CN204298059U - 设置加热器的硫磺回收评价装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种硫磺回收评价装置，具体涉及一种设置加热器的硫磺回收评价装置。所述的评价装置包括转化反应管，转化反应管外设加热炉，加热炉内部包括由内至外的均热套筒与加热层，转化反应管入口端分别连接气体混合器和水汽化器，转化反应管出口端连接硫磺捕集器，还包括设置在转化反应管出口端之外、硫磺捕集器之上的，能够控制转化反应管出口端温度并使之保持在单质硫露点以上温度的加热部件。本实用新型转化反应管内气体压力稳定，反应条件稳定，评价装置评价结果准确可靠，能够长期稳定运转。

Description

设置加热器的硫磺回收评价装置

技术领域

本实用新型涉及一种硫磺回收评价装置，具体涉及一种设置加热器的硫磺回收评价装置。

背景技术

在原油加工、煤化工、天然气净化等过程中，产生了大量含硫化氢的酸性气，为保护环境并回收硫磺，工业上常用克劳斯工艺处理这种含硫化氢的酸性气，将绝大部分硫以硫磺的形式回收，尾气含硫很少，排入大气。其主要流程是，约三分之一流量的含硫化氢酸性气先与含氧气体如空气或富氧空气在焚烧炉燃烧，生成含二氧化硫的中间气，含二氧化硫的中间气再和其余约三分之二流量的含硫化氢酸性气进入转化反应器，在适当的温度和催化反应条件下转化生成单质硫和水，单质硫和水经冷凝，先后分离出来，尾气中硫化氢、二氧化硫等的含量就能达到或接近环保法律法规所允许的排放标准。其中，焚烧炉中硫化氢与氧气燃烧生成二氧化硫时，由于酸性气中通常还含有一些有机物和二氧化碳，还会生成羰基硫和二硫化碳。

实验室中，利用硫磺回收评价装置，对上述过程中含二氧化硫气体和含硫化氢气体，以及含羰基硫、二硫化碳、氧气等的气体，在特定催化剂和适当的反应条件下生成单质硫和水的反应情况进行模拟和研究，并考察尾气中硫化氢、二氧化硫、羰基硫、二硫化碳等的含量情况，从而开发出适用的硫磺回收催化剂和相应的工艺条件，或者在特定的工艺条件下对硫磺回收催化剂产品进行性能评估。

但由于二氧化硫和硫化氢转化反应的特点以及所生成单质硫易于凝结的特点，硫磺回收评价装置运转过程中存在的主要技术问题，是转化反应所生成的单质硫容易在转化反应管出口段内凝结成固态，造成堵塞。造成该问题的原因是，转化反应管出口段因裸露而降温较大，而转化反应管内催化剂床层温度也仅有200-350℃，管内气速也不大即携带热量不够多，并且评价条件下转化反应管出口段气流中硫的露点温度通常为170℃左右。

单质硫在转化反应管出口段内凝结成固态所造成的堵塞，使反应管内气体压力增大，造成反应条件的改变，严重时造成反应管出口堵死，使评价无法进行下去。故而，硫磺回收评价装置存在因反应所生成的单质硫在反应管出口段内凝结堵塞，致使评价结果不够准确可靠、评价装置无法长期稳定运转的问题。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种反应所生成的单质硫在反应管出口端不会凝结堵塞的，评价结果准确可靠、能够长时间稳定运转的设置加 热器的硫磺回收评价装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的设置加热器的硫磺回收评价装置，包括装有转化催化剂的转化反应管，转化反应管外设加热炉，加热炉内部包括由内至外的均热套筒与加热层，均热套筒内壁紧密贴合在转化反应管外表面，转化反应管入口端分别连接气体混合器和水汽化器，气体混合器分别连接气源和二硫化碳饱和器，水汽化器之前依次设置平流泵和储水瓶，转化反应管出口端连接硫磺捕集器，硫磺捕集器依次与冷井捕水器、干燥器、气相色谱仪相连，还包括设置在转化反应管出口端之外、硫磺捕集器之上的，能够控制转化反应管出口端温度并使之保持在管内气流单质硫露点以上温度的加热部件。

其中，优选的技术方案如下：

所述加热部件可以是由均热套筒向下垂直延伸至硫磺捕集器上端面形成，套设在转化反应管外表面，能够将炉内热量传递出来并使其本身保持较高温度，从而对转化反应管出口端起到加热作用，其材质优选具有良好传热能力的铜。

所述加热部件，也可以是在加热炉底平面之下、硫磺捕集器之上单独设置的筒形外加热器，该外加热器套在转化反应管外表面，位于加热炉底面与硫磺捕集器上端面之间，可以是具有一体式结构的加热器，也可以是由两个半筒形加热器拼装的组合件，组合件的好处是拆装容易。

所述加热部件，优选具有与转化反应管出口端的外壁紧密贴合的内壁，以保证良好传热。进一步地，转化反应管还可以内设催化剂床层支撑件，所述支撑件具有用以贯通气体、液体的沿转化反应管轴向的内通孔和外壁通道，所述转化反应管为等内径圆管，所述支撑件整体呈圆柱状，嵌合在转化反应管所需轴向位置，在受到沿转化反应管轴向足够大的作用力时，所述支撑件可沿转化反应管轴向移动位置。

所述支撑件所具有的内通孔和外壁通道的孔道外径尺寸小于催化剂颗粒外径，以避免催化剂泄漏或堵塞孔道。

所述支撑件之上，催化剂床层之下，可设置不锈钢细筛网，筛网网孔尺寸小于催化剂颗粒外径以避免催化剂泄漏。

所述催化剂床层支撑件，可根据需要，通过对其施加沿转化反应管轴向足够大的作用力，如用细棍敲打或推压，可沿转化反应管轴向调整支撑件的位置，从而灵活调整催化剂的装填位置。

所述加热部件能够控制转化反应管出口端温度并使之保持在管内气流单质硫露点以上温度，因而，转化反应所生成的气态硫不会在转化反应管出口内凝结，从而避免了反应管出口 端的堵塞。

所述气体混合器之前分别连接含硫化氢气源、含二氧化硫气源、氮气气源及其它气源，气体混合器和各气源间分别设置气体流量控制器。所述气体流量控制器，优选质量流量控制器，其能够自动控制，不受前后压差大小的影响，精度高，计量准确。

所述硫磺捕集器的表面散热能力能够使侧面排气口内气流温度低于50℃，硫磺捕集器下半部分设排水口，上半部分设侧面排气口，侧面排气口连接冷井捕水器，再依次连接装有脱水剂的干燥器以及用以检测气体中硫化氢、二氧化硫、羰基硫、二硫化碳、氧气等成分含量的气相色谱仪，再连接尾气净化器。

本实用新型所具有的有益效果是：

本实用新型由于在转化反应管出口端之外、硫磺捕集器之上设置了能够控制转化反应管出口端温度并使之保持在管内气流单质硫露点以上温度的加热部件，转化反应所生成的单质硫在反应管出口内不会凝结堵塞，因而，转化反应管内气体压力稳定，反应条件稳定，评价装置评价结果准确可靠，能够长期稳定运转。

附图说明

图1是本实用新型实施例1结构示意图；

图2是图1中I部的放大图；

图3是本实用新型实施例2结构示意图；

图4是图3中催化剂床层支撑件结构示意图；

图中：1、气体流量控制器；2、二硫化碳饱和器；3、气体混合器；4、转化反应管；5、水汽化器；6、平流泵；7、储水瓶；8、硫磺捕集器；9、冷井捕水器；10、干燥器；11、气相色谱仪；12、尾气净化器；13、加热炉；14、加热层；15、均热套筒；16、加热部件；17、催化剂床层支撑件；18、内通孔；19、外壁通道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述。

实施例1

如图1-2所示，所述的设置加热器的硫磺回收评价装置，包括装有转化催化剂的转化反应管4，转化反应管4外设加热炉13，加热炉13内部包括由内至外的均热套筒15与加热层14，均热套筒15套设在转化反应管4外表面，转化反应管4入口端分别连接气体混合器3和水汽化器5，气体混合器3分别连接气源和二硫化碳饱和器2，气体混合器3与气源之间设置气体流量控制器1。水汽化器5之前依次设置平流泵6和储水瓶7，转化反应管4出口端连接硫磺捕集器8，硫磺捕集器8底部设置排水口，侧面设置排气口，侧面排气口连接冷井捕水 器9，硫磺捕集器8依次与冷井捕水器9、干燥器10、气相色谱仪11相连，气相色谱仪11之后连接尾气净化器12。

所述装置还包括设置在转化反应管4出口端之外、硫磺捕集器8之上的，能够控制转化反应管4出口端温度并使之保持在管内气流单质硫露点以上温度的加热部件16。

所述加热部件16由均热套筒15向下垂直延伸至硫磺捕集器8上端面形成，套设在转化反应管4外表面，其材质为传热良好的铜。加热部件16能够控制转化反应管4出口端温度并使之保持在管内气流单质硫露点以上温度，因而，转化反应所生成的气态硫不会在转化反应管4出口内凝结，从而避免了转化反应管4出口的堵塞。

实施例2

如图3-4所示，所述的设置加热器的硫磺回收评价装置的转化反应管4为等内径圆管，内设催化剂床层支撑件17；所述支撑件17具有用以贯通气体、液体的沿转化反应管4轴向的内通孔18和外壁通道19，所述支撑件17整体呈圆柱状，嵌合在转化反应管4所需轴向位置，在受到沿转化反应管4轴向足够大的作用力时，所述支撑件17可沿转化反应管4轴向移动位置。所述支撑件17所具有的内通孔18和外壁通道19的孔道外径尺寸小于催化剂颗粒外径。所述支撑件17之上，催化剂床层之下，设置不锈钢细筛网，筛网网孔尺寸小于催化剂颗粒外径。

实施例2其余结构和特点如实施例1。

Claims (9)

1.一种设置加热器的硫磺回收评价装置，包括装有转化催化剂的转化反应管(4)，转化反应管(4)外设加热炉(13)，加热炉(13)内部包括由内至外的均热套筒(15)与加热层(14)，均热套筒(15)内壁紧贴在转化反应管(4)外表面，转化反应管(4)入口端分别连接气体混合器(3)和水汽化器(5)，气体混合器(3)分别连接气源和二硫化碳饱和器(2)，水汽化器(5)之前依次设置平流泵(6)和储水瓶(7)，转化反应管(4)出口端连接硫磺捕集器(8)，硫磺捕集器(8)依次与冷井捕水器(9)、干燥器(10)、气相色谱仪(11)相连，其特征在于，还包括设置在转化反应管(4)出口端之外、硫磺捕集器(8)之上的，能够控制转化反应管(4)出口端温度并使之保持在管内气流单质硫露点以上温度的加热部件(16)。

2.根据权利要求1所述的设置加热器的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述加热部件(16)由均热套筒(15)向下垂直延伸至硫磺捕集器(8)上端面形成。

3.根据权利要求2所述的设置加热器的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述均热套筒(15)为铜管。

4.根据权利要求1所述的设置加热器的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述加热部件(16)为单独设置的筒形外加热器，该外加热器套设在转化反应管(4)外表面，位于加热炉(13)底面与硫磺捕集器(8)上端面之间，是具有一体式结构的加热器，或者是由两个半筒形加热器拼装的组合件。

5.根据权利要求1-4任一所述的设置加热器的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述加热部件(16)具有与转化反应管(4)出口端的外壁紧密贴合的内壁。

6.根据权利要求1-4任一所述的设置加热器的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述转化反应管(4)为等内径圆管，内设催化剂床层支撑件(17)；所述支撑件(17)具有用以贯通气体、液体的沿转化反应管(4)轴向的内通孔(18)和外壁通道(19)，所述支撑件(17)整体呈圆柱状，嵌合在转化反应管内(4)所需轴向位置，在受到沿转化反应管(4)轴向足够大的作用力时，所述支撑件(17)可沿转化反应管(4)轴向移动位置。

7.根据权利要求6所述的设置加热器的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述支撑件(17)所具有的内通孔(18)和外壁通道(19)的孔道外径尺寸小于催化剂颗粒外径。

8.根据权利要求7所述的设置加热器的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述支撑件(17)之上，催化剂床层之下，设置不锈钢细筛网，筛网网孔尺寸小于催化剂颗粒外径。

9.根据权利要求1-4任一所述的设置加热器的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述气体混合器(3)与气源之间设置质量流量控制器(1)。