一种硫蒸汽收集设备及硫蒸汽收集方法技术

本发明专利技术属于硫磺回收生产设备及工艺技术领域，具体涉及一种硫蒸汽收集设备及硫蒸汽收集方法。所述设备设有硫磺收集器（10）和真空泵（11），硫磺收集器（10）内空间分隔为硫蒸汽流道（17）和换热介质流道（18）；硫磺收集器（10）对应设置有加热炉（19）和温度调节器（20）；加热炉（19）、温度调节器（20）和换热介质流道（18）之间通过管线互相连通构成换热介质循环系统；所述硫磺收集器（10）、加热炉（19）、温度调节器（20）、排热风机（21）和真空泵（11）共同构成真空硫蒸汽收集结构。所述收集方法，能将硫蒸汽换热为流动性良好的液态硫，实现硫蒸汽的连续高效收集，适合工业化连续生产；减少环境污染，保证生产安全，降低企业生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种硫蒸汽收集设备及硫蒸汽收集方法
本专利技术属于硫磺回收生产设备及工艺
，具体涉及一种硫蒸汽收集设备及硫蒸汽收集方法。
技术介绍
在化工、石油、有色金属冶金等生产过程中，经常涉及到硫回收问题。含硫气体不能直接释放到空气中，需进行回收，否则将污染环境、浪费资源，而且硫磺粉尘在空气中含量大于35mg/m3时，遇见火星会引起爆炸，威胁生产环境安全，因此，要充分考虑硫的回收利用，以解决污染、提高效益。现有的主要集中于处理煤炭燃烧、油气田、石化炼厂等方向的烟气脱硫硫磺回收技术有很多，如CN202166349、CN202096780、CN201999735、CN201129965、CN201942515及CN101804970等，硫蒸汽一般与其他复杂过程气或工艺气如硫化氢H2S、二氧化硫SO2、二氧化碳CO2、二硫化碳CS2、氢氧化物水蒸汽等混合在一起，其回收工艺过程复杂，装置投资大、占地面积多，且装置结构复杂。在某些工业生产中会产生成分相对简单的硫蒸汽，譬如以辉钼矿为原料采用真空分解工艺制备高纯超细金属钼粉的过程中，MoS2＝Mo+S2，产生占原料40％的硫蒸汽，该硫蒸汽成分相对简单，除少量金属杂质外，几乎全部是纯净的单质硫。上述各种复杂过程气或工艺气中硫蒸汽的收集装置及收集方法，并不适于这种成分简单的硫蒸汽的收集。研究表明，单质硫磺在加热或冷却时发生如下现象：由于硫蒸汽在合适温度下如100～105℃可以直接固化成为固态的硫磺，固态硫磺易于收集包装，且在固化过程中，硫蒸汽携带的部分杂质成分因不能冷凝而被除去，可以实现对硫磺的净化提纯；CN202880878(2013年4月17日公告)公开一种由硫蒸汽制备硫磺的设备，包括硫蒸汽冷凝回收器、硫磺收集器、过滤器和真空泵；其硫蒸气冷凝回收器在壳体上部设置有硫蒸汽入口管，壳体下部设置有液态硫出口管和杂质气体出口管，壳体内自上而下设置有两层以上的中空换热套，换热套与壳体内壁之间设有通道，该通道在壳体相对应的两端内壁交错排列设置；换热套内的中空区分别与换热介质进口管和换热介质出口管连通；液态硫出口管与硫磺收集器连通，液态硫出口管上设有阀门Ⅰ，杂质气体出口管通过阀门Ⅱ与过滤器连通，过滤器和真空泵通过真空管道连通。上述CN202880878公开的硫蒸汽制备硫磺的设备，使用时首先将硫蒸汽引入硫蒸汽冷凝回收器中直接冷凝为固态硫磺，然后通过调整换热介质温度在硫磺凝固点以上使固态硫磺液化进入硫磺收集器中而制得硫磺，其由硫蒸汽制备硫磺主要依靠硫蒸汽和换热介质通过换热套的换热，接触换热起决定作用，在硫蒸汽大量的工况下，先进入的硫蒸汽直接接触换热套的新鲜换热面，冷凝成固态硫磺从而形成一薄层固态硫磺层，后进入的硫蒸汽在已经形成的固态硫磺薄层上继续换热凝固，形成越来越厚的固态硫磺层，由于硫磺导热性差，随着硫磺层的加厚，换热效果不佳，再进入的硫蒸汽的冷凝固化效率不断降低，设备硫蒸汽处理量有限，固态硫磺层达一定厚度即需要先停止硫蒸汽收集操作，将固态硫磺液化排出后才能重新开始硫蒸汽收集，不能连续化进行硫蒸汽的收集，生产效率有限。由于硫蒸汽能在合适的温度条件下转化为液态硫磺，也有科研人员提出直接将硫蒸汽直接换热为液硫，以下是已经公开的技术：CN103818882(2014年5月28日公布)提出一种回收含尘烟气中硫蒸汽的方法，包括以下步骤：(1)、先将200℃～1200℃的含硫高温烟气通入第一段冷却器，冷却至120～200℃后，送入第二段冷却器，同时在第一段冷却器底部收集冷却液化下来的液硫；(2)、烟气通入第二段冷却器，控制其流速在0.01～30m/s之间，保证烟气在第二段冷却器中的停留时间达到0.5s以上；控制第二段冷却器的温度，保证第二冷却器出口处的烟气温度为100～200℃，同时在第二段冷却器底部收集冷却液化下来的液硫；(3)、从第二段冷却器出来的烟气进入捕集塔，在捕集塔内喷洒液硫对烟气进行喷淋洗涤；烟气流速为0.01～30m/s，保证烟气在捕集塔中的停留时间在0.5s以上；控制烟气出口温度在100～200℃，同时在捕集塔底部收集冷却液化下来的液硫；CN103803505(2013年11月6日公布)提出一种硫渣连续蒸馏回收硫磺的生产方法及其设备，包括备料、干燥、蒸馏进料、蒸馏、蒸馏渣冷却、蒸馏渣出料、硫蒸汽除尘、硫蒸汽冷凝、抽气过程和设备；其硫蒸汽冷凝设备包括一级列管冷凝器、二级列管冷凝器、液硫储槽及旋片式机械真空泵机组，该旋片式真空泵机组包括旋片式机械真空泵、丝网过滤器和真空抽气管道、阀门，其一级列管冷凝器进出口、二级列管冷凝器的硫蒸汽进口通过抽气管道连接，二级列管冷凝器的抽气口、丝网过滤器、旋片式机械真空泵通过管道依次连接，一级列管冷凝器的液硫通过一级列管冷凝器的硫蒸汽出口共用硫蒸汽管道流到二级列管冷凝器中；这样，经蒸馏、除尘后的硫蒸汽进入一级列管冷凝器，大部分硫蒸汽被冷凝成液硫，液硫的温度为340～450℃，与硫蒸汽的温度相同，经过一级列管冷凝器未冷凝的小部分硫蒸汽，进入二级列管冷凝器冷凝成液硫，二级列管冷凝器中液硫的温度控制在130～150℃；混在硫蒸汽中的不凝气体出二级列管冷凝器后再经金属丝网过滤器过滤后由真空泵抽出排空，一级列管冷凝器中的液硫流到二级列管冷凝器中，二级列管冷凝器中的液硫流到液硫储槽中，在液硫储槽中保持在130～150℃储存，再由制粒机制成粒状硫磺。在上述CN103818882的回收含尘烟气中硫蒸汽的方法中，200℃～1200℃的含硫高温烟气分别经第一段冷却器冷却、第二段冷却器再冷却、捕集塔的喷淋洗涤的三级硫蒸汽冷却回收流程进行硫回收，三级硫蒸汽回收流程中均是将硫蒸汽冷却至120～200℃，再收集液化的液硫；而CN103803505的硫渣连续蒸馏回收硫磺的方法中，340～450℃的硫蒸汽分别经一级列管冷凝器冷凝、二级列管冷凝器再冷凝后，收集液化的液硫，其中一级冷凝后液硫温度在340～450℃，二级冷凝后液硫温度在130～150℃。显然，上述CN103818882及CN103803505的硫蒸汽回收机理，仍然像CN202880878中所公开的技术一样，是接触换热起决定作用，这两项公开的技术存在下述不可忽视的问题：1、根据单质硫磺在加热或冷却时物态的变化规律，在超过160℃特别是超过190℃的温度条件下，硫磺是呈棕色到深棕色粘性物的状态存在，流动性差，因此，在CN103818882的前二段冷却回收和CN103803505的第一级冷凝过程中，存在一个共同的问题，即：冷却或冷凝液化下来的粘性液硫会附着在冷却器或冷凝器的换热面上，向下流动缓慢，后进入的等待液化的硫蒸汽接触的均不是新鲜换热面，换热效果不佳；2、由于CN103818882中三级硫蒸汽回收流程中均是将硫蒸汽冷却至120～200℃，当硫蒸汽恰好被冷却至120～160℃的流动性良好的液硫时，液硫很快流下，给后续的硫蒸汽留出新鲜的换热面，硫蒸汽回收效率高，而当硫蒸汽恰好被冷却至160℃以上的流动性差的液硫时，液硫流动缓慢，后续的硫蒸汽不能接触新鲜的换热面，硫蒸汽回收效率下降，实践中会造成硫蒸汽回收效率时高时低的不稳定状态，不利于生产线的稳定运行；3、在CN103803505中，一级冷凝后的液硫是温度在340～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫蒸汽收集设备，设有硫磺收集器（10）和真空泵（11），所述硫磺收集器（10）具有硫蒸汽入口（12）、硫磺出口（13）和余气出口（14），其特征在于：所述硫磺收集器（10）内设有间壁，所述间壁为换热板、螺旋换热板、换热管或换热蛇管中的一种或者其组合，所述间壁将硫磺收集器（10）内空间分隔为间壁一侧的硫蒸汽流道（17）和间壁另一侧的换热介质流道（18）；所述硫蒸汽流道（17）入口连通硫蒸汽入口（12），硫蒸汽流道（17）出口连通硫磺出口（13）；所述硫蒸汽流道（17）通过余气出口（14）与真空泵（11）连通；所述硫磺收集器（10）对应设置有加热炉（19）和温度调节器（20），所述温度调节器（20）设置有排热风机（21）；所述加热炉（19）、温度调节器（20）和换热介质流道（18）之间通过管线互相连通构成换热介质循环系统；所述硫磺收集器（10）、加热炉（19）、温度调节器（20）、排热风机（21）和真空泵（11）共同构成真空硫蒸汽收集结构。

【技术特征摘要】
1.一种硫蒸汽收集设备，设有硫磺收集器（10）和真空泵（11），所述硫磺收集器（10）具有硫蒸汽入口（12）、硫磺出口（13）和余气出口（14），所述硫磺收集器（10）内设有间壁，所述间壁为换热板、螺旋换热板、换热管或换热蛇管中的一种或者其组合，所述间壁将硫磺收集器（10）内空间分隔为间壁一侧的硫蒸汽流道（17）和间壁另一侧的换热介质流道（18）；所述硫蒸汽流道（17）入口连通硫蒸汽入口（12），硫蒸汽流道（17）出口连通硫磺出口（13）；所述硫蒸汽流道（17）通过余气出口（14）与真空泵（11）连通；其特征在于：所述硫磺收集器（10）对应设置有加热炉（19）和温度调节器（20），所述温度调节器（20）设置有排热风机（21）；所述加热炉（19）、温度调节器（20）和换热介质流道（18）之间通过管线互相连通构成换热介质循环系统；所述硫磺收集器（10）、加热炉（19）、温度调节器（20）、排热风机（21）和真空泵（11）共同构成真空硫蒸汽收集结构。2.根据权利要求1所述的硫蒸汽收集设备，其特征在于：在所述真空泵（11）前设有捕集器（25）。3.根据权利要求1所述的硫蒸汽收集设备，其特征在于：所述硫蒸汽入口(12)和/或硫磺出口（13）设有保温结构。4.根据权利要求1所述的硫蒸汽收集设备，其特征在于：所述加热炉（19）为水蒸汽发生炉或导热油加热炉。5.根据权利要求1所述的硫蒸汽收集设备，其特征在于：所述硫蒸汽收集设备还设有第二硫磺收集器（26）、与第二硫磺收集器（26）结构相同可并联切换的第三硫磺收集器、制冷机（27）和冷凝器（28），制冷机（27）和冷凝器（28）循环相连；所述第二硫磺收集器（26）设有余气入口（30）、第二硫磺出口（31）和废气出口（32）；在第二硫磺收集器（26）内设有换热管（15），换热管外空间构成余气流道（29），换热管内空间与冷凝器（28）通过管线互相连通构成冷凝介质循环系统，换热管内空间与所述的加热炉（19）或者另设的第二加热炉（33）通过管线互相连通构成加热介质循环系统；或者在第二硫磺收集器（26）内自上而下设置有两层以上的中空换热套（34），相邻换热套具有沿第二硫磺收集器（26）内壁两端交错设置的通道（35），换热套（34）外部空间构成余气流道（29），换热套中空区（36）与冷凝器（28）通过管线互相连通构成冷凝介质循环系统，换热套中空区（36）与所述的加热炉（19）或者另设的第二加热炉（33）通过管线互相连通构成加热介质循环系统；所述余气流道（29）通过余气入口（30）连通余气出口（14），余气流道（29）出口连通第二硫磺出口（31）；余气流道（29）通过废气出口（32）与真空泵（11）连通；所述第二硫磺收集器（26）、第三硫磺收集器、加热炉（19）或者第二加热炉（33）、制冷机（27）和冷凝器（28）共同构成第二级真空硫蒸汽收集结构。6.根据权利要求5所述的硫蒸汽收集设备，其特征在于：所述第二加热炉（33）为水蒸汽发生炉或导热油加...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维根，赵龙飞，杨园丁，
申请(专利权)人：嵩县开拓者钼业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41