在设计中为什么选用陶瓷过滤机

吸收、再生和硫回收是湿式氧化法脱硫中不可或缺的三个过程，而在实际生产中硫回收所暴漏的问题最多，特别在近几年来由于企业生产规模的扩大、煤源紧张促使高硫煤在企业的迅速的应用以及企业产品多样化的调整使后工序对硫化氢的精度要求越来越高。这种形式下，越来越显得硫回收在脱硫中的重要性。在现有硫黄回收传统工艺中，普遍采用连续熔硫和间歇式熔硫，而且间歇式熔硫逐渐又被连续熔硫所替代，这本身是脱硫过程中硫回收的一次革命，因为它不仅节省了大量的人力、物力和财力，而且大大减少了环境污染，可以说在行业内流行至今。

然而，随着时间的推移，企业生产规模的提高，使单位时间内处理硫化氢的量大幅度增加从而使熔硫后的残液量越来越多，这不仅使熔硫后的残液在冷却、降温、沉降过程处理难度大，而且在此过程中也使溶液中HS^-转化成S₂O₃^2–的机会大大增加。这些富盐的大量产生大大降低了脱硫液的质量，不仅影响了脱硫效率,而且有时会因脱硫液中副盐的结晶析出而堵塞设备、管道及填料。同时，由于残液中有过量的悬

浮硫、硫代硫酸钠、硫酸钠、硫氰酸钠等故不能直接排放，也不能直接排到污水处理站进行处理，所以这种硫回收的工艺已经不能满足现代生产的要求，需要我们对该工艺进行改进。

因此我们提出了引进新型的陶瓷过滤机，该机打破了传统的过滤机理，过滤动力不再单一依靠机械动力，利用毛细效应和真空力来过滤，因此动力消耗低。同时过滤后的清液没有悬浮硫，脱硫液可以循环使用，减少甚至完全不需要排.

1 陶瓷过滤机的陶瓷板的理论依据

陶瓷过滤机是一种基于毛细效应和真空效应的技术，是较为成熟的脱水设备。其关键部件是由氧化铝烧结材料制作的陶瓷滤盘。滤盘独特之处是产生均匀的微孔，这些特殊的微孔可形成毛细作用的效果。按照开尔文定律，对应某一微孔直径,表面张力在微孔里产生毛细效应：

△P = 4τcosθ/D =ρgh ,

式中,△P为泡点压力,kPa ,τ为表面张力,τ=0.07N/ m；D 为微孔直径,m；ρ为液体密度,ρ=1050kg/ m³ ; g 为重力加速度,g=9.81m/s² ；h为水柱高度，m。毛细作用迫使微孔里水位升高，陶瓷过滤机滤盘微孔里的毛细作用迫使水流过微孔。

由于水与亲水的烧结氧化铝微孔之间的表面张力作用,孔径适当时微孔不会脱出所含的水，微孔中毛细作用大于真空所施加的力，使微孔保持充满液体状态。滤盘的突出特点是空气不能透过滤盘，滤盘所起到的唯一作用就是固液分离。陶瓷滤盘特殊的微孔形成了毛细作用的效果，毛细管的毛细水柱具有自动封闭作用，阻止空气通过，避免了真空损失，从而产生只允许液体通过的近乎绝对的真空。当滤盘浸没到硫泡沫槽中时，在没有外力的情况下，毛细作用立即开始了脱水过程。硫泡沫中的硫颗粒吸附在滤盘表面上，脱水连续进行，滤液不断地排出，直至排完为止。滤液由自动排液装置排出。由于无需维持气流通过滤盘，故能耗极低，2台小流量的真空泵就是所需的唯一真空源

2 过滤机工作原理

如图，过滤机的工作原理：

a.吸料区：工作时浸没在硫泡沫中的过滤板在毛细作用下结合真空压力，表面吸附成一层硫膏滤饼，滤液通过滤板进分配阀至排液罐。

b.干燥区：硫膏滤饼转出料槽后，滤饼继续在高真空力的作用下脱水。

c.卸料区：进入无真空的情况下，刮刀自动卸料。

反冲洗：软水或滤液通过分配阀进入陶瓷板由内向外进行清洗。清洗堵塞的微孔。在陶瓷板使用一个周期后，采用超声波配合低浓度碱混合清洗，保持陶瓷板的高效使用。

3 过滤机的选用

过滤膜微孔确定，使用不同催化剂硫泡沫中硫颗粒粒度是不同的，选取合适的微孔，对过滤机的工作能力有很大影响，甚至因此会造成滤板机械堵塞，从而造成永久堵塞，影响滤板寿命。因此在制造DS过滤机之前，在厂家采样分析，获得准确数据，以此数据作为设计陶瓷过滤板基本依据。

图1

图2

图3

图4

如图1、2、3，我公司分析的山东某家硫泡沫的硫颗粒的粒度的分布情况的图片，统计数据如下：使用888脱硫剂的单质硫直径在2-14微米，2微米占10-20%，7微米占60-70%，13-14微米占10-20%。图4，为陶瓷般的放大图，可以清晰的看见微孔，通过此我们可以测量过滤板的孔径。

过滤能力的确定：每小时处理硫泡沫的量0.6-1.0M³/m².h，处理后滤饼的含水量30-35%，按照30万吨合成氨，硫化氢含量3g/Nm³以下设计时只要选用15平方的过滤机，但是在设计选用的时候应该有20%-30%的设计裕量，以赢得处理故障的时间，因此选用21平方的过滤机。

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