关键词：硫化物滤饼；工艺设计；实践
引言
根据《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》《中国制造2025》和《国务院关于推进国际产能和装备制造合作的指导意见》，工业和信息化部印发了《石化和化学工业发展规划（2016-2020年）》，提出以提质增效为中心，以供给侧结构性改革为主线，深入实施创新驱动发展战略和绿色可持续发展战略。
1硫化物腐蚀
经过调查可以发现在原油中硫化物的含量比较高，主要是以硫化物的形式存在，含硫化物以性质进行划分能够分成三大类，第一大类便是由硫化氢和硫醇元素组成的酸性硫化物，硫化氢和硫醇元素在原油当中所占含量比较低，大部分的硫化氢和硫醇都是原油加工过程中硫化物的分解产物，硫化氢和硫醇多存在于低沸点馏分中，这些硫化物会对石油加工设备产生一定的腐蚀性，对此为了减少腐蚀危害便需要在进行油品精制的过程中采取适当的方法除掉酸性硫化物。第二种类型是中性硫化物。中性硫化物主要包括硫醚和二硫化物，硫醚在原油所占比例比较高，同时硫醚和馏分沸点具有相关性，馏分沸点会影响硫醚在原油当中的分布状况，作为一种中性液体，硫醚的热稳定性比较高，难以与金属发生作用。第三大类是热稳定性较高的硫化物。
2处理硫化物滤饼工艺设计和实践
硫化物滤饼是某冶炼厂100kt锌氧压浸出工艺在生产硫磺过程中的中间产物。其硫含量高达58%左右，绝大部硫是以单质硫的形态存在，同时矿中的银、汞也会在此产物中富集，硫化物滤饼产出量为20kt/a。由于该物料具有较高的经济价值，如果不及时处理的话，会导致大量的资金闲置，且库存积压还会带来环保风险。
2.1工艺流程设计
由于硫化物滤饼中硫主要以单质硫的形式存在，常温状态下是结硬的块状物，加入焙烧炉内处理前需要进行破碎。为了防止单质硫的自燃，采用湿式破碎，将大块的硫化物滤饼破碎成粒状，通过皮带输送至中间料仓存储，再通过皮带输送至入炉料仓。破碎后的滤饼进入沸腾焙烧后，工艺流程与处理锌精矿的工艺流程并无太大的区别，达到入炉要求的硫化物滤饼颗粒经加料皮带由下料管加入焙烧炉内，与空气中的氧气发生反应。产生的锌焙砂和尘砂经过收集后送入浸出系统进行处理，产生的SO2烟气经过余热锅炉、旋风收尘器、电收尘器等设备除尘后送入制酸系统。其中硫化物滤饼所含的银和汞由于其特性的不同，经过焙烧后，银进入锌焙砂中，在浸出渣中富集；汞随烟气进入制酸系统，在烟气净化系统被收集。
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2.2实践情况
该厂开始处理硫化物滤饼后，整个流程快速打通，硫化物滤饼的日处理量可达到70t/d；但硫化物滤饼与锌精矿的性质有着较大的区别，运行状况大为不同，遇到的问题也较多，频繁地停机，作业率不足。27㎡的焙烧炉不能平衡年产20kt的硫化物滤饼。运行一段时间后，主要情况有以下几点：1）运行底压低。主要是处理硫化物滤饼时，焙砂的产出率远低于锌精矿，炉内料层难以在高位维持平衡，不断降低，到6~7kPa才能维持住。2）下料管易堵塞。主要是由于湿式破碎后的滤饼带水过大，易附着在料管内壁，同时遇高温熔化，引起更多的滤饼粘结，冷热交替，越粘越多，从而堵塞下料管。3）下料口区域易堆积。主要是由于粒状的硫化物滤饼进入炉内后，不能及时反应完，颗粒状的滤饼会沉底，在炉床底部遇冷会再次粘结，造成炉床板结，炉况恶化。由此不断地堆积，直至停炉清理。4）烟道易堵塞。由于滤饼中硫主要以单质硫的形式存在，滤饼进入炉内后，会出现硫的升华现象，反应不完全的硫会进入后部烟道，遇冷后粘结并堵塞烟道。5）炉料同质化。运行一段时间后，炉内焙砂会出现粒径外观相似统一的情况，同质化导致炉内沸腾弱化，影响硫化物滤饼在炉内的反应速度，导致升华硫情况更加严重。6）炉压不稳。处理硫化物滤饼后，炉底压变化比较大，出现炉料粘结的情况，时间长久会导致炉床板结，需停炉清理。
以上的情况导致焙烧炉处理硫化物滤饼后，每个月要清炉1次，每个星期要冷炉清理1次烟道，作业率极低，效率低下，且频繁地开停炉加速了后部余热锅炉和电收尘器的腐蚀，导致系统设备故障率更高，反过来会影响炉子的运行。为了解决这些技术难题，针对性地采取了以下几点措施：1）减少入炉硫化物滤饼含水。硫化物滤饼本身具有疏水性，为了减少水分，在破碎进仓后，增设疏水孔，滤干后，再送到入炉料仓。2）减小入炉硫化物滤饼粒径。在原有破碎的基础上，增设一级对辊破碎，将入炉滤饼粒度降至10mm以下。3）提高料层厚度。通过对排渣口进行改造，提高排渣口的高度，减少砂的排出，使之与处理硫化物滤饼相适应，保障足够的料层厚度，将原来1m高度调整至1.3m。4）增设振打装置。针对烟道易粘结堵塞的点位，着重加强振打，通过在线振打，及时将粘结块清理掉。5）及时调整炉料，避免同质化。通过加强排砂、补砂、烧锌精矿等方式进行调节，确保炉料粒度分布合理，能充分沸腾。6）定风提速，提高炉况稳定性。通过采用罗茨风机提供稳定的风量，同时将原有风帽眼的6mm孔径改为5mm孔径，将风速提高1.44倍，确保炉内沸腾的充分性，增加炉况的稳定性。
通过以上的改进措施，沸腾焙烧炉处理硫化物滤饼的状况大为改进，作业率显著提高，不需专门停炉理，清炉的周期延长至6个月，可实现烟道的在线清理，年处理量超出20kt，解决了全部硫化物滤饼的出路。
结语
冶炼厂采用焙烧炉处理硫化物滤饼，尽管投入运行后，遇到了众多工艺难题，但通过逐步摸索研究逐一攻克，现运行平稳有序，在创造经济效益的同时，也解决了固废渣的出路问题。
参考文献
[1]宏伟.高效浓缩机在恩德炉粉煤灰脱水工艺中的应用[J].化肥设计，2010，（2）：30-32.
[2]李刚健.煤化工气化滤饼组分分析与综合利用简述[J].科技信息，2012，（35）：466.
论文作者:段崇涛
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/28
标签：滤饼论文; 硫化物论文; 炉料论文; 硫醇论文; 较高论文; 硫化氢论文; 单质论文; 《科学与技术》2019年19期论文;