DE2815700B2 - Druckbehälter zum kontinuierlichen Abtrennen des Schwefels aus einer wäßrigen Schwefelsuspension - Google Patents

Description

Gegenstand des Patents 26 35 862 ist ein Druckbehälter zum kontinuierlichen Abtrennen des Schwefels aus einer wäßrigen Schwefelsuspension, bei der diese über die Schmelztemperatur des Schwefels erhitzt wird. Der Behälter ist in einen mit einer Heiz- und Umwälzeinrichtung versehenen oberen Teil und einen als Absetzbehälter dienenden unteren Teil unterteilt, an dessen Boden der Schwefelabzug vorgesehen ist, wobei zwischen dem oberen und dem unteren Teil eine im wesentlichen waagerechte, vorzugsweise kegelförmige Zwischenwand angeordnet ist, die mit öffnungen oder Schlitzen versehen ist. Dabei besteht die Heizeinrichtung aus zwei Bündeln von Heizrohrschlangen, die die Form senkrechter Zylinder haben, die konzentrisch zueinander angeordnet sind und den oberen Innenraum in einen mittleren Raum und zwei diesen umgebende Ringräume unterteilen, während die aus einem nach oben fördernden Propeller bestehende Rühreinrichtung zentrisch in dem mittleren Raum angeordnet ist. Beim Betrieb der Vorrichtung bewegt sich der Behälterinhalt unter der Einwirkung des Propellers um das innere Heizrohrschlangenbündel. Der Behälter ist ferner mit einem oberen Abzug für das abgeschiedene Wasser versehen.

Die Vorrichtung arbeitet so, daß der aufgeschmolzene Schwefel sich zu Tropfen sammelt, die infolge ihrer größeren Dichte nach unten absinken, während das Wasser in dem äußeren Ringraum aufsteigt und den Druckbehälter durch den oberen Abzug verläßt. Die in dem Druckbehälter verarbeitete Schwefelpaste kann jedoch in Abhängigkeit von dem vorgeschalteten Prozeß auch sehr kleine Schwefelpartikel enthalten, deren Schwebegeschwindigkeit nach dem Aufschmelzen unterhalb der Aufstiegsgeschwindigkeit des Wassers in dem äußeren Ringraum liegt. Diese feinen Partikel werden dann nicht abgeschieden, sondern verlassen den Druckbehälter zusammen mit dem

Wasser durch den oberen Abzug.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugninde liegt, besteht darin, sicherzustellen, daß auch besonders feine Schwefeltropfen abgeschieden werden. Es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, den Querschnitt des äußeren Ringraumes zu vergrößern und dadurch die Aufstiegsgeschwindigkeit des Wassers so stark zu verringern, daß sie unter der Schwebegeschwindigkeit auch der feinen Schwefelpartikel liegt. Diese Maßnahme würde jedoch zu einem so großen Durchmesser des Druckbehälters, zumindest in seinem oberen Teil führen, daß die Grenzen der Wirtschaftlichkeit überschritten würden.

Es hat sich herausgestellt, daß sich die Trennwirkung in dem äußeren Ringraum, d. h. in dem Raum zwischen dem Mantel des Druckbehälters und der äußeren Heizrohrschlange auch ohne Vergrößerung des Durchmessers dadurch erheblich steigern läßt, daß erfindungsgemäß in diesen äußeren Ringraum ein Kranz aus schräggestellten Abscheideplatten eingebaut wird. Auf diese Weise wird der Sedimentationseffekt erheblich verbessert, was auf eine Vergrößerung der für die Sedimentation maßgebenden Horizontalprojektion der Sedirr.entationsfläche zurückzuführen ist.

Auf der Zeichnung ist ein Ausfühmngsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit a ist die Wandung des Druckbehälters bezeichnet, der von einem Mantel b umgeben ist Eine Zwischenwand c, die flach kegelförmig ausgebildet ist, teilt den Druckbehälter in einen oberen Teil d und einen unteren Teil e. Zwischen der Wand c und der Wand des Druckbehälters verbleibt ein ringförmiger Schlitz.

Im oberen Teil des Behälters sind die beiden aus Heizrohrschlangen bestehenden Bündel ft und /"2 angeordnet, die die Heizeinrichtung bilden. Sie haben die Form senkrechter Zylinder, so daß der obere Teil d des Behälters in einen inneren Ringraum, der zwischen den beiden Bündeln f\ und f2 liegt, und einen äußeren Ringraum m zwischen dem äußeren Bündel und der Wandung a des Druckbehälters unterteilt wird. Der Propeller g befindet sich in dem von der inneren Heizeinrichtung /"2 umschlossenen Raum und erteilt der in dem Behälter stehenden Flüssigkeit eine kreisende Bewegung im Sinne der eingezeichneten Pfeile. Die äußere Heizeinrichtung /1 kann gegebenenfalls durch eine einfache zylindrische Wandung ersetzt werden.

Das Einfüllen der Schwefelpaste erfolgt durch den Stutzen Λ, der mit einer gewichtsbelasteten Klappe i versehen ist. Die eingefüllte Schwefelpaste erwärmt sich

so allmählich, wobei der suspendierte Schwefel schmilzt. Der aufgeschmolzene Schwefel sammelt sich zu Tropfen, die infolge ihrer größeren Dichte nach unten absinken und durch den Ringspalt zwischen der Behälterwand a und der Zwischenwand c in den Absetzraum e gelangen. Die Schwefelschmelze wird durch den Bodenablauf /abgezogen.

Im oberen Teil der Vorrichtung bewegt sich die aufgeschmolzene Schwefelpaste zunächst in Richtung der eingezeichneten Pfeile um die innere Heizeinrichtung /2. Das Wasser steigt in dem Ringraum m hoch und verläßt den Druckbehälter durch den Stutzen p. Um die Abscheidung besonders feiner Schwefeltropfen sicherzustellen, dienen die Abscheideplatten r, die in Form eines Kranzes in dem Ringraum m angeordnet sind.

Im Absetzraum ist die Flüssigkeit weitgehend in Ruhe, so daß die Phasentrennung unter dem Einfluß der Erdschwere nicht gestört wird und sich eine Phasengrenzfläche k zwischen Schwefel (unten) und Wasser

(oben) ausbildet. Durch kontinuierliches Abziehen der Schwefelschmelze durch den Bodenablauf / kann man die Höhenlage der Phasengrenzfläche k ständig konstant halten.

Durch Meßvorrichtungen wird der Differenzdruck Ap₀ zwischen der Gas- und Wasserphase und der Differenzdruck Apk zwischen der Wasser- und Schwefelphase gemessen. Ferner ist vorgesehen, den Differenzdruck Ap_x zwischen der Wasser- und der Schwefelphase zu messen.

Es sind Regeleinrichtungen vorgesehen, um den Wasserstand ο und die Phasengrenzfläche k aufrechtzuerhalten, und den Ablauf der getrennten Flüssigkeiten in Abhängigkeit von den Flüssigkeitsständen zu regeln.

Man kann den beiden Differenzdrücken Ap_x und Apu durch Eichung jeweils bestimmte Höhen der Phasengrenzfläche k zuordnen. Im normalen Betrieb sind die aus den Meßwerten Ap_x und Apt für die Höhe der Phasengrenzfläche ermittelten Werte gleich. Wenn sie ungleich sind, so zeigt d^;e Differenz an, daß sich im Bereich der Phasengrenzfläche k eine Schicht mit einer anderen Dichte gebildet hat. die gewöhnlich aus Schmutz und Schlamm besteht. Diese Schicht kann durch einen Stutzen q zur Schlammentnahme abgezogen werden.

Der dargestellte Druckbehälter arbeitet bei einem Betriebsdruck zwischen 2 und 5 bar entsprechend einer Wassertemperatur zwischen 120 und 150° C. Zur Beheizung dient vorzugsweise Sattdampf mit einer Temperatur zwischen 125 und 155° C.

Eine Beheizung des gesamten Apparates — vorzugsweise durch einen dampfbeheizten Heizmantel — verhindert eine unzulässige Abkühlung der Behälterwände, so daß sich auch keine Ansätze durch erstarrenden Schwefel bilden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Druckbehälter zum kontinuierlichen Abtrennen des Schwefels aus einer wäßrigen Schwefelsuspension, dessen Innenraum in einen mit einer Heiz- und Umwälzeinrichtung versehenen oberen Teil und einen als Absetzbehälter dienenden unteren Teil unterteilt ist, an dessen Boden der Schwefelabzug vorgesehen ist, wobei zwischen dem oberen und dem unteren Teil eine mit öffnungen versehene Zwischenwand angeordnet ist und in dem Innenraum des oberen Teils durch zwei senkrecht und zueinander konzentrisch angeordnete zylinderförmige Bündel von Heizrohrschlangen zwei Ringräume gebildet sind, während die als nach oben fördernder Propeller ausgebildete Rühreinrichtung innerhalb des inneren Bündels angeordnet ist, nach Patent2635862, dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren Ringraum (m), der zwischen dem äußeren Heizrohrschlangenbündel (/"I) und der Wandung (a)des Druckbehälters liegt, schräggestellte Abscheideplatten /^angeordnet sind.

2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideplatten (r) in Form eines Kranzes in den Ringraum (m) eingebaut sind.