CN212048878U - 新型地上式液硫储存设施 - Google Patents

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谭建平
郝文亮
崔立宝
李铁军
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Shandong Sanwei Chemical Group Co.,Ltd.
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Shandong Sunway Petrochemical Engineering Co Ltd
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Abstract

本实用新型属于液硫存储技术领域,涉及新型地上式液硫储存设施。该设置包括外罐、内罐和液硫脱气系统,外罐环绕在内罐侧壁外周;内罐内部竖直设置内罐隔板,内罐隔板将内罐分为第一脱气罐和第二脱气罐,内罐隔板上部开设有第一溢流管,第二脱气罐的罐壁上部开设有第二溢流管,第一溢流管连通第一脱气罐和第二脱气罐,第二溢流管连通第二脱气罐和外罐;第一脱气罐上设置液硫输入管和第一泵吸液管,第二脱气罐顶部设置脱气回流管,外罐上设置排液用的第二泵吸液管;第一泵吸液管和脱气回流管分别与液硫脱气系统连通。从根本上解决未脱气或脱气不彻底的液体硫磺的储存,提升液硫储存设施的安全,保证储罐长周期安全运行。

Description

新型地上式液硫储存设施
技术领域
本实用新型属于液硫存储技术领域,涉及硫磺回收装置、二硫化碳装置、硫酸装置等装置内储罐类液硫储存设施,具体涉及新型地上式液硫储存设施。
背景技术
现有硫磺回收装置、二硫化碳装置及硫酸装置内大都设置了液硫储罐。硫磺回收装置内液硫储罐中的液硫为企业自产,经脱气后由液硫泵打入液硫储罐内。而二硫化碳装置和硫酸装置生产所需的液硫大多由企业直接外购液体硫磺或采买固体硫磺后经熔硫釜或熔硫槽熔化,然后储存于液硫储槽或立式液硫储罐。现有大多立式液硫储罐为控制成本,绝大多数采用碳钢材质(一般防腐)。如果储罐内储存的液态硫磺脱气不彻底,储罐就会处于强到中等腐蚀环境。企业自产硫磺时,脱气效果可自行控制,要求上游脱气满足要求后才可打入储罐内储存,这样碳钢储罐即可满足要求,无需更换。但外购液体硫磺或固体硫磺的企业,硫磺中腐蚀性气体含量本企业均无法控制。考虑到储罐的长周期安全运行,这时需要将碳钢储罐防腐提至特加强级或者将储罐钢材材质升级,对于装置规模较大的企业,所需储罐较大、较多,所耗费用会很高。除了升级材质防腐性能,企业还可以增加具有脱气功能的液硫池、液硫储槽等设施,待液硫脱气后满足要求后再打入液硫储罐内,此种方案需要有足够场地建设液硫池、液硫储槽等设施,所耗费用很高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有液硫储存设施存在的上述缺陷,提出了新型地上式液硫储存设施。该储存设施采用罐中罐的结构,使储罐具有脱气功能,脱气后液硫即可储存于(一般防腐)立式储罐。从根本上解决未脱气或脱气不彻底的液体硫磺的储存问题,提升液硫储存设施的安全,保证储罐长周期安全运行。
本实用新型是采用以下的技术方案实现的:
本实用新型提供的一种新型地上式液硫储存设施,包括设置于储罐基础上的外罐、内罐和液硫脱气系统,外罐环绕在内罐侧壁外周;外罐底部为外罐底板,外周为外罐壁板,顶部为外罐顶板;内罐内腔竖直设置内罐隔板,内罐隔板将内罐分为第一脱气罐和第二脱气罐,第一脱气罐和第二脱气罐的外周分别为第一脱气罐壁板和第二脱气罐壁板,第一脱气罐壁板和第二脱气罐壁板组合将外罐和内罐全部分隔开;第一脱气罐底部为第一脱气罐底板,顶部为第一脱气罐顶板;第二脱气罐底部为第二脱气罐底板,顶部为第二脱气罐顶板;
内罐隔板上部开设有第一溢流管,下部开设有连通管,第二脱气罐壁板上部开设有第二溢流管,第一溢流管和连通管连通第一脱气罐和第二脱气罐,第二溢流管连通第二脱气罐和外罐,第一溢流管出口与第二溢流管出口等高或第一溢流管与第二溢流管出口高差在500mm以内;
第一脱气罐上设置进液用的液硫输入管和排液用的第一泵吸液管,第二脱气罐顶部设置进液用的脱气回流管,外罐上设置排液用的第二泵吸液管;第一泵吸液管和脱气回流管分别与液硫脱气系统连接。
进一步地,以垂直且平分所述内罐隔板限定竖直平面,液硫输入管、第一溢流管和第二溢流管位于平面一侧,第一泵吸液管、第二泵吸液管和脱气回流管位于平面另一侧。
进一步地,所述外罐顶板开设若干外罐人孔,第一脱气罐顶板开设若干第一脱气罐人孔,第二脱气罐顶板开设若干第二脱气罐人孔。
进一步地,所述外罐底板、第一脱气罐底板和第二脱气罐底板下部设置储罐底与基础间保温隔热层,外罐壁板外侧设置储罐罐壁外保温隔热层,外罐顶板、第一脱气罐顶板和第二脱气罐顶板外侧设置储罐顶保温隔热层,储罐底与基础间保温隔热层、储罐罐壁外保温隔热层和储罐顶保温隔热层为保温材料;外罐底板、第一脱气罐底板和第二脱气罐底板上部设置加热盘管,储罐罐壁外保温隔热层和储罐顶保温隔热层中设置加热盘管。
进一步地,所述外罐和内罐为圆柱体,第一脱气罐顶板、第二脱气罐顶板和外罐顶板整体为拱形。
进一步地,所述内罐隔板的侧壁设置若干加劲肋。
进一步地,所述液硫输入管的出口端开设在第一脱气室的下部、中部或顶部,第一泵吸液管的进口端开设在第一脱气罐下部,第二泵吸液管的进口端开设在外罐下部。
进一步地,所述液硫输入管穿过第一脱气罐壁板或第一脱气罐顶板进入第一脱气罐。
进一步地,所述第一泵吸液管穿过第一脱气罐壁板进入第一脱气罐,第二泵吸液管穿过外罐壁板进入外罐。
进一步地,所述外罐底板、外罐壁板、外罐顶板、第一脱气罐底板、第一脱气罐壁板、第一脱气罐顶板、第二脱气罐底板、第二脱气罐壁板、第二脱气罐顶板、内罐隔板、加劲肋的材质采用碳钢、不锈钢、不锈钢-碳钢复合板或钛板-碳钢复合板中的一种或两种以上。
本实用新型中,操作液硫脱气的控制可通过本实用新型液硫脱气系统及其相关连接管配置的气体在线检测仪表和管道阀门自动控制系统实现。
外罐和内罐最终选择以上任一种方案或几种方案的结合变通,根据具体工程分析,并综合考虑材料、施工、费用、工期等多种因素。
储罐基础采用混凝土结构,根据地质情况采用环墙式或承台式罐基础。配设必要的防裂构造钢筋和结构计算受力钢筋,同时考虑地下水和土壤的腐蚀性,考虑是否防腐。
本实用新型的有益效果是:
(1)本实用新型的新型地上式液硫储存设施,能有效解决现有单一液硫储罐由于液硫中水汽和H2S、H2SX、SO2等腐蚀性气体含量较多对储罐使用寿命的影响,延长储罐使用寿命。
(2)与储罐连接的液硫脱气系统根据检测的储罐内液体硫磺中H2S、H2SX、SO2等腐蚀性气体含量多少来确定是否运行,以保证储罐长周期安全运行。
(3)本实用新型通过在储罐内加设带隔板的内罐,分格成多个腔室,结合工艺流程,使之具备脱气功能。
(4)本实用新型通过在储罐内加设带隔板的内罐,分格成多个腔室,控制气体不互窜,互不影响,可控制各腔室内腐蚀性气体多少,控制各腔室腐蚀环境的强弱,从而可根据各腔室的腐蚀性的强弱,选用不同的材料,既能保证耐腐蚀性,又可控制成本。
(5)本实用新型如果钢材表面需要防腐,当采用喷铝防腐,材料单一,有相应的防腐施工规范,材料、施工工艺等均有保证,防腐质量可控,可确保液硫储存设施的防腐质量。
(6)本实用新型立式储罐采用金属材料制成,如果选用材料本身具有防腐性能,可大大减少整个液硫储存设施的施工周期,提高液硫储存设施的检维护周期。
(7)本实用新型在储罐底板与储罐基础间设置保温隔热层,储罐壁板外侧设置外保温隔热层,储罐顶板外侧设置保温隔热层。即可保证储罐内温度,减少热量损失,从而减少能耗,同时减小传导到基础的温度,减少基础温度应力。即可降低成本,又能节能降耗。储罐底板上部设置加热盘管,储罐外储罐壁板及顶板与保温隔热层间设置加热盘管。加热盘管,可保证储罐内温度,确保硫磺处于液态,保证合适的粘度,以便于液硫的储存和输送。
(8)本实用新型中立式储罐罐体为圆柱体,罐顶为拱形,此形式可充分利用结构特性,使材料充分发挥作用,从而减少材料用量,降低造价。
(9)本实用新型可利用现有立式液硫储罐改造,使之具备脱气功能,即可减少造价,亦可使之具备脱气功能后,提升液硫储存设施的安全,保证储罐长周期安全运行。
(10)本实用新型的液硫储存设施中立式液硫储罐基础高度可根据工艺需要确定,满足其后续工艺流程的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为实施例1提供的新型地上式液硫储存设施外罐和内罐的俯视图;
图2为图1的A-A向剖视图;
图3为图1的B-B向剖视图;
图4为图1的C-C向旋转剖视图;
图5为实施例2提供的新型地上式液硫储存设施外罐和内罐的俯视图;
图6为图5的A-A向剖视图;
图7为图5的C-C向旋转剖视图;
图8为图5的D-D向剖视图;
图中标号:1:储罐基础、2:外罐、3:第一脱气罐、4:第二脱气罐、5:外罐底板、6:外罐壁板、7:外罐顶板、8:第一脱气罐底板、9:第一脱气罐壁板、10:第一脱气罐顶板、11:第二脱气罐底板、12:第二脱气罐壁板、13:第二脱气罐顶板、14:内罐隔板、15:加劲肋、16:外罐人孔、17:第一脱气罐人孔、18:第二脱气罐人孔、19:液硫输入管、20:第一溢流管、21:第二溢流管、22:第一泵吸液管、23:第二泵吸液管、24:脱气回流管、25:连通管、26:内罐、27:储罐底与基础间保温隔热层、28:储罐罐壁外保温隔热层、29:储罐顶保温隔热层、30:地面。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的设备、材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。在本实用新型的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型中,液硫脱气系统和自动控制系统控制气体在线检测仪表、管道阀门均为现有技术中常用的手段。
实施例1
如图1~图4所示,本实施例的一种新型地上式液硫储存设施,包括设置于储罐基础1上的外罐2、内罐26和液硫脱气系统。储罐基础高出地面30,采用混凝土结构,根据地质情况采用环墙式或承台式储罐基础。
外罐环绕在内罐侧壁外周。外罐底部为外罐底板5,外周为外罐壁板6,顶部为外罐顶板7。内罐内腔竖直设置内罐隔板14,内罐隔板将内罐分为第一脱气罐3和第二脱气罐4,第一脱气罐和第二脱气罐的外周分别为第一脱气罐壁板9和第二脱气罐壁板12,第一脱气罐壁板和第二脱气罐壁板组合将外罐和内罐全部分隔开。第一脱气罐底部为第一脱气罐底板8,顶部为第一脱气罐顶板10;第二脱气罐底部为第二脱气罐底板11,顶部为第二脱气罐顶板13。
外罐和内罐为圆柱体,第一脱气罐顶板、第二脱气罐顶板和外罐顶板整体为拱形,内罐隔板的侧壁设置若干加劲肋15。
内罐隔板上部开设有第一溢流管20,第二脱气罐壁板上部开设有第二溢流管21,第一溢流管和连通管连通第一脱气罐和第二脱气罐,第二溢流管连通第二脱气罐和外罐,第一溢流管出口与第二溢流管出口等高。储罐正常工作状态时,第一溢流管和第二溢流管在第二脱气罐内的管口始终浸没在液硫内,防止第一脱气罐内气体进入脱气罐第二,防止第二脱气罐内气体进入外罐。
第一脱气罐上设置进液用的液硫输入管19和排液用的第一泵吸液管22,液硫输入管、第一泵吸液管穿过第一脱气罐壁板进入第一脱气罐下部。第二脱气罐顶部设置进液用的脱气回流管24。第一泵吸液管入口端插入第一脱气罐下部,第二泵吸液管入口端插入外罐下部。液硫输入管将装置所产液体硫磺或经熔硫釜、熔硫槽熔化后的液体硫磺输送到第一脱气罐内。
外罐下部设置排液用的第二泵吸液管23,第二泵吸液管的进口端开设在外罐下部可最大限度将外罐内液硫(吸)排出。当第二泵吸液管的出口端低于后续工序液硫界面时,外部需要加设液硫提升泵;当第二泵吸液管的出口端高于后续工序液硫界面时,液硫可从储罐自行流出,无需加泵。
第一泵吸液管和脱气回流管分别与液硫脱气系统连接,液硫脱气系统设置有气体在线检测仪表。液硫脱气系统包括设置于罐外的单独脱气系统,也包括设置于罐内的鼓泡装置和向罐内注入催化剂的催化剂储存、添加设备。
液硫脱气的控制可通过与储罐连接的液硫脱气系统及其配管上设置的气体在线检测仪表和管道阀门自动控制系统实现。在线检测仪表监测到第二脱气罐内H2S、H2SX、SO2等腐蚀性气体含量超过设定值时,启动液硫脱气泵将第一脱气罐内液硫打至液硫脱气设施中进行脱气,脱气后液硫通过脱气回流管打入第二脱气罐,当腐蚀性气体含量低于设定值时,液硫可不打至脱气设施中,通过旁路直接从第一脱气罐打至第二脱气罐。或者在脱气罐内加设鼓泡装置、注入催化剂等方式将第一脱气罐内液硫打至第二脱气罐进行鼓泡脱气、循环脱气,以降低液硫中腐蚀性气体的含量。
以垂直且平分内罐隔板限定竖直平面,液硫输入管、第一溢流管和第二溢流管位于平面一侧,第一泵吸液管、第二泵吸液管和脱气回流管位于平面另一侧。
内罐隔板下部开设有连通管25,可在清罐时,利用与第一泵吸液管相连的泵将第二脱气罐中液硫抽出。
外罐顶板开设若干外罐人孔16,第一脱气罐顶板开设若干第一脱气罐人孔17,第二脱气罐顶板开设若干第二脱气罐人孔18,便于工作人员进入罐内进行施工作业。
外罐底板、第一脱气罐底板和第二脱气罐底板下部设置储罐底与基础间保温隔热层27,外罐壁板外侧设置储罐罐壁外保温隔热层28,外罐顶板、第一脱气罐顶板和第二脱气罐顶板外侧设置储罐顶保温隔热层29,储罐底与基础间保温隔热层、储罐罐壁外保温隔热层和储罐顶保温隔热层为保温材料。保温材料即可保证储罐内温度,减少热量损失,从而减少能耗,同时减小传导到基础的温度,减少基础温度应力。即可降低成本,又能节能降耗。外罐底板、第一脱气罐底板和第二脱气罐底板上部设置加热盘管,储罐罐壁外保温隔热层和储罐顶保温隔热层中设置加热盘管。加热盘管,可保证储罐内温度,确保硫磺处于液态,保证合适的粘度,以便于液硫的储存和输送。建议在储罐外加热盘管间与罐壁、罐顶间加设导热效率高的导热胶泥,将线接触变为面接触,可使储罐壁板、顶板受热较均匀,从而降低温度应力,减少钢材的腐蚀;同时加设导热胶泥后,可提高加热盘管传导效率,因而可减小加热盘管的直径,以较少蒸汽用量,或减小盘管内介质的温度,采用低压蒸汽伴热,从而有效地降低了有效热能的损失,获得较好的节能效果。
外罐底板、外罐壁板、外罐顶板、第一脱气罐底板、第一脱气罐壁板、第一脱气罐顶板、第二脱气罐底板、第二脱气罐壁板、第二脱气罐顶板、内罐隔板、加劲肋的材质采用碳钢、不锈钢、不锈钢-碳钢复合板或钛板-碳钢复合板中的一种或两种以上。当有构件选用碳钢时,应对其进行喷铝防腐。现阶段整个储罐底板采用碳钢,第一脱气罐壁板和第二脱气罐壁板及罐顶采用不锈钢-碳钢复合板或不锈钢,外罐壁板及罐顶采用碳钢。造价相对较低,检维护检修周期相对较长。
工作时,液硫通过液硫输入管进入第一脱气罐,到达设定液位时,液硫脱气泵启动,通过第一泵吸液管将其中的液硫抽出;当液硫采用罐外单独脱气系统时,将从第一脱气罐内抽出液硫送入液硫脱气系统进行脱气,脱气后液硫通过脱气回流管打入第二脱气罐。当液硫脱气系统采用罐内加设鼓泡装置、向罐内注入催化剂等工艺方式脱气时,将从第一脱气罐内抽出液硫送入第二脱气罐进行鼓泡脱气、循环脱气。第二脱气罐中液硫逐渐增加,液面逐渐升高,当液面达到第一溢流管和第二溢流管后,脱气后液硫分别流入第一脱气罐和外罐,流入第一脱气罐液硫再次进入单独液硫脱气系统或打循环进一步脱气,进入外罐的液硫储存,使用时,通过第二泵吸液管放出外罐储存的液硫。此时第二脱气罐中液硫保持稳定液面,且液面高过第一脱气罐,此时第二脱气罐中液硫通过内罐隔板下部连通管流入第一脱气罐中。以上各管有效输送断面面积应综合考虑,既能保证液硫正常输送,亦要保证液硫脱气效果,以满足设计要求。
实施例2
如图5~图8所示,与实施例1不同的是,本实施例的液硫输入管从第一脱气罐顶板通入第一脱气罐,且出口端开设在第一脱气室的顶部。
采用本实施例的新型液硫储存设施,当第一脱气罐内设置有增加脱气效果简易装置时,液硫从第一脱气罐顶部流入可增加液硫中气体溢出量,从而提高脱气效果,减轻罐内的腐蚀性强度,延长储罐使用寿命。
当然,上述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等,均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种新型地上式液硫储存设施,其特征在于,包括设置于储罐基础(1)上的外罐(2)、内罐(26)和液硫脱气系统,外罐(2)环绕在内罐(26)侧壁外周;外罐(2)底部为外罐底板(5),外周为外罐壁板(6),顶部为外罐顶板(7);内罐(26)内腔竖直设置内罐隔板(14),内罐隔板(14)将内罐(26)分为第一脱气罐(3)和第二脱气罐(4),第一脱气罐(3)和第二脱气罐(4)的外周分别为第一脱气罐壁板(9)和第二脱气罐壁板(12),第一脱气罐壁板(9)和第二脱气罐壁板(12)组合将外罐(2)和内罐(26)全部分隔开;第一脱气罐(3)底部为第一脱气罐底板(8),顶部为第一脱气罐顶板(10);第二脱气罐(4)底部为第二脱气罐底板(11),顶部为第二脱气罐顶板(13);
内罐隔板(14)上部开设有第一溢流管(20),下部开设有连通管(25),第二脱气罐壁板(12)上部开设有第二溢流管(21),第一溢流管(20)和连通管(25)连通第一脱气罐(3)和第二脱气罐(4),第二溢流管(21)连通第二脱气罐(4)和外罐(2),第一溢流管(20)出口与第二溢流管(21)出口等高或第一溢流管(20)与第二溢流管(21)出口高差在500mm以内;
第一脱气罐(3)上设置进液用的液硫输入管(19)和排液用的第一泵吸液管(22),第二脱气罐(4)顶部设置进液用的脱气回流管(24),外罐(2)上设置排液用的第二泵吸液管(23);第一泵吸液管(22)和脱气回流管(24)分别与液硫脱气系统连接。
2.根据权利要求1所述的新型地上式液硫储存设施,其特征在于,以垂直且平分所述内罐隔板(14)限定竖直平面,液硫输入管(19)、第一溢流管(20)和第二溢流管(21)位于平面一侧,第一泵吸液管(22)、第二泵吸液管(23)和脱气回流管(24)位于平面另一侧。
3.根据权利要求1所述的新型地上式液硫储存设施,其特征在于,所述外罐顶板(7)开设若干外罐人孔(16),第一脱气罐顶板(10)开设若干第一脱气罐人孔(17),第二脱气罐顶板(13)开设若干第二脱气罐人孔(18)。
4.根据权利要求1所述的新型地上式液硫储存设施,其特征在于,所述外罐底板(5)、第一脱气罐底板(8)和第二脱气罐底板(11)下部设置储罐底与基础间保温隔热层(27),外罐壁板(6)外侧设置储罐罐壁外保温隔热层(28),外罐顶板(7)、第一脱气罐顶板(10)和第二脱气罐顶板(13)外侧设置储罐顶保温隔热层(29),储罐底与基础间保温隔热层(27)、储罐罐壁外保温隔热层(28)和储罐顶保温隔热层(29)为保温材料;外罐底板(5)、第一脱气罐底板(8)和第二脱气罐底板(11)上部设置加热盘管,储罐罐壁外保温隔热层(28)和储罐顶保温隔热层(29)中设置加热盘管。
5.根据权利要求1所述的新型地上式液硫储存设施,其特征在于,所述外罐(2)和内罐(26)为圆柱体,第一脱气罐顶板(10)、第二脱气罐顶板(13)和外罐顶板(7)整体为拱形。
6.根据权利要求1所述的新型地上式液硫储存设施,其特征在于,所述内罐隔板(14)的侧壁设置若干加劲肋(15)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的新型地上式液硫储存设施,其特征在于,所述液硫输入管(19)的出口端开设在第一脱气罐(3)的下部、中部或顶部,第一泵吸液管(22)的进口端开设在第一脱气罐(3)下部,第二泵吸液管(23)的进口端开设在外罐(2)下部。
8.根据权利要求7所述的新型地上式液硫储存设施,其特征在于,所述液硫输入管(19)穿过第一脱气罐壁板(9)或第一脱气罐顶板(10)进入第一脱气罐(3)。
9.根据权利要求7所述的新型地上式液硫储存设施,其特征在于,所述第一泵吸液管(22)穿过第一脱气罐壁板(9)进入第一脱气罐(3),第二泵吸液管(23)穿过外罐壁板(6)进入外罐(2)。
10.根据权利要求7所述的新型地上式液硫储存设施,其特征在于,所述外罐底板(5)、外罐壁板(6)、外罐顶板(7)、第一脱气罐底板(8)、第一脱气罐壁板(9)、第一脱气罐顶板(10)、第二脱气罐底板(11)、第二脱气罐壁板(12)、第二脱气罐顶板(13)、内罐隔板(14)、加劲肋(15)的材质采用碳钢、不锈钢、不锈钢-碳钢复合板或钛板-碳钢复合板中的一种或两种以上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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