CN210965049U - 一种用甲烷法生产cs2的节能反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置，包括设有换热盘管的加热反应炉，加热反应炉顶部设气体出口，加热反应炉下部设甲烷进口；换热盘管呈“S”形曲线安装于加热反应炉内，换热盘管进口设于加热反应炉上部并连通液硫池，换热盘管出口设于加热反应炉下部；加热反应炉内设支撑换热盘管的隔板。本实用新型采用内设换热盘管的方式，利用加热反应炉内的热能对通过换热盘管的液硫进行气化，使得液硫在进入加热反应炉后提前气化为硫蒸气，再与甲烷进行反应，不仅能提高反应效率，还能避免单独设置液硫气化室而造成的设备和能源等成本的投入。
Description
技术领域
本实用新型是一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置，具体涉及CS2生产过程中高温加热炉热能的再利用装置，属于CS2生产设备领域。
背景技术
二硫化碳是用于粘胶纤维生产的主要原料，工业上主要采用天然气-硫磺法，将固体硫磺通过熔硫槽加热为液硫，通过计量后加入加热反应炉，液硫与天然气在加热反应炉内反应生成二硫化碳和硫化氢，经硫磺回收和脱除硫化氢后得到所需的二硫化碳。现有情况是，加热反应炉温度需要控制在800-1000℃时，才能保证天然气与硫磺都发生反应并主要生成H2S和CS2，并不会有明显的副反应发生，然而，在实际生产过程中，维持加热反应炉的高温反应温度势必造成能耗的提高，为此，如何降低CS2加热反应炉的高温能耗是满足当前环保要求的重要条件。
现有专利文献CN104006674A（一种二硫化碳制备过程中加热炉烟气余热回收利用的方法及装置，2014.08.27）公开了一种对加热炉烟气进行余热回收再利用的工艺，将加热炉燃烧产生的高温烟气通入废热锅炉进行换热，换热后的烟气送入溴化锂制冷机组制冷，然后再将溴化锂制冷机组产生的低温水送入二硫化碳冷凝器，其装置中的加热炉的排烟口通过管道与废热锅炉连接，废热锅炉的排烟口通过管道与溴化锂制冷机组连接，溴化锂制冷机组与二硫化碳冷凝器之间通过管道连接，将高温烟气转换为低温水，用于冷凝器冷凝，以达到烟气余热回收的目的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置，采用内设换热盘管的方式，利用加热反应炉内的热能对通过换热盘管的液硫进行气化，使得液硫在进入加热反应炉后提前气化为硫蒸气，再与甲烷进行反应，不仅能提高反应效率，还能避免单独设置液硫气化室而造成的设备和能源等成本的投入。
本实用新型通过下述技术方案实现：一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置，包括设有换热盘管的加热反应炉，加热反应炉顶部设气体出口，加热反应炉下部设甲烷进口；换热盘管呈“S”形曲线安装于加热反应炉内，换热盘管进口设于加热反应炉上部并连通液硫池，换热盘管出口设于加热反应炉下部；加热反应炉内设支撑换热盘管的隔板。
所述隔板的数量至少为2个，隔板固定于加热反应炉内壁，并与其形成供气体通过的“S”形气体通道。
所述隔板上设有支撑换热盘管的支撑杆。
所述加热反应炉上设甲烷进口管，所述甲烷进口通过甲烷进口管设于加热反应炉的中部，所述换热盘管出口位于甲烷进口上方。
所述加热反应炉下部设加热器，加热器上设进风口和出风口，出风口连通设于液硫池外壁的换热夹套。
所述甲烷进口管上设甲烷预热器，出风口连通甲烷预热器。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本实用新型采用甲烷法生产CS2，通过在加热反应炉内设置换热盘管，利用加热反应炉内的高温热能对送入换热盘管的液硫进行加热，液硫经高温加热气化成硫蒸气后送入加热反应炉内，再与甲烷气体反应得到二硫化碳和硫化氢气体，具有提高反应效率以及节能降耗的作用。
（2）本实用新型通过隔板对加热反应炉内设置的换热盘管进行固定，隔板与加热反应炉内形成“S”形气体通道，能延长反应过程气体的通过时间，继而进一步的提高CS2的转换效率。
（3）本实用新型进一步的利用了加热器产生的高温烟气对硫磺固体和甲烷进行预处理，硫磺固体经高温烟气加热后形成液硫送入换热盘管，甲烷经预热器预热后再送入加热反应炉进行反应，有利于节能降耗和反应速率的提高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1—换热盘管，2—加热反应炉，3—气体出口，4—甲烷进口，5—液硫池，6—隔板，7—支撑杆，8—甲烷进口管，9—加热器，10—进风口，11—出风口，12—甲烷预热器，13—反应区，14—硫蒸气进口。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例：
本实施例提成了一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置。
如图1结构所示，本实施例采用甲烷与硫反应生成CS2和H2S，具体采用加热反应炉2，实际生产过程中，在加热反应炉2内设置换热盘管1，换热盘管1由设置于加热反应炉2内的隔板进行支撑和固定，如图1所示，对应加热反应炉2下部的反应区13设置有甲烷进口4和硫蒸气进口14，加热反应炉2顶部设气体出口3，甲烷进口4通过甲烷进口管设于加热反应炉2的中部，甲烷由甲烷进口管送入反应区13内。换热盘管1用于将通过的液硫转换为硫蒸气后再送入反应区13，如图1所示，换热盘管1呈“S”形曲线安装于加热反应炉2内，换热盘管进口设于加热反应炉2上部并连通液硫池，换热盘管出口（即硫蒸气进口14）位于甲烷进口4上方。
使用时，加热反应炉2由底部的加热器9对其进行加热并升温，当加热反应炉2内温度加热至500℃时，向加热反应炉2内通入液硫，液硫由上之下经过换热盘管1，经加热反应炉2内的高温热能经加热升温并气化，由位于反应区13内的换热盘管出口送入，同时，向加热反应炉2内送入甲烷气体，继续对加热反应炉2进行升温，并控制炉内温度为600-800℃，甲烷气体与硫蒸气在反应区13内进行反应并生成含有CS2和H2S的过程气体，最后由位于加热反应炉2顶部的气体出口3送出。为进一步的提高CS2的转化效率，本实施例利用隔板与加热反应炉2形成“S”形气体通道，如图1所示，隔板设置在反应区13上方，至少设置2个，将隔板一端与加热反应炉2内壁进行固定，隔板另一端与加热反应炉2内壁形成通道，多个隔板形成的通道间隔设置，使其与加热反应炉2形成供过程气体通过“S”形气体通道，“S”形气体通道延长了过程气体至气体出口3的通过时间，一方面，利用了过程气体的高温对换热盘管1进行加热，另一方面，过程气体中未反应的硫蒸气和甲烷气体进一步进行反应而得到CS2和H2S。实际使用时，为提高隔板和换热盘管1的稳定性，本实施例在隔板上还设有支撑换热盘管1的支撑杆。
如图1所示，加热反应炉2采用加热器9进行升温，加热器9上设置有进风口10和出风口11，出风口11的高温烟气分别送至液硫池和甲烷进口管，利用高温烟气的热能对其进行换热后再使用。具体操作如下：在液硫池外壁设置换热夹套，将出风口11的高温烟气送入换热夹套，液硫池上部设固体硫磺入口，利用换热夹套对固体硫磺加热并转换成液硫后，再送入换热盘管1。在甲烷进口管上设置甲烷预热器12，甲烷进口管通过盘管形式通过甲烷预热器12，出风口11的高温烟气送入甲烷预热器12的空腔内，对通过甲烷进口管的甲烷气体进行余热后，再送入加热反应炉2的反应区13内。经换热夹套、甲烷预热器12换热后的烟气再送入烟气处理系统进行处理后再排放。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置，其特征在于：包括设有换热盘管（1）的加热反应炉（2），加热反应炉（2）顶部设气体出口（3），加热反应炉（2）下部设甲烷进口（4）；换热盘管（1）呈“S”形曲线安装于加热反应炉（2）内，换热盘管进口设于加热反应炉（2）上部并连通液硫池，换热盘管出口设于加热反应炉（2）下部；加热反应炉（2）内设支撑换热盘管（1）的隔板。
2.根据权利要求1所述的一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置，其特征在于：所述隔板的数量至少为2个，隔板固定于加热反应炉（2）内壁，并与其形成供气体通过的“S”形气体通道。
3.根据权利要求2所述的一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置，其特征在于：所述隔板上设有支撑换热盘管（1）的支撑杆。
4.根据权利要求1所述的一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置，其特征在于：所述加热反应炉（2）上设甲烷进口管，所述甲烷进口（4）通过甲烷进口管设于加热反应炉（2）的中部，所述换热盘管出口位于甲烷进口（4）上方。
5.根据权利要求4所述的一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置，其特征在于：所述加热反应炉（2）下部设加热器（9），加热器（9）上设进风口（10）和出风口（11），出风口（11）连通设于液硫池外壁的换热夹套。
6.根据权利要求5所述的一种用甲烷法生产CS2的节能反应装置，其特征在于：所述甲烷进口管上设甲烷预热器（12），出风口（11）连通甲烷预热器（12）。
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| CN114849635A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-08-05 | 上海电气集团股份有限公司 | 节能反应炉 |
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