硫磺造粒設備選型研究

吳寒薇

摘要：硫磺是化工業十分常見的基礎類原材料，是很多工業產業生產的必備原料之一。目前我國的硫磺生產主要依靠原油及天然氣的凈化回收，原油和天然氣在形成液態硫磺的過程中，存在硫磺固化結晶的現象。同時，因為硫磺的熔點過高，液態硫磺不易進行實際的儲存。所以常使用固化造粒技術對液態硫磺進行回收和儲存，而不同的造粒設備有著不同的使用目的和應用場合，此文將簡要研究硫磺造粒設備的選型方案，介紹關于硫磺造粒技術的部分內容。

關鍵詞：硫磺回收;造粒技術;設備選型

一、關于硫磺回收裝置工藝流程的基本內容

硫磺回收裝置工藝的流程共分為四個部分，分別是制硫、尾氣處理、尾氣焚燒以及液體硫磺成型。目前國際上主要采用的回收工藝是源自二十世紀三十年代的克勞斯硫磺回收工藝。在這種工藝的硫磺生產過程中，原油或煤炭中的硫化物會轉化成為H2S，這種有害的劇毒物質會對人體和周邊的環境產生劇烈的負面影響，因此使用克勞斯工藝進行回收的第一任務就是要將含有H2S的酸性氣和氧氣在燃燒爐中燃燒殆盡。嚴格控制氧氣和H2S的比例，能夠將其中至少三分之一的H2S通過燃燒生成SO2，剩余三分之二的H2S將會與生成的SO2一起進入反應器當中，通過克勞斯反應，利用催化劑的催化反應最終得到液態硫磺和水。而在這部分反應完成之后，剩余的氣體還是可以進行二次甚至三次回收利用，這樣就大大提升了利用效率。所以克勞斯回收工藝是目前國際上主要使用的硫磺回收技術，其回收率能夠達到95%，且二次甚至是三次硫磺的回收率也已經達到96%。

我國對硫磺回收技術也是越來越重視，這與日益糟糕的環境和日益加快的城市化進程不無關系，我國在GB31570-2015《石油煉制工業污染物排放標準》中，明確的指出了酸性氣體回收裝置SO2的排放值要控制在400mg/m3，，因此我國在硫磺回收工藝的安排和使用上會更為的嚴格，為了達到這一排放的要求，我們在原始的克勞斯工藝基礎之上又添加了尾氣的處理和尾氣的焚燒技術，這樣一來剩余SO2也會得到有效的緩解，整體硫磺的回收率已經能夠達到99%[1]。

而我們所謂的造粒工藝，正是在這些工藝基礎之上產生的，它的存在是為了更好的對硫磺進行儲存和運輸，因為制硫結束后，其液態硫磺需要進行固化處理，而處理技術一共分為兩種，一種是造粒技術，另一種是結片工藝，造粒技術的實際使用功效更好，對于硫磺的質量更能有所保證，因此，目前運用最多的還是造粒技術。

二、典型的硫磺造粒技術設備相關介紹

（一）、回轉鋼帶造粒

回轉鋼帶造粒主要使用冷卻水和液態硫磺間接換熱的手段來造粒。鋼帶機是其主要的造粒機器，其使用過程為：將硫磺自回收裝置中提取出來利用硫磺泵經蒸汽夾套伴熱管線直接輸送到過濾器當中進行過濾，過濾完畢的液態硫磺再次進入伴熱管線當中被傳輸到造粒機轉筒布料器定子中的物料流道，流動狀態下的硫磺可以順暢的通過轉筒上方開孔處直接滴落到下方的鋼帶上，這一過程可以想象成小型花灑一樣。而滴落之后的硫磺會受到表面張力的影響，形成一種半圓形的滴液，鋼帶載著這些硫磺液體一直行進，這一過程中冷卻水噴嘴會不停的對鋼帶背面噴水降溫，雖然沒有與硫磺液體直接接觸，但也能夠起到一定的冷卻作用。硫磺在冷卻之后會變成一種半圓形的小顆粒，整個鋼帶行進到末端時這些顆粒會自然脫落。整個過程就是回轉鋼帶造粒的過程，而回轉鋼帶造粒的主要特點就是在整個冷卻過程中，回轉鋼帶的冷卻水是不和硫磺顆粒進行直接的接觸的，因此不存在兩者互相影響，也能有效減少水污染，冷卻水可以循環使用不至于大面積浪費。單臺鋼帶硫磺造粒機產量1.5～6t/h。回轉鋼帶生產出來的硫磺顆粒均勻有一定的美觀性，外觀和硬度都很平均，具有較強的市場競爭力。但是考慮到回轉鋼帶設備的購置費和維修費，建議在有使用資本的基礎上考慮[2]。

（二）、轉筒噴漿造粒

轉筒造粒是在一個圓筒的內壁安裝了許多抄板，隨著圓筒的旋轉，抄板不斷的將筒內硫磺粉粒抄起，在筒內一側自由落下時形成物料幕簾;同時液體硫磺被噴入筒內的物料幕簾上，與下落的硫磺粉粒噴涂凝聚成球形顆粒落在圓筒底部，并再次被筒內抄板抄起。重復以上過程，液體硫磺繼續噴涂，顆粒進一步長大。當顆粒長大到規定的直徑后，越過轉筒一端的擋料板進入成品料倉準備計量包裝。在液硫噴入圓筒的同時，噴入高壓霧化水，利用水的冷卻作用使得液體硫磺顆粒得以快速冷卻固化，防止粘連。

這類造粒方式下形成的硫磺顆粒大小是在一定范圍內的（約1-8mm），因為形成的顆粒具有不平均性和隨機性，因此，在轉筒內部不斷霧化和旋轉的過程中，原本已經冷卻的硫磺顆粒可能會再次附著上設備壁的霧化硫磺，從而不斷的變大。這種造粒方法生產能力大，單臺設備生產能力6～30t/h。設備簡單，安裝維護方便，占地面積小。

（三）、水下濕法造粒

水下濕法造粒是通過冷卻水和液態硫磺直接接觸進行造粒的手段，成型罐和分型盤是其主要的使用設備，將液態硫磺輸送到分型盤當中，再利用分型盤內部的張力將硫磺分散成小的液滴放入成型罐中，通過成型罐中的冷卻水與硫磺直接進行接觸，可以將硫磺冷卻成球形硫磺顆粒，顆粒成型后會隨即下沉，最終從罐底部的出口排出。這樣造粒方式下的硫磺顆粒攜帶有大量的水分，后續還需要進行振動脫水，這類造粒方式的特點就是直接換熱，這樣的效果最為明顯，產量也比較高，單臺設備生產能力可以達到90t/h，每套設備的產量幾乎都可以達到百分之百。且成型盤的設置可以保障硫磺顆粒大小分明，外觀合適，缺點是由于硫磺在冷卻水中直接冷卻，后續工藝過程需對硫磺顆粒增加額外的脫水作業。

結束語

本文為大家介紹了三種不同類型但都是當前市場上較為常見的造粒設備及其使用方法，伴隨著化工產業的發展及硫磺生產的危險性和復雜性，造粒技術凸顯出其關鍵性及重要性。我們應當熟悉不同的造粒設備和方法，根據項目實際情況選擇最為適宜的工藝和設備進行生產，以此來滿足不同項目的需求。

參考文獻：

[1]劉益弘、邢桂坤、董奇. 硫磺造粒設備選型研究[J]. 化工設備與管道， 2020， v.57;No.319（04）：42-46+55.

[2]張軼. 硫磺造粒設備選型分析[J]. 山東化工， 2018， 47（20）：77-78+80.

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