RU2659259C1 - Обезвоживание серы - Google Patents
Обезвоживание серы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659259C1 RU2659259C1 RU2017124201A RU2017124201A RU2659259C1 RU 2659259 C1 RU2659259 C1 RU 2659259C1 RU 2017124201 A RU2017124201 A RU 2017124201A RU 2017124201 A RU2017124201 A RU 2017124201A RU 2659259 C1 RU2659259 C1 RU 2659259C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cyclone
- sulfur
- gaseous
- water vapor
- gas
- Prior art date
Links
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title abstract description 66
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 65
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title abstract description 62
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 title abstract description 5
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 title abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 34
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 17
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 44
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001595 flow curve Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/24—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by centrifugal force
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
- B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/24—Multiple arrangement thereof
- B04C5/26—Multiple arrangement thereof for series flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/24—Multiple arrangement thereof
- B04C5/28—Multiple arrangement thereof for parallel flow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/0226—Vaporising or superheating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/302—Sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/304—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/80—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/76—Gas phase processes, e.g. by using aerosols
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к способу обезвоживания серы и устройству для его осуществления. Способ обезвоживания серы включает следующие этапы: подачу газообразной смеси при повышенной температуре в циклон, при этом газообразная смесь содержит газообразную серу и водяной пар, и осуществление циклонного разделения газообразной серы и водяного пара, содержащихся в газообразной смеси. При этом обогащенную газообразной серой фракцию получают из отверстия патрубка циклона и обогащенную водяным паром фракцию получают из разгрузочной насадки циклона. При этом указанная повышенная температура превышает температуру конденсации газообразной серы. Циклонное устройство для осуществления способа содержит по меньшей мере один циклон, включающий средства, которые принимают газообразную смесь, содержащую газообразную серу и водяной пар, подаваемую в по меньшей мере один циклон при повышенной температуре, при этом указанная повышенная температура превышает температуру конденсации газообразной серы, отверстие патрубка, через которое получают обогащенную газообразной серой фракцию, и разгрузочную насадку, через которую получают обогащенную водяным паром фракцию в ходе циклонного разделения в по меньшей мере одном циклоне газообразной серы и водяного пара, содержащихся в газообразной смеси. Техническим результатом является повышение качества очистки фракций элементарной серы. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники
Типичные и неограничивающие примеры воплощения относятся в основном к обезвоживанию серы.
Уровень техники
Для удаления частиц из потоков воздуха, газа или жидкости без использования фильтров можно применять разделение в циклоне, посредством вихревого разделения. При циклонном разделении используют эффекты вращения и силу тяжести для разделения смесей твердых веществ и текучих сред. Циклонное разделение можно также использовать для отделения мелких капель жидкости от газообразного потока. Внутри цилиндрической или конической емкости, которую можно назвать циклоном, создают поток газа, вращающийся с высокой скоростью. Газ протекает по спирали, начиная сверху (широкий конец) циклона и заканчиваясь на дне (узкий конец), перед тем как выйти из циклона прямым потоком через верхнюю центральную часть циклона. Более крупные (обладающие более высокой плотностью) частицы во вращающемся потоке имеют слишком высокую инерцию, чтобы следовать по плотно закрученной кривой газового потока, поэтому они ударяются о внешнюю стенку, а затем перемещаются ко дну циклона, где их можно собрать. В коническом циклоне радиус вращения потока уменьшается по мере перемещения вращающегося потока в направлении узкого конца циклона, что позволяет, таким образом, отделять все более и более мелкие частицы.
Фракции элементарной серы могут включать избыточное количество влаги. Очистка/отмывка фракций элементарной серы является одной из проблем в промышленности.
Сущность изобретения
Таким образом, целью является создание способа и устройства, позволяющих уменьшить вышеуказанный недостаток. Этих целей достигают с помощью способа и устройства, которые отличаются тем, что изложено в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные примеры воплощения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
В одном из аспектов предложен способ обезвоживания серы, включающий подачу газообразной смеси в циклон при повышенной температуре, при этом газообразная смесь содержит газообразную серу и водяной пар, а также проведение циклонного разделения газообразной серы и водяного пара, которые содержатся в газообразной смеси, с получением обогащенной газообразной серой фракции из патрубка на нижнем отверстии циклона, а обогащенной водяным паром фракции - из разгрузочной насадки (выхлопной трубы) циклона. В другом аспекте предложено устройство для обезвоживания серы, включающее по меньшей мере один циклон, выполненный с возможностью принимать газообразную смесь, подаваемую в циклон при повышенной температуре, при этом газообразная смесь содержит газообразную серу и водяной пар, где по меньшей мере один циклон выполнен с возможностью осуществления циклонного разделения газообразной серы и водяного пара, содержащихся в газообразной смеси, так что обогащенную газообразной серой фракцию получают из патрубка на нижнем отверстии циклона, а обогащенную водяным паром фракцию - из разгрузочной насадки циклона.
Преимуществом является возможность удаления избыточной влаги из газообразной серы, облегчая, таким образом, повторное использование серы.
Краткое описание чертежей
Далее данное решение будет описано более подробно, посредством предпочтительным примеров воплощения, со ссылкой на прилагаемый чертеж, в котором:
Фиг. 1 иллюстрирует устройство циклона по одному из примеров воплощения.
Подробное описание некоторых примеров воплощения
Последующие примеры воплощения являются типичными. Хотя данное патентное описание может в нескольких местах ссылаться на «какой-либо», «один из» или «некоторые» примеры (пример) воплощения, это не обязательно означает, что каждая такая ссылка относится к одному и тому же примеру воплощения (примерам воплощения), или что данный признак применим только к единственному примеру воплощения. Отдельные признаки различных примеров воплощения можно также комбинировать, чтобы обеспечить другие примеры воплощения. Кроме того, слова «содержащий» и «включающий» следует понимать так, что они не ограничивают описанные примеры воплощения как состоящие только из указанных признаков, и такие примеры воплощения могут содержать также признаки/структуры, которые не были конкретно указаны. Все слова и выражения следует интерпретировать в широком смысле; предполагается, что они только иллюстрируют, а не ограничивают пример воплощения.
В одном из примеров воплощения очистку фракций серы проводят посредством процесса испарения. В процессе испарения испаряются и сера, и вода, и водяной пар отделяют в газовой фазе от газообразной серы.
Газообразная сера при температуре 450°С включает молекулы серы и имеет примерно следующее распределение по массе: 48% S6, 15% S7, 14% S5 и 1% S. Средняя молекулярная масса молекул серы составляет около 187 г/моль. Для сравнения, молекулярная масса воды составляет только 18,016 г/моль. Если поведение данных газов близко к поведению идеального газа, молекулы серы имеют плотность, примерно в десять раз превышающую плотность водяного пара (в действительности газообразная сера в большей степени отличается от идеального газа, чем водяной пар, и, таким образом, относительная плотность газообразной серы еще больше). В циклоне, под действием значительных центробежных сил, плотный материал (сера) перемещается к боковым стенкам циклона, а легкий материал (вода) - в середину циклона.
В одном из примеров воплощения способ получения (обезвоживания) серы включает подачу в циклон газообразной смеси, содержащей газообразную серу и водяной пар, при повышенной температуре (например, 450°С). Газообразная смесь может также содержать небольшое количество SO2 и/или H2S ввиду химического равновесия реакции: 
Проводят циклонное разделение газообразной серы и водяного пара, содержащихся в газовой смеси. Циклонное разделение включает получение обогащенной газообразной серой фракции из отверстия в конической части циклона и фракции, обогащенной водяным паром, - из выпускной (выхлопной) трубы циклона. Разделение может быть частичным; таким образом, полученная обогащенная газообразной серой фракция может содержать некоторое количество водяного пара, а полученная обогащенная водяным паром фракция может содержать некоторое количество газообразной серы.
Фиг 1 иллюстрирует устройство циклона по данному изобретению. Устройство содержит по меньшей мере один циклон 1, включающий цилиндрическую секцию 11 и коническую секцию 9 на одном из концов цилиндрической секции 11. Циклон 1 выполнен с возможностью принимать, через впускное отверстие 7, газообразную смесь 2 (то есть питающий газ 2) из газообразной серы и водяного пара. Циклон 1 выполнен с возможностью осуществления циклонного разделения, так чтобы обогащенную газообразной серой фракцию 3 можно было получать из выпускного отверстия 5 (то есть из патрубка 5 на нижнем отверстии циклона) в конической части циклона 1, а обогащенную водяным паром фракцию 4 - из выпускной трубы 10 (то есть разгрузочной насадки 10) на другом конце циклона 1. Внутри корпуса 13 циклона создается поток газа, вращающийся с высокой скоростью. Газ протекает по спирали, начиная с «верха» циклона и заканчиваясь на «нижнем конце», после чего более легкий газ выходит из циклона в виде прямого потока и/или центрального турбулентного потока через выпускную трубу 10 (то есть разгрузочную насадку 10) циклона 1. Более плотный газ во вращающемся потоке обладает слишком большой инерцией, чтобы следовать по кривой малого радиуса газового потока, поэтому более плотный газ ударяется о стенку 8, стекает ко «дну» циклона 1 и выходит из циклона 1 через патрубок 5 нижнего отверстия конической части 9 (на конце конуса).
Можно применять различные виды циклонов. Например, циклон может включать тангенциальный, эвольвентный (то есть спиральный), частично эвольвентный (то есть частично спиральный) или аксиальный подающий канал; при этом впускное отверстие 7 позволяет, соответственно, осуществлять тангенциальную, эвольвентную, частично эвольвентную или направленную по оси подачу газообразной смеси в циклон. Впускное отверстие 7 может включать отверстие в цилиндрической секции 11 (имеющее, например, высоту 1D или менее, и ширину 0,5D или менее, где D = диаметр цилиндрической секции 11 циклона). Отверстие может быть прямоугольным или иметь любую другую форму. Высота цилиндрической секции может составлять, например, от 1D до 2D. Выпускная труба 10 включает трубообразный элемент 10, присоединенный к цилиндрической секции 11, и этот трубообразный элемент 10 проходит из внутренней части цилиндрической секции 11 (ниже впускного отверстия 7) за пределы цилиндрической секции 11. Этот трубообразный элемент 10 можно также назвать разгрузочной насадкой 10. Высота воронки (конуса) 9 (вместо воронки можно использовать и другие формы) может составлять, например, от 2D до 3D. Газ расширяется внутри циклона 1, поэтому суммарная площадь сечения разгрузочной насадки 10 и отверстия 5 (которое также называют патрубком 5) может быть больше, чем площадь сечения впускного отверстия 7. Площадь сечения патрубка 5 может быть (а может и не быть) больше, чем площадь сечения разгрузочной насадки 10, в зависимости от состава газа и противодавлений, используемых на выпусках 5, 10.
Подаваемый в циклон 1 поток газа может быть ламинарным потоком, с отсутствием турбулентности или с небольшой турбулентностью. Циклонное устройство включает подающий канал 12 (имеющий длину, например, порядка 0,5 м), внутри которого давление газа уменьшается, и получается быстрый поток газа (уменьшение давления ускоряет газ). Подающий канал 12 соединен с цилиндрической секцией 11 циклона 1 по эвольвенте (в альтернативном случае подающий канал 12 соединен с цилиндрической секцией 11 тангенциально, аксиально или частично эвольвентно). Циклон 1 включает разгрузочную насадку 10, выполненную с возможностью собирать более легкий газ и предотвращать прямое соединение (перепуск). Корпус 13 циклона включает цилиндрическую секцию 11 и коническую секцию 9. На конце конической секции 9 имеется отверстие патрубка 5, через которое более тяжелый материал выходит из циклона 1.
Обычно внутри циклона образуются два раздельных вихревых потока. Внешний вихревой поток проходит вблизи стенок 8 циклона, а внутренний вихревой поток находится в центре циклона 1. Разгрузочная насадка 10 «находит» внутренний (то есть центральный) вихревой поток и выбрасывает материал, находящийся во внутреннем вихревом потоке, из циклона 1 (через разгрузочную насадку 10).
На начальной стадии разгрузочная насадка 10 вынуждает поток газа перемещаться в направлении отверстия патрубка 5, таким образом вызывая исходное движение газа в направлении конической секции 9 (то есть в направлении области низкого давления вблизи отверстия патрубка 5).
Таким образом, в одном из примеров воплощения обогащенную водяным паром фракцию 4 можно извлечь через разгрузочную насадку 10 циклона 1, а обогащенная газообразной серой фракция 3 попадает на стенку 8 циклона 1, и ее можно отобрать через отверстие патрубка 5. Питающий газ 2/ полученная обогащенная газообразной серой фракция 3 могут также содержать H2S и/или SO2. H2S имеет плотность, лишь в два раза превышающую плотность водяного пара, поэтому значительное количество H2S может оказаться в обогащенной водяным паром фракции 4. SO2 имеет плотность почти в четыре раза выше, чем плотность водяного пара, тем не менее значительное количество SO2 может оказаться в обогащенной водяным паром фракции 4.
В одном из примеров воплощения «верхняя» часть циклона может включать несколько концентрических выходных отверстий (выпускных труб (разгрузочных насадок)), предназначенных для легких газовых фракций (таких как H2O, H2S, SO2) (не показаны на Фиг. 1). Таким образом, более легкие газы (такие как H2O, H2S, SO2) можно по меньшей мере частично отделить друг от друга посредством предназначенных для этого выпускных труб.
В одном из примеров воплощения используют несколько циклонов, соединенных последовательно, при этом разделение фракций может быть улучшено путем использования нескольких последовательно соединенных циклонов. В этом случае обогащенную газообразной серой фракцию (и/или обогащенную водяным паром фракцию), полученную из первого циклона, используют в качестве газообразной смеси для подачи во второй циклон в циклонном устройстве.
В одном из примеров воплощения для увеличения производительности циклонного устройства применяют несколько циклонов в параллельном соединении.
Например, циклон диаметром 2 см, имеющий впускное отверстие 7 высотой 3 мм, можно использовать для достижения достаточного разделения газов. Размеры выпускных отверстий и величины противодавления могут зависеть от желаемого диапазона снижения содержания. Для создания скорости вращения может потребоваться повышенное давление питающего газа 2, чтобы создать градиент давления. Например, можно использовать диапазон давления питающего газа от 0,05 до 2 МПа (от 0,5 до 20 бар), предпочтительно от 0,3 до 1 МПа (от 3 до 10 бар), более предпочтительно от 0,3 до 0,6 МПа (от 3 до 6 бар).
В циклоне газообразная сера может иметь среднюю плотность примерно 14 г/л, водяной пар может иметь плотность около 1,4 г/л, SO2 может иметь плотность около 5 г/л, и H2S может иметь плотность около 2,5 г/л. Высокое центробежное ускорение в циклоне способно преодолеть термодинамически обусловленные силы смешивания и разделить газы по плотности.
Газ также можно рассматривать как отдельные молекулы, каждая из которых имеет определенный объем при одинаковых температуре и давлении. В циклоне 1 центробежные силы действуют на молекулы. Ускорение, вызываемое центробежной силой, можно рассчитать по формуле a = v2/r, где a = ускорение, v = тангенциальная скорость массы и r = расстояние массы от оси вращения. При скорости на входе 250 м/с (газовую смесь 2 подают тангенциально по отношению к краю (то есть стенке 8) циклона 1) и при максимальном радиусе r = 0,01 м получают ускорение 625000 м/с2. В циклоне 1 более плотный газ прижимается к стенкам 8 циклона 1 и выходит из циклона 1 через отверстие патрубка 5. Более легкий газ оказывается в центре циклона 1 и выходит из циклона 1 через разгрузочную насадку 10.
Более высокая тангенциальная скорость и относительно малый диаметр циклона могут увеличить уровень разделения газов для центробежного процесса в результате повышенного ускорения. Например, можно применять диаметр циклона от 2 см до 10 см и давление подаваемого газа 1 МПа (10 бар). Часть давления используют для получения желаемой скорости (например, тангенциальной скорости 250 м/с). В процессе промышленного масштаба можно применять большое количество параллельно соединенных циклонов, чтобы можно было переработать большие количества газообразной серы 3. В случае диаметра циклона 2 см можно получить более высокий уровень отделения по сравнению с циклоном с диаметром 10 см. Для процессов промышленного масштаба более приемлемо использовать давление 1 МПа (10 бар) или менее, поскольку такое давление легче получить; можно использовать более низкие температуры (риск конденсации серы отсутствует), и для сжатия расходуется меньше энергии. Однако также можно использовать и давление выше или ниже 1 МПа (10 бар).
Полученная обогащенная водяным паром фракция 4 может содержать более легкие молекулы газообразной серы. Если обогащенная водяным паром фракция 4 имеет возможность достичь равновесия по газу, более легкие молекулы газообразной серы реагируют с образованием более тяжелых молекул газообразной серы; при этом их можно отделить от водяного пара посредством нескольких циклонов, соединенных последовательно. Если обогащенная водяным паром фракция 4 не имеет возможности достичь равновесия по газу перед подачей ее в следующий циклон, отделение газообразной серы от водяного пара все еще достигается, но с пониженной эффективностью.
В одном из примеров воплощения размер (то есть диаметр, высоту, ширину) выпускных отверстий 5, 10 и впускного отверстия 7 в циклоне 1 можно выбрать на основе характеристик питающего газа 2 (например, на основании относительных количеств различных молекул (H2O, S8, H2S, SO2 и т.д.) в питающем газе 2).
В одном из примеров воплощения величины противодавления на выпусках 5, 10 в циклоне 1 можно регулировать на основе характеристик питающего газа 2 (например, на основании относительных количеств различных молекул (H2O, S8, H2S, SO2 и т.д.) в питающем газе 2).
Таким образом, в одном из примеров воплощения поток 2 газообразной серы/ водяного пара можно разделить на поток 3, обогащенный газообразной серой, и поток 4, обогащенный водяным паром. Это является предпочтительным, особенно если процесс, в котором впоследствии используют полученный обогащенный газообразной серой поток 3, не способен справиться с избыточной влагой.
В одном из примеров воплощения используют температуру питающего газа, превышающую температуру конденсации серы (так что сера не конденсируется), но близкую к температуре конденсации серы. Эту температуру можно выбрать исходя из парциального давления серы в питающем газе и общего давления газовой смеси. Например, если парциальное давление серы составляет примерно 0,4 МПа (4 бар), можно использовать температуру около 630°С. При парциальном давлении серы 2 МПа (20 бар) температура может быть еще выше. Типичное парциальное давление серы может составлять 0,2 МПа (2 бар), при этом может быть достаточной температура около 530°С. При высоком содержании водяного пара и/или низком давлении подаваемого сырья может быть достаточна температура 450°С или даже ниже.
В одном из примеров воплощения можно использовать вертикальный циклон, горизонтальный циклон или циклон любого другого типа.
Следующий далее пример приведен для иллюстрации одного из примеров воплощения, но не для его ограничения. Если предположить, что поток подаваемого газа, при температуре 520°С, содержит, например, 30 кг/ч газообразной серы, 7 кг/ч водяного пара, 3 кг/ч SO2 и 0,3 кг/ч H2S, то при атмосферном давлении, при температуре 520°С, объемы этих веществ составляют: 10 м3/ч газообразной серы, 20 м3/ч водяного пара, 3 м3/ч SO2 и 0,4 м3/ч H2S. Если для подачи в циклон подаваемый газ сжать до абсолютного давления 0,5 МПа (5 бар), то общий объем можно сократить до 7 м3/ч. Прямой подающий канал с сечением 4 мм на 8 мм может увеличить скорость газа (за счет снижения давления) и подавать его в циклон через вход в форме эвольвенты (впускное отверстие 7). Циклон может иметь диаметр 2 см. Обогащенная водяным паром фракция, выходящая из циклона, может содержать 3 кг/ч газообразной серы, 5 кг/ч водяного пара, 1 кг/ч SO2 и 0,2 кг/ч H2S, а обогащенная газообразной серой фракция, выходящая из циклона, может содержать 27 кг/ч газообразной серы, 2 кг/ч водяного пара, 2 кг/ч SO2 и 0,1 кг/ч H2S. Таким образом, мольное отношение вода/сера может снизиться от 0,41 до 0,13.
Для специалиста очевидно, что по мере развития технологии замысел данного изобретения можно будет осуществить различными способами. Формы воплощения не ограничены вышеописанными примерами, но могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20146167 | 2014-12-30 | ||
| FI20146167A FI126833B (en) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Dewatering of sulfur |
| PCT/FI2015/050952 WO2016107986A1 (en) | 2014-12-30 | 2015-12-29 | Dewatering of sulphur |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2659259C1 true RU2659259C1 (ru) | 2018-06-29 |
| RU2659259C9 RU2659259C9 (ru) | 2018-08-21 |
Family
ID=55221445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017124201A RU2659259C9 (ru) | 2014-12-30 | 2015-12-29 | Обезвоживание серы |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3240621B1 (ru) |
| CN (1) | CN107106973A (ru) |
| BR (1) | BR112017013450A2 (ru) |
| CA (1) | CA2971751C (ru) |
| CL (1) | CL2017001684A1 (ru) |
| ES (1) | ES2821947T3 (ru) |
| FI (1) | FI126833B (ru) |
| MX (1) | MX2017008353A (ru) |
| PE (1) | PE20171230A1 (ru) |
| RU (1) | RU2659259C9 (ru) |
| WO (1) | WO2016107986A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201704625B (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4092130A (en) * | 1976-02-04 | 1978-05-30 | Wikdahl Nils Anders Lennart | Process for the separation of gas mixtures into component fractions according to their molecular or atomic weight |
| US4286966A (en) * | 1980-04-11 | 1981-09-01 | Cominco Ltd. | Process for the melting of sulfur |
| US20030221558A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-12-04 | Lister Roy D. | Apparatus and method for separation of gases |
| EA017427B1 (ru) * | 2008-03-18 | 2012-12-28 | Юти Лимитед Партнершип | Циклон (варианты) и система грануляции серы |
| EP2644253A2 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-02 | The Boeing Company | Carbon dioxide separation system and method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2386390A (en) * | 1941-12-01 | 1945-10-09 | Willis C Fernelius | Apparatus for extracting sulphur from gases |
| US2687344A (en) * | 1950-03-18 | 1954-08-24 | Texas Gulf Sulphur Co | Cyclic method for condensing sulfur vapor |
| BE522650A (ru) * | 1952-09-13 | |||
| US4014981A (en) * | 1973-05-21 | 1977-03-29 | Horizons Incorporated, A Division Of Horizons Research Incorporated | Removal of sulfur from stack gases |
| US4859347A (en) * | 1988-11-18 | 1989-08-22 | Simon Wayne E | Centrifugal separator |
-
2014
- 2014-12-30 FI FI20146167A patent/FI126833B/en active IP Right Grant
-
2015
- 2015-12-29 WO PCT/FI2015/050952 patent/WO2016107986A1/en active Application Filing
- 2015-12-29 CN CN201580072675.XA patent/CN107106973A/zh active Pending
- 2015-12-29 BR BR112017013450-0A patent/BR112017013450A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2015-12-29 CA CA2971751A patent/CA2971751C/en active Active
- 2015-12-29 EP EP15828343.2A patent/EP3240621B1/en active Active
- 2015-12-29 MX MX2017008353A patent/MX2017008353A/es unknown
- 2015-12-29 RU RU2017124201A patent/RU2659259C9/ru active
- 2015-12-29 ES ES15828343T patent/ES2821947T3/es active Active
- 2015-12-29 PE PE2017001143A patent/PE20171230A1/es unknown
-
2017
- 2017-06-23 CL CL2017001684A patent/CL2017001684A1/es unknown
- 2017-07-10 ZA ZA2017/04625A patent/ZA201704625B/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4092130A (en) * | 1976-02-04 | 1978-05-30 | Wikdahl Nils Anders Lennart | Process for the separation of gas mixtures into component fractions according to their molecular or atomic weight |
| US4286966A (en) * | 1980-04-11 | 1981-09-01 | Cominco Ltd. | Process for the melting of sulfur |
| US20030221558A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-12-04 | Lister Roy D. | Apparatus and method for separation of gases |
| EA017427B1 (ru) * | 2008-03-18 | 2012-12-28 | Юти Лимитед Партнершип | Циклон (варианты) и система грануляции серы |
| EP2644253A2 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-02 | The Boeing Company | Carbon dioxide separation system and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2659259C9 (ru) | 2018-08-21 |
| MX2017008353A (es) | 2017-10-18 |
| PE20171230A1 (es) | 2017-08-24 |
| EP3240621B1 (en) | 2020-07-22 |
| FI126833B (en) | 2017-06-15 |
| CA2971751A1 (en) | 2016-07-07 |
| BR112017013450A2 (pt) | 2018-01-09 |
| ES2821947T3 (es) | 2021-04-28 |
| WO2016107986A1 (en) | 2016-07-07 |
| ZA201704625B (en) | 2022-03-30 |
| CL2017001684A1 (es) | 2018-03-02 |
| CA2971751C (en) | 2022-11-29 |
| CN107106973A (zh) | 2017-08-29 |
| EP3240621A1 (en) | 2017-11-08 |
| FI20146167A (fi) | 2016-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11090661B2 (en) | Inlet device for gravity separator | |
| US6280502B1 (en) | Removing solids from a fluid | |
| JP5718226B2 (ja) | ２つの気体出口を有するサイクロン分離器及び分離法 | |
| JP4906170B2 (ja) | 流体からのガス成分の除去 | |
| KR102114713B1 (ko) | 기상 및 액상으로의 유체 흐름의 사이클론 분리를 위한 장치 및 그와 같은 장치가 제공된 용기 | |
| US8747679B2 (en) | Separation system and method for separating a fluid mixture with this separating system | |
| AU2007270188B2 (en) | Fluid separating vessel | |
| CN102671502A (zh) | 气液惯性分离与分布耦合单元及应用其的分离器 | |
| AU2017101842A4 (en) | Cyclone and dip tube for separating a gas | |
| RU2320395C2 (ru) | Высокоэффективный жидкостно-газовый сепаратор "сцв-7" | |
| US5224976A (en) | Device for separating liquids and/or solids from a high-pressure gas stream | |
| US20130318933A1 (en) | Dynamic cyclone separator, with an axial flow and having a variable configuration | |
| CN202113731U (zh) | 高效油水分离器 | |
| RU2659259C1 (ru) | Обезвоживание серы | |
| WO2013154436A1 (en) | Inlet device for dehydration towers | |
| RU2299757C2 (ru) | Фильтр-сепаратор | |
| RU2290578C1 (ru) | Способ сушки сыпучих материалов и вихревой аппарат для его осуществления | |
| RU2260467C1 (ru) | Сепаратор | |
| SU1053851A1 (ru) | Газожидкостной сепаратор | |
| RU2511120C1 (ru) | Способ пневмофракционирования дисперсных материалов и очистки технологического воздуха | |
| SU850160A1 (ru) | Устройство дл отделени взвешенныхчАСТиц жидКОСТи OT пОТОКА гАзА | |
| EP2571622A1 (en) | Cyclone separator with two gas outlets and separation method | |
| RU2206408C1 (ru) | Гидроциклон | |
| Krishna et al. | Studies on the Performance of Air Cyclone Separator for Removal of Particulate Matter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification |