RU2054314C1

RU2054314C1 - Apparatus for production of granulated sulfur (granulator -2)

Info

Publication number: RU2054314C1
Application number: RU92009200A
Authority: RU
Inventors: Георгий Петрович Денисов
Original assignee: Георгий Петрович Денисов
Priority date: 1992-12-01
Filing date: 1992-12-01
Publication date: 1996-02-20

Abstract

FIELD: processing of oil and gas. SUBSTANCE: cylindrical apparatus casing accommodates three chambers divided by two partitions and provided with pipes: lower chamber has steam admission pipe, middle chamber has pipe delivering air to air nozzles and upper chamber has steam discharge pipe. Rigidly installed in the chambers are sulfur and air spraying nozzles and steam pipes for warming the sulfur steam pipes for heating the sulfur sprayers while nozzles proper have the form of pipes with blades rigidly secured on the nozzle inside surface at an angle to the pipe axis, the outlet holes of said pipes are 0.8-0.9 their inside diameter. EFFECT: apparatus steps up working reliability, reduces metal content an can be used in other branches of national economy for production of dispersed material s. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к переработке нефти и газа и, в частности, к получению гранулированной серы и может быть использовано в ряде других отраслей хозяйства для получения диспергированных материалов. The invention relates to the processing of oil and gas and, in particular, to the production of granular sulfur and can be used in a number of other industries to obtain dispersed materials.

Известна установка для получения серы на Астраханском газоперерабатывающем заводе ГП "Астраханьгазпром", выполненная в виде разливной трубы, расположенной на поворотной стреле роторного экскаватора для разработки застывшей серы, дробильной установки, транспортеров для подачи в башенные накопители (силосные башни). A known installation for producing sulfur at the Astrakhan gas processing plant GP "Astrakhangazprom", made in the form of a discharge pipe located on the rotary boom of a rotary excavator for the development of solidified sulfur, crushing plant, conveyors for feeding into tower storage (silos).

Основными существенными недостатками известного технического решения являются: длительность цикла получения комовой серы (28 дней); невозможность получения серы в гранулах; значительные капиталовложения и значительное потребление энергоресурсов. The main significant disadvantages of the known technical solutions are: the duration of the cycle of obtaining lump sulfur (28 days); the impossibility of obtaining sulfur in granules; significant investment and significant energy consumption.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для получения гранулированной серы, например, на Торнобжеском серном комбинате, состоящая из двух труб, приваренных одна к другой в виде опрокинутой буквы Т. В установке вертикальная труба постоянно наполнена серой на 1 м, что создает необходимый гидростатический напор [1]
Данное техническое решение выбрано заявителем в качестве прототипа. Оно имеет ряд существенных недостатков, как охлаждение распыленной жидкой серы за счет подачи воздуха снизу противотоком внутри силосной башни, что приводит к значительному увеличению затрат; сложность эксплуатации за счет усложненного регулирования всего технологического процесса.The closest technical solution to the claimed one is a device for producing granular sulfur, for example, at the Tornobzhe sulfur plant, consisting of two pipes welded to each other in the form of an inverted letter T. In the installation, the vertical pipe is constantly filled with sulfur by 1 m, which creates the necessary hydrostatic pressure [1]
This technical solution is selected by the applicant as a prototype. It has a number of significant drawbacks, such as the cooling of atomized liquid sulfur due to the flow of air from below from the backflow inside the silo, which leads to a significant increase in costs; the complexity of operation due to the complicated regulation of the entire process.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и снижение его металлоемкости. The aim of the invention is to increase the reliability of the device and reduce its metal consumption.

Цель достигается за счет выполнения корпуса устройства в виде насадки цилиндрической формы, внутри которой расположены три камеры, разделенные двумя перегородками и снабженные патрубками: нижняя для подачи пара, средняя для подачи воздуха на воздушные форсунки, верхняя для вывода пара. В камерах жестко смонтированы распылительные серные и воздушные форсунки и паровые трубки для обогрева распылителей серы, которые выполнены в виде трубок с лопастями, жестко укрепленными на внутреннем диаметре форсунки под углом 45^о к оси трубки, выходные отверстия которых составляют 0,8-0,9 их внутреннего диаметра, при этом распылительные форсунки для серы закреплены вверху к крышке устройства, а внизу к его донной части, воздушные форсунки закреплены к верхней перегородке нижней камеры, внизу к донной части устройства, а в средней камере смонтированы паровые трубки для обогрева распылителей серы.The goal is achieved by making the device body in the form of a nozzle of cylindrical shape, inside which there are three chambers separated by two partitions and equipped with nozzles: the lower one for supplying steam, the middle one for supplying air to the air nozzles, and the upper one for removing steam. The cameras are mounted rigidly sulfur spray nozzles and air and steam tube for heating the sulfur nozzles, which are constructed as tubes with blades, rigidly fixed to the inner diameter of the nozzle at an angle of ⁴⁵ ° to the tube axis, the outlets of which are 0.8-0.9 their inner diameter, while the spray nozzles for sulfur are fixed at the top to the cover of the device and at the bottom to its bottom, the air nozzles are fixed to the upper partition of the lower chamber, below to the bottom of the device, and in the middle chamber mounted steam tube for heating the sulfur spray.

Кроме того, цель также реализуется за счет расположения лопастей форсунок относительно друг друга под углом 90^о и снабжения верхней части корпуса фланцем для крепления к серопроводу разливного крана или для крепления в силосной башне.Furthermore, the objective is also realized by arranging the nozzles of the blades relative to each other at an angle of ^about 90, and supplies the upper portion of the housing flange for attachment to the dispensing tap seroprovodu or for attaching a silo.

Из патентно-технической литературы и опыта эксплуатации установок для получения серы не известно о наличии аналогичного технического решения, имеющего идентичные с заявленным решением существенные признаки. From the patent technical literature and operating experience of sulfur production units, it is not known that there is a similar technical solution that has essential features identical to the declared solution.

Новизна заявляемого объекта заключается в выполнении корпуса с распылительными серными и воздушными форсунками и паровыми трубками для обогрева распылителей серы и в обеспечении форсунок, выполненных в виде трубок, внутри с лопастями, жестко укрепленными на внутреннем диаметре трубок под углом 45^о к ее оси с выходными отверстиями трубок, равными 0,8-0,9 их внутреннего диаметра, а также в оригинальном креплении всех форсунок в корпусе устройства. Указанные выше существенные признаки в совокупности решают поставленную изобретением цель повышают надежность работы устройства при хорошем качестве полученной гранулированной серы. Устройство отличается от всех предшествующих невысокой металлоемкостью. Таким образом, правомерен вывод о причинно-следственной связи между новыми существенными признаками и достигаемом эффекте от их практической реализации, а значит, и о том, что заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретательского уровня.The novelty of the claimed object lies in the implementation of the housing with spray sulfur and air nozzles and steam tubes for heating sulfur atomizers and in the provision of nozzles made in the form of tubes, inside with blades rigidly mounted on the inner diameter of the tubes at an angle of 45 ^about to its axis with outlet openings tubes equal to 0.8-0.9 of their inner diameter, as well as in the original mount of all nozzles in the device body. The above essential features together solve the goal set by the invention, increase the reliability of the device with good quality of the obtained granular sulfur. The device differs from all previous low metal consumption. Thus, the conclusion about the causal relationship between the new essential features and the achieved effect from their practical implementation, and, therefore, that the claimed technical solution meets the criterion of inventive step, is legitimate.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез (в аксонометрии); на фиг. 2 показано расположение лопастей в трубках форсунок в разрезе; на фиг.3 лопасти форсунок, вывернутые на 90^о местным разрезом вокруг оси трубки.In FIG. 1 shows a device, a longitudinal section (in a perspective view); in FIG. 2 shows a sectional view of the location of the blades in the nozzle tubes; figure 3, the nozzle blades turned 90 ^{about a} local incision around the axis of the tube.

Устройство состоит из корпуса 1 цилиндрической формы, к верхней части которого приварен фланец 2 для крепления всего устройства к фланцу серопровода, с другой стороны имеющий выходные отверстия распылительных форсунок для воздуха 3 и серы 4, закрепленных жестко (например, сваркой) к донной части устройства 5. Устройство разделено на 3 камеры. The device consists of a cylindrical-shaped housing 1, to the top of which a flange 2 is welded to fasten the entire device to the sulfur pipe flange, on the other hand having outlet openings of spray nozzles for air 3 and sulfur 4, fixed rigidly (for example, by welding) to the bottom of the device 5 The device is divided into 3 cameras.

Первая нижняя камера состоит из основания донной части устройства 5 и перегородки 6, средняя камера содержит перегородку 6 и перегородку 7. The first lower chamber consists of the base of the bottom of the device 5 and the partition 6, the middle chamber contains a partition 6 and a partition 7.

Третья верхняя камера также разделена перегородкой 7 и крышкой 8 устройства. Нижняя камера включает в себя распылительные форсунки для воздуха 3 и серы 4, закрепленные к донной части устройства 5, входные отверстия воздушных распылительных форсунок 3 крепятся жестко в перегородке 6, в которой также закреплены и входные отверстия паровых трубок 9, служащих для обогрева серных форсунок, проходящих через среднюю камеру. Средняя камера включает в себя перегородки 6 и 7. К перегородке 6 крепятся входные воздушные распылительные форсунки 3 и входные концы паровых трубок 9, служащих для обогрева серных распылительных форсунок 4. К перегородке 7 крепятся выходные концы паровых трубок 9. Третья верхняя камера включает в себя перегородку 7 и крышку устройства 8. К перегородке 7 крепятся выходные концы паровых трубок 9, а к верхней крышке 8 выходные концы серных распылительных форсунок 4, через которые подается сера и которые, проходя среднюю камеру внутри паровых трубок, крепятся к донной части 5. Воздушные и серные распылительные форсунки расположены в шахматном порядке относительно друг друга. Отверстия выходных серных форсунок для ясности на фиг.1 заштрихованы. Каждая камера имеет свой патрубок, служащий для подачи и вывода пара, предназначенного для обогрева серных распылительных форсунок, а также патрубок для подачи воздуха. The third upper chamber is also divided by a partition 7 and a cover 8 of the device. The lower chamber includes spray nozzles for air 3 and sulfur 4, fixed to the bottom of the device 5, the inlet openings of the air spray nozzles 3 are fixed rigidly in the partition 6, in which the inlet openings of the steam tubes 9, used to heat sulfuric nozzles, are also fixed passing through the middle chamber. The middle chamber includes partitions 6 and 7. The inlet air spray nozzles 3 and the inlet ends of the steam tubes 9, used to heat the sulfur spray nozzles 4, are attached to the partition 6. The outlet ends of the steam tubes 9 are attached to the partition 7. The third upper chamber includes the partition 7 and the cover of the device 8. The output ends of the steam tubes 9 are attached to the partition 7, and the output ends of the sulfur spray nozzles 4 through which sulfur is supplied and which, passing the middle chamber inside the steam pipes, are attached to the top cover 8 , Attached to the bottom 5. Air and sulfur spray nozzles are staggered relative to each other. The openings of the output sulfuric nozzles are shaded in FIG. 1 for clarity. Each chamber has its own nozzle, which serves for supplying and outputting steam intended for heating sulfur spray nozzles, as well as a nozzle for supplying air.

Патрубок 10 предназначен для подачи пара в нижнюю камеру 1, который, обогревая серные форсунки 4, поступает на вход паровых трубок 9 и обогревает их внутри средней камеры П. Проходя паровые трубки, пар входит в третью верхнюю камеру, где также, обогревая серные форсунки 4, выходит через патрубок второй верхней камеры. Вторая средняя камера также имеет патрубок 12, необходимый для подачи воздуха на входные отверстия воздушных распылительных форсунок 3. The pipe 10 is designed to supply steam to the lower chamber 1, which, heating the sulfur nozzles 4, enters the input of the steam tubes 9 and heats them inside the middle chamber P. Passing the steam tubes, the steam enters the third upper chamber, where it also heats the sulfur nozzles 4 comes out through the pipe of the second upper chamber. The second middle chamber also has a nozzle 12, necessary for supplying air to the inlet of the air spray nozzles 3.

На фиг. 2 изображена распылительная форсунка, которая идентична как для серы, так и для воздуха, имеющую разницу лишь в длине. Внутри распылительных трубок жестко закреплены лопасти 13, расположенные под углом 45^о к оси самой трубки и 90^о по отношению друг к другу. Диаметр выходных отверстий форсунок составляет 0,8-0,9 внутреннего диаметра самих трубок. За счет этого создается небольшое давление после лопастей и струя получается ровной и имеет форму конуса, внутри которого создается пустота за счет вращения потока.In FIG. 2 shows a spray nozzle that is identical for both sulfur and air, having a difference in length only. Inside the spray tubes are rigidly fixed blade 13 disposed at an angle of ^{45 °} to the tube axis and ⁹⁰ ° with respect to each other. The diameter of the nozzle outlet openings is 0.8-0.9 of the inner diameter of the tubes themselves. Due to this, a small pressure is created after the blades and the jet is smooth and has the shape of a cone, inside which a void is created due to the rotation of the flow.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Пар подается в патрубок 10 нижней камеры 1, который, проходя через нижнюю камеру, служит для обогрева серных форсунок, а затем, проходя внутри паровых трубок 9, поступает в верхнюю камеру, где также обогревает серные форсунки, выходя из патрубка 11 третьей верхней камеры. После прогрева устройства до температуры намного более температуры плавления серы подается воздух во вторую среднюю камеру через патрубок 12, где, проходя воздушные форсунки 3, выходит из устройства струей, имеющей коническую форму, создаваемой лопастями распылителя. Затем сера подается через фланцевые соединения 2 на серные распылительные трубки 4, где проходит их, выходит из устройства струей, имеющей форму конуса, создаваемой лопастями распылителя. При этом давление воздуха должно быть больше на 0,1-0,2 кг/см², чем давление серы, необходимое для разбивания струи серы, где и происходит образование гранул и их охлаждение струей воздуха одновременно. И при выходе из устройства она уже не льется, а сыплется. После окончания работы устройство отключается в обратном порядке.Steam is supplied to the pipe 10 of the lower chamber 1, which, passing through the lower chamber, serves to heat the sulfur nozzles, and then, passing inside the steam tubes 9, enters the upper chamber, where it also heats the sulfur nozzles, leaving the pipe 11 of the third upper chamber. After warming the device to a temperature much higher than the melting point of sulfur, air is supplied to the second middle chamber through the pipe 12, where, passing the air nozzles 3, it leaves the device with a conical stream created by the blades of the atomizer. Then sulfur is supplied through flange connections 2 to sulfur spray tubes 4, where it passes through them, leaves the device with a cone-shaped jet created by the spray blades. In this case, the air pressure should be greater by 0.1-0.2 kg / cm ² than the sulfur pressure necessary for breaking the jet of sulfur, where the granules are formed and cooled by an air stream at the same time. And when you exit the device, it no longer pours, but sprinkles. After the end of operation, the device turns off in the reverse order.

Сначала отключается сера, потом воздух и только после того, как сольется оставшаяся сера из трубы и устройства, отключается пар. Это делается для того, чтобы избежать застывания оставшейся серы в распылительных трубках и сократить время на разогрев устройства при следующем пуске. Производительность устройства можно повысить увеличив количество трубок и диаметр устройства. При этом высоту можно не увеличивать, увеличивая лишь количество патрубков для подачи пара и воздуха, располагая их диаметрально вокруг устройства. Распылителем серы вместо воздуха в данном случае может с успехом применяться инертный газ азот во избежания взрывов, пожаров и других несчастных случаев. В этом случае производство гранулированной серы и отгрузка могут идти одновременно, независимо друг от друга по непрерывному циклу в силосных башнях. First, sulfur is turned off, then air, and only after the remaining sulfur is drained from the pipe and device, steam is turned off. This is done in order to avoid solidification of the remaining sulfur in the spray tubes and to reduce the time for heating the device during the next start-up. Productivity of the device can be increased by increasing the number of tubes and the diameter of the device. In this case, the height can not be increased, increasing only the number of nozzles for supplying steam and air, placing them diametrically around the device. In this case, an inert nitrogen gas can be successfully used instead of air with a sulfur atomizer to avoid explosions, fires and other accidents. In this case, the production of granular sulfur and shipment can go simultaneously, independently from each other in a continuous cycle in silos.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными заключаются в значительном сокращении затрат и облегчении ручного труда, необходимых для производства одного и того же количества серы, сокращении металлоемкости установки для производства серы, а также времени, необходимого для застывания серы. The technical and economic advantages of the proposed device compared to the known ones include a significant reduction in costs and easier manual labor required to produce the same amount of sulfur, reducing the metal consumption of the sulfur production unit, as well as the time required for solidification of sulfur.

Claims

1. A device for producing granular sulfur, comprising a housing with a nozzle for supplying air and sulfur nozzles, characterized in that the housing is cylindrical, divided by two partitions into the lower, upper and middle chambers and equipped with a nozzle for supplying steam to the lower chamber, a nozzle for steam outlet from the upper chamber, steam tubes for heating sulfuric nozzles in the middle chamber and air nozzles fixed with the upper part to the partition of the lower chamber and the lower part to the bottom of the housing, a pipe for supplying air the ear is placed in the middle chamber, and the sulfur nozzles are attached to the top of the housing cover and the bottom to the bottom of the housing, while the sulfur and air nozzles are made in the form of tubes with blades rigidly mounted on the inner surfaces of the tubes at an angle of 45 ^o to their axis, and the outlet holes of the tubes are 0.8 to 0.9 of their inner diameter.

2. The device according to claim 1, characterized in that the nozzle blades are located relative to each other at an angle of 90 ^o .

3. The device according to claim 1, characterized in that the housing is made with a flange in the upper part for mounting it to the servo line of the taps or fastening in a silo.