一种低温高效节能熔硫装置的制作方法

本实用新型属于脱硫设备技术领域，特别是涉及到一种低温高效节能熔硫装置。

背景技术：

焦化厂一般采用湿式氧化法进行煤气脱硫，在再生塔顶排出硫泡沫。在硫泡沫中，硫以单质硫的微小颗粒附着在泡沫中。利用耐酸泵将硫泡沫输送至连续熔硫釜内。连续熔硫釜为夹套容器，夹套内通蒸汽对硫泡沫进行加热。当加热至70℃～90℃时，泡沫破裂成微小颗粒的单质硫并迅速聚集增大，依靠重力作用自然沉降。

目前国内多种实用新型专利的熔硫釜，使用都不佳。效果稍好的熔硫装置，有石家庄某厂生产的内分式连续熔硫、鞍钢设计带有器内换热器、加热器的连续熔硫工艺两种技术，其它的各种号称“节能、连续”，效果均不理想。其问题主要表现在以下几个方面：

1、硫泡沫进熔硫釜前，没有进行进一步分离、浓缩，入熔硫釜硫泡沫含硫量低，出釜清液量大，温度较高的清液必须回到系统，因在熔硫时，温度较高，脱硫液会发生一些副反应，使脱硫液的组分变化，增加副盐含量，影响脱硫效率；同时清液中残余的硫很容易在填料上沉积，增加脱硫塔的阻力。

2、硫泡沫的换热或加热达不到要求。由于硫泡沫含有较多的气体，传热系数较低，要将其加热到60℃～90℃的温度，必须提供足够的热源或加热面积。一般的熔硫釜的上部由于换热推动力不够，硫泡沫根本无法达到加热温度，影响硫泡沫的分离，导致熔融硫质量差。

3、由于硫泡沫温度不够，导致硫泡沫与溶液的分离时间和空间不够。硫泡沫被加热后，硫颗粒开始聚集，并与溶液进行分离，这是连续熔硫的关键。要确保分离效果，首先必须降低溶液流速，以保证足够的分离时间；其次，要提供一个充足的分离空间，否则根本无法达到分离要求。

4、硫颗粒的熔融温度无法保证。由于硫颗粒的传热性差，光靠蒸汽夹套加热，很难达到硫的熔融温度，一些熔硫釜只在熔硫釜的下部靠夹套蒸汽加热，根本无法保证硫的熔融温度。因此，在生产操作中经常要闷釜，即停止硫泡沫的加料来保证硫颗粒的熔融，这样的操作又和间歇式熔硫釜一样，也使清液温度波动较大。

5、熔硫釜压力、温度检测点设置不够或不合理，无法监控硫泡沫的流速、换热温度、排溶液温度、以及硫磺的熔融温度。没有监控手段，无法保证熔硫釜的正常操作控制，也就保证不了连续生产和节能。

6、采用器内换热及加热装置的熔硫釜，虽然加热速度较快，但由于清液与入釜硫泡沫换热为立式螺旋板换热结构，清液中的硫沉积往往堵塞换热器，致使清液出口温度高。

7、熔硫效率低，对120万吨的焦化厂而言，需要配制四台熔硫装置。

8、操作强度大，由于间歇排硫操作，人工判断每台熔硫釜底硫的熔融状态，放硫时用铁箱接着，盛硫铁箱移动、脱模、硫块包装劳动强度大。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种低温高效节能熔硫装置用于解决现有技术的熔硫釜，使用效果不佳的技术问题。

一种低温高效节能熔硫装置，包括壳体、上部换热板、换热后清液出水口、清液分离罩、下部加热板、换热前清液入水口ⅰ、换热前清液入水口ⅱ、加热器蒸汽管入口、加热器冷凝水出口和硫磺出口，

所述壳体的上封头设置有硫泡沫入口，壳体的内部上部固定安装有上部换热板，壳体的内部中部固定安装有清液分离罩，壳体的内部下部固定安装有下部加热板，壳体的下封头设置有硫磺出口；

所述上部换热板为带有内腔的螺旋式换热板，上部换热板的中部内腔的下部通过管道与换热后清液出水口连通，上部换热板的外部侧壁内腔与换热前清液入水口ⅰ连通；

所述换热后清液出水口设置在壳体的外侧壁的上部；

所述清液分离罩通过固定筋板与壳体的内壁固定连接，清液分离罩的侧壁通过清液输出管与换热前清液入水口ⅱ连通；所述清液输出管在与清液分离罩连通的管口处设置有过滤网，清液输出管在与换热前清液入水口ⅱ通的管口处设置有笼形过滤器；

所述下部加热板为带有内腔的螺旋式加热板，下部加热板的中部内腔的下部通过管道与加热器蒸汽管入口连通，下部加热板的外部侧壁下部内腔与加热器冷凝水出口连通；

所述加热器蒸汽管入口设置在壳体的外侧壁的下部；

所述换热前清液入水口ⅱ通过法兰以及管道与换热前清液入水口ⅰ固定连接。

所述上部换热板的外壁上部和下部均设置有换热前清液入水口ⅰ。

所述换热前清液入水口ⅱ两端的连接管道上分段设置有法兰，换热前清液入水口ⅱ的外侧连接管道上设置有笼形过滤器清扫口。

所述换热前清液入水口ⅱ与换热前清液入水口ⅰ连接的管道上设置有温度计接口。

所述壳体在清液分离罩与下部加热板之间的侧壁上设置有接口。

所述接口为温度计接口或压力计接口。

所述壳体在下封头的外壁以及硫磺出口所在管道的外壁上设置有加热夹套。

所述加热夹套的上部连接有加热夹套蒸汽入口，加热夹套的下部连接有夹套冷凝水出口。

所述壳体的上封头上设置有泄压放气口。

所述壳体的上封头上设置有手孔。

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：

为充分冷却出釜清液，节省能源，本实用新型设置了釜内的用于硫泡沫与清液换热的上部换热板。为防止上部换热板堵塞，硫泡沫走螺旋式上部换热板的直流通道，清液走上部换热板的螺旋通道，为防止清液堵塞换热器，釜内设了清液分离罩，清液分离罩内设过滤网，换热前清液入水口ⅱ处设置有笼形过滤器，将清液中的硫颗粒拦在熔硫釜内，清液从上部换热板周边进入上部换热板，清液从中心出上部换热板。硫泡沫在换热过程中，由于硫泡沫温度升高，夹带的气泡破灭，气体通过换热通道逸散到熔硫釜上封头，熔硫釜上部设有泄压放气口。

熔硫釜中段是清液与硫泡沫的分离空间，硫泡沫换热后，气泡基本破灭，硫颗粒密度大于清液，较容易沉降，在往下运行的过程中，硫颗粒逐渐沉降，一直到加热熔硫区；在加热熔硫区的清液到则往上浮，与换热区加热后的硫泡沫混合，一旦换热效果差，热清液进一步加热硫泡沫，使没有破裂的气泡继续破裂，硫颗粒则往下沉降到加热熔硫区；清液继续上浮，一直到清液分离罩处，清液汇集到清液分离罩内，过滤后通过换热前清液入水口ⅱ、管道以及换热前清液入水口ⅰ进入上部换热板加热硫泡沫。

熔硫釜的下部结构主要保证硫颗粒的沉降及加热熔融，为提高熔硫效率，下部设有下部加热板用于加热硫颗粒，硫颗粒走下部加热板的直通通道，加热蒸汽走下部加热板的螺旋通道，硫颗粒在蒸汽的间接加热下熔融，为防止熔融硫降温，熔硫釜的下封头、硫磺出口所在的管道均设有蒸汽加热夹套，确保硫熔硫“透”、放硫顺畅。由于硫磺熔融“透”，硫泡沫夹带的焦油、萘等，密度小于熔融硫，会随着清液上浮，熔融硫磺的质量要好于其他熔硫方式；

熔硫釜在加热熔硫区上部及下部设有温度检测点，根据该点的温度通过与加热器蒸汽管入口连接的调节阀的开度来控制进入加热段的供热量，使沉降下来硫能够熔融(温度≥125℃)。熔硫釜下段用蒸汽压力要求不低于0.5mpa的压力，以保证足够的传热推动力。

在熔硫釜中段设有压力检测元件，并根据其检测到的压力高低的输出信号来控制清液输出管道调节阀的开度，以调控熔硫装置的内部压力。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明：

图1为本实用新型一种低温高效节能熔硫装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种低温高效节能熔硫装置的连续熔硫流程图。

图中1-壳体、2-上部换热板、3-换热后清液出水口、4-清液分离罩、5-下部加热板、6-换热前清液入水口ⅰ、7-换热前清液入水口ⅱ、8-加热器蒸汽管入口、9-加热器冷凝水出口、10-硫磺出口、11-硫泡沫入口、12-固定筋板、13-清液输出管、14-过滤网、15-笼形过滤器、16-笼形过滤器清扫口、17-温度计接口、18-接口、19-加热夹套蒸汽入口、20-夹套冷凝水出口、21-泄压放气口、22-手孔。

具体实施方式

如图所示，一种低温高效节能熔硫装置，包括壳体1、上部换热板2、换热后清液出水口3、清液分离罩4、下部加热板5、换热前清液入水口ⅰ6、换热前清液入水口ⅱ7、加热器蒸汽管入口8、加热器冷凝水出口9和硫磺出口10，

所述壳体1的上封头设置有硫泡沫入口11，壳体1的内部上部固定安装有上部换热板2，壳体1的内部中部固定安装有清液分离罩4，壳体1的内部下部固定安装有下部加热板5，壳体1的下封头设置有硫磺出口10；

所述上部换热板2为带有内腔的螺旋式换热板，硫泡沫走螺旋式上部换热板2的直流通道，直流通道纵向布置，清液走上部换热板2内腔的螺旋通道，上部换热板2的中部内腔的下部通过管道与换热后清液出水口3连通，上部换热板2的外部侧壁内腔与换热前清液入水口ⅰ6连通；

所述换热前清液入水口ⅰ6的数量为两个，一个换热前清液入水口ⅰ6与上部换热板2的外侧壁上部连通，另一个换热前清液入水口ⅰ6与上部换热板2的外侧壁下部连通。

所述换热后清液出水口3设置在壳体1的外侧壁的上部；

所述清液分离罩4通过固定筋板12与壳体1的内壁固定连接，清液分离罩4的侧壁通过清液输出管13与换热前清液入水口ⅱ7连通；所述清液输出管13在与清液分离罩4连通的管口处设置有过滤网14，清液输出管13在与换热前清液入水口ⅱ7通的管口处设置有笼形过滤器15；

所述下部加热板5为带有内腔的螺旋式加热板，硫颗粒走下部加热板5的直通通道，直流通道纵向布置，加热蒸汽走下部加热板5内腔的螺旋通道下部加热板5的中部内腔的下部通过管道与加热器蒸汽管入口8连通，下部加热板5的外部侧壁下部内腔与加热器冷凝水出口9连通；

所述加热器蒸汽管入口8设置在壳体1的外侧壁的下部；

所述换热前清液入水口ⅱ7通过法兰以及管道与换热前清液入水口ⅰ6固定连接。

所述上部换热板2的外壁上部和下部均设置有换热前清液入水口ⅰ6。

所述换热前清液入水口ⅱ7两端的连接管道上分段设置有法兰，换热前清液入水口ⅱ7的外侧连接管道上设置有笼形过滤器清扫口16。

所述换热前清液入水口ⅱ7与换热前清液入水口ⅰ6连接的管道上设置有温度计接口17。

所述壳体1在清液分离罩4与下部加热板5之间的侧壁上设置有接口18。

所述接口18为温度计接口或压力计接口。

所述壳体1在下封头的外壁以及硫磺出口10所在管道的外壁上设置有加热夹套。

所述加热夹套的上部连接有加热夹套蒸汽入口19，加热夹套的下部连接有夹套冷凝水出口20。

所述壳体1的上封头上设置有泄压放气口21。

所述壳体1的上封头上设置有手孔22。

一、本实用新型的技术特点：

1、对硫泡沫进行增浓

连续熔硫可以不要求进入熔硫釜的硫泡沫含硫量，因为在硫泡沫加热时，可以将清液分离出来。但硫泡沫含硫低，则会增加清液量，而出釜清液温度高，使副反应增加，导致脱硫液中三盐增长快，氨流失也多，因而连续熔硫工艺，也要对硫泡沫进行增浓，减少进釜的脱硫流量，以减少熔硫过程中的清液产生量。硫泡沫增浓有两种方法，一是冷法增浓，如增设离心沉降分离机或全封闭烛式过滤机，二是通过在硫泡沫槽内置入加热器，通过加热使泡沫破碎。由于采取了进釜硫泡沫增浓措施，熔硫过程中产生的清液量小，清液经过沉降，分离硫颗粒后，优先送至荣义制酸工段硫干燥工序，采用干燥设备提取盐脱硫废液的混盐。熔硫过程中产生的清液尽可能不回到脱硫系统。

在硫膏分离或增浓的过程中，采取措施，避免溶液中的氨的挥发，防止有异味产生。

增浓后硫泡沫进入一台硫泡沫增浓中间槽，中间槽中兑入出釜换热后的清液，并进行搅拌。使硫泡沫的的体积沉降比在50％以上，便于通过硫泡沫泵压送到上部换热板2。

硫泡沫增浓中间槽设有搅拌装置，并进行保温。

2、熔硫釜增加了釜内换热器，清液热量回收充分

进入本实用新型的硫泡沫通过上部换热板2与熔硫清液换热，可回收热量，也能有利于清液的颗粒分离，利于清液中的硫进一步沉降。

熔硫釜中段设计了清液分离罩4，清液分离罩4内设过滤网14，换热前清液入水口ⅱ7处设置有笼形过滤器15，可有效地将清液中的硫拦截在釜内，可防止熔硫釜上部换热板2的堵塞。

熔硫釜中段为清液与硫泡沫的分离区，设计时保证了分离空间。

3、提高了熔硫釜的生产能力，上段有上部换热板2，下段有下部加热板5，下封头及硫磺出口10所在的放硫管均有蒸汽加热夹套，加热面积大，熔硫釜效率高。

4、熔硫釜设有压力显示

熔硫釜为压力容器，从熔硫工艺看，熔硫需要的油颗粒完全熔融，对釜内的压力并没有要求，正常操作时。熔硫釜内的压力一般不超过0.2mpa。一旦熔硫釜出清液管或釜内换热器堵塞，而进釜的硫泡沫的压力而较高，釜内压力会增高。故熔硫釜还可以根据需要自行设置压力计接口的位置，用于进釜硫泡沫压力显示，出釜清液压力显示和釜中段压力显示，根据这三处的压力，可判断过滤器、换热器的阻力情况。

5、熔硫釜设有温度控制调节阀

熔硫釜有还可以根据需要自行设置温度计接口的位置，用于加热区熔融硫的温度检测，熔硫釜中段温度检测，以及换热后清液出口温度检测。操作时可根据加热熔融区调节下封头的给蒸汽量，根据熔硫釜中段的温度，通过蒸汽调节阀，自动调节进熔硫釜加热熔融区的蒸汽量。

6、由于熔硫釜的换热、加热方式独特，回收了熔硫清液的热量，提高了蒸汽的利用率，有效的降低了蒸汽消耗。经过测定熔硫使用0.5mpa的饱和蒸汽，每生产一吨硫磺耗用蒸汽为1200kg以下，节能效果显著。

7、熔硫釜中段设有法兰，打开法兰后，可对熔硫釜的直流通道进行清理。

8、将切片机技术引入熔硫系统，切片机全封闭操作，可减少异味气体逸散；将硫磺制成硫磺片包装后出售，改变了现场环境和工人的劳动强度。

传统熔硫工艺中，将熔融状态的硫放在地上或器皿中的做法，将切片机技术引入熔硫系统，将硫磺制成硫磺片包装后出售，改变了现场环境和工人的劳动强度。

转鼓式冷凝结晶切片机是一种连续式传导型冷却成型设备。物料在转鼓外壁上获得以水冷却方式传递的温差，进行冷却结晶。在冷却过程中，冷却水由分配系统均匀的喷到转鼓内壁，冷水的温度由鼓内壁传到鼓外壁，再传递到粘在鼓外壁的料膜上，达到冷却结晶的目的。其结构简单，效率高，可连续操作，故广泛用于液态物料或带状物料。液态物料在转鼓的一个转动周期中完成布膜、刮料、得到制品的全过程。因此，在操作中可通过调整进料浓度、料膜厚度、冷却介质温度、滚筒转数等参数获得预期的产品和相应的产量。

加料方式采用下浸料或上布料方式：下浸料是将浆料送至筒体下方的浸料槽中，转鼓筒体浸入料槽中，在回转过程中物料自动粘于筒面，通过控制浸入深度和筒体转速来调整料的厚度，设备结构简单，主机动力低。亦可根据物料的物性设为上进料及后进料等方式，上布料是针对一些物料粘结度低而特殊设计的一种布料结构，完成对不同物料的冷凝结晶制片。

冷凝结晶转鼓切片机，整体设备全部封闭，双面留有检修门，密封条封闭，罩壳顶部配有多管进风口，提髙冷却效率增加产能。

物料被置于储料槽内，通过滚筒转动带动物料粘在转鼓滚筒表面而形成薄膜，在滚筒转动一圈的过程中冷却结晶成片状粉体，再通过卸料刮刀片刮下，经螺旋输送物料完成对物料的收集，亦可直接由出料斗装袋。

在设计时熔硫釜放硫至切片机的液态管道采用夹套设计，并加大坡度，防止液态管道堵塞。

9、操作灵活，可在放硫后随意放出釜内的残渣，减少熔硫釜堵塞的风险。

二、改造效果分析

采用节能高效熔硫后，硫泡沫熔硫能力提高，不会成为制约煤气脱硫的瓶颈，可解决现有的熔硫装置操作环境差，异味大，工人劳动强度大的问题，可减少连续熔硫的蒸汽消耗，每小时可节省1吨蒸汽。

造成熔硫釜堵塞的另一个可能是煤气带粉尘多，在脱硫时，粉尘进行入脱硫液，最终混入硫泡沫。出现这一情况，就要通过优化操作来解决，即每次放硫时，都要进行排渣操作，并尽可能将渣排净。

将切片机技术引入熔硫系统，切片机全封闭操作，可减少异味气体逸散；将硫磺制成硫磺片包装后出售，改变了现场环境和工人的劳动强度。