[實用新型]高純度硫磺氣體的制備裝置

有效

• 申請號: 201520038812.5
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN204417123U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 張國興;龐仁杰;劉景霞;馬燦園;陳琳玲
• 申請（專利權）人: 上海三夫工程技術有限公司
• 主分類號: C01B17/10
• 分類號: C01B17/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本實用新型涉及化工、建材、環保領域，尤其涉及一種高純度硫磺氣體的制備裝置。

背景技術

為了回收硫酸鹽礦石、硫酸鹽工業廢渣和工業廢硫酸中的硫，將其制成附加值更高的硫產品，常用CH₄、碳、氫、硫等還原劑。現有工業化生產硫酸鹽的還原大都采用焦炭或含硫煤為還原劑，屬于固體還原劑，還原反應為固--固反應，且碳還原產物最終為CO₂，存在于系統中不僅降低了體系有用組分SO₂摩爾濃度，還增加了碳的排放，污染環境。“以硫代碳”來實現硫酸鹽(MeSO₄)或二氧化錳(MnO₂)的還原，制取后續MeS(CaS、MgS)、MeO(CaO、MgO、MnO)、SO₂等化工建材產品，已成為化工科技的發展趨勢。有不少專利和文獻都報道了用硫磺還原硫酸鹽的技術，硫磺還原產物為SO₂，與硫酸鹽被還原的產物SO₂疊加，使系統氣相產物組分中SO₂的摩爾濃度提高，對后續生產工藝條件優化、裝置產能提高、能耗降低、成本下降極為有利，且沒有碳排放環境污染問題。

相對于固-固反應和液-固反應，將硫磺制成硫磺氣體參與硫酸鹽還原反應，在很大程度上提高了反應速度和硫酸鹽還原效率，可達80～99.9％，且反應條件較容易控制，是一種值得推廣的硫酸鹽還原方法。但關于如何制取氣態硫磺方面的專利和文獻較少。

現有的氣態硫磺制取通常采用傳統的釜式加熱法，使用燃油、天然氣或電間接加熱蒸煮使硫磺熔融氣化，存在傳熱效果差、氣化速率不穩定、操作運行控制困難、設備材質要求高、容易堵塞系統、使用壽命短等缺陷。

申請號201410089886.1的專利《一種過熱硫蒸氣制造工藝》公開了一種采用煙道氣間接加熱液體硫磺轉化硫磺蒸氣的方法，采用分段加熱氣化，首先在熔硫槽中間接加熱熔化固體硫磺得到液態硫磺，然后使液化后的硫磺依次流經液硫加熱器、氣化器和過熱器，與熱煙氣逆流換熱，逐漸加熱、氣化至過熱狀態，得到過熱硫蒸氣。該方法存在如下問題：

(1)缺乏液體硫磺的精制工序，液體硫磺通常含雜質高，容易引起管路和換熱設備結垢、堵塞；

(2)液體硫磺在換熱器管內被間接加熱氣化，管程較長，系統停車時管內的液體硫磺很難排放徹底，會凝固堵塞管道，且無法清除，系統很難長周期連續穩定運行；

(3)液體硫磺分數次與熱煙氣逆流換熱，煙道氣走管外殼程，液體硫磺走管程間接加熱氣化、過熱等過程，氣化器相當于一個換熱器結構，設備結構較復雜；

(4)材料等級高，制造要求高，造價高：根據公開方法中描述，氣化區域管路內溫度在450～500℃，則管路外溫度應該達到500～600℃；過熱區域管內溫度在600～700℃，管外煙道氣溫度應該在700～900℃；且煙道氣也含SO₂，因此與硫磺及煙道氣接觸的設備材料均需要耐硫和耐溫度要求。如此高溫的含硫介質，對加熱管路和氣化器外殼的材料要求很高，普通不銹鋼不能使用，需要更高等級的耐高溫耐腐蝕材料。

實用新型內容

本實用新型的目的，就是為了解決上述問題，提供一種高純度硫磺氣體的制備裝置。

為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：一種高純度硫磺氣體的制備裝置，包括通過管路順序相連的熔硫槽、粗硫磺輸送泵、硫磺過濾器、精硫磺槽、精硫磺輸送泵、霧化噴頭、氣化器和文丘里引射器，其中霧化噴頭直接連接在氣化器的前端，文丘里引射器直接連接在氣化器的后端。

所述熔硫槽內設置蒸氣加熱器和攪拌器，并設有硫磺進口。

所述硫磺過濾器為硅藻土介質過濾器、金屬膜過濾器或非金屬膜過濾器。

所述氣化器包括順序設置的蒸發氣化室和過熱室，蒸發氣化室和過熱室內分別安裝有獨立的電加熱裝置。

所述文丘里引射器出口端還設有惰性氣體進口。

所述電加熱裝置的加熱元件為碳纖維石英電熱管，并懸掛安裝在氣化器內腔。

本實用新型由于采用了以上技術方案，使其與現有技術相比，具有以下的優點和特點：

1、液體硫磺經過濾精制后進入氣化器，避免對管道和噴頭的結垢堵塞，保證長期平穩運行。

2、由于在氣化器尾端的文丘里引射器出口上設置了惰性氣氛進口，硫磺氣體組分的純度可根據后續裝置還原反應的需要，通過加入惰性氣氛進行調節，滿足不同物料還原時對硫磺氣體還原劑組分摩爾分率的需要。