DE3731150A1

DE3731150A1 - Verfahren und vorrichtung zum granulieren von schwefel

Info

Publication number: DE3731150A1
Application number: DE19873731150
Authority: DE
Inventors: Roberto Garcia; Da Silva Jose Horta
Original assignee: Petroleo Brasileiro SA Petrobras
Current assignee: Petroleo Brasileiro SA Petrobras
Priority date: 1986-03-21
Filing date: 1987-09-16
Publication date: 1989-03-30
Anticipated expiration: 2007-09-17
Also published as: GB2209741A; FR2620694A1; JPH0196002A; JPH0476325B2; DE3731150C2; BR8601281A; FR2620694B1; US4944769A; GB8721562D0; GB2209741B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Granulieren von Schwefel, und insbesondere das Verfestigen von Schwefel in Form von Körnern mittels einer speziell ge stalteten Ausrüstung, bei welcher zwei Wasserstrahlen in Berührung mit flüssigem Schwefel auf einer Drehscheibe kommen.

Nicht nur in Anlagen, in denen Schwefel hergestellt wird durch synthetische Verfahren, sondern auch in Anlagen, in denen Schwefel erneut geschmolzen wird, um gereinigt zu werden, be steht eine der noch angetroffenen Hauptschwierigkeiten darin, wie der Schwefel gepackt werden soll. Ein übliches Verfahren besteht darin, den geschmolzenen Schwefel in ein Kühlgefäß oder in ein Poolgefäß (üblicherweise ein aus offensichtlichen Gründen langes und flaches Gefäß) zu führen, wo er zu einem kompakten Block verfestigt. Ein solcher Block wird dann me chanisch aufgebrochen, wofür Geräte vom einfachsten Handwerk zeug bis zu Schlagvibratoren verwendet werden und die Geräte den Schwefel zu Klumpen aufbrechen, die verpackt und zum Ver braucher versandt werden.

Bei diesem Verfahren bestehen mehrere Nachteile. Zunächst muß ein verhältnismäßig großer Bereich für die Poolgefäße vorhan den sein. Weiterhin ist es sehr schwierig, den Schwefel auf zubrechen, und die Klumpen haben nicht immer gleiche Größe. Außerdem ist viel Arbeit erforderlich, das heißt es werden viele Arbeitskräfte benötigt, den geschmolzenen Schwefel nach dem Abgeben zu beobachten und Arbeitskräfte, um den Schwefel, wenn er sich in festem Zustand befindet, aufzubrechen, und zwar selbst dann, wenn lediglich mit halbautomatischen Werk zeugen gearbeitet wird. Schließlich besteht auch die Gefahr von Unfällen beim Aufbrechen auf die beschriebene Weise.

Um die genannten Nachteile zu überwinden, hat die Anmelderin ein Verfahren und einen Granulator entwickelt, die unter der Bezeichnung IP 8 001 894 beschrieben sind und mittels denen der Schwefel an der Abgabestelle schnell gehärtet wird, wo bei die Granulierung gleichmäßig ist und gesteuert bzw. über wacht werden kann. Der Granulator besteht aus einer Anordnung mit einer Düse, einer Scheibe und einer Schale.

Gemäß der Beschreibung IP 8 001 894 liefert die Düse einen hohlen zylindrischen Strahl aus geschmolzenem Schwefel und in ihr ist ein konischer Wasserstrahl vorhanden. Beide Strahlen treffen auf eine Scheibe auf einer Achse auf, um welche die Scheibe sich drehen kann, wenn das Wasser und der Schwefel auf sie auftreffen. Die Schräglage der Scheibe kann einge stellt werden. Das Wasser und der Schwefel bringen die Schei be, indem sie außerhalb der Mitte von ihr auf sie auftreffen zum Drehen, woraufhin der Schwefel zu Körnern erhärtet und unter der Wirkung der Zentrifugalkraft von der Scheibe herun tergeschleudert und in einen geeigneten Aufnahmeraum gebracht wird.

Bei der bekannten Ausführung traf das Wasser nicht gut genug auf den Schwefel auf und dies führte dazu, daß in dem Auf nahmeraum Schwefelstalagmiten auftraten. Weiterhin ermöglichte die Gestaltung der Düse, aus welcher der Schwefel austrat, daß ein "Kissen" (cushion) aus Schwefel auf der Scheibe an wuchs, so daß die Scheibe, die schwerer wurde, über ihre optimale Schräglage hinausging. Solche Schwefelkissen führten auch zur Erzeugung größerer Schwefelklumpen außerhalb der gleichmäßigen Größe und der feineren Teilchen in dem Rest des Haufens. Diese Kissenbildung führte dazu, daß die Granu lierungskammer zum Stillstand gebracht werden mußte.

Nunmehr wurde ein Granulator entwickelt mit einer besseren Düse, wodurch das Verfahren des Spritzens des Wassers und des Schwefels geändert wurde derart, daß das Granulierverfahren verbessert wurde.

Bei diesem verbesserten Verfahren wird das Wasser außerhalb des und in der Mitte des hohlen zylindrischen Strahls aus geschmolzenem Schwefel geführt bzw. gerichtet. Es trifft auf die Scheibe auf, die sich auf einer Achse frei drehen kann, wenn zwischen ihrer Mitte und ihrem Umfang Wasser und Schwefel auftreffen. Merkmale dieses Verfahrens sind:

a) ein Strahl aus Wasser wird innerhalb des Zylinders vorge sehen, der von dem zuvor genannten Schwefelstrahl gebildet ist,
b) ein weiterer Strahl aus Wasser wird um den Strahl aus Schwe fel vorgesehen,
c) die Strahlen aus Wasser und Schwefel treffen auf die Schei be auf,
d) der Schwefel erhärtet, aufgebrochen zu Körnern als Ergeb nis der zwei Strahlen aus Wasser, die auf den Schwefel auf treffen, und
e) die Körner und das Wasser werden über die Fläche der Schei be hinausgeschleudert, wodurch die Scheibe in großem Ausmaß frei von irgendwelchem verfestigtem Schwefel bleibt.

Der Granulator gemäß der Erfindung besitzt eine neue Düse mit Löchern, die rund um den Umfang der Düse nach unten ge richtet sind. Sie ist mit Mitteln versehen, um Wasserstrahlen unten austreten zu lassen, und zwar einen Strahl innerhalb des Zylinders, der durch den oben genannten Umfang hindurchgeht, und die anderen Strahlen außerhalb dieses Zylinders. Es ist auch eine Scheibe an einer Achse vorhanden, die sich um die Achse frei drehen kann und die unterhalb der Löcher in der Düse liegt. Der flüssige Schwefel, der aus den Löchern aus tritt, tritt als ein Strahl aus, der auf die Scheibe zwischen deren Mitte und deren Umfang auftrifft. Es sind auch Mittel vorhanden, um die Schräglage der Scheibe einzustellen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispiels weise erläutert.

Fig. 1 ist eine senkrechte Schnittansicht einer Düse eines Granulators gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht der Basis der Düse nach Linie AA′ der Fig. 1, wobei die Löcher in der Düsenbasis dargestellt sind.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht der Scheibe, welche die Schräg lage der Scheibe in Relation zu der Düse in Fig. 1 zeigt.

Gemäß Fig. 1 ist eine Leitung 1 vorgesehen, die einen Teil der Einrichtung zum Zufördern des geschmolzenen Schwefels darstellt und die die Granulierungsausrüstung mit einem Vor rat geschmolzenen Schwefels verbindet. Die Leitung 1 führt in eine Kammer 6. Die Leitung 1 ist von einer Leitung 2 umgeben, und die Kammer 6 ist von einem Mantel 4 umgeben, der eine Fortsetzung der Leitung 2 darstellt. Durch die Leitung 2 wird Dampf zugeführt, der dazu dient, den Schwefel in geschmolzenem Zustand zu halten bis zu einem Zeitpunkt nach seiner Ejektion. Offensichtlich dient der Mantel 4 dem gleichen Zweck. Der Dampf strömt durch einen Einlaß 3 ein. Der Abzug für das aus dem Dampf kondensierte Wasser ist nicht dargestellt.

Der Boden der Kammer 6, die rund ist, besitzt eine Mehrzahl von Löchern 5, die rund um einen Umfang angeordnet sind kon zentrisch zur Außenseitenkante des runden Bodens der Kammer 6.

Die Anzahl der Löcher kann verschieden sein, doch werden übli cherweise 16 Löcher verwendet. Es ist zu bemerken, daß die Löcher 5 nicht nur durch den Boden der Kammer 6 hindurchgehen müssen, sondern auch durch die Dicke des Mantels 4, bevor der Schwefel aus ihnen austreten kann.

Erfindungsgemäß wird ein Metallring 17 verwendet, der sich rund um den Boden der Kammer 6 erstreckt, wobei sein mittlerer Radius der gleiche ist wie der Radius des Umfanges, der von dem Satz von Löchern 5 beschrieben ist, wobei die Löcher 5 in den zu vor genannten Ring 17 gebohrt sind. Kleine horizontale Löcher 18 sind radial rund um den Ring 17 angeordnet derart, daß ein Raum 19 mit Dampf versorgt werden kann. Die kleinen Löcher - verlaufen im rechten Winkel zu den Löchern 5, und zwischen jeweils zwei benachbarten Löchern 5 befindet sich ein kleines Loch 18. Eine solche Ausführung ist vergleichsweise massiv, jedoch kann auch irgendeine andere Ausführung verwendet werden, welche den Schwefel in der gewünschten Weise fließen läßt.

Die Kammer 6 hat zylindrische Gestalt und an ihrem Umfang ist ein ringförmiges Rohr 8 befestigt, welches mit einem Träger 7 versehen sein kann. In dem Rohr 8 läuft kaltes Wasser um, welches über einen Einlaß 9 eintritt.

In dem Rohr 8 ist stromabwärts des Einlasses 9 eine Öffnung 10 vorgesehen, über welche Wasser in eine einen Strahl er zeugende Einrichtung geführt wird, die nachstehend beschrie ben wird. Die Öffnung 10 liegt am Ende eines horizontalen Rohres 11, welches sich in einem vertikalen Rohr 12 bis zu einem Auslaß 13 fortsetzt, wobei das vertikale Rohr 12 nach unten gerichtet ist und der Auslaß 13 in der Mitte des Bodens der Kammer 6 liegt. Die Rohre 11 und 12 laufen innerhalb eines Rohres, welches geringfügig größeren Durchmesser hat, was bedeutet, daß ein Zwischenraum rund um die Rohre 11 und 12 vorhanden ist. Dieser Zwischenraum liegt zwischen zwei Wän den, von denen die eine heiß und die andere kalt ist, da rund um diesen Zwischenraum 14 geschmolzener Schwefel fließt und innerhalb von ihm (in den Rohren 11 und 12) Wasser fließt.

Nachstehend wird beschrieben, wie das Wasser austritt. Das bereits genannte Rohr 8 besitzt einen Schlitz 15, der sich entlang der Unterseite des Rohres 8 erstreckt. Das Wasser tritt aus dem Schlitz 15 konzentrisch zu dem Schwefelstrahl aus und umgibt diesen. Demgemäß ist der Schlitz ein ring förmiger Schlitz.

Zwei kleine konzentrische Wände 16 sind mit den Kanten des Schlitzes 15 verschweißt, und zwar entlang der Länge der Kanten, so daß das Wasser leichter fließen kann und ein zweck entsprechender Außenstrahl erzeugt wird.

Das Verhältnis der Wassermengen zwischen dem Außenstrahl und dem Innenstrahl beträgt üblicherweise 0,25 zu 1,5.

Flansche oder irgendwelche andere üblicherweise verwendete Einrichtungen dienen dazu, den Granulator mit der Lieferquelle zu verbinden.

Wenn die Leitungen 1 und 9 mit Schwefel bzw. Wasser versorgt werden, kann die Erfindung praktiziert werden.

Gemäß Fig. 3 treffen die drei Strahlen auf eine Scheibe 20 auf, die sich an einer Achse 21 befindet. Die Strahlen treffen auf die Scheibe 20 an einer Stelle irgendwo zwischen der Mitte der Scheibe und der Außenkante der Scheibe 20 auf.

Ein Diffusor kann vor dem Auslaß 13 derart vorgesehen werden, daß dem inneren Wasserstrahl eine konische Gestalt verliehen wird.

Die drei Strahlen bewirken Drehung der Scheibe 20 in Überein stimmung mit dem Ausmaß der auf die Scheibe 20 ausgeübten Kraft. DieStrahlen bewirken eine schnellere oder langsamere Drehung der Scheibe 20 in Übereinstimmung mit deren Schräg lage, und die Schräglage kann zu jeder Seite hin vorliegen. In Fig. 3 kann der Winkel α zwischen der Scheibe 20 und der Horizontalen nach oben oder nach unten verlaufen. Die Schräglage der Scheibe 20 wird durch zweckentsprechende Mittel überwacht oder gesteuert, wobei die Achse schrägge stellt wird, was ausgeführt werden kann beispielsweise durch Gleitschrauben. Die Drehgeschwindigkeit ist auch eine Funktion der Geschwindigkeit, mit welcher der Schwefel und das Wasser fließen.

Wenn die Scheibe 20 sich dreht und die Strahlen auf sie auf treffen, bewirkt das Wasser ein gleichmäßiges Erhärten oder Verfestigen des Schwefels in Form kleiner Körner, die unter der Wirkung der Zentrifugalkraft abgegeben und in einem nicht dargestellten Behälter gesammelt werden.

Bei Verwendung zweier Wasserstrahlen ist die Befeuchtung oder Benetzung vollständig oder vollkommen, und es werden auch weniger Schwefeldämpfe abgegeben und gleichzeitig werden "Kissen" an der Scheibe 20 noch Stalagmiten in den Poolgefäßen erhalten. Der innere Strahl muß keine konische Gestalt haben, wobei dann dennoch der Kontakt zwischen Wasser und Schwefel ausgezeichnet ist.

Ein wichtiger Parameter zur Verwendung bei der Überprüfung der Qualität des mit dem Verfahren gemäß der Erfindung er haltenen Schwefels ist die Teilchengröße. Sie ist ein sehr wichtiger Punkt in dem Verfahren, weil, wenn der Schwefel in großen Klumpen sich verfestigt, der Vorrichtung herauszubekommen, während andererseits, wenn die Schwefeltröpfchen zu klein sind, eine große Menge an sehr feinen Teilchen vorhanden ist, die von dem Wasser weggeführt werden, wobei dann vergleichsweise große Separatoren erfor derlich sind, um den Schwefel aus dem Kühlwasser wiederzuge winnen. Die optimale Teilchengröße ist erreicht, durch Anpassen des Durchmessers der Löcher 5, welche den Schwefel in die Düse fließen lassen, an den Druck und die Strömungsmenge des Kühlwassers.

Die Tabelle I zeigt typische Teilchengrößen des Ausbringens einer industriellen Anlage.

Tabelle I

Ein zweiter wichtiger Parameter betreffend die Qualität des Schwefels ist sein Feuchtigkeitsgehalt. Bei erster Betrach tung würde es scheinen, daß, da bei dem Verfahren gemäß der Erfindung soviel Wasser verwendet wird, der abgegebene Schwe fel sehr naß sein würde. Tatsächlich ist dies jedoch nicht so.

Das Wasser läuft von dem Schwefel sehr schnell ab, so daß der Feuchtigkeitsgehalt des Schwefels nach einigen wenigen Stunden vernünftig niedrig ist, wie es sich aus der Tabelle II ergibt.

Stunden
Feuchtigkeitsgehalt des Schwefels in Gewichtsprozent
5
6,5
16	6,0
20	5,0
38	4,7
63	4,2

Claims

1. Verfahren zum Granulieren von Schwefel, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohler zylindrischer Strahl aus geschmolzenem Schwefel auf eine Schei be (20), die um eine Achse (21) frei drehbar ist, irgendwo zwischen der Mitte der Scheibe und der Außenkante der Scheibe auftreffen gelassen wird, und daß

a) ein Strahl aus Wasser innerhalb des von dem Strahl aus Schwefel gebildeten Zylinders vorgesehen wird,
b) ein weiterer Strahl aus Wasser vorgesehen wird, der den Strahl aus Schwefel umgibt,
c) die Strahlen aus Wasser und Schwefel auf die Scheibe auf treffen gelassen werden,
d) der Schwefel als Ergebnis der beiden auf ihn auftreffenden Wasserstrahlen in Form von aufgebrochenen Körnern erhärtet, und
e) die Körner und das Wasser über die Fläche der Scheibe hinaus geschleudert werden, so daß diese im wesentlichen frei von irgendwelchem erhärteten Schwefel ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Wasserstrahlen die Gestalt eines Konus oder Kegels hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die beiden Wasserstrahlen zusammen mit dem Schwefel strahl auf die Scheibe auftreffen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem äußeren Wasser strahl und dem inneren Wasserstrahl im Bereich von 0,25 zu 1,5 liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen aus Wasser und Schwefel ver tikal verlaufen, und die Scheibe schräg angeordnet ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Körner aus Schwefel, die an der schrägen Scheibe erhalten werden, kleiner wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Scheibe sich erhöht.

7. Vorrichtung (Granulator) zum Granulieren von Schwefel, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrich tung vorgesehen ist zum Fördern von geschmolzenem Schwefel zu einer Auslaßdüse,

a) die Düse Löcher (5) aufweist, die nach unten gerichtet und rund um den Umfang der Düse angeordnet sind,
b) eine Scheibe (20) vorgesehen ist, die sich auf einer Achse (21) frei drehen kann und unter den Löchern (5) liegt, so daß der aus den Löchern (5) austretende Schwefel auf die Scheibe zwischen deren Mitte und deren Außenkante auftrifft,
c) eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Schräglage der Schei be (20) zu verändern, und
d) eine Einrichtung vorgesehen ist, um zwei Wasserstrahlen nach unten austreten zu lassen, von denen ein Strahl auf der Innenseite des von dem flüssigen Schwefel gebildeten Zylin ders, und der andere auf der Außenseite dieses Zylinders vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den äußeren Wasserstrahl ein ringförmiges Rohr (8) vorgesehen ist, welches entlang seiner Unterseite einen Aus trittsschlitz (15) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung für das Auslassen des inneren Wasserstrahls, welche mit der entsprechenden Einrichtung für den äußeren Wasserstrahl in Verbindung steht, ein Rohr (11) ist, welches die Einrichtung zum Zufördern des geschmolzenen Schwefels kreuzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rohr (11) und der Einrichtung zum Zufördern des geschmolzenen Schwefels ein Zwischenraum (14) vorhanden ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Leitung (1), welche den Schwe fel fördert, und die Teile der Auslaßdüse von einem Mantel um geben und durch ein Fluid erhitzt sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit, mit der die Scheibe (20) sich dreht, von ihrer Schräglage abhängt.