一种高效节能的硫磺提纯装置及其工艺的制作方法

本发明涉及硫磺提纯的技术领域，尤其是涉及一种高效节能的硫磺提纯装置及其工艺。

背景技术：

硫磺是一种重要的化工原料，广泛应用于化工、冶金、农药、橡胶、燃料、造纸等工业部门。我国对硫磺需求量较大，但硫磺资源较少，市场供应缺口较大。另外，随着全球含硫原油和天然气资源的大量开发，硫磺回收装置成为大型煤化工厂、天然气净化厂、炼油厂及石油化工厂加工煤炭、含硫天然气和含硫原油时不可缺少的配套装置。我国煤化工近年来发展迅速，煤中硫的回收情况将备受关注。

现有的硫分离系统，通常只是将粗硫磺融化后，进行废水与液体硫磺的分离，而在融化硫磺的过程中以及废水中的仍存在大量热量，导致整体的能源浪费。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的是提供一种高效节能的硫磺提纯装置，具有提高热能利用率的特点。

本发明的第二个目的是提供一种高效节能的硫磺提纯工艺，具有工艺简单、高效节能、自动化程度高的特点。

本发明的第一个发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高效节能的硫磺提纯装置，包括储水箱、与储水箱连通的搅拌釜、与搅拌釜连通的分离器、设置于搅拌釜与分离器之间的加热器以及输送泵，所述储水箱连接有与所述分离器连通的热能回收件。

通过采用上述技术方案，粗硫磺投入搅拌釜同时将储水箱内的水通入搅拌釜，利用输送泵进入加热器内进行加热形成液体硫磺，再通过输送泵输送至分离器内，对液体硫磺以及废液进行分离，即完成对硫磺的提纯。因加热后的液体硫磺温度较高，仅进入分离器时带有大量的热量，而分离出的液体硫磺仅占一部分的热量，同时废液中也占有一部分的热量。因此将分离器内除液体硫磺外的能量作为热能回收件，可对储水箱进行预加热，使粗硫磺在搅拌釜中即已开始升温，因此可降低后续加热器对单位体积液体硫磺的加热量。

本发明进一步配置为：所述分离器为三相分离器，所述分离器包括用于排出液体硫磺的第一出口、用于排出蒸汽的第二出口以及用于排出污水的第三出口。

通过采用上述技术方案，三相分离器可将液体硫磺、蒸汽以及废液更好的分离，减少液体硫磺中的杂质，提高液体硫磺的纯度。

本发明进一步配置为：所述热能回收件包括一端连接于所述第二出口且穿过所述储水箱内的排气管、一端与连接于所述第三出口且穿过所述储水箱内的排污管。

通过采用上述技术方案，可同时利用蒸汽的热能以及排污水的热能对储水箱进行加热，一方可大大提升热能的回收率；另一方面增加对储水箱内的去离子水的加热速率，从而有助于缩短整体的生产周期。

本发明进一步配置为：所述排气管的一端与所述搅拌釜连通。

通过采用上述技术方案，蒸汽可沿排气管直接进入搅拌釜中，对搅拌釜中的液体硫磺进行直接加热，从而进一步提升热能的回收率，同时也进一步增加了对液体硫磺的加热速率。

本发明进一步配置为：所述排气管位于所述搅拌釜的部分开设有若干防爆孔，所述排气管外周转动连接有插接于所述防爆孔的堵头。

通过采用上述技术方案，排气管内的蒸汽压强过大时，可冲开堵头，使得蒸汽从防爆孔内排出，从而提升蒸汽传输的安全性。

本发明进一步配置为：所述排气管连接有加强套，所述加强套开设有供所述堵头插接的插孔，所述插孔与所述防爆孔连通；所述堵头插接有转轴，所述转轴容置于所述插孔内。

通过采用上述技术方案，加强套的设置可供转轴固定，从而防止破坏排气管的结构强度。

本发明进一步配置为：所述转轴套设有扭簧，所述扭簧一端与所述堵头抵接、另一端与所述插孔的孔壁抵接。

通过采用上述技术方案，扭簧的设置一方面可提升堵头的堵塞强度，使其不容易被冲开，提升管道传送蒸汽的承受压力；另一方面，扭簧的设置可在压力平衡后使堵头重新堵住防爆孔，因此具有自密封的效果。

本发明进一步配置为：所述搅拌釜内设置有防溢板，所述防溢板开设有若干防溢孔，且所述防溢孔呈倒锥形。

通过采用上述技术方案，蒸汽通过排气管通入搅拌釜中，在通入过程中会产生气泡，防溢板的设置可消除气泡，从而便于控制搅拌釜中的液面高度，提升搅拌釜中的反应稳定性。防溢孔呈倒锥形，即防溢孔的孔径由上至下逐渐减小，可将防溢板上方的硫磺逐渐压缩，至通过防溢孔后形成溶解较好的硫磺。

本发明进一步配置为：所述分离器内竖直设置有溢流板，所述溢流板位于所述第一出口和所述第三出口之间。

通过采用上述技术方案，经加热器加热后的液体硫磺通过输送泵送入三相分离器内，并沿三相分离器内的底壁朝向溢流板移动，液体硫磺移动至溢流板时被溢流板阻挡，而废液渐渐堆积并高于溢流板顶端，进而从溢流板顶部溢出至溢流板的另一侧，因此可在三相分离器内部对液体硫磺以及废液进行预先分离，从而提升硫磺提纯的纯度。

本发明进一步配置为：所述溢流板底部与所述分离器内的底壁密封连接。

通过采用上述技术方案，焊接简单可靠便于溢流板的安装。

一种高效节能的硫磺提纯工艺，包括以下步骤：

s1、将去离子水通入储水箱中备用；

s2、将粗硫磺置于搅拌釜中备用；

s3、将储水箱中的水通入搅拌釜中，将粗硫磺搅拌溶解；

s4、将搅拌釜中溶解的粗硫磺通过输送泵输送至加热器中进行加热，加热温度为130℃；

s5、将搅拌釜中溶解的粗硫磺通过输送泵输送至三相分离器内，并通过蒸汽对三相分离器进行加热，形成液体硫磺；

s6、将三相分离器内的液体硫磺由第一出口排出、蒸汽由第二出口排出、溶解有杂质的污水由第三出口排出；其中，液体硫磺经第一出口排出后进行冷却收集；蒸汽由第二出口进入排气管，在穿过储水箱的部分对储水箱内的去离子水进行加热，并从排气管的另一端通入搅拌釜内；污水由第三出口进入排污管，在穿过储水箱的部分对储水箱内的去离子水进行加热，并从排污管的另一端外排至污水池。

通过采用上述技术方案，一方面可重新收集并利用蒸汽的热能以及污水的热能，节能环保；一方面可对储水箱内的去离子水进行预加热，提高其进入搅拌釜的温度，使粗硫磺在搅拌釜中的溶解更加充分，提升整体的提纯效率；另外，由管道直接连接各个设备，自动化程度高，因此具有工艺简单、高效节能、自动化程度高的特点。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.回收利用三相分离器内蒸汽以及废水的热能，对储水箱进行预加热，使粗硫磺在搅拌釜中即已开始升温，因此可降低后续加热器对单位体积液体硫磺的加热量，节能的同时提高了整体的加工效率。

2.由管道直接连接各个设备，自动化程度高。

3.经加热器加热后的液体硫磺通过输送泵送入三相分离器内，并沿三相分离器内的底壁朝向溢流板移动，液体硫磺移动至溢流板时被溢流板阻挡，而废液渐渐堆积并高于溢流板顶端，进而从溢流板顶部溢出至溢流板的另一侧，因此可在三相分离器内部对液体硫磺以及废液进行预先分离，从而提升硫磺提纯的纯度。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的搅拌釜的结构示意图；

图3为本发明的搅拌釜的剖视图；

图4为本发明的排气管与堵头的爆炸示意图；

图5为本发明的堵头的结构示意图。

图中：1、储水箱；2、搅拌釜；3、分离器；4、加热器；5、输送泵；6、热能回收件；7、第一出口；8、第二出口；9、第三出口；10、排气管；11、排污管；12、溢流板；13、防爆孔；14、堵头；15、加强套；16、插孔；17、防溢板；18、防溢孔；19、转轴；20、扭簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，为本发明公开的一种高效节能的硫磺提纯装置，包括储水箱1、与储水箱1连通的搅拌釜2、与搅拌釜2连通的分离器3、设置于搅拌釜2与分离器3之间的加热器4以及输送泵5，储水箱1连接有与分离器3连通的热能回收件6。

分离器3为三相分离器3，三相分离器3包括用于排出液体硫磺的第一出口7、用于排出蒸汽的第二出口8以及用于排出污水的第三出口9。热能回收件6包括一端连接于第二出口8且盘绕穿过储水箱1内的排气管10、一端与连接于第三出口9且盘绕穿过储水箱1内的排污管11。

参见图1和图2，排污管11连通至污水池（图中未示出），可防止对液体硫磺产生污染。排气管10的一端与搅拌釜2连通，蒸汽对储水箱1加热后可直接通入搅拌釜2内对搅拌釜2内的液体硫磺进行加热。

参见图3和图4，排气管10位于搅拌釜2的部分开设有若干防爆孔13，排气管10外周转动连接有插接于防爆孔13的堵头14。排气管10焊接有加强套15，加强套15开设有供堵头14插接的插孔16，插孔16与防爆孔13连通。

参见图4和图5，具体地，堵头14呈“l”形，其一端插接有转轴19，转轴容置于插孔16内。转轴19套设有扭簧20，扭簧20的一端与堵头14抵接、另一端与插孔16的孔壁抵接。

参见图3，搅拌釜2内设置有防溢板17，排气管10伸入搅拌釜2的一端穿设防溢板17并位于防溢板17下方。防溢板17开设有若干防溢孔18，且防溢孔18呈倒锥形。具体地，防溢板17周面与搅拌釜2内周面焊接。

参见图1，加热器4为蒸汽加热器4，具有加热均匀、加热充分、制造成本低、结构简单、安全性高的优点。

三相分离器3内竖直设置有溢流板12，溢流板12位于第一出口7和第三出口9之间，具体地溢流板12底部与三相分离器3内的底壁焊接。

一种应用上述提纯装置的硫磺提纯工艺，包括以下步骤：

s1、将去离子水通入储水箱1中备用；

s2、将粗硫磺置于搅拌釜2中备用；

s3、将储水箱1中的水通入搅拌釜2中，将粗硫磺搅拌溶解；

s4、将搅拌釜2中溶解的粗硫磺通过输送泵5输送至加热器4中进行加热，加热温度为130℃；

s5、将搅拌釜2中溶解的粗硫磺通过输送泵5输送至三相分离器3内，并通过蒸汽对三相分离器3进行加热，形成液体硫磺；

s6、将三相分离器3内的液体硫磺由第一出口7排出、蒸汽由第二出口8排出、溶解有杂质的污水由第三出口9排出；其中，液体硫磺经第一出口7排出后进行冷却收集；蒸汽由第二出口8进入排气管10，在盘绕于储水箱1的部分对储水箱1进行加热，并从排气管10的另一端通入搅拌釜2内；污水由第三出口9进入排污管11，在盘绕于储水箱1的部分对储水箱1进行加热，并从排污管11的另一端外排。

本实发明的实施原理为：粗硫磺投入搅拌釜2同时将储水箱1内的水通入搅拌釜2，利用输送泵5进入加热器4内进行加热形成液体硫磺，再通过输送泵5输送至分离器3内，液体硫磺移动至溢流板12时被溢流板12阻挡，而废液渐渐堆积并高于溢流板12顶端，进而从溢流板12顶部溢出至溢流板12的另一侧，对液体硫磺以及废液进行分离。

经分离后的液体硫磺由第一出口7排出进行冷却收集；蒸汽由第二出口8排出三相分离器3并进入排气管10，在经过储水箱1时对储水箱1内的去离子水进行加热，并最终由排气管10的另一端通入搅拌釜2；溶解有杂质的污水由第三出口9排出进入排污管11，在经过储水箱1时对储水箱1内的去离子水进行加热，并最终由排污管11的另一端排出至污水池。

回收利用三相分离器3内蒸汽以及废水的热能，对储水箱1进行预加热，使粗硫磺在搅拌釜2中即已开始升温，因此可降低后续加热器4对单位体积液体硫磺的加热量，节能的同时提高了整体的加工效率。同时，由管道直接连接各个设备，自动化程度高。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。