[发明专利]一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于湿法脱硫副产品加工领域，具体涉及一种从硫泡沫回收高纯硫磺的方法和装置。

背景技术

在我国的化肥厂、焦化厂等行业均采用湿法氧化脱硫技术脱除原料气中的H₂S，其工艺基本原理为原料气中的H₂S被碱液(碳酸钠溶液、氨水等)吸收中和后形成含有HS^-的溶液，其中的HS^-与氧化性催化剂(栲胶等)反应生成细小的单质硫颗粒，同时氧化性催化剂转变为还原性催化剂。还原性催化剂由空气氧化再生后返回系统循环使用，单质硫通过浮选后以硫泡沫形式与吸收液分离。硫泡沫中含有细小硫磺颗粒以及硫代硫酸盐、焦油、萘等杂质。

目前，硫泡沫主要通过熔融法处理来生产硫磺产品，具体步骤为：将含3-8wt％悬浮硫的硫泡沫用泵送入熔硫釜后用蒸汽在130℃下加热，细小的单质硫磺颗粒融化为液体硫磺而聚集，因液体硫的密度大于水和杂质的密度，熔融后的硫磺逐渐沉降到熔硫釜底部，从熔硫釜底部放料冷却后即为硫磺产品；而约90％的脱硫液从熔硫釜上部返回脱硫系统。该方法存在以下缺点：(1)回收少量硫磺的同时必须长时间加热90％以上的脱硫液，该过程极大的增加了能耗，降低了能源利用率；(2)脱硫液在长时间加热过程中因生成硫代硫酸盐和硫酸盐等含硫副产物盐而变质，含硫副产物盐被带入脱硫系统后易在脱硫装置内积累导致压降升高，从而影响脱硫系统的正常工作；同时脱硫液中含硫副产物盐浓度的升高严重影响H₂S的吸收效果，降低脱硫效率；(3)该工艺无法彻底去除有机杂质和硫代硫酸盐杂质，导致硫磺产品质量差，纯度达不到国家标准。

中国专利CN 202687953U、CN 202687952U、CN 103641074A采用物理方法使硫泡沫脱水，析出的脱硫液直接返回脱硫系统，脱水硫膏则直接送入熔硫釜。上述专利有效提高了能源利用率，却没有消除有机杂质对产品硫磺的影响。CN 102267688A、CN 1696051A应用重力沉降原理，使硫磺与有机杂质、水分离生产硫磺产品。CN 102502522A将硫泡沫通过鼓泡搅拌后送入熔硫釜生产硫磺产品。上述专利的方法能耗高且没有彻底消除杂质对产品的影响。

综上所述，在硫泡沫通过熔融法处理来生产硫磺产品的过程中，低能耗和产品的高纯度无法同时实现。

此外，在用碱液吸收原料气中的H₂S的过程中，吸收塔里的吸收液中会有大量泡沫产生，影响操作的连续进行。工业生产中通常向吸收液中加入消泡剂来消除泡沫，从而可以大幅度地提高H₂S的吸收效率。这些消泡剂主要为有机硅氧烷或聚硅醚等，并以柴油、煤油或植物油等作为稀释剂稀释1-10倍使用，这些消泡剂和稀释剂包裹在细小单质硫磺的表面，使得硫泡沫的熔融处理特别困难，因为在熔融过程中，由于消泡剂和稀释剂的包裹作用，即使当对脱水硫膏的加热温度高于硫的熔点112℃，甚至高达140℃时，细小硫磺颗粒虽然被熔融，但熔融的硫磺难以聚集，从而不能实现液体硫与水相的分层，导致难以从中回收硫磺。因此，也需要一种对这种含有消泡剂的硫泡沫进行处理以从中回收硫的方法。

发明内容

针对熔融法过程高能耗和产品低纯度的缺陷，提出本发明。本发明的目的在于提供一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的低能耗方法和装置，具有操作简单、节能环保、高附加值的特点。

此外，本发明不仅适合于处理普通的硫泡沫，而且尤其适合处理含有消泡剂的硫泡沫。

本发明第一方面涉及一种从硫泡沫中回收高纯硫磺的方法，其包括以下步骤：

(一)将硫泡沫经压滤机脱水得到脱水硫膏；

(二)向脱水硫膏中加入硝酸，氧化去除硫代硫酸盐以及有机杂质；

(三)通过熔融法制备高纯硫磺，其中所述高纯硫磺的硫含量大于99.9wt％。

其中，所述硫泡沫中含硫量为≤12％，通常为6％；经过压滤处理后，所述脱水硫膏中的含硫量为50％-60wt％，硫代硫酸钠为0％-35wt％。

在优选的实施方案中，所述硫泡沫为含有消泡剂的硫泡沫，其中所述消泡剂包括有机硅氧烷或聚硅醚。本发明通过使用少量硝酸预处理脱水硫膏，不仅可以氧化脱水硫膏中消泡剂和其它的有机杂质，而且还可以实现脱水硫膏熔融后分层，使得原本难以用熔融法处理的含有消泡剂的硫泡沫也能用熔融法得到处理。