一种硫磺颗粒分离系统及方法与流程

本发明属于粘胶纤维生产领域中废气净化处理技术领域，具体涉及一种硫磺颗粒分离系统及方法。

背景技术：

粘胶纤维是一种能与天然纤维和合成纤维相媲美的性能优异的再生纤维。目前，粘胶纤维的生产普通采用碱性磺化制胶和酸性凝固成型方法，其生产过程中产生的cs2、h2s等有害气体，对人体伤害极大，需严格控制生产环境中的cs2、h2s的含量，采用trs络合铁脱硫催化剂利用水溶液中络合铁离子的氧化还原性，使含硫化氢气体与含络合铁催化剂的水溶液即络合铁吸收剂进行气液相接触反应。该气液相接触反应首先通过水溶液的偏碱性，在气液接触时通过酸碱化学吸收将原料气中的硫化氢吸收通入水溶液；在水溶液中，利用高价络合铁离子的氧化性将硫化氢氧化成单质硫，络合铁离子被还原为低价络合亚铁离子。

国家知识产权局于2019年1月8日公开了一件申请号为“cn201811025469.5”的发明专利，名称为“一种硫磺膏洗涤系统及方法”，权利要求1为：包括硫磺沉降槽（1），硫磺沉降槽（1）连接板框过滤机（2）；板框过滤机（2）设置有多个滤液管道（3），滤液管道（3）汇合后成滤液合并管道（4），滤液合并管道（4）在连接脱硫剂回收管道（5）的后端再分为第一支管（6）和第二支管（7）；第一支管（6）通入滤液槽（8），滤液槽（8）的出口依次设置有十五号阀门（9）和十六号阀门（10）；第二支管（7）上设置有十三号阀门（11），然后分别通入除盐水槽（12）和冲洗循环罐（13），通入冲洗循环罐（13）处设置有十八号阀门（14）；硫磺沉降槽（1）的出口设置有十号阀门（15），十号阀门（15）连接硫磺沉降分支管道一（16）和硫磺沉降管道二（17），硫磺沉降管道一和硫磺沉降管道二（17）的汇合处设置有压力表（18），压力表（18）然后连接板框过滤机（2），压力表（18）与板框过滤机（2）之间设置有七号阀门（19）；除盐水罐和冲洗循环罐（13）的出口汇合成一个合并管道（20）；除盐水罐的出口设置有二号阀门（21），冲洗循环罐（13）的出口设置有十九号阀门（22）；二号阀门（21）和十九号阀门（22）均在合并管道（20）之前；合并管道（20）上依次设置有三号阀门（23）、四号阀门（24）和五号阀门（25），合并管道（20）通入到一个滤液管道（3）；合并管道（20）与该滤液管道（3）的合并处设置有五号阀门（25），五号阀门（25）设置在合并管道（20）上；该滤液管道（3）再汇合成滤液合并管道（4）之前设置有六号阀门（26）。

在实际生产中，发现上述公开的硫磺膏洗涤系统及方法还存在以下问题：工艺中络合铁脱硫剂循环量在500m³/h，含硫磺浓度在5-10%之间，然而单台过滤面积为300m²的板框压滤机，板框压滤机的过滤最大量为100m³/h，若要将流量为500m³/h的脱硫剂内的硫磺全部分离则需要装配5台板框压滤机和5台输送泵，不仅占用厂房面积大，且投资成本较高，运行成本高，员工操作流程复杂，不利于工艺控制。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决硫磺膏洗涤工艺中，多台板框压滤机和输送泵占用面积大，投资成本高，操作流程复杂，不利于工艺控制的问题，本发明提出了一种新的硫磺颗粒分离系统及方法，保证硫磺颗粒洗涤干净的同时，减小占地面积，降低成本，便于工艺控制。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种硫磺颗粒分离系统，包括硫磺浆沉降槽、除砂器i、板框过滤机、除盐水槽和冲洗槽，所述硫磺浆沉降槽和除砂器i通过管道连接，管道上设有硫磺浆泵，所述硫磺浆泵的进口端和出口端分别设有九号阀门、八号阀门；所述硫磺浆沉降槽出口处设有十号阀门，所述除砂器i上端出口连接脱硫剂回收管道，所述除砂器i上端出口处设有二十一号阀门，所述除砂器i下端出口接有尾渣槽；所述尾渣槽通过管道与板框过滤机连接，所述尾渣槽出口处设有七号阀门；所述板框过滤机设置有多个滤液管道，滤液管道汇合后成滤液合并管道，所述滤液管道汇入滤液合并管道的管道上设有二十五号阀门，所述滤液合并管道上分出第一支管，所述第一支管通过管道分别与除盐水槽、冲洗槽相连，所述第一支管出口处设有十三号阀门，所述除盐水槽、冲洗槽的进槽口处分别设有十七号阀门和十八号阀门，除盐水槽、冲洗槽的出槽口处分别设有二号阀门和十九号阀门，所述除盐水槽和冲洗槽并联后通过管道与板框过滤机连接，所述除盐水槽和冲洗槽与板框过滤机连接的管道上设有三号阀门和四号阀门。

所述硫磺浆沉降槽与除砂器i相连的管道上，还并联有硫磺浆泵i，所述硫磺浆泵i进口端和出口端分别设有十一号阀门、十二号阀门。

所述除砂器i与脱硫剂回收管道相连的管道上，所述除砂器i的上端出口还串联有除砂器ii，所述除砂器ii的上端出口端设有二十三号阀门，所述除砂器ii的下端出口与尾渣槽连接。

所述除砂器ii与脱硫剂回收管道相连的管道上还并联有除砂器iii，所述除砂器ii的上端出口与除砂器iii的进口端相连；除砂器iii的上端出口与脱硫剂回收管道相连，所述除砂器iii的进口端与上端出口端分别设有二十二号阀门和二十四号阀门，所述除砂器iii的下端出口与尾渣槽连接。

所述除盐水槽和冲洗槽可以交替使用，所述除盐水槽和冲洗槽通过管道与除盐水系统连接。

所述除砂器ii上端出口的管道上还设有取样阀i，所述除砂器iii上端出口的管道上设有取样阀ii。

所述滤液合并管道上还分出第二支管，所述第二支管与滤液槽通过管道连接，管道上设有十四号阀门，所述滤液槽与脱硫剂回收管道连接。

一种硫磺颗粒分离方法，包括以下步骤：

a.硫磺浆进入硫磺浆沉降槽，开启十号阀门、八号阀门、九号阀门、二十号阀门、二十一号阀门、二十三号阀门和取样阀i，其余阀门关闭，启动硫磺浆泵，硫磺浆泵将硫磺浆输送至除砂器i和除砂器ii，取样阀i处取样并检测分离液中的硫磺颗粒的含量；

b.当步骤a中，上端出口得到的分离液中硫磺颗粒含量不高于0.5%时，关闭二十二号阀门和二十四号阀门，分离液不经过除砂器iii，分离液即进入脱硫剂回收管道，经分离后的滤渣从除砂器的下端出口排入尾渣槽；

c.当步骤a中，上端出口得到的分离液中硫磺颗粒含量高于0.5%时，开启二十二号阀门和二十四号阀门，调小二十三号阀门开度，分离液进入除砂器iii再分离，得到分离液i，取样阀ii处取样并检测分离液i中硫磺颗粒的的含量，分离液i达到标准后即进入脱硫剂回收管道，经分离后的滤渣从除砂器的下端出口排入尾渣槽；

d.当尾渣槽液位淹没尾渣泵进口处10cm时，开启六号阀门、七号阀门和二十号阀门，关闭五号阀门、十三号阀门和十四号阀门，启动尾渣泵，尾渣槽中的滤渣被送入板框过滤机进行过滤，得到的滤渣i形成硫磺滤饼，得到的滤液i通过二十号阀门进入脱硫剂回收管道；

e.第一次洗涤

当板框过滤机的进口处压力升高至0.7mpa或脱硫剂回流量减少至20m³/h时，开启一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门、五号阀门、六号阀门、十三号阀门和十八号阀门，关闭其余阀门，至冲洗槽液位装满；当液位装满时，关闭一号阀门、二号阀门，开启十九号阀门，保持循环20～30min；循环结束后，关闭十三号阀门，开启二十五号阀门，得到的较高浓度的脱硫剂除盐水回用于trs系统；

f.第二次洗涤

当e步骤完成后，开启一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门、五号阀门、六号阀门、十三号阀门和十八号阀门，其余阀门关闭，至冲洗槽液位装满；冲洗槽装满后，关闭一号阀门和二号阀门，开启十九号阀门，保持循环20～30min；循环结束后，关闭一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门、五号阀门、六号阀门、十四号阀门、十八号阀门和十九号阀门；将此步骤得到的含较低浓度的脱硫剂除盐水液存留在除盐水槽内，用作下次洗涤硫磺膏的第一次洗涤水。

所述步骤e中，开启二十号阀门可替换成关闭二十号阀门，开启十四号阀门、十五号阀门和十六号阀门。

本发明带来的有益效果有：

一、本发明中，选用除砂器对硫磺浆进行分离，根据除砂器离心沉降原理，当trs脱硫剂在一定的压力下从除砂器上端进口以切线方向进入后，产生强烈的旋转运动，由于硫磺和脱硫剂的密度不同，在离心力、向心力、浮力和流体曳力的共同作用下，使密度低的脱硫剂上升，由上端出口排出，密度大的硫磺颗粒由除砂器底部排出进入尾渣槽，那么尾渣槽内硫磺颗粒的浓度可以达到50%以上，再由尾渣泵输入板框滤机进行分固液分离，硫磺形成滤饼。若不使用除砂器，进入板框滤机的浓度只能是在10%以下，而trs系统运行工艺要求系统内硫磺颗粒不能超过10%，若硫磺颗粒浓度超过10%会造成系统堵塞，影响运行效率，所以若不选用除砂器，又要确保trs系统硫磺颗粒低于10%，就需要多台板框滤机同时工作，保证进入trs系统硫磺颗粒低于10%。所以使用除砂器，进入板框滤机的硫磺颗粒浓度提升，液体体积总量减少，则可以减少板框滤机投入数量。解决了现有工艺成本高、设备占地面积大，以及员工操作困难、工艺不易控制问题。

二、本发明中设有除砂器i、除砂器ii、除砂器iii以及取样阀i和取样阀ii，便于各设备运行时检测硫磺浆颗粒的含量，除砂器iii作为备用除砂器，保证经分离后的分离液能达到工艺要求，使含脱硫剂的分离液能回用于该循环系统，节约成本。

三、本发明中，将除盐水循环使用，节约水消耗，减少了脱硫剂浪费，减轻了环保压力，节约了生产成本，同时减轻了trs运行的系统压力。

附图说明

本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1是本发明流程图。

图中：1、硫磺浆沉降槽，2、除砂器i，3、板框过滤机，4、除盐水槽，5、冲洗槽，6、硫磺浆泵，7、脱硫剂回收管道，8、尾渣槽，9、滤液管道，10、滤液合并管道，11、第一支管，12、第二支管，13、滤液槽，14、硫磺浆泵i，15、除砂器ii，16、除砂器iii，17、取样阀i，18、取样阀ii，19、一号阀门，20、二号阀门，21、三号阀门，22、四号阀门，23、五号阀门，24、六号阀门,25、七号阀门，26、八号阀门，27、九号阀门，28、尾渣泵，29、十号阀门，30、十一号阀门，31、十二号阀门，32、十三号阀门，33、十四号阀门，34、十五号阀门，35、十六号阀门,36、十七号阀门；37、十八号阀门，38、十九号阀门，39、二十号阀门，40、二十一号阀门，41、二十二号阀门，42、二十三号阀门，43、二十四号阀门，44、二十五号阀门，45、除盐水系统。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案，需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

实施例1

参照图1，一种硫磺颗粒分离系统，属于粘胶纤维生产领域中废气净化处理技术领域，包括硫磺浆沉降槽1、除砂器i2、板框过滤机3、除盐水槽4和冲洗槽5，所述硫磺浆沉降槽1和除砂器i2通过管道连接，管道上设有硫磺浆泵6，所述硫磺浆泵6的进口端和出口端分别设有九号阀门27、八号阀门26；所述硫磺浆沉降槽1出口处设有十号阀门29，所述除砂器i2上端出口连接脱硫剂回收管道7，所述除砂器i2上端出口处设有二十一号阀门40，所述除砂器i2下端出口接有尾渣槽8；所述尾渣槽8通过管道与板框过滤机3连接，所述尾渣槽8出口处设有七号阀门25；所述板框过滤机3设置有多个滤液管道9，滤液管道9汇合后成滤液合并管道10，所述滤液管道9汇入滤液合并管道10的管道上设有二十五号阀门44，所述滤液合并管道10上分出第一支管11，所述第一支管11通过管道分别与除盐水槽4、冲洗槽5相连，所述第一支管11出口处设有十三号阀门32，所述除盐水槽4、冲洗槽5的进槽口处分别设有十七号阀门36和十八号阀门37，除盐水槽4、冲洗槽5的出槽口处分别设有二号阀门20和十九号阀门38，所述除盐水槽4和冲洗槽5并联后通过管道与板框过滤机3连接，所述除盐水槽4和冲洗槽5与板框过滤机3连接的管道上设有三号阀门21和四号阀门22。

本实施例中，所述硫磺浆沉降槽1与除砂器i2相连的管道上，还并联有硫磺浆泵i14，所述硫磺浆泵i14进口端和出口端分别设有十一号阀门30、十二号阀门31。

本实施例中，所述除砂器i2与脱硫剂回收管道7相连的管道上，所述除砂器i2的上端出口还串联有除砂器ii15，所述除砂器ii15的上端出口端设有二十三号阀门42，所述除砂器ii15的下端出口与尾渣槽8连接。

本实施例中，所述除砂器ii15与脱硫剂回收管道7相连的管道上还并联有除砂器iii16，所述除砂器ii15的上端出口与除砂器iii16的进口端相连；除砂器iii16的上端出口与脱硫剂回收管道7相连，所述除砂器iii16的进口端与上端出口端分别设有二十二号阀门41和二十四号阀门43，所述除砂器iii16的下端出口与尾渣槽8连接。

本实施例中，所述除盐水槽4和冲洗槽5可以交替使用，所述除盐水槽4和冲洗槽5通过管道与除盐水系统45连接。

本实施例中，所述除砂器ii15上端出口的管道上还设有取样阀i17，所述除砂器iii16上端出口的管道上设有取样阀ii18。

本实施例中，所述滤液合并管道10上还分出第二支管12，所述第二支管12与滤液槽13通过管道连接，管道上设有十四号阀门33，所述滤液槽13与脱硫剂回收管道7连接。

本分离系统的分离方法，包括以下步骤：

a.硫磺浆进入硫磺浆沉降槽1，开启十号阀门29、八号阀门26、九号阀门27、二十号阀门39、二十一号阀门40、二十三号阀门42和取样阀i17，其余阀门关闭，启动硫磺浆泵6，硫磺浆泵6将硫磺浆输送至除砂器i2和除砂器ii15，取样阀i17处取样并检测分离液中的硫磺颗粒的含量；

b.当步骤a中，上端出口得到的分离液中硫磺颗粒含量不高于0.5%时，关闭二十二号阀门41和二十四号阀门43，分离液不经过除砂器iii16，分离液即进入脱硫剂回收管道7，经分离后的滤渣从除砂器的下端出口排入尾渣槽8；

c.当步骤a中，上端出口得到的分离液中硫磺颗粒含量高于0.5%时，开启二十二号阀门41和二十四号阀门43，调小二十三号阀门42开度，分离液进入除砂器iii16再分离，得到分离液i，取样阀ii18处取样并检测分离液i中硫磺颗粒的的含量，分离液i达到标准后即进入脱硫剂回收管道7，经分离后的滤渣从除砂器的下端出口排入尾渣槽8；本步骤中的除砂器iii16为备用除砂器，通常情况下，硫磺浆通过除砂器i2和除砂器ii15分离后，分离液即可回用于trs系统，满足生产；

d.当尾渣槽8液位淹没尾渣泵28进口处10cm时，开启六号阀门24、七号阀门25和二十号阀门39，关闭五号阀门23、十三号阀门32和十四号阀门33，启动尾渣泵28，尾渣槽8中的滤渣被送入板框过滤机3进行过滤，得到的滤渣i形成硫磺滤饼，得到的滤液i通过二十号阀门39进入脱硫剂回收管道7；本步骤中也可以根据尾渣槽8的容量大小，在尾渣槽8设置相应的液位标识，再根据液体是否到达液位标识处来控制阀门的开闭，从而达到相同的目的；

e.第一次洗涤

系统中在七号阀门25与板框过滤机3之间的管道上安装有压力表，当板框过滤机3的进口处压力升高至0.7mpa，或脱硫剂回流量从正常60m³/h减少至20m³/h时，开启一号阀门19、二号阀门20、三号阀门21、四号阀门22、五号阀门23、六号阀门24、十三号阀门32和十八号阀门37，关闭其余阀门，至冲洗槽5液位装满；当液位装满时，关闭一号阀门19、二号阀门20，开启十九号阀门38，保持循环20min；循环结束后，关闭十三号阀门32，开启二十五号阀门44，得到的较高浓度的脱硫剂除盐水回用于trs系统；

f.第二次洗涤

当e步骤完成后，开启一号阀门19、二号阀门20、三号阀门21、四号阀门22、五号阀门23、六号阀门24、十三号阀门32和十八号阀门37，其余阀门关闭，至冲洗槽5液位装满；冲洗槽5装满后，关闭一号阀门19和二号阀门20，开启十九号阀门38，保持循环20min；循环结束后，关闭一号阀门19、二号阀门20、三号阀门21、四号阀门22、五号阀门23、六号阀门24、十四号阀门33、十八号阀门37和十九号阀门38；将此步骤得到的含较低浓度的脱硫剂除盐水液存留在除盐水槽4内，用作下次洗涤硫磺膏的第一次洗涤水。

本实施例中，所述步骤e中，开启二十号阀门39可替换成关闭二十号阀门39，开启十四号阀门33、十五号阀门34和十六号阀门35。

实施例2

本实施例与实施例1相比，区别在于，步骤e中，当液位装满时，关闭一号阀门19、二号阀门20，开启十九号阀门38，保持循环30min；步骤f中，冲洗槽5装满后，关闭一号阀门19和二号阀门20，开启十九号阀门38，保持循环30min。