发明内容

本发明的目的在于，针对目前湿式氧化法脱硫废液处理存在的诸多问题，提出一种改善脱硫溶液质量并得到高品质硫磺的工艺，该工艺能从含有固态泡沫状硫磺、盐类、灰渣和油类的脱硫废液中，或硫膏中，或硫膏和熔融硫中，或熔融硫中得到高品质液态硫磺(以下简称“液硫”)，纯度≥99.95wt％，并将脱硫溶液中的灰渣和油类脱除，从而改善了脱硫系统的脱硫溶液质量，此外排渣灰渣中的硫磺含量＜0.1wt％。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种改善脱硫溶液质量并得到高品质硫磺的工艺，包括以下步骤：

A过滤：加热脱硫废液，或加热硫膏，或加热硫膏和熔融硫，或加热熔融硫，使固态硫磺相变为液态硫磺，过滤加热后的溶液，脱除其中固态灰渣，过滤液经超重力分离、液硫分离和油液分离后，分别得到高品质硫磺、不含灰渣和油类的脱硫溶液、油类和灰渣；超重力分离可根据物料状态，选择采用；在原料为熔融硫的情况下，无需液硫分离和油液分离。

B排渣：在过滤末期，所述过滤末期，是指过滤机已停止过滤进料，并在排渣前，用部分热含油溶液冲洗过滤机，过滤机内残留的液硫随溶液进入排渣槽，排料槽中的排料再送回过滤机进行过滤分离，这样就降低排渣灰渣中的硫磺含量，提高了硫磺收率；

C辅助滤饼的建立：过滤机排渣后，采用助滤液在过滤机全部滤板的滤网上建立合格的辅助滤饼，以达到脱硫废液中灰渣的分离程度要求；所述建立合格的辅助滤饼，是指进入过滤机的助滤液经过滤机过滤后，滤液中的灰渣含量＜0.05wt％。

进一步地，所述脱硫废液来自于含硫化氢煤气或含硫化氢气体或含硫化氢尾气的湿式氧化法脱硫系统排液，所述脱硫废液中含有固态泡沫状硫磺、盐类、灰渣和油类中的一种或多种，所述脱硫废液中含有如下组分：0.1～15wt％硫磺(固态悬浮硫)、0.01～3wt％灰渣、0.1～30g/L油类、可溶性盐类和水；脱硫废液中的灰渣和油类均来自脱硫系统。所述硫膏或硫磺膏为脱硫废液经板框过滤或离心过滤得到的滤饼，滤饼含水20～60％；所述熔融硫为脱硫废液经蒸汽间接加热的熔硫釜融硫得到的，熔硫为固态。

进一步地，所述步骤A过滤采用以下任意一种；

过滤A1、脱硫废液进入脱硫废液换热器与进入油液分离器前的热含油溶液换热，换热后的脱硫废液进入脱硫废液加热器中被蒸汽加热；加热后的脱硫废液进入过滤机中过滤，脱除灰渣的滤液进入超重力分离器中分离，大部分热含油溶液从超重力分离器顶部离开，进入脱硫废液换热器；全部液硫和剩余含油溶液从超重力分离器底部排出，进入液硫分离器，在液硫分离器底部得到高品质液硫，所述高品质液硫纯度≥99.95wt％，部分液硫送入助滤剂槽；离开液硫分离器顶部的热含油溶液也进入脱硫废液换热器，在脱硫废液换热器中与脱硫废液换热后的冷含油溶液，部分送入脱硫废液换热器前的脱硫废液中，剩余部分进入油液分离器，分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液，返回脱硫系统，以补充脱硫系统的失液和减少脱硫催化剂消耗，分离出的油类送至界区外的分离油回收装置；或者取消脱硫废液换热器，即部分热含油溶液直接进入脱硫废液换热器前的脱硫废液中，剩余部分热含油溶液经冷却后，进入油液分离器，分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液，返回脱硫系统，分离出的油类送至界区外的分离油回收装置；

过滤A2、脱硫废液进入脱硫废液换热器与进入油液分离器前的热含油溶液换热，换热后的脱硫废液进入脱硫废液加热器中被蒸汽加热；加热后的脱硫废液进入过滤机中过滤，脱除灰渣的滤液直接进入液硫分离器，在液硫分离器底部得到高品质液硫，所述高品质液硫纯度≥99.95wt％；离开液硫分离器顶部的热含油溶液进入脱硫废液换热器，在脱硫废液换热器中与脱硫废液换热后的冷含油溶液，部分送入脱硫废液换热器前的脱硫废液中，剩余部分进入油液分离器，分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液，返回脱硫系统，以补充脱硫系统的失液和减少脱硫催化剂消耗，分离出的油类送至界区外的分离油回收装置；脱硫废液换热器前的部分含油溶液送入助滤剂槽；或者取消脱硫废液换热器，即部分热含油溶液直接进入脱硫废液换热器前的脱硫废液中，剩余部分热含油溶液经冷却后，进入油液分离器，分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液，返回脱硫系统，分离出的油类送至界区外的分离油回收装置；部分热含油溶液送入助滤剂槽；

过滤A3、脱硫废液进入脱硫废液换热器与进入油液分离器前的热含油溶液换热，换热后的脱硫废液进入脱硫废液加热器中被蒸汽加热；加热后的脱硫废液直接进入预分离器，预分离器顶部的热含油溶液进入脱硫废液换热器，把预分离器中部含灰渣溶液(也含有部分液硫，下同)与其底部排出的液硫混合一起送入过滤机中过滤，脱除灰渣的滤液进入超重力分离器中分离，大部分热含油溶液从超重力分离器顶部离开，进入脱硫废液换热器；全部液硫和剩余含油溶液从超重力分离器底部排出，进入液硫分离器，在液硫分离器底部得到高品质液硫，纯度≥99.95wt％；离开液硫分离器顶部的热含油溶液也进入脱硫废液换热器，在脱硫废液换热器中与脱硫废液换热后的冷含油溶液，部分送入脱硫废液换热器前的脱硫废液中，剩余部分进入油液分离器，分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液，返回脱硫系统，以补充脱硫系统的失液和减少脱硫催化剂消耗，分离出的油类送至界区外分离油回收装置；脱硫废液换热前的部分热含油溶液送入助滤剂槽；或者取消脱硫废液换热器，即部分热含油溶液直接进入脱硫废液换热器前的脱硫废液中，剩余部分热含油溶液经冷却后，进入油液分离器，分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液，返回脱硫系统，分离出的油类送至界区外的分离油回收装置；部分热含油溶液送入助滤剂槽；

过滤A4、脱硫废液进入脱硫废液换热器与进入油液分离器前的热含油溶液换热，换热后的脱硫废液进入脱硫废液加热器中被蒸汽加热；加热后的脱硫废液直接进入预分离器，预分离器顶部的热含油溶液进入脱硫废液换热器，所述预分离器中部含灰渣溶液与其底部排出的液硫能一起被送入过滤机中过滤或分别送入不同过滤机中过滤，脱除灰渣的滤液混合进入液硫分离器中分离，在液硫分离器底部得到高品质液硫，纯度≥99.95wt％，部分液硫送入助滤剂槽；离开液硫分离器顶部的热含油溶液进入脱硫废液换热器，在脱硫废液换热器中与脱硫废液换热后的冷含油溶液，部分送入脱硫废液换热器前的脱硫废液中，剩余部分进入油液分离器，分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液，返回脱硫系统，以补充脱硫系统的失液和减少脱硫催化剂消耗，分离出的油类送至界区外分离油回收装置；或者取消脱硫废液换热器，即部分热含油溶液直接进入脱硫废液换热器前的脱硫废液中，剩余部分热含油溶液经冷却后，进入油液分离器，分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液，返回脱硫系统，分离出的油类送至界区外的分离油回收装置；或者所述预分离器底部排出的液硫在过滤机中过滤后直接得到的滤液，即为高品质液硫，纯度≥99.95wt％，该滤液可不进入液硫分离器；

过滤A5、熔融硫从预分离器顶部料斗溜槽进入，被间接加热熔融，所述预分离器中上部含灰渣溶液(溶液即为液硫，下同)与其底部排出的液硫混合一起送入过滤机中过滤或分别送入不同过滤机中过滤，滤液即为高品质液硫，所述高品质液硫纯度≥99.95wt％，部分液硫送入助滤剂槽；部分液硫送入过滤机前，与待过滤的含灰渣溶液和预分离器底部排出的液硫混合一起；

过滤A6、硫膏，或硫膏和熔融硫从预分离器顶部料斗溜槽进入，被间接加热熔融，所述预分离器上部侧面的热含油溶液进入冷却器，所述预分离器中部含灰渣溶液(也含有部分液硫，下同)与其底部排出的液硫分别送入不同的过滤机过滤，脱除灰渣的滤液再混合一起进入液硫分离器中分离，在液硫分离器底部得到高品质液硫，所述高品质液硫纯度≥99.95wt％；离开液硫分离器顶部的热含油溶液也进入冷却器，在冷却器中被冷却水冷却后的含油溶液，进入油液分离器，分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液，返回脱硫系统，以补充脱硫系统的失液和减少脱硫催化剂消耗，分离出的油类送至界区外分离油回收装置；冷却器前的热含油溶液部分送入过滤机前；冷却器前的热含油溶液部分送入助滤液槽；或者所述预分离器底部排出的液硫被送入过滤机中过滤后，直接得到的滤液即为高品质液硫，纯度≥99.95wt％，该滤液可不进入液硫分离器。

进一步地，所述步骤B排渣包括以下步骤：过滤机打开排渣阀或机壳排渣前，需将过滤机内残液排入排料槽内，并采用脱硫废液换热器前的部分热含油溶液或冷却器前的部分热含油溶液冲洗过滤机，使灰渣中的硫磺含量＜0.1wt％，冲洗液排入排料槽内；待过滤机内全部滤板的滤网上建立合格的辅助滤饼后，排料槽内的排料再由排料泵全部送回过滤机中过滤；采用热含油溶液冲洗过滤机，加快将液硫排入排料槽中，缩短过滤机排渣周期。

进一步地，所述步骤C辅助滤饼的建立包括以下步骤：液态硫磺和助滤剂分别送入助滤液槽，所述助滤液槽内的助滤液由助滤液泵送入过滤机中，在过滤机内全部滤板的滤网上建立合格的辅助滤饼；也可用热含油溶液替代液态硫磺。

进一步地，所述热器后的脱硫废液温度为119～159℃。优选温度为130～140℃；所述过滤机组、超重力分离器、液硫分离器、油液分离器、预分离器及管路也在此温度下操作。

进一步地，所述部分含油溶液直接进入脱硫废液换热器前的脱硫废液中，或者部分热含油溶液直接进入脱硫废液加热器前的脱硫废液中，或者部分过滤后的液硫进入过滤机前的待过滤液中，是为了稳定可靠过滤机操作和延长单台过滤机的过滤周期；过滤机稳定可靠的操作指标是每平方米滤网待过滤液流量0.1～1.5m³/h，优选的操作指标是每平方米滤网待过滤液流量0.5～1.0m³/h。

本发明的另一个目的还公开了一种改善脱硫溶液质量并得到高品质硫磺的系统，该系统结构合理、有效可靠，把硫磺、灰渣、油类从脱硫废液中分离出来，分别得到高品质液硫，纯度≥99.95wt％；硫磺含量＜0.1wt％的灰渣；油类和不含灰渣和油类的脱硫溶液。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种改善脱硫溶液质量并得到高品质硫磺的系统包括：过滤机组、超重力分离器和预分离器；所述过滤机组的过滤机滤液出口与超重力分离器滤液进口连接；所述预分离器的含灰渣溶液出口和底部液硫出口混合一起与过滤机进口连接或分别与不同过滤机进口连接。

进一步地，所述过滤机组包括过滤机、助滤液槽、助滤液泵、排料槽和排料泵，所述过滤机溢流出口与助滤液槽的溢流进口连接，所述过滤机滤液出口与助滤液槽的溢流进口连接，所述助滤液槽的助滤液出口通过助滤液泵与过滤机的待过滤液进口连接；排料槽的排料出口通过排料泵与过滤机的待过滤液进口连接；所述过滤机排料出口与排料槽的排料进口连接。

进一步地，所述过滤机为立式过滤机或卧式过滤机；所述立式过滤机为立式圆筒形和下部圆锥形结构，上部壳体设有连接法兰，底部有排渣阀，所述立式过滤机上部壳体的法兰连接，便于过滤机内过滤板的检修维护；所述卧式过滤机为卧式圆筒形结构，前部壳体设有液压紧固法兰，通过液压水平向后推开法兰后部壳体排渣，该结构形式，也便于排渣后过滤机内过滤板的检修维护；所述过滤机外壳采用蒸汽夹套保温。

进一步地，所述过滤机内平行布置若干块过滤板，所述过滤板为圆形或矩形，所述过滤板为中空结构，两侧为滤网，四周为金属框，所述滤网与周边的金属框密闭连接，每个过滤板的底部设有滤液出口接口，所述每个过滤板滤液出口接口与滤液汇总出口管密闭连接；辅助滤饼完全覆盖在每块滤板的两侧滤网表面。加热后的待过滤液进入过滤机内，流至过滤板之间，滤液(液硫、油类、可溶性盐类和水中的一种或多种)通过辅助滤饼和滤网进入过滤板内部空间，由过滤液出口接口进入滤液出口汇总管，然后离开过滤机，而灰渣被拦截在辅助滤饼上，这样就实现了脱硫废液中灰渣的脱除。

进一步地，所述过滤机上设置有待过滤液进口、滤液出口、排料出口、排渣出口(该出口仅立式过滤机设有)、溢流出口、压缩空气振动排渣接口、蒸汽夹套的蒸汽进口和蒸汽凝液出口。

进一步地，所述过滤机为多台，多台过滤机并联操作，通过配置多台过滤机，可以实现连续过滤；所述过滤机为单台时，由于不能连续不间断过滤，需要为待过滤液设置中间贮槽。

进一步地，当采用过滤机串联操作时，可生产更高纯度的液硫，满足不同的细分市场使用需求。

所述，当脱硫废液中灰渣含量较低时(一般低于0.1wt％时)，也可采用市场可购的常规水平床层过滤器，对加热后的脱硫废液进行过滤；水平床层过滤器结构简单，过滤面积小，过滤周期短。

进一步地，所述单台过滤机的过滤周期，是按合格辅助滤饼建立→过滤→排渣→合格滤饼建立的顺序周期操作；该单台过滤机在建立合格辅助滤饼时，通过管道阀门关闭过滤机前的待过滤液进口，以及超重力分离器滤液进口或液硫分离器滤液进口，通过管道阀门关闭与排料槽、排料泵连接，通过管道阀门关闭排料冲洗，关闭过滤机滤液出口与助滤液槽的溢流进口连接，助滤液由助滤液泵送入过滤机中，待助滤液经过滤机溢流出口由助滤液槽的溢流进口返回助滤液槽时，关闭过滤机溢流出口与助滤液槽的溢流进口连接，打开过滤机滤液出口与助滤液槽的溢流进口连接，直至滤液中的灰渣含量＜0.05wt％时，合格滤饼建立；该单台过滤机在过滤时，通过管道阀门关闭与助滤液槽、助滤液泵、排料槽、排料泵连接，通过管道阀门关闭排料冲洗，待过滤液流过滤机待过滤液进口和滤液出口，实现过滤；该过滤机在排渣时，通过管道阀门关闭过滤机前的待过滤液进口，以及超重力分离器滤液进口或液硫分离器滤液进口，通过管道阀门关闭与助滤液槽、助滤液泵连接，通过管道阀门打开排料冲洗，使液硫随冲洗液流进排料槽，待过滤机合格滤饼建立后，排料槽中的排料，再由排料泵送回过滤机过滤。

进一步地，所述助滤液槽的上部为立式圆筒形，下部为圆锥形，所述助滤液槽内设有搅拌桨，所述搅拌桨由电机驱动，所述助滤液槽顶部设有助滤剂装填口，侧面设有液硫进口(或热含油溶液)和溢流进口，底部设有助滤液出口；所述助滤液槽采用蒸汽夹套保温，所述蒸汽夹套上有蒸汽进口和凝液出口；所述助滤液槽采用热含油溶液替代固态硫磺或液硫时，可不设置搅拌桨，利用助滤剂泵循环搅拌均匀助滤液槽中溶液和助滤剂及活性炭。所述助滤液槽也可加入固态硫磺以替代液硫，固态硫磺通过助滤剂装填口装入。

进一步地，所述助滤液由硫磺或溶液与助滤剂和活性炭粉末(黑色)组成，所述助滤剂为硅藻土粉末或白土粉末，由不同等级牌号(颗粒粒度)调配而成，特定选择颗粒粒度的活性炭粉末(黑色)用以表征待过滤液中的典型待分离灰渣的粒度。

进一步地，所述排料槽的上部为立式圆筒形，下部为圆锥形，所述排料槽内设有搅拌桨，所述搅拌桨由电机驱动，侧面设有排料进口，底部设有排料出口；所述排料槽采用蒸汽夹套保温，所述蒸汽夹套上有蒸汽进口和凝液出口。所述排料槽可以采用与助滤液槽完全一样的结构，实现两者的互为备用。

进一步地，所述超重力分离器为立式圆筒形结构，内部设置有若干微旋流分离管；所述超重力分离器侧面设有滤液进口，顶部和底部分别设有出口，这三个接口(滤液进口、顶部出口和底部出口)将超重力分离器自上而下分为三个密闭的腔体，分别是位于顶部出口区域的溢流腔，中部进料区域的进料腔和底部出口区域的底流腔。滤液进入中部进料腔后通过导管切向进入微旋流分离管，在强大的离心力(超重力)作用下，每个微旋流分离管内的滤液形成向下的外旋流和向上的内旋流，密度大的液硫进入外旋流，汇聚后从每个微旋流分离管底出口流出进入底流腔，汇总后的全部液硫和少量含油溶液由底部的底流腔出口排出；密度小的剩余含油溶液进入内旋流，从每个微旋流分离管顶部的溢流口进入溢流腔，汇总后的全部剩余含油溶液从顶部的溢流腔出口排出。在液硫分离器之前设置超重力分离器，可减小低液硫分离器的规格。

进一步地，所述预分离器为立式圆筒形结构，能采用以下三种中的一种或多种进料：

适用于进料为脱硫废液的预分离器：预分离器侧面设有脱硫废液进口和含灰渣溶液出口，顶部设有热含油溶液出口，底部设有液硫出口，根据密度的不同，这四个接口(脱硫废液进口、含灰渣溶液出口、热含油溶液出口和液硫出口)将预分离器自上而下分为三个区域，顶部为含油溶液出口区域，中部为脱硫废液进料区域和含灰渣溶液抽出区域，底部为液硫出口区域；所述液硫区域的直径约为其上部区域直径的30～100％；所述脱硫废液进口及其以下区域采用蒸汽夹套保温，所述蒸汽夹套上有蒸汽进口和凝液出口；所述含灰渣液出口为水平管出口管道或先水平再垂直的管段。在先水平再垂直的垂直管段上安装液下式过滤泵，缩短了灰渣管道的长度。

或，适用于进料为硫膏和熔融硫的预分离器：预分离器侧面设有热含油溶液出口和含灰渣溶液出口，顶部设有进料口，底部设有液硫出口，这四个接口将预分离器自上而下分为四个区域，顶部为进料区域，侧面上部为含油溶液出口区域，中部含灰渣溶液抽出区域，底部为液硫出口区域；所述液硫区域的直径约为其上部区域直径的30～100％；所述进料口及其以下域采用蒸汽夹套保温，所述蒸汽夹套上有蒸汽进口和凝液出口；所述含灰渣液出口为水平管出口管道或先水平再垂直的管段。在先水平再垂直的垂直管段上安装液下式过滤泵，缩短了灰渣管道的长度。

或，适用于进料为熔融硫的预分离器：预分离器侧面设有含灰渣溶液出口，顶部设有进料口，底部设有液硫出口，这三个接口将预分离器自上而下分为三个区域，顶部为进料区域，中上部含灰渣溶液抽出区域，底部为液硫出口区域；所述液硫区域的直径约为其上部区域直径的30～100％；所进料口及其以下区域采用蒸汽夹套保温，所述蒸汽夹套上有蒸汽进口和凝液出口；所述含灰渣液出口为水平管出口管道或先水平再垂直的管段。在先水平再垂直的垂直管段上安装液下式过滤泵，缩短了灰渣管道的长度。

进一步地，所述预分离器底部排出的液硫也可单独送入过滤机中过滤，可直接得到高品质液硫，该液硫也可不进入超重力分离器和或液硫分离器。

进一步地，所述预分离器可以采用多台并联操作，便于适应不同的原料；例如两台并联操作时，一台进脱硫废液，一台进硫膏和或固体熔融硫，或三台并联操作时，一台进脱硫废液，一台进硫膏，一台进固体熔融硫，等。

进一步地，当处理采用不同脱硫催化剂的脱硫废液或硫膏时，脱硫废液或硫膏的加热、过滤、分离宜分别设置，且不应使含不同催化剂的溶液相混。

本发明一种改善脱硫溶液质量并得到高品质硫磺工艺及系统，工艺连续，稳定可靠，与现有技术相比较具有以下优点：

1)本发明能够得到高品质液态硫磺(简称“液硫”)，纯度≥99.95wt％。

所述脱硫废液加热后进入过滤机过滤，脱除其中灰渣后，滤液在超重力分离中分离，超重力分离顶部出口溶液进入油液分离器中分离，超重力分离底部出口溶液进入液硫分离器，液硫分离器顶部出口溶液进入油液分离器中分离，油液分离器分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液返回脱硫系统，液硫分离器底部得到高品质液态硫磺，所述高品质液态硫磺纯度≥99.95wt％；或者滤液直接进入液硫分离器中分离，液硫分离器顶部出口溶液进入油液分离器中分离，油液分离器分离出的不含灰渣和油类的脱硫溶液返回脱硫系统，液硫分离器底部得到高品质液态硫磺，所述高品质液态硫磺纯度≥99.95wt％。

所述脱硫废液加热器后的脱硫废液也可先进入预分离器，预分离器顶部热含油溶液进入脱硫废液换热器，预分离器中部含灰渣溶液和底部液硫可混合一起被送入过滤机过滤或分别送入不同过滤机过滤，可以确保得到高品质液硫，纯度≥99.95wt％。

所述硫膏和熔融硫自预分离器经料斗溜槽进入，预分离器上部侧面热含油溶液进入冷却器，预分离器中部含灰渣溶液和底部液硫可混合一起送入过滤机过滤或分别被送入不同过滤机过滤，可以确保得到高品质液硫，纯度≥99.95wt％。

所述熔融硫自预分离器经料斗溜槽进入，预分离器中上部含灰渣溶液和底部液硫可混合一起送入过滤机过滤或分别被送入不同过滤机过滤，可以确保得到高品质液硫，纯度≥99.95wt％。

2)本发明能够得到不含灰渣和油类的脱硫溶液，脱硫溶液返回脱硫系统，以补充脱硫系统的失液和减少脱硫催化剂消耗，从而改善了脱硫系统的脱硫溶液质量。

3)本发明过滤出的灰渣中的硫磺含量＜0.1wt％，灰渣送至界区外灰渣回收装置。

4)本发明分离出的油类送至界区外的分离油回收装置；

5)本发明通过脱硫废液换热器，脱硫废液加热器前的脱硫废液与进入油液分离器前的热含油溶液间接换热，可以回收热量，降低能耗；把换热后、油液分离器前的冷含油溶液部分或热含油溶液部分送入脱硫废液换热器前的脱硫废液中或热含油溶液部分直接送入脱硫废液加热器前的脱硫废液中，或把部分液硫送入过滤机前的待过滤液中，有利于稳定装置的可靠长周期运行。

本发明所述固态硫磺、硅藻土粉末或白土粉末、活性炭粉末、助滤液泵、排料泵、水平床层过滤器均是市场公开可得的。