一种连续分离出硫磺、脱硫废液和煤粉的装置

摘要

本发明涉及一种连续分流出硫磺、脱硫废液和煤粉的装置，包括分离装置和澄清装置，分离装置包括筒体，筒体的顶端连接有上封头，底端设置有下封头，上封头上设置有脱硫液出口、硫泡沫进口管、温度计口、压力变送器口，泡沫进口管穿过上封头延伸至筒体的底部，筒体上设置有第一换热装置，下封头上设置有第二换热装置，筒体内设置有第三换热装置，第三换热装置延伸至下封头内部；筒体的底部靠近下封头的位置设置有温度传感器口；下封头上设置有粗制液流出口，粗制液流出口与所述澄清装置连通。该装置不需要将硫磺放出存在槽内再用泵加压输入澄清装置，解决了焦化“以氨为碱源脱硫系统”的焦化企业以液态硫及混合液态副盐两种不同物料分别进料方式制酸煤粉含量高堵塞喷枪的现象，保证了后续制酸生产的稳定。

说明书

技术领域

本发明属于焦化行业脱硫废液制酸技术领域，具体涉及一种连续分离硫磺与煤粉的装置。

背景技术

目前国内焦化行业对湿法脱硫所产生的硫泡沫进行制酸过程中硫回收的装置大体有两种。一种是以老式间断釜为主设备，这种釜需要过滤机、硫渣槽等设备与之配合进行硫回收。硫泡沫需要经过过滤机过滤出滤饼，用人力将釜盖打开,滤饼放进之后，加热熔硫，每釜都有硫渣排出，产生三废，现已基本淘汰；

第二种为现有的普遍使用的装置，该装置为申请号为“201420178703.9”、公开号为“CN 203764227 U”、名称为“低压全自动连续熔硫釜”公开的装置，该装置能使硫泡沫连续进釜不间断地进行硫与溶液分离，硫熔融,在硫泡沫少的情况下，可间断进行，不排渣无废液，无溶液损失。其存在以下技术问题：

1、必需将硫磺放出存在槽内再用泵加压到液硫喷枪，造成能源的浪费和环境的污染；

2、放出的液硫含煤粉多，尤其不适应顶装煤焦炉的脱硫废液制酸生产，因顶装煤焦炉脱硫废液中的煤粉非常多，造成溶出的液硫含煤粉较多，非常频繁的堵塞进焚烧炉的液硫喷枪，如果煤粉不分离进入焚烧炉焚烧会造成硫酸含灰超标，造成成品酸品质下降，影响了脱硫废液制酸生产的连续性及成品酸品质。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种连续分离硫磺与煤粉的装置以解决上述的至少一个技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供的一个技术方案如下：

一种连续分离出硫磺、脱硫废液和煤粉的装置，包括分离装置和澄清装置，所述分离装置包括筒体，所述筒体的顶端连接有上封头，底端设置有下封头，所述上封头上设置有脱硫液出口、硫泡沫进口管、温度计口、压力变送器口，所述泡沫进口管穿过所述上封头延伸至所述筒体的底部，所述筒体上设置有第一换热装置，所述下封头上设置有第二换热装置，所述筒体内设置有第三换热装置，所述第三换热装置延伸至所述下封头内部；所述筒体的底部靠近所述下封头的位置设置有温度传感器口；所述下封头上设置有粗制液流出口，所述粗制液流出口与所述澄清装置连通。

优选的，所述澄清装置包括外壳体和内壳体，所述外壳体和所述内壳体之间形成夹层，所述外壳体的顶面设置有蒸汽口、压力表口、煤粉出口和温度测量口，所述蒸汽口与所述夹层连通，所述压力表口、煤粉出口和温度测量口均穿过外壳体和内壳体与所述内壳体的内部连通；所述外壳体的底面设置有排空口，所述排空口穿过外壳体和内壳体与所述内壳体的内部连通；所述外壳体的侧面设置有精制液硫出口、精制液硫排放口和粗制液硫进口，所述精制液硫出口、精制液硫排放口和粗制液硫进口均穿过外壳体和内壳体与所述内壳体的内部连通，所述粗制液硫进口连接有连通装置，所述粗制液流出口与所述连通装置连通，所述连通装置与所述粗制液硫进口连通。

优选的，所述外壳体包括外筒体、外筒体上封头和外筒体下封头，所述外筒体上封头位于所述外筒体的上方，与所述外筒体密封连接；所述外筒体下封头位于所述外筒体的下方，与所述外筒体密封连接；所述内壳体包括内筒体、内筒体上封头和内筒体下封头，所述内筒体上封头位于所述内筒体的上方，与所述内筒体密封连接；所述内筒体下封头位于所述内筒体的下方，与所述内筒体密封连接；所述蒸汽口、压力表口、煤粉出口和温度测量口位于所述外筒体上封头上，所述排空口位于所述外筒体下封头上；所述外筒体和所述内筒体之间设置有连接板，所述连接板的一端与所述外筒体的内壁连接，另一端与所述内筒体的外壁连接。

优选的，所述外筒体上封头和外筒体下封头分别与所述外筒体焊接；所述内筒体上封头和内筒体下封头分别与所述内筒体焊接。

优选的，所下封头的形状为尖端朝下设置的锥形，所述第一换热装置为第一蒸汽半管盘管，所述第二换热装置为第二蒸汽半管盘管，所述第三换热装置为蒸汽盘管，所述蒸汽盘管的下端与所述锥形的下封头之间留有直线间距并通过角钢框架固定于所述筒体和锥形的下封头上；所述泡沫进口管延伸至所述蒸汽盘管的内部，位于所述蒸汽盘管的上部。

优选的，泡沫进口管在所述筒体内设置有U形折弯。

优选的，所述上封头与所述下封头分别与所述筒体焊接。

优选的，所述第一换热装置的顶端与所述上封头之间有间距。

本发明提供的一种连续分离出硫磺、脱硫废液和煤粉的装置在使用时，脱硫工段来的硫泡沫经过流量调节阀调节流量后通过硫泡沫进口管穿过筒体进入内部下半部的溶液层内，溶液在筒体内中上部被返回脱硫液加热向下流动，硫泡沫很快地达到60～90℃,沾附在泡沫上的微小的硫颗粒随着泡沫破裂聚集增大、下沉，在蒸汽盘管的中上部溶液被蒸汽加热到110～135℃左右，硫被熔融，在蒸汽盘管和锥体下封头形成的空间进行溶液分离，比重大的液硫和硫颗粒继续向分离器体下部沉积，被第二蒸汽半管盘管加大熔硫的热量，硫被熔融沉积在分离器锥体下部，通过压力变送器口连接压力变送器可使得分离器内部保持3.5公斤压力，通过压差可将硫磺输入到澄清装置，比重轻的脱硫液在分离器下部腔室和硫磺分离后顺着分离器筒体和蒸汽盘管之间的环形空间向上流动，被第一蒸汽半管盘管加热保温,脱硫液中含有硫颗粒继续熔融分离，脱硫液由脱硫液出口排出，该脱硫液出口的管道上可安装自力式调节阀，保证分离器内的压力保持在一定范围内，进分离器的每根蒸汽管路上都装有气动调节阀，根据分离器温度计、温度传感器所测温度，自动调节蒸汽流量，控制溶液温度在一定范围内。

该装置通过压差的形式将硫磺压入澄清装置中，不需要将硫磺放出存在槽内再用泵加压输入澄清装置，此外，该装置内硫泡沫依靠压差始终处于有序的流动状态，自动完成分离、聚集、浓缩、熔融、分离、回收过程，回收硫的质量高，煤粉含量极少，弥补了釜式融硫的缺陷，不需配合过滤机使用,更节能，处理量成倍增加。完全解决了顶装煤焦炉“前脱硫”的焦化企业脱硫液制酸煤粉含量高堵塞喷枪的现象，保证了后续制酸生产的稳定。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图中附图标记：1、筒体；2、上封头；3、脱硫液出口；4、硫泡沫进口管；5、温度计口；6、压力变送器口；7、第一蒸汽半管盘管；8、蒸汽盘管；9、角钢框架；10、温度传感器口；11、下封头；12、第二蒸汽半管盘管；13、粗制液流出口；14、连通装置；15、粗制液硫进口；16、内筒体下封头；17、排空口；18、外筒体下封头；19、连接板；20、精制液硫出口；21、内筒体；22、外筒体；23、内筒体上封头；24、外筒体上封头；25、蒸汽口；26、压力表口；27、煤粉出口；28、温度测量口；29、精制液硫排放口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种连续分离出硫磺、脱硫废液和煤粉的装置，参见图1，包括分离装置和澄清装置，所述分离装置包括筒体1，所述筒体的顶端连接有上封头2，底端设置有下封头11，一般的，上封头与所述下封头分别与所述筒体焊接，为了便于液体硫磺的收集，下封头的形状设置为尖端朝下的锥形，所述上封头上设置有脱硫液出口3、硫泡沫进口管4、温度计口5、压力变送器口6，所述泡沫进口管穿过所述上封头延伸至所述筒体的底部，所述筒体上设置有第一换热装置，所述第一换热装置的顶端与所述上封头之间一般有间距以使得筒体上部分有一定的与第一换热装置非直接接触区域，减少换热过程中能源的浪费，所述下封头上设置有第二换热装置，所述筒体内设置有第三换热装置，所述第三换热装置延伸至所述下封头内部；所述筒体的底部靠近所述下封头的位置设置有温度传感器口10；所述下封头上设置有粗制液流出口13，所述粗制液流出口与所述澄清装置连通。本实施例中，第一换热装置优选为第一蒸汽半管盘管7，第二换热装置优选为第二蒸汽半管盘管12，这样，蒸汽在经过半管盘管时可直接与筒体和下封头直接接触，换热效率高，与现有的夹套式换热相比，耗用材料少，制作要求低，耗能低；第三换热装置优选为蒸汽盘管8，蒸汽盘管8优选为全浸没式盘管，该盘管蒸汽利用率高，换热效果好，所述蒸汽盘管的下端与所述锥形的下封头之间留有直线间距300mm～600mm，用于料液的流动和分离，并且蒸汽盘管通过角钢框架9固定于所述筒体和锥形的下封头上；上述泡沫进口管延伸至所述蒸汽盘管的内部，位于所述蒸汽盘管的上部，以便于控制料液的流向，使料液在盘管内部有序向下流动，并充分吸收热量，在此区域内硫磺颗粒变为了液硫，液硫向锥体聚集，蒸汽盘管的下部比重轻的溶液经蒸汽端与所述锥形的下封头之间留有直线间距300mm～600mm空间向上流动。为了增加溶液在筒体内中上部的停留时间，便于料液吸收更多的热量使硫泡沫溶液快速达到60～90℃，泡沫进口管在所述筒体内设置有U形折弯，其中U形折弯可以为一个，也可以为多个。

上述的一种连续分离出硫磺、脱硫废液和煤粉的装置在使用时，脱硫工段来的硫泡沫经过流量调节阀调节流量后通过硫泡沫进口管4穿过筒体1进入内部下半部的溶液层内，溶液在筒体内中上部被返回脱硫液加热向下流动，硫泡沫很快地达到60～90℃,沾附在泡沫上的微小的硫颗粒随着泡沫破裂聚集增大、下沉，在蒸汽盘管8的中上部溶液被蒸汽加热到110～135℃左右，硫被熔融，在蒸汽盘管8和锥体下封头分形成的空间进行溶液分离，比重大的液硫和硫颗粒继续向分离器体下部沉积，被下封头蒸汽半管盘管12加大熔硫的热量，硫被熔融沉积在分离器锥体下部，通过压力变送器口连接压力变送器可使得分离器内部保持3.5公斤压力，通过压差可将硫磺输入到澄清装置，比重轻的脱硫液在分离器下部腔室和硫磺分离后顺着分离器筒体1和蒸汽盘管8之间的环形空间向上流动，被筒体蒸汽半管7加热保温,脱硫液中含有的少部分硫颗粒继续熔融分离，脱硫液由脱硫液出口6排出，该脱硫液出口6的管道上可安装自力式调节阀，保证分离器内的压力保持在一定范围内，进分离器的每根蒸汽管路上都装有气动调节阀，根据分离器温度计口5、温度传感器10所测温度，自动调节蒸汽流量，控制溶液温度在一定范围内。

该装置通过压差的形式将硫磺压入澄清装置中，不需要将硫磺放出存在槽内再用泵加压输入澄清装置，此外，该装置内硫泡沫依靠压差始终处于有序的流动状态，自动完成分离、聚集、浓缩、熔融、分离、回收过程，回收硫的质量高，煤粉含量极少，弥补了釜式融硫的缺陷，不需配合过滤机使用,更节能，处理量成倍增加。完全解决了顶装煤焦炉“前脱硫”的焦化企业脱硫液制酸煤粉含量高堵塞喷枪的现象，保证了后续制酸生产的稳定。

本实施例中，澄清装置可以使用现有的澄清器，作为一种优选的方案，所述澄清装置包括外壳体和内壳体，所述外壳体和所述内壳体之间形成夹层，所述外壳体的顶面设置有蒸汽口25、压力表口26、煤粉出口27和温度测量口28，所述蒸汽口与所述夹层连通，一般的蒸汽口可设置为两个以形成回流，所述压力表口、煤粉出口和温度测量口均穿过外壳体和内壳体与所述内壳体的内部连通；所述外壳体的底面设置有排空口17，用于检修时放空澄清装置，所述排空口穿过外壳体和内壳体与所述内壳体的内部连通；所述外壳体的侧面设置有精制液硫出口20、精制液硫排放口29和粗制液硫进口15，所述精制液硫出口、精制液硫排放口和粗制液硫进口均穿过外壳体和内壳体与所述内壳体的内部连通，所述粗制液硫进口连接有连通装置14，连通装置可以使用连通管，将一端封住上方开设与粗制液流出口连接，另一端连接粗制液硫进口，一般的，连通装置上可安装电动调节阀以便于调节粗制液流进入澄清器的流量。本实施例中，为了便于制作，所述外壳体包括外筒体22、外筒体上封头24和外筒体下封头18，所述外筒体上封头位于所述外筒体的上方，与所述外筒体焊接；所述外筒体下封头位于所述外筒体的下方，与所述外筒体焊接；所述内壳体包括内筒体21、内筒体上封头23和内筒体下封头16，所述内筒体上封头位于所述内筒体的上方，与所述内筒体焊接；所述内筒体下封头位于所述内筒体的下方，与所述内筒体焊接；所述蒸汽口25、压力表口26、煤粉出口27和温度测量口28位于所述外筒体上封头上，压力表口26、温度测量口28分别用于连接压力表和温度计或温度传感器用以控制澄清装置内壳体内部在规定的压力和温度下生产，保证安全，所述排空口位于所述外筒体下封头上；所述外筒体和所述内筒体之间设置有连接板19，所述连接板的一端与所述外筒体的内壁连接，另一端与所述内筒体的外壁连接，通过连接板19的焊接可对外筒体和内筒体进行相互间的定位连接，有利于外筒体和内筒体之间的夹层密封。

上述结构经连通装置14输入到澄清装置内壳体的内部腔室的粗制液硫，经蒸汽口25的蒸汽热量作用下,使澄清装置内壳内熔融硫温度始终保持120～140℃，澄清装置内壳内保持3公斤压力，粗制液硫持续的进行澄清，比重轻的煤粉在内壳体内部腔室上部汇集，其中，澄清装置有别于釜式熔硫釜之处在于在澄清装置顶部开有煤粉出口27，根据压力表口26、温度测量口28测得的数据，自动开启煤粉出口27管道上的电动阀门，进行排煤粉作业，作业时产生的废气由风机经集气罩抽吸到焚烧炉，不污染空气。比重重的精制液硫在内壳体内部腔室下部聚集通过流量计与气动阀门连锁，根据成品硫酸的产量要求来控制进入焚烧炉的精制液硫量，在DCS中设定气动阀门开度调节流量，液硫通过自身内部的压力，经夹套管道进入喷枪喷入焚烧炉焚烧得到SO2气体，这样不需放入槽内再用泵加压送至喷枪，当酸产量过剩时可通过开启精制液硫排放口29开启管道上的电动阀门，进行精制液硫制高品质硫磺排放作业，精制液硫可连续排放也可间断排放，排放作业时产生的废气由风机经集气罩抽吸到焚烧炉，不污染空气。

在实际应用中，进入澄清器的粗制液硫中可能含有少部分煤粉，为此，上述结构中，精制液硫出口20高度优选低于粗制液硫进口15约500mm～1500mm，这样，煤粉比重轻会向上部流动，除去煤粉的高品质液硫会向下流动，进一步将煤粉分离出来，粗制液硫进口一般位于澄清装置的中下部位置以保证煤粉有空间储存，减少排放次数。

综合上述，本发明的一种连续分离出硫磺、脱硫废液和煤粉的装置与釜式相比具有以下优点：处理量大，结构简单，效率高，能源耗用少，处理量相同时占地面积少。装置内硫泡沫依靠压差始终处于有序的流动状态，自动完成分离、聚集、浓缩、熔融、分离、回收过程，回收硫的质量高，煤粉含量极少。弥补釜式融硫的缺陷，不需配合过滤机使用,更节能，处理量成倍增加。完全解决了顶装煤焦炉“前脱硫”的焦化企业脱硫液制酸煤粉含量高堵塞喷枪的现象，保证了后续制酸生产的稳定。该装置结构简单，采用蒸汽半管盘管、蒸汽内置盘管传热效率高，耗用蒸汽少，投资、运营费用低，操作简单，无需专门人员操作，只需每班进行巡检即可。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，本发明还可以做出若干变形和改进，包括固态硫磺溶解煤粉分离及固态副盐溶解分别进料制酸方式，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。