RU17040U1 - Устройство для получения элементарной серы - Google Patents

Abstract

(54) Способ элементарный серы и устройство для его осуществления.

(57) Использование: переработка сероводородосодержащих газов, утилизация сероводорода. Сущность полезной модели: подогретый воздух подают в нижние слои катализатора 4, насыпанного на газораспределительную решетку 3 реактора 1, а сероводородсодержащ 1й газ - под решетку 3. Зону реакции о:клаждают хладогентом, подаваемым в змеевик: 7. Газообразные продукты реакции с диспергированной серой охлаждают на выходе из реактора 1 гсутем ввода воды в узел 20, исполнительный механизм которого через регулятор 20 связан с датчиком вязкости 22, после чего барботируют через барботажную решетку 16 сквозь жидкую серу в серосборнике 2. Уровень жидкой серы в серосборнике поддерживают путем отвода жидкой серы с верхнего уровня через патрубок 8. Газовая фаза продуктов реакции поступает в зону над барботажным слоем, проходя через каплеуловитель 19, очищается и сбрасывается через патрубок 9. Уменьшается балластирование очищенного газа водой, повышается эффективность устройства. РЕФЕРАТ

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТЛРНОЙ СЕРЫ

Область техники, к которой относится полезная модель Заявляемая полезная модель относится к области процессов переработьси сероводородосодержащих газов с полз ением элементарной серы и может найти применение при утилизации сероводорода путем его газофазного окисления.

Известно устройство для получения элементарной серы, содержащее нагреватели, реактор с охлаждающими змеевиками и газораспределительной решеткой, на которую насыпан слой катализатора, конденсатор с пучком труб, омываемых хладогентом, серосборник с патрубками подвода и отвода ясидкой серы, каплеуловитель и фильтры (см. Ф.Р.Исмагилов Способ утилизации сероводорода в кипящем слое катализатора зкурнал Тазовая промышленность 1993 г. №1 с 23 - 24).

Недостатком устройства является низкая его надежность из-за забивания труб конденсатора сконденсированной жидкой серой, которая при охлаждении, достигая температуры 188°С, теряет в силу аномальности ее реологических свойств, в результате чего повыщается гидравлическое сопротивление трубного пучка конденсатора до значений, приводящих к аварийным остановкам процесса.

Известно устройство для получения элементарной серы, содержащее нагреватели газов, реактор с охлаждающими змеевиками и газораспределительной решеткой с насыпанным на нее слоем катализатора, серосборник с патрубками отвода жидкой серы и очищенных от нее продуктов реакции и каплеуловитель, установленный в серосборнике барботер, сообщенный с реактором, регулятор верхнего уровня барботажного слоя и узел ввода воды, размещенный над открытым торцом реактора, взаимодействуюш;ий с исполнительным механизмом регулятора температуры жидкой серы, установленным в нижней части серосборника (патент №2136585 МПК СО1 817/04, приоритет 21.04.98 г.).

Недостатком указа11ного устройства является низкая эффективность из-за балластирования выходящего из зоны реакции парогаза водой, вводимой для его охлаждения с целью поддержания температуры жидкой серы в необходимом диапазоне, в котором реологические свойства жидкой серы позволяют осуществлять барботаж в нее парогаза.

Возможность барботажа парогаза в жидкую серу ограничивается аномальным увеличением ее вязкости, но величина вязкости жидкой серы определяется не только температурой. Сильное влияние на величину ее вязкости оказывает растворение в ней сероводорода, которое имеет место и при газофазных способах его окисления, один из которых реализует предлагаемое устройство (В.Р. Грунвельд. Москва Химия 1992 г. стр. 16 - 17; стр. 220 - 221). Вследствие этого регулирование температуры жидкой серы в зоне барботажа не эффективно.

Уровень техники

Сущность полезной модели

Для повышения эффективности путем уменьшения балластирования выходящего из зоны реактора парогаза охлаждающей водой путем увеличения верхнего температурного диапазона в зоне барботаяса известное устройство для получения элементарной серы, содержащее Нс1греватели газов, реактор с охлаждающими змеевиками и газораспределительной решеткой с насыпанным на нее слоем катализатора, серосборник с установленным в нем барботером, сообщенным с реактором, с патрубками отвода жидкой серы и очищенных от нее продуктов реакции, каплеуловителем и регулятором верхнего уровня барботажного слоя, размещенным на выходе из реактора узлом ввода охлаждающей воды, взаимодействующим с исполнительным механизмом, установленным на линии подвода охлаждающей воды, согласно полезной модели, снабжено установленным на патрубке вывода жидкой серы с верхнего уровня барботаж:ного слоя датчиком вязкости, выход которого соединен через регулятор вязкости с входом исполнительного механизма узла ввода охлаждающей воды.

Перечень фигур чертежей

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для получения элементарной серы.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Устройство для получения элементарной серы включает реактор 1 и серосборник 2. В нижней части реактора 1 установлена газораспределительная решетка 3, на которую насыпан гранулированный катализатор 4. Под решеткой 3 к реактору 1 подсоединены нагреватель 5 сероводородосодержащих газов, а над ней - нагреватель 6 воздуха. Внутри реактора 1 вмонтированы змеевики 7, предназначенные для регулирования температуры в реакционной зоне за счет подачи хладогента (например воды)

Серосборник 2 снабжен патрубком 8 вывода жидкой серы с верхнего уровня и патрубком 9 отвода газовой фазы, установленными соответственно на нижнем 10 и на верхнем 11 днищах.

Верхняя часть реактора 1 с открытым торцом 12 размещена в осевой части серосборника 2, не доходит до его верхнего днища 11 и образует с обечайкой 13 и днищами серосборника кольцевой барботажный отсек 14.

В барботажном отсеке 14 коаксиально размещена труба 15, верхний конец которой закреплен на верхнем днище 11 серосборника 2, а нижний - не доходит до нижнего днища 10.

К нижнему концу трубы 15 прикреплен кольцевой решетчатый барботер 16.

Общий зазор, образованный между реактором 1, верхним днищем серосборника 2 и трубой 15, образует пространство для прохода продуктов реакции из реактора в барботажный отсек 14 под решетчатый барботер 16.

в барботажном отсеке 14 установлен регулятор 17 верхнего уровня барботажного слоя, взаимодействующий с исполнительным механизмом 18 на патрубке 8 вывода жидкой серы.

Над уровнем жидкой серы в кольцевом пространстве между обечайкой 13 серосборника 2 и трубой 15 установлен каплеуловитель 19. Над открытым торцом 12 реактора 1 размещен узел 20 ввода воды, взаимодействующий с исполнительным механизмом 21.

На патрубке 8 вывода жидкой серы с верхнего уровня перед исполнительным механизмом 18 установлен датчик вязкости 22, выход которого соединен через регулятор вязкости 23 со входом исполнительного механизма 21.

Устройстпо работает следуютцим образом.

При запуске установки исходный сероводородосодержащий газ через нагреватель 5 подают в реактор 1 под газораспределительную решетку 3. Одновременно через нагреватель 6 подают воздух. Смешение их происходит в присутствии предварительно разогретого катализатора 4.

После инициирования реакции нагреватели отключаются, и в зоне реакции поддерживается тепловой режим путем регулируемой подачи хладогента в змеевики 7 для отвода тепла экзотермической реакции окисления сероводорода кислородом воздуха. При прохождении через слой катализатора 4 в газовую смесь добавляются продукты реакции: пар и мелкодиспергированная элементарная сера, которые поднимаются к открытому верхнему торц) 12 реактора 1, где охлаждаются за счет впрыска в образовавшуюся смесь воды через узел 20. Охлажденная парогазовая смесь по зазору между реактором 1 и трубой 15 проходит вниз под решетчатый барботер 16 и барботирует сквозь слой жидкой серы, находящейся в барботалсном отсеке 14 серосборника. Газ и пар проходят в виде пузырей через отверстия в барботере 16, образуя барботажный слой, при этом мелкодиспергированная сера оседает в жидкой сере, и очищенные от мелкодиспергироланной серы продукты реакции через каплеотбойник 19, в котором улавливаются крупные капли жидкой серы, образующиеся на выходе из барботаж;ного слоя, сбрасываются из серосборника 2 с последующей утилизацией тепла, уносимого с ними.

Из зоны серосборника 2 с верхнего уровня барботажного слоя производят регулируемый отвод жидкой серы через исполнительное устройство 18 регулятора 17 верхнего уровня барботажного слоя и сброс ее через патрубок 8 для дальнейшего ее розлива, формования и хранения. Поддержание теплового режима в реакторе осуществляют путем регулируемой подачи хладогента в змеевики 7, расположенные в зоне реакции.

Регулируемый ввод воды, охлаждающей парогаз, выходящий из зоны реакции, производят через исполнительный механизм 21, установленный на линии подвода охлаж/|,ающей воды перед узлом ее ввода, взаимодействующий через регулятор 23 с датчиком вязкости 22, При превышении величины вязкости жидкой серы в зоне барботажа допустимого верхнего предела увеличивается расход охлаждающей воды.

Предлагаемое устройство позволит увеличить температурный диапазон режима работы в зоне барботажа в сторону повышения температуры, что позволит уменьшить расход воды, охлаждающей парогаз, а следовательно, и снизить расходы на ее утилизацию после конденсации и отделения от парогаза. Кроме того, при утилизации тепла, отводимого из зоны барботажа парогазом с более высокой температурой, можно получить пар с более высоким давлением, стоимость которого значительно выше.

Claims (1)

1. Устройство для получения элементарной серы, содержащее нагреватели газов, реактор с охлаждающими змеевиками и газораспределительной решеткой с насыпанным на нее слоем катализатора, серосборник с установленным в нем барботером, соединенным с реактором и с патрубками отвода жидкой серы с верхнего уровня барботажного слоя и очищенных от нее продуктов реакции, каплеуловителем и регулятором верхнего уровня барботажного слоя, узел ввода охлаждающей воды, размещенный на выходе из реактора, взаимодействующий с исполнительным механизмом, установленным на линии подвода охлаждающей воды, отличающееся тем, что на патрубке отвода жидкой серы с верхнего уровня барботажного слоя установлен датчик вязкости, выход которого соединен через регулятор вязкости с входом исполнительного механизма узла ввода охлаждающей воды.