CN212370213U - 硫磺回收装置恒温反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于直接氧化法硫磺回收技术领域，涉及硫磺回收装置恒温反应器。该恒温反应器包括由下至上依次安装且互不连通的裙座筒体、管程筒体和壳程筒体，管程筒体和壳程筒体之间通过底部法兰固定，下段壳程筒体中设置若干并排设置的倒U型换热管；换热管两个末端固定于并贯穿管程筒体上表面，并分别与管程筒体两侧设置的蒸汽入口和蒸汽出口连接；上段壳程筒体顶部设置过程气入口，过程气入口下方设置装剂口，装剂口下方的壳程筒体内设置催化剂；下段壳程筒体底部侧壁设置过程气出口，下段壳程筒体上部和下部分别设置第一卸剂口和第二卸剂口；壳程筒体中插入若干温度计。该装置解决直接氧化法硫磺回收装置中主反应恒温反应器的温度不均匀的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于直接氧化法硫磺回收技术领域，涉及硫磺回收装置恒温反应器。
背景技术
目前硫磺回收采用的主要工艺是克劳斯法。但是该工艺技术中存在很大缺陷，无法达到处理贫酸性气(H2S体积分数为1％～20％)的要求。直接氧化法硫磺回收工艺就能解决此类问题。直接氧化法中，贫酸性气与空气按一定配比混合，进入装有催化剂(Fe2O3、SiO2)的催化氧化反应器，将H2S转化为单质硫。
选择性氧化硫磺反应器主要发生如下反应：
H2S+1/2O2＝S+H2O (1)
在发生上述主反应的同时，还伴随着发生如下反应：
H2S+3/2O2＝SO2+H2O (2)
2H2S+SO2＝S+2H2O (3)
S+O2＝SO2 (4)
在一定范围内，催化剂反应器床层温度越高(一般情况下，一级反应器床层温度控制在250～330℃，二级反应器床层温度控制在250～300℃)，反应速率越快，有利于反应向生成物方向进行。反应式(1)和(2)为H2S和O2的主要反应，反应(3)和(4)为次要反应。反应(1)不是平衡反应，理论上转化率可以达到100％，但催化剂对H2S直接氧化为硫的选择性有限，H2S有部分生成SO2，其余的H2S与SO2进一步按反应式(3)反应，生成硫磺。通常情况下，随着O2/H2S值的减小，主反应发生的比例呈先上升再下降的趋势。副反应相较主反应来说会放出更多的热量，导致超温现象，与此同时还降低了反应效率。
为了防止反应器床层温度过高，导致SO2大量的生成，就需保证主反应段温度不能超温，所以此处氧化反应器需要恒温，利用反应放出的热量产生1.6MPa(g)蒸汽，在反应过程中保证反应器内温度恒定。
国内经常采用的恒温反应器主要是绕管式反应器，但是绕管式反应器的设计、制造、现场检维修均有很高的专业程度，相对来说设计、制造企业比较集中，主要是国外设计公司，国内仅有的几家公司能够设计。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有恒温反应器存在的上述缺陷，提供一种硫磺回收装置恒温反应器，有效解决直接氧化法硫磺回收装置中主反应恒温反应器的温度不均匀的问题。
本实用新型是采用以下的技术方案实现的：
本实用新型提供一种硫磺回收装置恒温反应器，包括由下至上依次安装且互不连通的裙座筒体、管程筒体和壳程筒体，管程筒体和壳程筒体之间通过底部法兰固定，壳程筒体分为上下两段，下段壳程筒体中设置若干并排设置的倒U型换热管；换热管两个末端固定于并贯穿管程筒体上表面，并分别与管程筒体两侧设置的蒸汽入口和蒸汽出口连接；
上段壳程筒体顶部设置过程气入口，过程气入口下方设置装剂口，装剂口下方的壳程筒体内设置催化剂；下段壳程筒体底部侧壁设置过程气出口，下段壳程筒体上部和下部分别设置第一卸剂口和第二卸剂口；
壳程筒体中插入若干温度计。
进一步地，所述壳程筒体的上段和下段通过中部法兰可拆卸连接。
进一步地，所述下段壳程筒体中部设置支持板，支持板固定支撑换热管，换热管的弯头间设置定位件。
进一步地，所述过程气入口下方设置入口分布器，装剂口下方设置不锈钢丝网，不锈钢丝网中设置若干氧化铝瓷球。
进一步地，所述温度计分别设置于不锈钢丝网和第一卸剂口之间、第一卸剂口处、过程气出口处。
进一步地，所述管程筒体底部设置椭圆形封头，椭圆形封头上设置排净口。
本实用新型中，管程筒体和壳程筒体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。
本实用新型的有益效果是：
1)该恒温反应器实际运行中能有效的解决主反应段温度不均匀的问题，保证设备正常运行。
2)相对于绕管式换热器，本结构具有设计更简单、常规的U型管换热管。掌握了相关催化剂参数及流程后，工艺计算简单。
3)换热管制造简单，不需要很复杂的弯管机械，只需要常规的U型管弯管机就能弯管，其他零部件的制造就是普通的U型管。
4)该恒温反应器在实际运行中检维修操作方便，成本更低。
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的硫磺回收装置恒温反应器的结构示意图；
图2为上段壳程的结构示意图；
图3为下段壳程的结构示意图；
图4为图3的A-A向剖视图；
图5为温度计的结构示意图；
图中标号：1裙座筒体、2椭圆形封头、3管程筒体、4蒸汽入口、5蒸汽出口、6过程气出口、7壳程筒体、8换热管、9中部法兰、10第一卸剂口、11第二卸剂口、12过程气入口、13入口分布器、14装剂口、15不锈钢丝网、16支持板、17温度计、18排净口、19底部法兰。
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，自动控制系统控制管道阀门为现有技术中常用的手段。
如图1～图5所示，本实施例的一种硫磺回收装置恒温反应器，包括由下至上依次安装且互不连通的裙座筒体1、管程筒体3和壳程筒体7。管程筒体和壳程筒体之间通过底部法兰19固定。壳程筒体分为上下两段，壳程筒体的上段和下段通过中部法兰9可拆卸连接。管程筒体底部设置椭圆形封头2，椭圆形封头上设置排净口18。
下段壳程筒体中设置若干并排设置的倒U型换热管8。换热管两个末端固定于并贯穿管程筒体上表面，并分别与管程筒体两侧设置的蒸汽入口4和蒸汽出口5连接。
上段壳程筒体顶部设置过程气入口12，过程气入口下方设置入口分布器13。过程气入口下方设置装剂口14，装剂口下方设置不锈钢丝网15，不锈钢丝网中设置若干氧化铝瓷球，阻挡高速过程气吹散下方催化剂。不锈钢丝网下方的壳程筒体内设置催化剂，催化剂分布在壳程筒体的床层上。增加换热管管束部分的管间距，便于壳程催化剂的装填。
下段壳程筒体底部侧壁设置过程气出口6，下段壳程筒体上部和下部分别设置第一卸剂口10和第二卸剂口11。
壳程筒体中插入三支温度计17，温度计为插入式防水型热电偶。温度计分别设置于不锈钢丝网和第一卸剂口之间、第一卸剂口处、过程气出口处，实时监测催化剂床层温度。
下段壳程筒体中部设置支持板16，支持板固定支撑换热管，换热管的弯头间设置定位件。
下段壳程筒体中先装填催化剂，保证催化剂填满筒体，然后利用中部法兰将上段壳程筒体与下段壳程筒体连接，从装剂口继续加入催化剂，催化剂从不锈钢丝网空隙中漏下，保证不锈钢丝网下方填满催化剂。根据温度计的监测温度，控制通入换热管的蒸汽，保持壳程筒体中的温度。过程气从顶部过程气入口经过入口分布器进入壳程筒体内部，通过催化剂反应的过程气从过程气出口排出。
需要更换催化剂时，首先打开第一卸剂口，将上段壳程筒体中的催化剂取出，然后拆卸中段法兰，将上段壳程筒体拆下来。利用第二卸剂口，将下段壳程筒体中的催化剂取出，保证恒温反应器中所有的催化剂可以进行更换。
实际运行中，两台恒温反应器并联，若一台恒温反应器与三支温度计超温联锁，说明催化剂床层飞温，恒温反应器联锁停车。低温甲醇洗酸性气直接送至尾气焚烧炉焚烧处理，同时，保持换热管工作，打开旁路阀门使氮气从过程气入口通入对停车恒温反应器进行降温处理。打开另一阀门从另一台恒温反应器地过程气入口通入加热后的空气，将其进行升温，当其催化剂床层温度达到150℃时，关闭空气阀门，切换低温甲醇洗酸性气从过程气入口通入恒温反应器，继续进行氧化反应。
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 (6)
1.一种硫磺回收装置恒温反应器，其特征在于，包括由下至上依次安装且互不连通的裙座筒体(1)、管程筒体(3)和壳程筒体(7)，管程筒体(3)和壳程筒体(7)之间通过底部法兰(19)固定，壳程筒体(7)分为上下两段，下段壳程筒体(7)中设置若干并排设置的倒U型换热管(8)；换热管(8)两个末端固定于并贯穿管程筒体(3)上表面，并分别与管程筒体(3)两侧设置的蒸汽入口(4)和蒸汽出口(5)连接；
上段壳程筒体(7)顶部设置过程气入口(12)，过程气入口(12)下方设置装剂口(14)，装剂口(14)下方的壳程筒体(7)内设置催化剂；下段壳程筒体(7)底部侧壁设置过程气出口(6)，下段壳程筒体(7)上部和下部分别设置第一卸剂口(10)和第二卸剂口(11)；
壳程筒体(7)中插入若干温度计(17)。
2.根据权利要求1所述的硫磺回收装置恒温反应器，其特征在于，所述壳程筒体(7)的上段和下段通过中部法兰(9)可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的硫磺回收装置恒温反应器，其特征在于，所述下段壳程筒体(7)中部设置支持板(16)，支持板(16)固定支撑换热管(8)，换热管(8)的弯头间设置定位件。
4.根据权利要求1所述的硫磺回收装置恒温反应器，其特征在于，所述过程气入口(12)下方设置入口分布器(13)，装剂口(14)下方设置不锈钢丝网(15)，不锈钢丝网(15)中设置若干氧化铝瓷球。
5.根据权利要求4所述的硫磺回收装置恒温反应器，其特征在于，所述温度计(17)分别设置于不锈钢丝网(15)和第一卸剂口(10)之间、第一卸剂口(10)处、过程气出口(6)处。
6.根据权利要求1所述的硫磺回收装置恒温反应器，其特征在于，所述管程筒体(3)底部设置椭圆形封头(2)，椭圆形封头(2)上设置排净口(18)。
Priority Applications (1)
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| CN202021546546.4U CN212370213U (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 硫磺回收装置恒温反应器 |
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| CN202021546546.4U Active CN212370213U (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 硫磺回收装置恒温反应器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN212370213U (zh) |
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2020
- 2020-07-30 CN CN202021546546.4U patent/CN212370213U/zh active Active
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