CN204298060U - 设置硫磺捕捉部件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，具体涉及一种设置硫磺捕捉部件的硫磺回收评价装置。所述的设置硫磺捕捉部件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，均热套筒套设在转化反应管外表面，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，硫磺捕集器内部设置硫磺捕捉部件。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

设置硫磺捕捉部件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，具体涉及一种设置硫磺捕捉部件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硫磺捕集器后的管路内凝结，造成堵塞。造成该问题的原因是，硫磺捕集器通常为一个具有一定容积和散热面积的空筒，虽然基本上能将转化反应后的气流冷却下来，使大部分单质硫和部分水凝结，但由于是空筒，凝结的细微颗粒也不易全部附着到空筒内壁上，故而总有部分单质硫没有被捕集而进入之后的管路并凝结，一段时间后会造成管路堵塞。

单质硫在硫磺捕集器后的管路内凝结成固态硫磺所造成的堵塞，使反应管内气体压力增大，造成反应条件的改变，严重时造成管路堵死，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硫磺捕集器后的管路内堵塞，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不会在硫磺捕集器后的管路内凝结堵塞的，评价结果准确可靠、能够长时间稳定运转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：

所述的设置硫磺捕捉部件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，硫磺捕集器内部设置硫磺捕捉部件。

其中，优选的技术方案如下：

所述硫磺捕捉部件是氧化铝小球、碳化硅颗粒、不锈钢丝团、紧密卷绕的不锈钢筛网或者具有不锈钢翅片的不锈钢盘管冷却器中的一种或多种。所述具有不锈钢翅片的不锈钢盘管冷却器，通过设在硫磺捕集器壁上的冷却水出入管进行供水、排水。

所述填充在硫磺捕集器内的氧化铝小球、碳化硅颗粒、不锈钢丝团或紧密卷绕的不锈钢筛网，其外表面积较大，容纳硫磺能力较大，导热良好，通过将热量传递到硫磺捕集器壁上，能够将转化反应后的气流冷却到适当程度，使绝大部分单质硫直接凝结附着在材料外表面上，故而只有很少量的单质硫进入之后管路并凝结，较大地延长了硫磺捕集器排气口后管路的堵塞时间，从而使评价装置能够在较长时间内稳定运转。

所述具有不锈钢翅片的、通冷却水的不锈钢盘管冷却器，其降温能力大，翅片表面积大，能够将转化反应后的气流冷却到较低温度，使绝大部分的单质硫和大部分水直接凝结附着翅片表面上(凝结水还会流下)，故而只有很少量的单质硫进入之后的管路，从而使评价装置能够在很长时间内稳定运转。

所述硫磺捕捉部件，还可以由具有不锈钢翅片的、通冷却水的不锈钢盘管冷却器，和氧化铝小球、碳化硅颗粒、不锈钢丝团或紧密卷绕的不锈钢筛网组合而成。这种组合部件不仅降温能力大，单质硫凝结后还极易附着，能够将近乎全部的单质硫捕集，很长时间才会在后续管路中看到硫磺凝结，基本能够避免硫磺捕集器排气口后管路的堵塞，从而使评价装置能够长期稳定运转。

进一步地，所述硫磺回收评价装置，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，以保证转化反应所生成的气态硫不会在转化反应管出口端内凝结，从而避免了硫磺捕 集器前、反应管出口内的可能堵塞。

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，该外加热器套设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，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，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。

所述气体混合器与气源之间设置气体流量控制器。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，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：

本实用新型由于在硫磺捕集器内部设置硫磺捕捉部件，转化反应所生成的单质硫在硫磺捕集器后的管路内不会凝结堵塞，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是不锈钢盘管冷却器的放大图；

图3是紧密卷绕的不锈钢筛网结构示意图；

图4是本实用新型实施例2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、硫磺捕捉部件；17、不锈钢盘管冷却器；18、紧密卷绕的不锈钢筛网；19、加热部件。

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1-3所示，所述的设置硫磺捕捉部件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，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，硫磺捕集器8内填满垂直放置、紧密卷绕的不锈钢筛网18作为硫磺捕捉部件16。图3是紧密卷绕的不锈钢筛网18在硫磺捕集器8内部放置的水平截面视图。

所述气体混合器3与气源之间设置质量流量控制器1。所述硫磺捕集器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；气相色谱仪11之后连接尾气净化器12。

实施例2

如图4所示，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19。

所述加热部件19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19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其余结构和特点如实施例1。

Claims (8)

1.一种设置硫磺捕捉部件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，硫磺捕集器（8）内部设置硫磺捕捉部件（16）。

2.根据权利要求1所述的设置硫磺捕捉部件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述硫磺捕捉部件（16）是氧化铝小球、碳化硅颗粒、不锈钢丝团、紧密卷绕的不锈钢筛网（18）或者具有不锈钢翅片的不锈钢盘管冷却器（17）中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的设置硫磺捕捉部件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述具有不锈钢翅片的不锈钢盘管冷却器（17），其通过设在硫磺捕集器（8）壁上的冷却水出入管进行供水、排水。

4.根据权利要求1所述的设置硫磺捕捉部件的硫磺回收评价装置，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（19）。

5.根据权利要求4所述的设置硫磺捕捉部件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述加热部件（19）由均热套筒（15）向下垂直延伸至硫磺捕集器（8）上端面形成 。

6.根据权利要求4所述的设置硫磺捕捉部件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述加热部件（19）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。

7.根据权利要求4-6任一所述的设置硫磺捕捉部件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述加热部件（19）具有与转化反应管（4）出口端的外壁紧密贴合的内壁。

8.根据权利要求1-3任一所述的设置硫磺捕捉部件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述气体混合器（3）与气源之间设置气体流量控制器（1）。