CN202880878U - 一种由硫蒸气制备硫磺的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于有色金属冶金生产设备领域，具体涉及一种由硫蒸气制备硫磺的设备。提出的由硫蒸气制备硫磺的设备，包括有硫蒸气冷凝回收器（1）、硫磺收集器（9）、过滤器（10）和真空泵（11）；在硫蒸气冷凝回收器的壳体上部设置有硫蒸气入口管（3），壳体下部设置有液态硫出口管（4）和杂质气体出口管（5），壳体内自上而下设置有两层以上的中空换热套，换热套（6）与壳体内壁之间设有通道（8）；液态硫出口管（4）与硫磺收集器（9）连通。采用本实用新型，使硫蒸气在硫蒸气冷凝回收器内先快速、安全地迅速凝结为固态硫磺，固态硫磺液化后再进入硫磺收集器中收集得到硫磺，实现气态硫的有效收集，减少环境污染，设备操作安全方便。

Description

一种由硫蒸气制备硫磺的设备

技术领域

本实用新型属于有色金属冶金生产设备领域，具体涉及一种由硫蒸气制备硫磺的设备，主要用于钼深加工领域。

背景技术

在以辉钼矿为原料采用真空分解工艺制备高纯超细金属钼粉的过程中，首先是制备有色金属杂质和硫含量极低的钼粉，其步骤为：1、将辉钼矿粉制备成球状或块状，粒度为5～15mm；2、对球团进行干燥；3、高温真空炉中制备金属钼，在温度为1300～2000℃、真空度在0.01～100Pa、恒温时间80～240min的条件下，将辉钼矿进行真空分解生成金属钼；4、冷却收集金属钼粉。

在上述辉钼矿真空分解制备金属钼粉的同时，高温真空分解也产生占原料40%的硫蒸气，硫蒸气不能直接释放到空气中，需冷却回收，否则将污染环境、浪费资源，而且硫磺粉尘在空气中含量大于35mg/m³时，遇见火星会引起爆炸，威胁生产环境安全，因此，要充分考虑硫蒸气的回收利用，以解决污染、提高效益。

由于硫蒸气在119～199℃可以液化，在更低温度下如100～105℃则固化成为固态的硫磺，固态硫磺易于收集包装，且在固化过程中，硫蒸气携带的部分杂质成分因不能冷凝而被除去，也实现了对硫磺的净化提纯，因此工业上常采用冷凝冷却设备将硫蒸气先冷却再进行硫磺收集。

关于硫磺的冷却收集设备，已公开的技术文献很多，201120470746.0、201120175305.8、201120083447.1、200720191389.8等公开的技术方案中，采用卧式列管式单级或多级冷凝冷却器，多级独立或同壳，两端封头、中部若干横置列管，管程冷凝气态硫，壳程走水，热量交换后，管程中硫蒸气冷凝为液硫；201020687694.8公开了一种硫磺回收用具捕集功能的冷却器，包括冷却部分和捕集部分，冷却部分设冷却管，冷却部分、捕集部分下端通过管路相连，捕集部分出口安装雾状硫捕集丝网；201010134670.4公开了一种冷凝固化可切换再生硫磺回收分离工艺，设备由主固化再生硫磺分离器、备固化再生硫磺分离器、旋风除尘器等组成，主固化器分离大部分液硫，小部分气体经旋风去硫粉和硫粒，备固化器将未完全分离硫进行固化、吸附、分离，备固化器阻力增加至0.01MPa后，备固化器、主固化器分离器互换，运行中循环切换分离器即可。

上述技术中的硫磺冷却收集设备主要集中于处理煤炭燃烧、油气田、石化炼厂等方向的烟气脱硫硫磺回收过程，经过反应处理后的硫蒸气一般与其他复杂过程气或工艺气如H₂S、SO₂、CO₂、CS₂、水蒸汽等混合在一起，因此硫冷却收集工艺过程复杂，硫磺装置投资大、占地面积多，且装置结构复杂。

在辉钼矿真空分解制备金属钼粉过程中，产生的占原料40%的硫蒸气成分相对简单，除原料辉钼矿中携带的少量金属杂质外，几乎全部是纯净的单质硫，上述公开技术中的冷凝收集设备并不适用辉钼矿真空分解制备金属钼粉工艺中硫的回收。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种由硫蒸气制备硫磺的设备，首先将硫蒸气引入硫蒸气冷凝回收器中冷凝为固态硫磺，并通过调整换热介质温度在硫磺凝固点以上使固态硫磺液化并进入硫磺收集器中获得硫磺，硫蒸气中携带的少量杂质则被过滤器捕集，实现硫的回收并最大限度减少杂质颗粒排入大气可能造成的环境污染，利于环境保护。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种由硫蒸气制备硫磺的设备，所述的由硫蒸气制备硫磺的设备包括硫蒸气冷凝回收器、硫磺收集器、过滤器和真空泵；所述的硫蒸气冷凝回收器，在壳体上部设置有硫蒸气入口管，壳体下部设置有液态硫出口管和杂质气体出口管，壳体内自上而下设置有两层以上的中空换热套，换热套与壳体内壁之间设有通道，所述通道在壳体相对应的两端内壁交错排列设置；换热套内的中空区分别与换热介质进口管和换热介质出口管连通；所述液态硫出口管与硫磺收集器连通，所述液态硫出口管上设有阀门Ⅰ；杂质气体出口管通过阀门Ⅱ与过滤器连通；过滤器和真空泵通过真空管道连通。

一种由硫蒸气制备硫磺的设备，所述换热套内的中空区设有导流槽结构的换热介质流道。换热介质由换热介质进口管进入换热介质流道内，沿换热介质流道流动，与流经换热套外的硫蒸气接触，使气态硫冷凝为固态硫磺或者使固态硫磺液化为液硫，换热后的换热介质则由换热介质出口管流出。设置导流槽结构的换热介质流道能防止换热介质在中空区走短路，强化换热效果。

一种由硫蒸气制备硫磺的设备，所述换热套为向下倾斜设置，换热套的倾角α为1～5°。倾角的设置利于固态硫磺液化时液态硫的向下流动。

一种由硫蒸气制备硫磺的设备，所述换热套表面具有防粘防腐蚀涂层。所述防粘防腐蚀涂层可以为聚四氟乙烯涂层。设置防粘防腐蚀涂层使液态硫不会粘结在换热套表面。

一种由硫蒸气制备硫磺的设备，所述硫磺收集器设有水冷夹层，利于液态硫冷却为硫磺。

本实用新型的由硫蒸气制备硫磺的设备，首先将硫蒸气引入硫蒸气冷凝回收器中冷凝为固态硫磺，并通过调整换热介质温度在硫磺凝固点以上使固态硫磺液化并进入硫磺收集器中获得硫磺，使用时硫蒸气先冷凝固化为固态硫磺并集聚在换热套上，换热套成为硫磺收集器，调整换热介质温度在硫磺凝固点以上使固态硫磺液化后，换热套又成为液态硫下降阶梯。本实用新型的由硫蒸气制备硫磺的设备，各层换热套的换热介质进口管和换热介质出口管可采用串联形式连接，即换热介质依次自下而上流经各层换热套进行换热。本实用新型的由硫蒸气制备硫磺的设备，使用中换热介质可以为水、导热油或其他介质，如换热介质为水时，进行硫蒸气冷凝时，通入换热套的是常温水，进行固态硫磺液化时，通入换热套的是硫磺凝固点以上温度的水蒸汽，如换热介质为导热油时，进行硫蒸气冷凝时，通入换热套的是低温导热油如60℃的导热油，进行固态硫磺液化时，通入换热套的是硫磺凝固点以上温度的导热油如140℃的导热油，只要能实现硫的凝固或液化即可。

采用本实用新型的由硫蒸气制备硫磺的设备对辉钼矿真空分解制备金属钼粉工艺中产生的硫蒸气进行冷凝回收制备硫磺，至少具有以下有益效果：

1、实现硫的有效收集

本实用新型中，硫蒸气进入硫蒸气冷凝回收器内与换热套内的换热介质换热，快速、安全地迅速凝结为固态硫，调整换热介质温度在硫磺凝固点以上时，固态硫液化，液态硫则进入硫磺收集器中收集获得硫磺，实现气态硫的有效收集，便于回收利用，硫的回收率在99.9%以上。

2、减少环境污染

本实用新型的由硫蒸气制备硫磺的设备，在有效将气态硫收集的同时，在冷却及收集硫磺过程中不需水洗涤，不造成二次处理废水或二次污染，不产生废硫膏，消除了杂质硫对环境的污染；硫蒸气携带的少量杂质则被过滤器收集，不直接排入大气，也减少了大气的粉尘污染。

3、设备操作安全方便

本实用新型的由硫蒸气制备硫磺的设备，采用真空泵的抽力作为硫蒸气向硫蒸气冷凝回收器流动的动力，无其他运转机械设备和药剂消耗，维修工作量小，运行费用低；作业过程中换热介质温度的调整不存在设备管线堵塞停车现象，能够保证设备 长周期连续稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型的由硫蒸气制备硫磺的设备整体结构示意图。

图2为图1的由硫蒸气制备硫磺的设备中硫蒸气冷凝回收器具体结构示意图。

图3为图2的A-A剖面图。

图4为本实用新型的换热套中空区结构及换热介质流经换热套中空区流动状态示意图。

图5为本实用新型的换热介质流道结构及换热介质流经换热介质流道流动状态示意图。

图6为本实用新型的换热套倾角α示意图。

附图中；1、硫蒸气冷凝回收器；2、壳体；3、硫蒸气入口管；4、液态硫出口管；5、杂质气体出口管；6、换热套；6-1中空区；7-1、换热介质进口；7-2、换热介质出口；7-3、换热介质流道；8、通道；9、硫磺收集器；10、过滤器；11、真空泵；12、阀门Ⅰ；13、阀门Ⅱ；14、真空管道；15、杂质出口；α、倾角；图中箭头表示换热介质流向。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步阐述，但本实用新型的保护范围包括但不限于此。

本实用新型的由硫蒸气制备硫磺的设备整体结构如图1所示，由硫蒸气制备硫磺的设备包括硫蒸气冷凝回收器1、硫磺收集器9、过滤器10和真空泵11；硫蒸气冷凝回收器1的液态硫出口管4与硫磺收集器9连通；硫出口管4上设有阀门Ⅰ12；硫蒸气冷凝回收器1的杂质气体出口管5通过阀门Ⅱ13与过滤器10连通；过滤器10和真空泵11通过真空管道14连通；硫蒸气冷凝回收器1的上部设有硫蒸气入口管3；过滤器10的下部设有杂质出口15。

硫蒸气冷凝回收器1具体结构如图2所示，图3为图2的A-A剖面图，在壳体2上部设置有硫蒸气入口管3，壳体2下部设置有液态硫出口管4和杂质气体出口管5，壳体2内自上而下设置有两层以上的中空换热套6，换热套6与壳体2内壁之间设有通道8，通道8在壳体2相对应的两端内壁交错排列设置；在硫蒸气冷凝回收器1中，由硫蒸气入口管3进入硫蒸气冷凝回收器1的硫蒸气在经过通道8时形成一种S形流通曲线，保证硫蒸气在硫蒸气冷凝回收器1中的停留时间，保证硫蒸气快速安全地迅速冷凝；硫蒸气先冷凝固化为固态硫磺并集聚在换热套6上，换热套6成为硫磺收集器，调整换热介质温度在硫磺凝固点以上使固态硫磺液化后，换热套6成为液态硫下降阶梯，硫蒸气冷凝回收器1既是硫蒸气冷凝器又是固态硫液化器；

图4示出了换热套6内的中空区6-1的具体结构，中空区6-1即换热套6的内部夹层，中空区6-1分别与换热介质进口管7-1和换热介质出口管7-2连通；图4中箭头显示出换热介质流经换热套中空区6-1的流动状态，换热介质由换热介质进口管7-1进入中空区6-1内，在中空区6-1进行直线或曲线流动，流动过程中与流经换热套6外的硫蒸气或固态硫磺换热，使硫蒸气冷凝为固态硫磺并积聚收集在换热套6表面，或者使固态硫磺液化为液硫后向下流入硫磺收集器9，换热后的换热介质则由换热介质出口管7-2流出；

图5为本实用新型的换热介质流道结构及换热介质流经换热介质流道流动状态示意图，在换热套6的中空区6-1设有导流槽结构的换热介质流道7-3，换热介质由换热介质进口管7-1进入换热介质流道7-3内，沿换热介质流道7-3流动，与流经换热套6外的硫蒸气或固硫硫磺换热，使硫蒸气冷凝为固态硫磺并积聚收集在换热套6表面，或者使固态硫磺液化为液硫后向下流入硫磺收集器9，换热后的换热介质则由换热介质出口管7-2流出。

如图6所示，换热套6可以向下倾斜设置，这时换热套6有一个倾角α，α大于5°时，换热套6沿通道8方向下沉，换热介质易在下沉区域形成死角，不利于换热；实践证明，倾角α在1～5°既利于换热，也利于液化后的液态硫下流。

本实施例中，倾角α为2°，而且，在换热套6表面设有防粘防腐蚀的聚四氟乙烯涂层，液态硫不会粘结，利于向下流动，硫磺收集器9设有水冷夹层，过滤器10采用袋式过滤器。

采用图1的由硫蒸气制备硫磺的设备冷却收集辉钼矿真空分解制备金属钼粉工艺中产生的硫蒸汽的过程如下：

打开真空泵11及阀门Ⅱ13，保持阀门Ⅰ12为关闭，同时向换热套6内通入常温导热油作为换热介质，硫蒸气冷凝回收器1、杂质气体出口管5、过滤器10、真空管道14、真空泵11为连通状态，硫蒸气自硫蒸气入口管3进入硫蒸气冷凝回收器1内，快速冷凝固化为固态硫磺并集聚在换热套6表面，硫蒸气携带的少量杂质因不冷凝而分离出来，在真空泵11的抽力下进入过滤器10内被过滤收集下来，从杂质出口15收集杂质；当硫蒸气冷凝完成后，将真空泵11、阀门Ⅱ13关闭，开启阀门Ⅰ12，调整换热介质为150℃导热油，集聚于换热套6表面的固态硫磺液化并向下流动，液态硫自液态硫出口管4全部进入硫磺收集器9内，待硫磺收集器9内的硫全部凝固为硫磺后，取出包装。

实践证明，在辉钼矿真空分解制备金属钼粉工艺过程中，在获得产品金属钼粉的同时，还从由硫蒸气制备硫磺的设备的硫磺收集器内收集到纯度95%以上的硫磺副产品，减少了污染排放，硫蒸气也得到了有效的回收和利用，达到了设备设计的效果。

需要说明的是：本说明书中所提及但未详述的设备均采用所述领域的现有设备，只要能实现本实用新型中所述的功能即可。 

Claims (5)

1.一种由硫蒸气制备硫磺的设备，其特征在于：所述的由硫蒸气制备硫磺的设备包括硫蒸气冷凝回收器（1）、硫磺收集器（9）、过滤器（10）和真空泵（11）；所述的硫蒸气冷凝回收器（1），在壳体（2）上部设置有硫蒸气入口管（3），壳体（2）下部设置有液态硫出口管（4）和杂质气体出口管（5），壳体（2）内自上而下设置有两层以上的中空换热套（6），换热套（6）与壳体（2）内壁之间设有通道（8），所述通道（8）在壳体（2）相对应的两端内壁交错排列设置；换热套（6）内的中空区（6-1）分别与换热介质进口管（7-1）和换热介质出口管（7-2）连通；所述液态硫出口管（4）与硫磺收集器（9）连通，所述液态硫出口管（4）上设有阀门Ⅰ（12）；杂质气体出口管（5）通过阀门Ⅱ（13）与过滤器（10）连通；过滤器（10）和真空泵（11）通过真空管道（14）连通。

2.根据权利要求1所述的一种由硫蒸气制备硫磺的设备，其特征在于：所述换热套（6）内的中空区（6-1）设有导流槽结构的换热介质流道（7-3）。

3.根据权利要求1所述的一种由硫蒸气制备硫磺的设备，其特征在于：所述换热套（6）为向下倾斜设置，换热套（6）的倾角α为1～5°。

4.根据权利要求1所述的一种由硫蒸气制备硫磺的设备，其特征在于：所述换热套（6）表面具有防粘防腐蚀涂层。

5.根据权利要求1所述的一种由硫蒸气制备硫磺的设备，其特征在于：所述硫磺收集器（9）设有水冷夹层。

Images