PL153203B1 - Sposób granulowania siarki i urządzenie do granulowania siarki - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 153 203 POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 87 09 19 (P. 267844)

Pierwszeństwo--Zgłoszenie ogłoszono: 89 03 20

Opis patentowy opublikowano: 1991 11 29

Int. Cl.⁵ B01J 2/06

Twórca wynalazek--Uprawniony z patentu: PETROLEO BRASILEIRO S. A. - PETROBRAS, Rio de Janeiro (Brazylia)

Sposób granulowania siarki i urządzenie do granulowania siarki

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do granulowania siarki.

Jedną z największych trudności napotykanych przy produkcji siarki jest problem jej pakowania. Problem ten występuje nie tylko w zakładach przemysłowych, w których produkuje się siarkę na drodze procesów syntezy, lecz również tam, gdzie zostaje celem oczyszczenia powtórnie stopiona.

Jedną ze stosowanych metod było wprowadzenie siarki do naczynia chłodzącego lub do zbiornika (zwykle długiego i płytkiego), w którym siarka krzepnie w zwartych blokach. Następnie blok jest mechanicznie łamany za pomocą narzędzi, począwszy od najprostszych narzędzi ręcznych z skończywszy na wibratorach udarowych. Siarka łamana jest na grudy i wysyłana do konsumentów. Jednak ta metoda posiada szereg wad. Po pierwsze, zbiorniki muszą mieć odpowiednio dużą powierzchnię. Bardzo trudno jest łamać siarkę na grudy, aby miały one jednakową wielkość. Trzeba zatrudnić dużo ludzi, gdyż jedni muszą pilnować stopionej siarki, a inni muszą ją łamać w stanie stałym, pracując nawet półautomatycznymi narzędziami. Przy łamaniu siarki istnieje ryzyko wypadku.

Znany jest z opisu patentowego 'IP 8001 894 sposób granulowania siarki i urządzenie do granulowania siarki, w którym siarka twardnieje szybko w miejscu wyładowczym, z uzyskany granulat ma jednakową wielkość. Urządzenie do granulowania składa się z dyszy, tarczy i misy. Dysza posiada wydrążony cylindryczny strumień stopionej siarki, wewnątrz której znajduje się stożkowy strumień wody. Oba strumienie uderzają w tarczę umieszczoną na wale, wokół którego tarcza może obracać się pod wpływem uderzenia wody i siarki. Można stopniowo zmieniać nachylenie tarczy. Woda i siarka uderzając w tarczę, w miejsce oddalone od jej środka, wywołują ruch wirowy tarczy, na której siarka twardnieje w granulki i zostaje usunięta z tarczy na skutek działania siły odśrodkowej i zostaje odprowadzona do odpowiedniego zbiornika. Jednakże w znanym urządzeniu woda nie zderzała się z siarką dostatecznie mocno i powodowało to powstanie w zbiorniku stalagmitów. Również i konstrukcja dyszy, przez którą wypływała siarka powodowała powstanie rosnących „poduszek siarki na tarczy, co sprawiało, że ta ostatnia stawała się cięższa i

153 203 nie mogła osiągnąć optymalnego nachylenia. Poza tym takie „poduszki siarki powodowały powstanie większych grud siarki, których w'ielkość wykraczała poza jednakowy rozmiar drobnych cząstek spoczywających na stosie. Powstanie takich siarkowych „poduszek powodowało zatrzymanie urządzenia.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu granulowania siarki, dzięki któremu uniknie się wad znanych rozwiązań. Celem wynalazku jest również opracowanie konstrukcji urządzenia do granulowania siarki, które rozwiąże problemy związane ze znanymi urządzeniami.

Sposób granulowania siarki, według wynalazku polega ' na tym, że strumień siarki prowadzi się w osłonie dwóch strumieni wody uderzających w tarczę jednocześnie ze strumieniem siarki, przy czym pierwszy z nich wprowadza się do wnętrza strumienia siarki, a drugim otacza się ten strumień od zewnątrz, siarka ulega zgranulowaniu, po czym tę zgranulowaną siarkę z wodą usuwa się z tarczy.

Korzystnie nadaje się co najmniej jednemu ze strumieni wody kształt stożka.

Korzystnie dobiera się stosunek ilości wody z zewnętrznym strumieniu wody do ilości wody w wewnętrznym strumieniu w granicach od 0,25 do 1,5. Korzystnie strumieniom wody nadaje się kierunek pionowy, a tarczę nachyla się.

Urządzenie do granulowania siarki według wynalazku, charakteryzuje się tym, że na średnim promieniu dna komory znajduje się pierścień, w którym naprzemiennie z otworami rozmieszczone są otwory, przy czym na osi zarówno pierścienia jak i komory znajduje się rura wylotowa, natomiast na zewnętrznej bocznej ścianie komory przymocowana jest pierścieniowo ukształtowana rura ze szczeliną umieszczoną wzdłuż dolnej jej części, zaś tarcza jest zamocowana na wale.

Korzystnie rura wylotowa mająca wylot jest połączona z rurą, przy czym obie rury umieszczone są w rurze o większej średnicy tak, że między rurami powstaje przestrzeń.

Korzystnie wzdłuż obu krawędzi szczeliny na całej jej długości przymocowane są, ustawione koncentrycznie ścianki.

Korzystnie komora połączona jest z rurą doprowadzającą stopioną siarkę posiada podwójną ściankę tworzącą płaszcz grzejny, przez który płynie gorąca ciecz.

Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskuje się szybkie stwardnienie siarki i jednolity granulat. Na tarczy nie zbiera się siarka ani nie powstają stalagmity w zbiorniku, a jednocześnie uzyskuje się siarkę o odpowiedniej wilgotności. Siarka jest dokładnie zwilżana przez dwa strumienie wody, z których jeden płynie wewnątrz cylindrycznego strumienia siarki, a drugi płynie po stronie zewnętrznej wymienionego strumienia siarki. Zewnętrzny strumień wody stanowi jednocześnie osłonę i dzięki temu wydziela się mniej oparów siarki, które są szkodliwe dla organizmu ludzkiego. Poza tym ani na płycie ani w zbiorniku nie powstają żadne narośla, ani „poduszki. W zbiorniku, dokąd jest doprowadzana siarka, nie powstają stalagmity. Te ostatnie zalety i korzyści zapewnia odpowiednia konstrukcja dyszy urządzenia do granulowania siarki. Dzięki temu, że na płycie nie osadza się siarka i nie powstają „poduszki, płyta ta lekko i swobodnie obraca się na wale i można łatwo regulować jej kąt nachylenia.

Obecny wynalazek dotyczy ulepszonego procesu granulowania siarki, w którym strumień stopionej siarki otoczony dwoma strumieniami wody uderza w pochyloną tarczę powodując nie tylko ruch obrotowy tej tarczy, lecz także wynikające stąd formowanie granulek siarki. Poprzez sterowanie prędkością obrotów tarczy, oraz wymianą ciepła między strumieniami, możliwe jest uzyskanie równomiernej wielkości ziaren określonej siarki. Jeśli te trzy strumienie dotrą do tarczy w tym samym czasie, jak proponuje się w wynalazku, wymiana ciepła następuje stopniowo w sposób kontrolowany, zapobiegając tworzeniu się grudek lub odkładania się siarki na wirującej tarczy. W celu przeprowadzenia procesu, wykorzystuje się urządzenie do granulowania siarki zaprojektowany specjalnie dla uzyskania trzech strumieni w sposób koncentryczny, umożliwiający dobrą wymianę. Trzy strumienie uderzają w nachyloną tarczę w tym samym czasie. Przez kontrolowanie stosunku przepływu strumieni wody oraz nachylenia tarczy można kontrolować prędkość obrotów tarczy (wynikających z siły uderzenia trzech strumieni), jak również można regulować wielkość uzyskanych ziaren siarki. Nachylenie tarczy można kontrolować przy pomocy śrub, które na przykład mogą się przesuwać w rowku.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia dyszę urządzenia do granulowania siarki, według wynalazku, w przekroju pionowym; fig. 2 - dno dyszy z

153 203 3 fig. 1 w przekroju poprzecznym wzdłuż linii A-A'; fig. 3 - tarczę urządzenia do granulowania siarki, według wynalazku, nachyloną pod kątem względem dyszy z fig. 1.

Jak pokazano na fig. 1, która stanowi część urządzenia do przenoszenia stopionej siarki, łączy urządzenia do granulowania ze zbiornikiem stopionej siarki. Rura 1 prowadzi do komory 6. Rurę 1 otacza rura 2. Komora 6 posiada podwójną ściankę, w której ścianka wewnętrzna połączona jest górną .częścią z rurą 1 doprowadzającą stopioną siarkę do komory 6. Ścianka zewnętrzna otacza ściankę wewnętrzną pozwalając na krążenie pary między nimi. W ten sposób zostaje utworzony płaszcz grzejny 4, którego zadaniem jest utrzymanie siarki w stanie stopionym dopóki nie wytryśnie ona z komory 6. Para wpływa wlotem 3. Odpływ dla wody, pochodzącej ze skondensowanej pary nie jest pokazany na rysunku.

Dolna część komory 6 mająca większą średnicę od części górnej posiada metalowy pierścień 17, w którym znajdują się otwory 5. Otwory 5 rozmieszczone są na urojonym obwodzie koła znajdującym się na średnim promieniu dna komory 6. Jak pokazano na fig. 2 średni promień pierścienia 17 pokrywa się z promieniem okręgu zatoczonym przez otwory 5. Otworami 5 wypływa stopiona siarka. Ponadto metalowy pierścień 17 posiada promieniowo usytuowane otwory 18 o mniejszej średnicy, którymi płynie para. Każdy z otowrów 18 znajduje się pomiędzy dwoma otworami 5.

Metalowy pierścień 17 posiada po środku otwór pozwalający na przejście przezeń rury 12 doprowadzającej zimną wodę połączonej z rurą 11 umieszczoną w bocznej ścianie komory 6. Obie rury 11 i 12 umieszczone są w rurze 20 o większej średnicy. Pomiędzy rurami 11, 12 a rurą 20 powstaje przestrzeń 14, która spełnia funkcję izolacji termicznej. Ma ona za zadanie nie dopuścić do osadzania się stopionej siarki płynącej wewnątrz komory 6 na zewnętrznej ścianie rur 11, 12 doprowadzających zimną wodę. Pomiędzy pierścieniem 17 a rurą 20 znajduje się obszar 19, do którego z przewodów 18 wpływa para. Para ta ogrzewa obszar 19 w pobliżu wylotu 13 rury 12 doprowadzającej zimną wodę. Podgrzanie to umożliwia wypływ siarki przez otwory 5.

Komora 6 posiada kształt cylindryczny, a na jej boku od zewnątrz jest zamocowana rura 8 w kształcie pierścienia, która posiada podporę 7. Zimna woda, która wpływa wlotem 9, cyrkuluje w rurze 8. Na wlocie 9 łączącym go z rurą 8 znajduje się otwór 10, którym doprowadza się wodę do rury 11 i 12. Otwór 10 leży na końcu poziomej rury 11, która przechodzi w pionową rurę 12 skierowaną w dół aż do wylotu 13 znajdującego się na środku dna komory 6. Rura 8 posiada szczelinę 15, która biegnie na spodniej stronie pierścienia na całym jego obwodzie. Strumień wody wypływa szczeliną 15 koncentrycznie względem strumienia siarki otaczając go. Dwie małe, koncentryczne ścianki 16 są przyspawane do krawędzi szczeliny 15 na całej jej długości ułatwiając wypływ wody i zwiększając siłę uderzenia zewnętrznego strumienia. Stosunek ilości wody zewnętrznego strumienia wody do wewnętrznego strumienia wynosi zwykle 0,25 do 1,5. Kołnierze lub urządzenia innego typu łączą granulator ze źródłem zasilania.

Na figurze 3 pokazano tarczę 20, która jest zamontowana na wale 21. Trzy strumienie uderzają w tarczę 20, w miejsce położone pomiędzy jej środkiem a jej krawędzią zewnętrzną. Na wylocie 13 można umieścić dyfuzor w celu nadania kształtu stożkowego wewnętrznemu strumieniowymi wody. Trzy strumienie uderzając na tarczę 20 powodują jej obrót. Strumienie obracają tarczę 20 szybciej albo wolniej, w zależności od kąta jej nachylenia i od siły uderzanych w nią strumieni. Na fig. 3 jest pokazany kąt a, który znajduje się pomiędzy tarczą 20 a poziomem. Kąt a może być skierowany do góry lub do dołu. Nachyleniem tarczy 20 kieruje odpowiedni element, którym może być wał 21, nachylony przykładowo za pomocą śruby. Szybkość obrotu tarczy 20 jest także funkcją prędkości strumienia siarki i wody. Gdy tarcza 20 obraca się i strumienie siarki i wody uderzają w nią, to woda powoduje, że siarka twardnieje równomiernie w małych granulkach. Na skutek działania siły odśrodkowej granulki są odprowadzane i zbierane w zbiorniku, nie pokazanym na rysunku. Dwa strumienie wody zwilżają dokładnie siarkę a jednocześnie wydziela się mniej oparów siarki, przy czym ani na płycie 20 nie powstają żadne „poduszku ani stalagmity w zbiornikach. Poza tym strumień wewnętrzny wody nie musi mieć koniecznie kształt stożka.

Ważnym parametrem pozwalającym sprawdzić jakość siarki uzyskanej w tym procesie jest rozmiar cząstki. Jeśli siarka twardnieje w dużych bryłkach, to powstają trudności przy usuwaniu bryłek na zewnątrz. Z drugiej strony, jeśli krople stopionej siarki są zbyt małe, to spora część

153 203 drobnych cząstek jest odprowadzana wraz z wodą i trzeba wówczas zastosować dużo separatorów, aby oddzielić taką siarkę od chłodzącej wody. Optymalny rozmiar cząstki uzyskuje się dobierając odpowiednią średnicę otworów 5, które wprowadzają siarkę w strumień zimnej wody.

W tabeli 1 pokazano typowe rozmiary cząstek otrzymanych z instalacji przemysłowych:

Tabela 1

Sito (w mm)	%	Kruszywo %
6,305	7,87	7,87
3,962	12,79	20,66
2,362	32,40	53,06
0,991	30,53	83,59
0,701	5,32	88,91
0,589	1,59	90,50
0,351	3,91	94,41
0,248	1,87	96,28
0,175	1,07	97,53
-0,175	2,65	100,00

Drugim ważnym parametrem dotyczącym jakości siarki jest zawartość w niej wilgoci. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że ponieważ tak wiele wody stosuje się podczas prowadzenia procesu, to uzyskana siarka jest bardzo mokra, ale tak nie jest. Woda zostaje szybko odprowadzona ze stosu tak, że po paru godzinach zawartość wilgoci w siarce staje się zupełnie zadowalająca, jak to widać z tabeli 2.

Tabela 2

Godziny	Zawartość wilgoci w siarce % wagowe
5	6,5
16	6,0
20	5,0
38	4,7
63	4,2

Reasumując, w sposobie granulowania siarki według wynalazku, część wprowdzanego strumienia wody zostaje skierowana do wnętrza wydrążonego cylindrycznego strumienia stopionej siarki. Uderza on w tarczę 20 zamocowaną na wale 21, która obraca się swobodnie od wpływem uderzenia, w miejsce pomiędzy jej środkiem a krawędzią. Druga część ochłodzonej wody płynie po zewnętrznej stronie cylindrycznego strumienia stopionej siarki. Również i ten strumień wody uderza w tarczę 20. Gdy oba strumienie wody i strumień siarki uderzają w tarczę 20, pomiędzy jej środkiem i krawędzią, wprawiając ją w ruch to siarka twardnieje w postaci granulek. Obrót tarczy 20 zrzuca z niej granulki. Ponieważ stosuje się dwa strumienie wody, powoduje to uzyskanie lepszych wymiarowo cząstek. Jednocześnie uzyskuje się lepszy kontakt między sobą siarki i wody, co zapobiega osadzaniu siarki na tarczy 20.

153 203

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób granulowania siarki polegający na uderzaniu walcowatym, wydrążonym wewnątrz strumieniem stopionej siarki o tarczę spoczywającą na wale, w miejsce pomiędzy jej środkiem a krawędzią i swobodnie obracającą się pod wpływem uderzenia, znamienny tym, że strumień siarki prowadzi się w osłonie dwóch strumieni wody uderzających w tarczę jednocześnie ze strumieniem siarki, przy czym pierwszy z nich wprowadza się do wnętrza strumienia siarki, a drugim otacza się ten strumień od zewnątrz, po czym zgranulowaną siarkę wraz z wodą usuwa się z tarczy.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nadaje się co najmniej jednemu ze strumieni wody kształt stożka.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dobiera się stosunek ilości wody w zewnętrznym strumieniu wody do ilości wody w wewnętrznym strumieniu w granicach od 0,25 do 1,5.
4. 4. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że strumieniom wody nadaje się kierunek pionowy, a tarczę nachyla się.
5. 5. Urządzenie do granulowania siarki zawierające komorę zasilaną stopioną siarką prowadzącą do dyszy wylotowej skierowanej w dół i umieszczonej w dnie komory oraz nachyloną tarczę leżącą poniżej dyszy wylotowej, znamienne tym, że na średnim promieniu dna komory (6) znajduje się pierścień (17), w którym naprzemiennie z otworami (5) rozmieszczone są otwory (18), przy czym na osi zarówno pierścienia (17) jak i komory (6) znajduje się rura wylotowa (12), natomiast na zewnętrznej bocznej ścianie komory (6) przymocowana jest pierścieniowo ukształtowana rura (8') ze szczeliną (15) umieszczoną wzdłuż dolnej jej części, zaś tarcza (20) jest zamocowana na wale (21).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że rura wylotowa (12) mająca wylot (13) jest połączona z rurą (11), przy czym obie rury (11 i 12) umieszczone są w rurze (20) o większej średnicy tak, że między rurami (11,12) i (20) powstaje przestrzeń (14).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że wzdłuż obu krawędzi szczeliny (15) na całej jej długości przymocowane są, ustawione koncentrycznie, ścianki (16).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że komora (6) połączona jest z rurą (1) doprowadzającą stopioną siarkę posiada podwójną ściankę tworzącą płaszcz grzejny (4), przez który płynie gorąca ciecz.

   153 203

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz. Cena 3000 zł