CN104709908A - 防污染二硫化碳分体式气化反应炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及二硫化碳生产设备领域，具体是一种防污染二硫化碳分体式气化反应炉。能在二硫化碳生产过程中降低二硫化碳气体及带有硫磺的炉渣对环境的影响和对员工健康的危害。包括反应炉和气化炉，反应炉中节与底节间设气化节，含气化节本体和挡渣圈，气化节本体中部设挂壁，下部设气、液态硫磺循环通道，下部一侧设气化节与气化炉连接口，挡渣圈与挂壁嵌合式固定，气化节与气化炉连接口经气、液态硫磺循环通道至气化节本体内部空间构成气、液态硫磺输送通路。结构合理，使用效果好，可有效地预防有毒有害气体二氧化硫和硫化氢以及渣中硫磺等的排放，利于实现连续生产，降低生产成本，增加效益，达到国家《二硫化碳行业准入条件》的要求。

Description

防污染二硫化碳分体式气化反应炉

技术领域

本发明涉及二硫化碳生产设备领域，具体是一种防污染二硫化碳分体式气化反应炉。

背景技术

二硫化碳是重要的工业原料，但是，二硫化碳又是损害神经和血管的毒物。因此，在二硫化碳的生产过程中，预防二硫化碳气体及带有硫磺的炉渣对环境的影响和对员工的危害尤其重要。

现有技术中，二硫化碳气化反应炉（以下简称反应炉），无论是整体式还是分体式，液态硫磺或是气态硫磺均是从反应炉的底节加入，自下往上散发，与反应炉内灼红焦炭发生反应后生成二硫化碳，由于反应生成二硫化碳过程均是在反应炉的中上部进行，反应炉的底节温度较低，主要作用是存有焦炭炉渣并定时排出，若从底节进入反应炉中的硫磺呈液态时，极易与炉渣粘合在一起，不仅会造成浪费，增加生产成本，而且排出的带有硫磺的炉渣还会对环境造成污染，同时随着排渣过程散发出去的二硫化碳气体，也会对环境造成污染并对员工造成危害。

现有技术中，反应炉在其顶部加入焦炭的过程中，无论采用加料仓或是采用加料器，虽然解决了间歇加料问题，可实现连续生产，而由于加料仓或是加料器在向反应炉开闭加料时，均采用是灰铸铁料钟进行开闭，这种材质的料钟以及利用其金属面接触来实现封闭的方式，本身就密封不严，而又极易被反应炉中高温的二硫化碳气体腐蚀更导致封闭不严，致使反应炉中二硫化碳气体很容易进入加料仓或加料器中，并在加料仓或加料器每次进料时散发到大气中，对环境造成严重污染并对员工造成很大危害。

目前生产二硫化碳的反应炉有全封闭气化反应炉（专利号ZL98246451.7），自动清渣双封闭连续生产二硫化碳气化反应炉（专利号ZL201420473407.1），生产二硫化碳用的分体式反应炉（专利号ZL99244788.7），以上二硫化碳气化反应炉特点：炉体分别为整体式或分体式；加料方式分别为间歇式或连续式，出渣分式分别为人工或机械式，专利名称中有为全封闭，有为双封闭。然而无论采取那种方式，在实际加料操作和出渣时，仍存在二硫化碳气体散发（专利号为：ZL201420473407.1，名称为“自动清渣双封闭连续生产二硫化碳气化反应炉”的实用新型专利中所述的加料器（2）在打开封闭料钟（16）向反应炉中加料时，从反应炉进入该加料器（2）中的二硫化碳气体，等再打开该加料器（2）的首道入口（1）加料时，二硫化碳气体自然会向空气中散发。在反应炉出渣时，随炉渣排出的二硫化碳气体也无法得到封闭），渣中仍有较多可见硫磺（硫磺从反应炉本体的底节加入是形成渣中硫磺含量多的主要原因）。即均未能够解决了在二硫化碳气化反应炉加料和出渣时，有效预防二硫化碳气体和渣中硫磺对环境造成的污染以及影响员工安全健康两大问题。

发明内容

本发明为了能在二硫化碳的生产过程中降低二硫化碳气体及带有硫磺的炉渣对环境的影响和对员工健康的危害，提供了一种防污染二硫化碳分体式气化反应炉。

本发明是采用如下技术方案实现的：防污染二硫化碳分体式气化反应炉，包括反应炉和气化炉，所述反应炉包括灼红焦炭加料仓、反应炉炉体及出渣装置，其中，灼红焦炭加料仓包括加料仓本体、第一道开闭阀、第二道开闭阀，第一道开闭阀通过法兰与加料仓本体固定连接；反应炉炉体包括顶节、中节、底节，顶节、中节以及底节叠加在一起，且顶节、中节、底节之间采用铁粉镶紧连接；第二道开闭阀设置在加料仓本体与反应炉炉体顶节之间，加料仓本体与第二道开闭阀之间、第二道开闭阀与反应炉炉体顶节之间均通过法兰固定连接；出渣装置包括螺旋输送出渣机、出渣开闭阀、螺旋输送出渣机支架，反应炉炉体底节与螺旋输送出渣机通过法兰固定连接；所述气化炉包括硫磺液化容器、液化硫磺输送管道、气化炉本体、气化炉内衬、气化炉和反应炉连接通道，所述反应炉炉体中节与底节之间增设气化节，气化节与其上方的中节、其下方的底节采用铁粉镶紧连接，所述气化节包括气化节本体和挡渣圈，气化节本体中部设有沿内壁且垂直设置的用于固定挡渣圈的挂壁，气化节本体的下部设有沿内壁设置且位于挂壁下方的气、液态硫磺循环通道，气化节本体下部一侧设置有与气、液态硫磺循环通道连通的气化节与气化炉连接口，挡渣圈与挂壁嵌合式固定，且挡渣圈侧壁与气、液态硫磺循环通道之间留有空间，气化节与气化炉连接口经气、液态硫磺循环通道、气、液态硫磺循环通道与挂壁之间的空间、挡渣圈侧壁与气、液态硫磺循环通道之间的空间至气化节本体内部空间构成气、液态硫磺输送通路；气化节与气化炉连接口与气化炉和反应炉连接通道连接。

所述气化炉的硫磺液化容器通过液化硫磺输送管道与气化炉本体相连接，气化炉和反应炉采用不锈钢管或外方内圆筒形耐火砖砌筑相连接。

气化节的外部形状与反应炉中节相同，比中节高。挡渣圈上设置有向内倾斜45°的气化节工艺圈，可避免炉内出现下料死角。

作为本发明改进的效果有两个：一是在气化炉对液化硫磺气化不良的情况下，由于气化节设置在底节上面，其内温度比底节高，能够保证硫磺的进一步气化，且能够使气态硫磺沿气化节内周圈与反应炉内焦炭迅速均匀接触反应，使生产得到保证；二是可实现硫磺与炉渣分离，改变气态或液态硫磺进入口设置在反应炉底节，气态或液态硫磺需先通过与炉渣接触后才与焦炭发生反应的工艺，既能减少炉渣中的含磺量（由于硫磺在115℃-160℃时呈液态且流动性好，160℃以上至444.6℃气化之间粘度增高，如果液态硫磺在气化炉内气化不良进入反应炉，而反应炉底节温度有时高于160℃又低于444.6℃时，粘度增高的硫磺极易粘附到底节中的炉渣上，导致炉渣中含磺量增多），节约生产成本，降低炉渣中硫磺对环境的污染，又能够使气态或液态硫磺得到净化，促进与焦碳良好反应提高生产效率。

作为本发明的进一步改进，所述加料仓本体上设置有用于与二硫化碳气体回收装置或处理装置连接的抽二硫化碳气体管道接口，所述二硫化碳气体回收装置或处理装置是现有技术，作为必要辅助设施设置在二硫化碳气化反应炉外，通过抽二硫化碳气体管道接口，可以将加料仓内因第一道和第二道开闭阀门相互转换加料过程中，反应炉中进入到加料仓中的二硫化碳气体输送到二硫化碳气体回收装置进行回收，或输送到二硫化碳气体处理装置进行无害化处理。通过此改进，可有效防止加料时有毒有害气体二氧化硫和硫化氢（二硫化碳气体分解产物）等对环境造成的污染以及对员工身体造成的危害。

作为本发明的更进一步改进，所述反应炉的灼红焦炭加料仓的第二道开闭阀为密封性能好且耐高温耐腐蚀的自动开闭不锈钢刀闸阀，可进一步有效防止此处开闭阀体因长期与反应炉中二硫化碳气体和高温接触生锈、腐蚀，导致关闭不严，出现二硫化碳气体在开启第一道开闭阀往加料仓中加料时泄漏，对环境造成污染以及对员工身体造成危害的问题。

作为本发明的又进一步改进，所述出渣装置还包括连接短管和出渣水车，出渣水车设置于出渣开闭阀的正下方，出渣水车内蓄水；连接短管一端与出渣开闭阀固定，另一端伸入出渣水车内的水中。等生产过程需要出渣时，先将出渣水车放在出渣开闭阀下，接通连接短管，并使连接短管一端进入到出渣水车水中，开启螺旋输送出渣机和出渣开闭阀，炉渣以及出渣时散发的二硫化碳气体即会进入水车内，出渣结束及时关闭出渣开闭阀。由于水车内水的封闭作用（二硫化碳气体比重较大会沉在水下与渣混合），也可有效地解决出渣时有毒有害气体二氧化硫和硫化氢（二硫化碳分解产物）等排放对员工身体和环境造成的危害。

本发明结构合理，使用效果好，可有效地预防有毒有害气体二氧化硫和硫化氢以及渣中硫磺等的排放，利于实现连续生产，降低生产成本，增加效益，达到国家《二硫化碳行业准入条件》的要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1-灼红焦炭加料仓；2-抽二硫化碳气体管道接口；3-第一道开闭阀；4-第二道开闭阀； 5-顶节；6-中节；7-气化节；8-底节；9-螺旋输送出渣机；10-出渣开闭阀；11-连接短管；12-出渣水车；13-螺旋输送出渣机支架；14-二硫化碳气体出口管；15-二硫化碳气体脱硫箱；16-二硫化碳气体冷却引管；17-硫磺液化容器； 18-液化硫磺输送管道；19-气化炉体；19-气化炉内衬；21-气化炉和反应炉连接通道；22-铁粉；

图2是气化节与中节、底节装配后的剖面图；

图中：7-1气化节本体；7-2气、液态硫磺循环通道，7-3挂壁；7-4气化节本体与气化炉连接口；7-5挡渣圈；7-6气化节工艺圈。

具体实施方式 

如图1所示，防污染二硫化碳分体式气化反应炉，包括反应炉和气化炉，所述反应炉包括灼红焦炭加料仓、反应炉炉体及出渣装置，其中，灼红焦炭加料仓包括加料仓本体1、第一道开闭阀3、第二道开闭阀4，第一道开闭阀3通过法兰与加料仓本体1固定连接；反应炉炉体包括顶节5、中节6、底节8，顶节5、中节6以及底节8叠加在一起，且顶节5、中节6、底节8之间采用铁粉镶紧连接；第二道开闭阀4设置在加料仓本体1与反应炉炉体顶节5之间，加料仓本体1与第二道开闭阀4之间、第二道开闭阀4与反应炉炉体顶节5之间均通过法兰固定连接；出渣装置包括螺旋输送出渣机9、出渣开闭阀10、螺旋输送出渣机支架13，反应炉炉体底节8与螺旋输送出渣机9通过法兰固定连接；所述气化炉包括硫磺液化容器17、液化硫磺输送管道18、气化炉本体19、气化炉内衬20、气化炉和反应炉连接通道21，所述反应炉炉体中节6与底节8之间增设气化节7，气化节7与其上方的中节6、其下方的底节8采用铁粉22镶紧连接，所述气化节7包括气化节本体7-1和挡渣圈7-5，气化节本体7-1中部设有沿内壁且垂直设置的用于固定挡渣圈7-5的挂壁7-3，气化节本体7-1的下部设有沿内壁设置且位于挂壁7-3下方的气、液态硫磺循环通道7-2，气化节本体7-1下部一侧设置有与气、液态硫磺循环通道7-2连通的气化节与气化炉连接口7-4，挡渣圈7-5与挂壁7-3嵌合式固定，且挡渣圈7-5侧壁与气、液态硫磺循环通道7-2之间留有空间，气化节与气化炉连接口7-4经气、液态硫磺循环通道7-2、气、液态硫磺循环通道7-2与挂壁7-3之间的空间、挡渣圈7-5侧壁与气、液态硫磺循环通道7-2之间的空间至气化节本体7-1内部空间构成气、液态硫磺输送通路；气化节与气化炉连接口7-4与气化炉和反应炉连接通道21连接。挡渣圈7-5上设置有向内倾斜45°的气化节工艺圈7-6。

所述加料仓本体1上设置有用于与二硫化碳气体回收装置或处理装置连接的抽二硫化碳气体管道接口2。所述出渣装置还包括连接短管11、出渣水车12，出渣水车12设置于出渣开闭阀10的正下方，出渣水车12内蓄水；连接短管11一端与出渣开闭阀10固定，另一端伸入出渣水车12内的水中。

所述反应炉的灼红焦炭加料仓1为灰铸铁铸件或普通钢板加工而成，该加料仓第一道开闭阀3采用密封性能好的外购蝶阀或自制盖阀，第二道开闭阀4为外购密封性能好且耐腐蚀耐高温的自动开闭不锈钢刀闸阀。

所述反应炉炉体顶节5、中节6、底节8和气化节7各配件，均采用国标灰铸铁或耐热灰铸铁铸造。

所述第一道开闭阀3设置在加料仓本体的顶部开口处，与加料仓本体的顶部开口呈法兰或转轴密封连接。第二道开闭阀4设置在加料仓1本体底部开口和反应炉炉体顶节5顶部开口之间，分别与加料仓1本体底部开口和反应炉炉体顶节5顶部开口呈法兰密封连接。

所述出渣装置的螺旋输送出渣机9设置在反应炉炉体底节8一侧，采用不锈钢制造或由专业厂家定制，螺旋输送出渣机9与反应炉炉体底节8采用法兰固定连接。出渣开闭阀10为钟型卸灰阀或插板阀，与螺旋输送出渣机9采用法兰固定连接，连接短管11和出渣水车12采用一般钢材制作，连接短管一端也可采用法兰与出渣开闭阀10间断连接。

所述气化炉设置在反应炉一侧，按照现有技术，气化炉体各节均采用国标灰铸铁铸造，气化炉内衬20为异形导管式耐火砖砌筑或与气化节铸为一体的层状结构（可提高内衬的耐用性），硫磺液化容器17采用不锈钢制作，液化硫磺输送管道18采用不锈钢管，连接通道21采用不锈钢管或外方内圆筒形耐火砖砌筑，连接通道21分别与气化炉和反应炉气化节7连接口固定连接。

另外，反应炉二硫化碳气体出口管14，二硫化碳气体脱硫箱15以及二硫化碳气体冷却引管16，均采用不锈钢制作。

操作方法：防污染二硫化碳分体式气化反应炉使用时，首先在反应炉外，经过对焦炭原料按照生产工艺要求进行筛选、烘烤至灼红时，打开灼红焦炭加料仓第一道开闭阀3，将一定量的灼红焦炭装入加料仓1内，迅速关闭第一道开闭阀3（由于灼红焦炭热气流的作用，加料仓外空气不会进入）。关闭第一道开闭阀3后，即可开启第二道开闭阀4，使加料仓1中的灼红焦炭加入到反应炉中，接着关闭第二道开闭阀4完成第一轮加料操作。在下一轮回加料时，由于在前一轮回加料开启第二道开闭阀4时，反应炉中二硫化碳气体进入到了加料仓1内，因此，在开启第一道开闭阀3前，必须启动加料仓外二硫化碳气体回收或处理装置，将加料仓1内积存的二硫化碳气体由抽气管口抽出，然后，才能重复以上加料操作。

随着焦碳原料一批批被加入到反应室内，与通过分体式气化炉以及反应炉气化节7中持续加入的硫磺进行反应生成二硫化碳气体，经二硫化碳气体出口管14至二硫化碳气体脱硫箱15，再经二硫化碳气体冷却引管16进入二硫化碳气体储气收集装置。

当反应炉生产一个周期需要进行排渣时，先将出渣水车12放在出渣开闭阀下，接通出渣开闭阀10和连接短管11，并使连接短管11一端进入到出渣水车水中，开启螺旋输送出渣机9和出渣开闭阀10，炉渣以及随炉渣排出的二硫化碳气体即会进入水车内，出渣结束及时关闭出渣开闭阀10，卸下连接短管11，将装有炉渣水车12运送到炉渣处理场处理。

Claims (4)

1.一种防污染二硫化碳分体式气化反应炉，包括反应炉和气化炉，所述反应炉包括灼红焦炭加料仓、反应炉炉体及出渣装置，其中，灼红焦炭加料仓包括加料仓本体（1）、第一道开闭阀（3）、第二道开闭阀（4），第一道开闭阀（3）通过法兰与加料仓本体（1）固定连接；反应炉炉体包括顶节（5）、中节（6）、底节（8），顶节（5）、中节（6）以及底节（8）叠加在一起，且顶节（5）、中节（6）、底节（8）之间采用铁粉镶紧连接；第二道开闭阀（4）设置在加料仓本体（1）与反应炉炉体顶节（5）之间，加料仓本体（1）与第二道开闭阀（4）之间、第二道开闭阀（4）与反应炉炉体顶节（5）之间均通过法兰固定连接；出渣装置包括螺旋输送出渣机（9）、出渣开闭阀（10）、螺旋输送出渣机支架（13），反应炉炉体底节（8）与螺旋输送出渣机（9）通过法兰固定连接；所述气化炉包括硫磺液化容器（17）、液化硫磺输送管道（18）、气化炉本体（19）、气化炉内衬（20）、气化炉和反应炉连接通道（21），其特征在于：所述反应炉炉体中节（6）与底节（8）之间增设气化节（7），气化节（7）与其上方的中节（6）、其下方的底节（8）采用铁粉（22）镶紧连接，所述气化节（7）包括气化节本体（7-1）和挡渣圈（7-5），气化节本体（7-1）中部设有沿内壁且垂直设置的用于固定挡渣圈（7-5）的挂壁（7-3），气化节本体（7-1）的下部设有沿内壁设置且位于挂壁（7-3）下方的气、液态硫磺循环通道（7-2），气化节本体（7-1）下部一侧设置有与气、液态硫磺循环通道（7-2）连通的气化节与气化炉连接口（7-4），挡渣圈（7-5）与挂壁（7-3）嵌合式固定，且挡渣圈（7-5）侧壁与气、液态硫磺循环通道（7-2）之间留有空间，气化节与气化炉连接口（7-4）经气、液态硫磺循环通道（7-2）、气、液态硫磺循环通道（7-2）与挂壁（7-3）之间的空间、挡渣圈（7-5）侧壁与气、液态硫磺循环通道（7-2）之间的空间至气化节本体（7-1）内部空间构成气、液态硫磺输送通路；气化节与气化炉连接口（7-4）与气化炉和反应炉连接通道（21）连接。

2.根据权利要求1所述的防污染二硫化碳分体式气化反应炉，其特征在于：所述加料仓本体（1）上设置有用于与二硫化碳气体回收装置或处理装置连接的抽二硫化碳气体管道接口（2）。

3.根据权利要求1所述的防污染二硫化碳分体式气化反应炉，其特征在于：所述第二道开闭阀（4）为自动开闭不锈钢刀闸阀。

4.根据权利要求1或2或3所述的防污染二硫化碳分体式气化反应炉，其特征在于：所述出渣装置还包括连接短管（11）、出渣水车（12），出渣水车（12）设置于出渣开闭阀（10）的正下方，出渣水车（12）内蓄水；连接短管（11）一端与出渣开闭阀（10）固定，另一端伸入出渣水车（12）内的水中。