本发明专利技术涉及一种用以分离流体混合物的液体分离器系统，其具有气相区域、水相区域及较浓稠液体区域。所述分离器可用于从液态氧化还原溶液或再浆化水中分离熔融硫。所述系统包括具有顶部及底部的容器。所述容器在所述顶部具有比所述底部大的直径。所述系统还包括进口，其用于将氧化还原溶液或再浆化水及比氧化还原溶液或再浆化水浓稠的熔融硫引入所述容器。在靠近所述容器的所述底部的出口允许来自所述容器的所述熔融硫的流动。界面控制结构感应介于所述氧化还原溶液或再浆化水与所述熔融硫间的界面液位，且所述界面控制结构控制来自所述出口的熔融硫的流动。所述界面控制结构经调节以最佳地改变所述容器内的所述界面液位的垂直高度，以使所述熔融硫在所述容器中的滞留时间不随硫生产产量的减少而减少，且使所述熔融硫与所述氧化还原溶液的界面面积随硫产量的减少而降低。压力控制器监控所述容器内的压力并向所述容器中的气相区域加入或从其移除气体，以维持预定的压力，而不论所述界面的垂直高度如何。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种分离器系统，其中使用三种流体相通过向气相区域加入或从其移除气体维持所述分离器中的恒定压力来使较浓稠液体与较不浓稠液体分离。更具体而言， 本专利技术系统可用作用于从气流及包括熔融硫及氧化还原溶液两者的液流回收硫的改良的硫分离系统。
技术介绍
许多脱硫氧化还原工艺的副产物包括悬浮于液态氧化还原溶液中的固态元素硫。 在一些液体氧化还原工艺中，需要且有必要使用硫熔炉来熔化固态元素硫以产生高品质、 可销售的硫产品。然而，氧化还原溶液中的金属离子，例如铁及钒，会与氢硫根离子、硫代硫酸根离子及重碳酸根离子(统称为“反应性溶质”)在高温下反应形成金属多硫化物。这些金属多硫化物在制造高品质元素硫的情形中是不合需要的。形成大量金属多硫化物可使硫不可用，且也导致熔炉内产生积垢，需要随后清洗熔炉管。金属离子与硫反应的速率随氧化还原溶液中金属离子的量、熔炉温度、在高温下硫与氧化还原溶液接触的时间量及介于熔融硫与氧化还原溶液间的界面的表面积而变化。 如果溶液中存在较多的金属离子，那么将形成较多的多硫化物。当熔炉温度升高时，硫与金属离子间的反应活性增加，形成较多的金属多硫化物。当在高温下熔融硫与氧化还原溶液间的接触时间增加时，将形成较多的金属多硫化物。介于熔融硫与氧化还原溶液间的界面提供熔融硫与金属离子的恒定接触。因此，介于熔融硫与氧化还原溶液间的较小界面表面积将限制金属多硫化物的形成。过滤/洗涤/再浆化系统可用于减少进入硫熔炉的金属离子及反应性溶质。此外， 可在高于硫熔点的尽可能最低的温度下操作硫熔炉。虽然经由过滤限制进入熔炉的金属离子及反应性溶质及在较低的温度下操作熔炉是改良硫品质的有效技术，但滞留时间与界面表面积也对于形成金属多硫化物并因此对于硫品质起重要作用。即使在将熔炉温度连同过滤/洗涤/再浆化系统维持于尽可能最低的水平时，当采用长滞留时间及大界面面积时也会使硫品质降低。关于常规的硫分离设计，滞留时间是影响硫品质的最不好控制的变量之一。硫分离器通常经设计以提供对应于最大单元硫产量的特定滞留时间以供相分离，且主要由水体积流量决定。当滞留时间增长超出最大硫生产期间所期望的时间时，由于硫液滴有较多的时间从氧化还原溶液中分离，故改良了硫分离。此外，更清晰地界定介于氧化还原溶液与熔融硫间的界面液位，因此界面液位控制得以改良。然而，随着滞留的增长，多硫化物的形成增加。因此，根据这些考量间的折中产生最佳滞留时间。4先前已知的设计通过将界面液位维持于某一垂直液位来控制熔融硫的流量。美国专利第4，730，369号及第5，651，896号描述这些设计的实例。这些已知的分离器是完全液体容器且不具有气相。其原理是将容器的操作压力维持于压力设定点以在硫的熔点或以上操作时保持水相不蒸发。然而，在实际操作中，当打开熔融硫控制阀(界面液位控制)或水溶液控制阀(压力控制)时，容器内的压力下降且一部分水相蒸发。此蒸发导致严重的操作问题，如熔融硫带出容器顶部及因熔融硫在下游设备及管道中凝固而产生的堵塞。本专利技术现通过在具有分离控制系统的主要分离器容器中包括第三流体相(即气相)以在不论水相或熔融硫相的液位如何均维持容器的压力来解决此问题及其它问题。从以下本专利技术的更详细描述中这些及其它优点将显而易知。
技术实现思路
如本专利技术优选实施例所展示，本专利技术在主要方面涉及一种液体分离器系统。所述系统包括具有顶部及底部的容器。所述容器在所述顶部具有比所述底部大的直径，且所述容器的横截面从所述容器的所述顶部到所述底部向下缩小。所述系统包括用于将两种液体的混合物引入所述容器中的第一进口，其中第二种液体比第一种液体浓稠。位于所述顶部的进口 /出口允许将加压气流引入容器或移除过多的加压气体，以维持容器的恒定操作压力。恒定压力的维持防止水相沸腾并带出较浓稠液体。靠近容器底部的出口允许较浓稠液体从容器流出。界面控制结构感应介于两种液体间的界面液位并控制来自出口的较浓稠液体的流量。通过调节界面控制结构的设定点，可最佳地改变容器内部界面液位的垂直高度， 以使容器中较浓稠液体的滞留时间不随较浓稠液体产量的减少而增长。这也随产量降低而减小两种液体的界面面积。界面结构包括打开及关闭(可视系统需要打开/关闭或调整) 以控制较浓稠液相的移除的控制阀。通过介于水相最上方液位与气体界面间的液位控制维持容器中水的液位。水相控制器与调整以维持水相液位的控制阀相连通。不论较浓稠液体及水相控制阀的位置如何，均将容器的内压维持于恒定的预定或所希望的水平。此通过调整流入及流出容器的气体调节容器内的气相压力来实现。用作气相的特定气体并非本专利技术的关键且其可选自由空气、N2、燃气，或任何惰性、经济、不凝结气体组成的群组，其是处于所希望的压力。在本专利技术特定实施例中，使用所述系统从液态氧化还原溶液及/或再浆化水中分离熔融硫。因此，本专利技术的目的是利用三相分离器系统改良从水性液体分离的较浓稠液体的品质。本专利技术的目的也是改良从氧化还原应用回收的硫的品质。本专利技术的另一目的是提供一种系统，其中在硫分离器中熔融硫的滞留时间可依硫产量而变化。本专利技术的又一目的是一种允许更精确的界面液位控制同时获得改变界面表面积及滞留时间的益处的经改良的硫分离装置。本专利技术的又一目的是一种允许改变介于液态氧化还原溶液及/或再浆化水与熔融硫间的界面面积的系统。本专利技术的另一目的是一种经调适以供现有技术所用的经改良的硫分离系统。本专利技术的又另一目的是通过维持容器中的恒定压力来防止硫带出。本专利技术的又一目的是一种回收高品质元素硫的更具成本效益的方法。通过考虑以下本专利技术的详细描述可更好地理解本专利技术的特征。在说明过程中，参照附图。附图说明图1是从浆液移除元素硫的现有技术方法的示意性框图；图2是从浆液移除元素硫的另一现有技术方法的示意性框图；图3描绘本专利技术优选实施例；及图4描绘本专利技术的替代性优选实施例。具体实施例方式为证实本专利技术的内容，参考图1及2，其描绘由液体氧化还原工艺制造熔融硫的已知工艺。这些已知系统均不使用三种流体相的分离器。使来自液体氧化还原应用的硫浆液 (如2所示，其包括悬浮于氧化还原溶液中的固态元素硫)通过硫过滤器4。浆液可为如于例如沉降器等浓缩装置中制造的相对较浓的浆液(约15重量％ )，或是如在不使用浓缩装置的情况下得到的相对较稀的浆液(0. 1重量％ )。在硫过滤操作中，移去大部分氧化还原溶液并以滤出液形式返回到所述工艺，如8所示。在移除滤出液后留下的固态硫称为硫饼或滤饼，且如5所示。在一些应用中，如7所示，将清洗水喷洒于滤饼上以实现硫饼与氧化还原溶液间的更好分离。此操作称为“洗涤”。固态硫5以及一些氧化还原溶液及洗涤水进入再浆化罐6。如10所示，将水加入再浆化罐6中以产生硫浆液，使所述硫浆液通过硫熔炉或热交换器12。在4、6及10中所示的过滤/洗涤/再浆化系统有助于从浆液中移除例如铁及钒等金属离子及反应性溶质，由此又将减少熔融工艺中形成的非所需多硫化物的量。一些系统不采用过滤/洗涤/再浆化工艺，因此来自工艺2的浆液直接进入硫熔炉12。在已知工艺中，在硫熔炉12中通过与蒸汽或热传热流体的间接热交换将硫浆液加热到高于硫熔点的温度。因此，硫熔化，且排出硫熔炉12的热溶液含有氧化还原水溶液及再浆化水以及熔融硫。熔融硫不能混溶于氧化还原溶液及再浆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.14 US 12/637,3011.一种液体分离器系统，其包含以下的组合(a)具有顶部、底部、气相区域、水相区域及较浓稠液体区域的容器，所述容器在所述顶部具有比所述底部大的直径；(b)用于将第一液体及第二液体引入所述容器中的进口，所述第二液体比所述第一液体浓稠；(c)靠近所述容器的所述底部的第一出口，其允许来自所述容器的所述第二液体的流动；(d)与所述水相区域流体连通的第二出口；(e)与所述气相区域连通的压力控制器，其控制气体进口阀与气体出口阀，各阀与靠近所述容器的所述顶部的进口/出口流体连通；及(f)界面控制结构，其经构造及布置用于感应所述容器内部介于所述第一液体与所述第二液体间的界面液位，及用于控制来自所述第一出口的所述第二液体的流动，及用于回应于所述流动的相应增加或减少而升高或降低所述界面液位。2.根据权利要求1所述的液体分离器系统，其中所述第一液体是来自氧化还原操作的氧化还原溶液及再浆化水且所述第二液体是熔融硫。3.根据权利要求1所述的液体分离器系统，其中所述容器的所述顶部是圆柱形且所述容器的所述底部是圆柱形。4.根据权利要求3所述的液体分离器系统，其中所述界面液位是维持于所述容器的所述底部内。5.根据权利要求4所述的液体分离器系统，其中在所述容器中所述第二液体的滞留时间不随来自所述出口的流动的减少而增长。6.根据权利要求1所述的液体分离器系统，其中第二界面控制结构经构造及布置用于感应所述容器内部介于所述水相区域与所述气相区域间的界面液位，及用于控制来自所述第二出口的所述第一液体的流动，及用于回应于所述第一液体流动的相应增加或减少而升高或降低所述第二界面液位。7.一种用于从含有第一液体及第二液体的混合物中分离硫的硫分离器系统，其包含以下的组合(a)具有顶部、底部、气相区域、氧化还原溶液区域及熔融硫区域的容器，所述容...
【专利技术属性】
技术研发人员：加里·J·纳格尔，安东尼·A·巴尼特，迈伦·赖歇尔，
申请(专利权)人：摩瑞奇曼公司，
类型：发明
国别省市：
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