CN106563305A - 一种硫磺分离装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环保脱硫技术领域，具体涉及一种硫磺分离装置及其使用方法。该装置包括主体部1、进液管2、出液管3、硫磺排出管4、进液通道5、排硫通道6、过滤单元7、支撑柱8。该装置可广泛应用在去除硫化氢的过程中硫磺与反应液的分离，以及一些其他小颗粒与反应液的分离。本发明同时提供该分离装置的使用方法。

Description

一种硫磺分离装置及其使用方法

技术领域

本发明属于环保脱硫技术领域，具体涉及一种硫磺分离装置及其使用方法。

背景技术

生物法去除硫化氢是当前备受关注的脱硫技术，该技术清洁、环保、无二次污染，但是在脱除硫化氢过程中会产生大量的硫磺沉淀，硫磺沉淀微粒较小，具有亲水性，对其与脱硫液的分离是生物脱硫的关键问题，目前对于生物法脱硫硫磺沉淀去除的技术有沉淀法、过滤法、离心法，离心法，沉淀法是成本最低的方法，对于大颗粒去除效果不错，但是对于小颗粒很难以短时间沉降。膜过滤法虽然能够过滤去除硫磺，但其成本较高，容易堵塞。离心法是最有效的方法，但需要借助离心分离设备，耗能成本较高，对酸性溶液难以适用。

在中国专利CN203159565U中，提到一种螺旋沉降硫磺装置，该装置虽然克服了沉积物受搅动而引起的硫磺悬浮，但是没有解决小颗粒硫磺的去除问题。

中国专利CN201310368393中提到使用旋流分离设备去除硫磺沉淀，旋流分离设备虽然能够有效去除一部分硫磺颗粒，但是不能去除微小颗粒的硫磺，而且能耗较大，难以满足酸性溶液中去除硫磺颗粒的需求。

中国专利CN201310070719中公开了一种萃取法回收硫磺的方法，该方法回收效率较高，但是需要萃取剂，难以满足工业化需求。

针对上述缺陷，本分明现提供一种既能有效的去除小颗粒硫磺，又能降低成本的硫磺分离装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种硫磺分离装置，该分离装置可广泛应用在去除硫化氢过程中的硫磺与反应液的分离，以及一些其他小颗粒与反应液的分离。

本发明的另一个目的是提供上述分离装置的使用方法。

本发明所述的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种硫磺分离装置，该分离装置包括主体部1、进液管2、出液管3、硫磺排出管4，进液管2连接在主体部1上部，出液管3连接在主体部1中部，硫磺排出管4连接在主体部1底部；出液管3、硫磺排出管4上分别设有出液阀门31、硫磺排出阀门41；所述分离装置还包括过滤单元7，过滤单元7放置或连接在主体部1内侧，过滤单元7下方形成一级沉降区9；过滤单元7上方形成二级沉降区10；主体部1内侧还设有两条通道，一条通道为进液通道5，进液通道5的上部为漏斗状，下部为竖直状，进液通道5上端开口与进液管2连通，下端开口与一级沉降区9连通；另一条通道为排硫通道6，排硫通道6上端开口与出液管3和二级沉降区10连通，下端开口与一级沉降区9底部连通，排硫通道6上设置有排硫阀门61。

其中，主体部1分为两部分，上部分为柱形结构，下部分为锥形结构；柱形结构为圆柱形、棱柱形，锥形结构为圆锥形、多脚锥形。下部分结构应与上部分结构匹配，例如：圆柱形——圆锥形或棱柱形——多角锥形。下部分的锥形结构设置更有利于硫磺的沉淀，同时避免了排出硫磺时液体的过多损失，该结构由透明材料构成，外侧设有刻度，便于观察硫磺沉淀情况。

所述过滤单元7与水平面成15°-75°夹角，为三层可拆卸式过滤盒，由下至上分为下层过滤盒71、中层过滤盒72和上层过滤盒73。15°-75°的夹角可以使沉淀在上层过滤盒上的硫磺沿斜面滚下，既便于硫磺的聚集，又可防止硫磺堵塞过滤盒，保证过滤效果、延长使用时间。

所述下层过滤盒71的填料为粒径10mm-40mm的悬浮球、聚氨酯泡沫，中层过滤盒72的填料为5mm-20mm的陶瓷颗粒，上层过滤盒73的填料为粒径1mm-10mm的石英砂、玻璃球、塑料球。其中，下层过滤盒使用的大颗粒过滤材料能够对液体中的大颗粒截留，使其迅速沉降，且具有一定的吸附性，能够吸附富含硫磺液体中的硫磺颗粒，使其聚集；中层过滤盒使用的过滤材料能使液体中的小颗粒被截留，被截留的小颗粒很容易通过下层过滤盒中的孔隙进入一级沉降区；上层过滤盒使用的过滤材料会截留液体中的极小颗粒，由于重力作用，被截留的极小颗粒会经过中层过滤盒和下层过滤盒的孔隙进入一级沉降区。

所述过滤单元7通过设置在主体部1内侧的支撑柱8放置或连接在主体部1内侧。所述支撑柱8为三层阶梯型，三层支撑柱由下至上逐渐减小，下层为一级支撑柱81，用于支撑下层过滤盒71，中层为二级支撑柱82，用于支撑中层过滤盒72，上层为三级支撑柱83，用于支撑上层过滤盒73。

上述硫磺分离装置的使用方法如下：

使用时关闭出液阀门31、排硫阀门61、硫磺排出阀门41；含有硫磺的液体通过进液管2进入进液通道5，再进入一级沉降区9，经一级沉降后，含有硫磺的液体由下至上依次经过过滤单元7的下层过滤盒71、中层过滤盒72、上层过滤盒73，进入二级沉降区10，被过滤的硫磺又在重力作用下下降至一级沉降区9，进行沉降；当含有硫磺的液体充满二级沉降区10时，停止进液；打开排硫阀门61，保证二级沉降区10与一级沉降区连通；二级沉降产生的硫磺通过上层过滤盒73的斜面流至排硫通道6，通过排硫通道6进入一级沉降区9；经过再次沉降；再打开出液阀门31，将经过两次沉降处理后的液体通过出液管3排出，即实现了液体与硫磺的分离；打开硫磺排出阀门41，将集聚在一级沉降区9底部的硫磺通过硫磺排出管4排出，排出液体可通过旋流分离装置、离心装置或者压滤装置进行处理。

其中，进液管2可与含有硫磺的液体的大型工业储液罐、脱硫反应器、废水池等相连。

本发明的有益效果是：

1.本发明过滤单元采用三层可拆卸式过滤盒，为倒过滤型过滤单元，液体自下而上流动，当富含硫磺的液体进入过滤单元后，首先通过下层过滤盒中大颗粒过滤材料对液体中的大颗粒截留，使其迅速沉降，该层采用的悬浮球和聚氨酯泡沫，具有一定的吸附性，能够吸附富含硫磺液体中的硫磺颗粒，使其聚集。接下来，液体通过中层过滤盒，小颗粒被截留，小颗粒很容易通过下层过滤盒中的孔隙进入一级沉降区。最后，液体进入上层过滤盒，极小颗粒会在上层过滤盒被截留，由于重力作用，硫磺会经过中层过滤盒和下层过滤盒进入一级沉降区。与单纯沉淀相比，这种三级过滤处理方法，对液体中硫磺的沉淀更彻底，处理效率更高。尤其是液体中的小颗粒硫磺和极小颗粒硫磺，处理效果更好。

2.本发明采用倒过滤型过滤单元，当有液体进入时，可以对过滤单元中少部分残留硫磺颗粒进行冲洗，可避免其堵塞过滤单元。

3.过滤单元采用可再生过滤材料，当过滤材料需要更换时，只需要将过滤单元卸下来冲洗，即可重新利用。

4.本发明的过滤单元与水平面成一定夹角，既有利于二级沉降区中的液体进入排硫管，又不会因二级沉降区的沉降而堵塞过滤单元。

附图说明

图1：硫磺分离装置的纵向截面图

1-主体部；2-进液管；3-出液管，31-出液阀门；4-硫磺排出管，41-硫磺排出阀门；5-进液通道；6-排硫通道，61-排硫阀门；7-过滤单元；8-支撑柱；9-一级沉降区；10-二级沉降区

图2：硫磺分离装置的横向截面图

图3：过滤单元细节图

71-下层过滤盒；72-中层过滤盒；73-上层过滤盒；81-一级支撑柱；82-二级支撑柱；83-三级支撑柱

图4：支撑柱细节图

图5：硫磺分离装置的效果验证。

具体实施方式

实施例1 所述硫磺分离装置的结构

一种硫磺分离装置，该分离装置包括主体部1、进液管2、出液管3、硫磺排出管4，进液管2连接在主体部1上部，出液管3连接在主体部1中部，硫磺排出管4连接在主体部1底部；出液管3、硫磺排出管4上分别设有出液阀门31、硫磺排出阀门41；所述分离装置还包括过滤单元7，过滤单元7放置或连接在主体部1内侧，过滤单元7下方形成一级沉降区9；过滤单元7上方形成二级沉降区10；主体部1内侧还设有两条通道，一条通道为进液通道5，进液通道5的上部为漏斗状，下部为竖直状，进液通道5上端开口与进液管2连通，下端开口与一级沉降区9连通；另一条通道为排硫通道6，排硫通道6上端开口与出液管3和二级沉降区10连通，下端开口与一级沉降区9底部连通，排硫通道6上设置有排硫阀门61（图1、2）。

其中，主体部1分为两部分，上部分为柱形结构，下部分为锥形结构；柱形结构为圆柱形、棱柱形，锥形结构为圆锥形、多脚锥形。下部分锥形结构由透明材料构成，外侧设有刻度。下部分结构应与上部分结构匹配，例如：圆柱形——圆锥形或棱柱形——多角锥形。

该结构所述过滤单元7与水平面成15°-75°夹角，为三层可拆卸式过滤盒，由下至上分为下层过滤盒71、中层过滤盒72和上层过滤盒73。

所述下层过滤盒71的填料为粒径10mm-40mm的悬浮球、聚氨酯泡沫，中层过滤盒72的填料为5mm-20mm的陶瓷颗粒，上层过滤盒73的填料为粒径1mm-10mm的石英砂、玻璃球、塑料球。

所述过滤单元7通过设置在主体部1内侧的支撑柱8放置或连接在主体部1内侧。所述支撑柱8为三层阶梯型，三层支撑柱由下至上逐渐减小，下层为一级支撑柱81，用于支撑下层过滤盒71，中层为二级支撑柱82，用于支撑中层过滤盒72，上层为三级支撑柱83，用于支撑上层过滤盒73（图3、图4）。

实施例2 所述硫磺分离装置的使用方法

一种硫磺分离装置的使用方法：使用时关闭出液阀门31、排硫阀门61、硫磺排出阀门41；含有硫磺的液体通过进液管2进入进液通道5，再进入一级沉降区9，经一级沉降后，含有硫磺的液体由下至上依次经过过滤单元7的下层过滤盒71、中层过滤盒72、上层过滤盒73，进入二级沉降区10；当含有硫磺的液体充满二级沉降区10时，停止进液；打开排硫阀门61；二级沉降产生的硫磺通过上层过滤盒73的斜面流至排硫通道6，通过排硫通道6进入一级沉降区9；经过再次沉降；再打开出液阀门31，将经过两次沉降后的液体通过出液管3排出；打开硫磺排出阀门41，将集聚在一级沉降区9底部的硫磺通过硫磺排出管4排出，排出液体可通过旋流分离装置、离心装置或者压滤装置进行处理。

其中，进液管2可与含有硫磺的液体的大型工业储液罐、脱硫反应器、废水池等相连。

实施例3 所述硫磺分离装置的效果验证

按实施例1制备硫磺分离装置，其中上层过滤盒填料为5mm石英砂，中层过滤盒为10mm陶瓷颗粒，下层过滤盒为30mm聚氨酯泡沫。按照实施例2的操作方法进行硫磺分离，含有硫磺的液体经过该装置，可分离70%以上的硫磺。其中，过滤盒和一级沉淀能够实现40-60%的分离，再经过二级沉淀1h后，可分离70%以上的硫磺；二级沉淀4h-10h后，可分离80%以上的硫磺（图5）。

Claims (10)

1. 一种硫磺分离装置，该分离装置包括主体部（1）、进液管（2）、出液管（3）、硫磺排出管（4），进液管（2）连接在主体部（1）上部，出液管（3）连接在主体部（1）中部，硫磺排出管（4）连接在主体部（1）底部；出液管（3）、硫磺排出管（4）上分别设有出液阀门（31）、硫磺排出阀门（41）；其特征在于：所述分离装置还包括过滤单元（7），过滤单元（7）放置或连接在主体部（1）内侧，过滤单元（7）下方形成一级沉降区（9）；过滤单元（7）上方形成二级沉降区（10）；主体部（1）内侧还设有两条通道，一条通道为进液通道（5），进液通道（5）的上部为漏斗状，下部为竖直状，进液通道（5）上端开口与进液管（2）连通，下端开口与一级沉降区（9）连通；另一条通道为排硫通道（6），排硫通道（6）上端开口与出液管（3）和二级沉降区（10）连通，下端开口与一级沉降区（9）底部连通，排硫通道（6）上设置有排硫阀门（61）。

2.如权利要求1所述的一种硫磺分离装置，其特征在于，主体部（1）分为两部分，上部分为柱形结构，下部分为锥形结构。

3.如权利要求2所述的一种硫磺分离装置，其特征在于，所述柱形结构为圆柱形、棱柱形。

4.如权利要求2所述的一种硫磺分离装置，其特征在于，所述锥形结构为圆锥形、多角锥形。

5.如权利要求1所述的一种硫磺分离装置，其特征在于，所述过滤单元（7）与水平面成15°-75°夹角。

6.如权利要求1至5任一项所述的一种硫磺分离装置，其特征在于，所述过滤单元（7）为三层可拆卸式过滤盒，由下至上分为下层过滤盒（71）、中层过滤盒（72）和上层过滤盒（73）。

7.如权利要求6所述的一种硫磺分离装置，其特征在于，所述下层过滤盒（71）的填料为粒径10mm-40mm的悬浮球、聚氨酯泡沫，中层过滤盒（72）的填料为5mm-20mm的陶瓷颗粒，上层过滤盒（73）的填料为粒径1mm-10mm的石英砂、玻璃球、塑料球。

8.如权利要求1所述的一种硫磺分离装置，其特征在于，所述过滤单元（7）通过设置在主体部（1）内侧的支撑柱（8）放置或连接在主体部（1）内侧。

9.如权利要求8所述的一种硫磺分离装置，其特征在于，所述支撑柱（8）为三层阶梯型，三层支撑柱由下至上逐渐减小，下层为一级支撑柱（81），用于支撑下层过滤盒（71），中层为二级支撑柱（82），用于支撑中层过滤盒（72），上层为三级支撑柱（83），用于支撑上层过滤盒（73）。

10.一种如权利要求6所述的硫磺分离装置的使用方法，其特征在于，使用时关闭出液阀门（31）、排硫阀门（61）、硫磺排出阀门（41）；含有硫磺的液体通过进液管（2）进入进液通道（5），再进入一级沉降区（9），经一级沉降后，含有硫磺的液体由下至上依次经过过滤单元（7）的下层过滤盒（71）、中层过滤盒（72）、上层过滤盒（73），进入二级沉降区（10）；当含有硫磺的液体充满二级沉降区（10）时，停止进液；打开排硫阀门（61）；二级沉降产生的硫磺通过上层过滤盒（73）的斜面流至排硫通道（6），通过排硫通道（6）进入一级沉降区（9）；经过再次沉降；再打开出液阀门（31），将经过两次沉降后的液体通过出液管（3）排出；打开硫磺排出阀门（41），将集聚在一级沉降区（9）底部的硫磺通过硫磺排出管（4）排出。