酸而產生的鹽等。籃式過濾器主要用于過濾含雜質較少的液硫，濾芯采用可抽換式玻璃纖維棒，根據過濾能力的不同，采用相對應的纖維棒數，進出口壓差為0.02～0.2MPa。

2.2.2 輸送管道

液硫管道運輸壓力下流速1.1～1.5m/s，最大1.8m/s；重力下流速0.4～0.8m/s。液硫管道應有不小于4/1000的坡度，低點設排液口，以利于管道排凈，防止液硫凝結堵塞管道。

液硫輸送一般采用夾套管，夾套中通入飽和蒸汽以維持輸送溫度135～145℃。夾套管有全夾套式和半夾套式。全夾套式管道所有管件采用夾套保溫，保溫效果好，但現場施工靈活度差，漏點多。半夾套式管道跨接部不設夾套，幾乎不存在漏點，現場安裝也方便。SEI要求液硫管道變向地方需使用十字接頭，以利于拆卸檢修。

一種新型的專門用于液硫輸送的專利產品（CSI）目前正在推廣，如圖2。

此種管道無漏點，導熱效率高，安裝方便，缺點是屬于專利產品，價格昂貴，維修成本高。

2.3 液硫儲存

液硫儲罐有地上式和地下式兩種，地下式包括半地下式。地下式液硫池一般用于固態硫磺熔融的儲存及靜置沉淀，材質可選用碳鋼或混凝土。液硫池與熔硫池連接，熔硫由熔硫池溢流至液硫池，靜止后泵送至下一工段。液硫池四周設耐腐蝕保溫磚，池內管道與空氣面接觸的部分需采用用不銹鋼，蓋頂設保溫盤管。液硫池熱損失主要依靠插入液面以下的加熱盤管補償，經實踐驗證，傳熱系數可達58W/（m2·K）。地上罐是儲存液硫的主要方式，一般為常壓拱頂罐，材質為碳鋼。與地下罐類似，地上罐頂部、底部、液硫液面以下都需設保溫盤管，來補償熱損失，罐內管道在氣液接觸面處需采用不銹鋼材質（316或316L）；值得注意的是，液硫操作溫度為140℃左右，因此罐底基礎需耐此溫且有保溫設計。考慮到倒灌，一般從灌頂進料，進料管設破真空管。為便于罐清空，可以將罐底設計成2%坡度坡向出口管嘴一側。液硫進出罐管嘴需設計成夾套管嘴，以防止液硫凝結。液硫儲罐一般采用蒸汽消防，罐內設消防用氣體和溫度傳感器，消防事故發生時，傳感器發出警報并聯鎖開啟滅火蒸汽閥門，蒸汽沖破爆破片進入液硫儲罐滅火。

3 結束語

液硫儲運發展多年，工藝成熟，運行穩定。作者結合某海外項目中的碼頭至后方罐區液硫儲運設計，概述了液硫儲運設計要點，對液硫儲運設計有一定參考意義。

參考文獻

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