设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种硫磺回收评价装置，具体涉及一种设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置。所述评价装置包括装有转化催化剂的转化反应管，转化反应管入口端分别连接气体混合器和水汽化器，转化反应管出口端连接硫磺捕集器，硫磺捕集器依次与冷井捕水器、干燥器、气相色谱仪相连，转化反应管为等内径圆管，内设催化剂床层支撑件；所述支撑件具有用以贯通气体、液体的沿转化反应管轴向的内通孔和外壁通道，所述支撑件整体呈圆柱状，嵌合在转化反应管所需轴向位置，在受到沿转化反应管轴向足够大的作用力时，所述支撑件可沿转化反应管轴向移动位置。本实用新型可以根据需要灵活调整催化剂的装填位置，保证了评价装置的测试结果准确、可靠。
【专利说明】设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种硫磺回收评价装置，具体涉及一种设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置。
【背景技术】
[0002]在原油加工、煤化工、天然气净化等过程中，产生了大量含硫化氢的酸性气，为保护环境并回收硫磺，工业上常用克劳斯工艺处理这种含硫化氢的酸性气，将绝大部分硫以硫磺的形式回收，尾气含硫很少，排入大气。其主要流程是，约三分之一流量的含硫化氢酸性气先与含氧气体如空气或富氧空气在焚烧炉燃烧，生成含二氧化硫的中间气，含二氧化硫的中间气再和其余约三分之二流量的含硫化氢酸性气进入转化反应器，在适当的温度和催化反应条件下转化生成单质硫和水，单质硫和水经冷凝，先后分离出来，尾气中硫化氢、二氧化硫等的含量就能达到或接近环保法律法规所允许的排放标准。其中，焚烧炉中硫化氢与氧气燃烧生成二氧化硫时，由于酸性气中通常还含有一些有机物和二氧化碳，还会生成羰基硫和二硫化碳。
[0003]实验室中，利用硫磺回收评价装置，对上述过程中含二氧化硫气体和含硫化氢气体，以及含羰基硫、二硫化碳、氧气等的气体，在特定催化剂和适当的反应条件下生成单质硫和水的反应情况进行模拟和研宄，并考察尾气中硫化氢、二氧化硫、羰基硫、二硫化碳等的含量情况，从而开发出适用的硫磺回收催化剂和相应的工艺条件，或者在特定的工艺条件下对硫磺回收催化剂产品进行性能评估。
[0004]但由于工业上复杂的原料条件和装置条件特点，硫磺回收评价装置需要对多种工艺条件进行模拟，经常调整转化反应管内催化剂的装填量和高度方向的装填位置，虽然可以根据实际需要，采用合适的反应管或者调整反应管在加热炉中高度方向的安装位置，或者直接在催化剂床层下预先装填适量的氧化铝瓷球、石英砂等调整催化剂的装填位置，但这些办法存在不便之处。
[0005]硫磺回收评价装置中，转化反应管在加热炉内垂直安装，反应管的一种方式是:一根不锈钢圆管，圆管的中上段内径比下段内径大l_2mm，内径不同之处形成一个圆环形平台，这个圆环形平台上放置在一个具有多个小孔的不锈钢圆片，作为催化剂床层底面的支撑。这种结构，可以在平台圆片上再增加合适的材料如适量的氧化铝瓷球、石英砂等抬高催化剂装填底面，降低则不太容易，需要机械加工，这些办法存在不便之处。
实用新型内容
[0006]根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是:提供一种转化反应管内设可沿转化反应管轴向移动位置的催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008]所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，包括装有转化催化剂的转化反应管，转化反应管外设加热炉，加热炉内部包括由内至外的均热套筒与加热层，均热套筒内壁紧密贴合在转化反应管外表面，转化反应管入口端分别连接气体混合器和水汽化器，气体混合器分别连接气源和二硫化碳饱和器，水汽化器之前依次设置平流泵和储水瓶，转化反应管出口端连接硫磺捕集器，硫磺捕集器依次与冷井捕水器、干燥器、气相色谱仪相连，转化反应管为等内径圆管，内设催化剂床层支撑件；所述支撑件具有用以贯通气体、液体的沿转化反应管轴向的内通孔和外壁通道，所述支撑件整体呈圆柱状，嵌合在转化反应管所需轴向位置，在受到沿转化反应管轴向足够大的作用力时，所述支撑件可沿转化反应管轴向移动位置。
[0009]其中，优选的技术方案如下:
[0010]所述支撑件所具有的内通孔和外壁通道的孔道外径尺寸小于催化剂颗粒外径，以避免催化剂泄漏或堵塞孔道。
[0011]所述支撑件之上，催化剂床层之下，设置不锈钢细筛网，筛网网孔尺寸小于催化剂颗粒外径，以避免催化剂泄漏。这时，所述支撑件所具有的用以贯通气体、液体的沿转化反应管轴向的内通孔和外壁通道，可以为细径孔道，孔道外径尺寸小于催化剂床底层颗粒的外径，也可以为粗径孔道，孔道外径尺寸大于催化剂床底层颗粒的外径。
[0012]本实用新型的硫磺回收评价装置，其转化反应管内设的催化剂床层支撑件，可根据需要，通过对其沿转化反应管轴向施加足够大的作用力，如用细棍敲打或推压，可沿转化反应管轴向调整支撑件的位置，从而灵活调整催化剂的装填位置。
[0013]进一步，所述硫磺捕集器内部还可以设置硫磺捕捉部件。
[0014]所述硫磺捕捉部件是氧化铝小球、碳化硅颗粒、不锈钢丝团、紧密卷绕的不锈钢筛网或者具有不锈钢翅片的不锈钢盘管冷却器中的一种或多种。所述具有不锈钢翅片的不锈钢盘管冷却器，通过设在硫磺捕集器壁上的冷却水出入管进行供水、排水。
[0015]所述填充在硫磺捕集器内的氧化铝小球、碳化硅颗粒、不锈钢丝团或紧密卷绕的不锈钢筛网，其外表面积较大，容纳硫磺能力较大，导热良好，通过将热量传递到硫磺捕集器壁上，能够将转化反应后的气流冷却到适当程度，使绝大部分单质硫直接凝结附着在材料外表面上，故而只有很少量的单质硫进入之后管路并凝结，较大地延长了硫磺捕集器排气口后管路的堵塞时间，从而使评价装置能够在较长时间内稳定运转。
[0016]所述具有不锈钢翅片的、通冷却水的不锈钢盘管冷却器，其降温能力大，翅片表面积大，能够将转化反应后的气流冷却到较低温度，使绝大部分的单质硫和大部分水直接凝结附着翅片表面上(凝结水还会流下)，故而只有很少量的单质硫进入之后的管路，从而使评价装置能够在很长时间内稳定运转。
[0017]所述硫磺捕捉部件，还可以由具有不锈钢翅片的、通冷却水的不锈钢盘管冷却器，和氧化铝小球、碳化硅颗粒、不锈钢丝团或紧密卷绕的不锈钢筛网组合而成。这种组合部件不仅降温能力大，单质硫凝结后还极易附着，能够将近乎全部的单质硫捕集，很长时间才会在后续管路中看到硫磺凝结，基本能够避免硫磺捕集器排气口后管路的堵塞，从而使评价装置能够长期稳定运转。
[0018]所述气体混合器之前分别连接含硫化氢气源、含二氧化硫气源、氮气气源及其它气源，气体混合器和各气源间分别设置气体流量控制器。所述气体流量控制器，优选质量流量控制器，其能够自动控制，不受前后压差大小的影响，精度高，计量准确。
[0019]所述硫磺捕集器的表面散热能力能够使侧面排气口内气流温度低于50°C，硫磺捕集器底部设置排水口，侧面设置排气口，侧面排气口连接冷井捕水器，再依次连接装有脱水剂的干燥器以及用以检测气体中硫化氢、二氧化硫、羰基硫、二硫化碳、氧气等成分含量的气相色谱仪，再连接尾气净化器。
[0020]本实用新型所具有的有益效果是:
[0021]本实用新型由于在转化反应管内设可沿转化反应管轴向移动位置的催化剂床层支撑件，可以根据需要灵活调整催化剂的装填位置，从而保证了评价装置的测试结果准确、可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型结构示意图；
[0023]图2是图1中催化剂床层支撑件结构示意图；
[0024]图3是不锈钢盘管冷却器结构示意图；
[0025]图4是紧密卷绕的不锈钢筛网结构示意图；
[0026]图中:1、气体流量控制器；2、二硫化碳饱和器；3、气体混合器；4、转化反应管；5、水汽化器；6、平流泵；7、储水瓶；8、硫磺捕集器；9、冷井捕水器；10、干燥器；11、气相色谱仪；12、尾气净化器；13、加热炉；14、加热层；15、均热套筒；16、催化剂床层支撑件；17、硫磺捕捉部件；18、内通孔；19、外壁通道；20、不锈钢盘管冷却器；21、紧密卷绕的不锈钢筛网。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述。
[0028]实施例1
[0029]如图1-2所示，所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，包括装有转化催化剂的转化反应管4，转化反应管4外设加热炉13，加热炉13内部包括由内至外的均热套筒15与加热层14，均热套筒15套设在转化反应管4外表面，转化反应管4入口端分别连接气体混合器3和水汽化器5，气体混合器3分别连接气源和二硫化碳饱和器2，水汽化器5之前依次设置平流泵6和储水瓶7，转化反应管4出口端连接硫磺捕集器8，硫磺捕集器8依次与冷井捕水器9、干燥器10、气相色谱仪11相连，转化反应管4为等内径圆管，内设催化剂床层支撑件16 ;所述支撑件16具有用以贯通气体、液体的沿转化反应管4轴向的内通孔18和外壁通道19，所述支撑件16整体呈圆柱状，嵌合在转化反应管4所需轴向位置，在受到沿转化反应管4轴向足够大的作用力时，所述支撑件16可沿转化反应管4轴向移动位置。
[0030]所述支撑件16所具有的内通孔18和外壁通道19的孔道外径尺寸小于催化剂颗粒外径。
[0031]所述支撑件16之上，催化剂床层之下，设置不锈钢细筛网，筛网网孔尺寸小于催化剂颗粒外径。
[0032]实施例2
[0033]如图1-4所示，所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置的硫磺捕集器8内部设置硫磺捕捉部件17。所述硫磺捕捉部件17是基本充满硫磺捕集器8的氧化铝小球、碳化硅颗粒、不锈钢丝团、紧密卷绕的不锈钢筛网21或者具有不锈钢翅片的不锈钢盘管冷却器20中的一种或多种。所述具有不锈钢翅片的不锈钢盘管冷却器20，通过设在硫磺捕集器8壁上的冷却水出入管进行供水、排水。所述硫磺捕集器8底部设置排水口，侧面设置排气口，侧面排气口连接冷井捕水器9。所述气相色谱仪11之后连接尾气净化器12。所述气体混合器3与气源之间设置气体流量控制器I。
[0034]实施例2其余结构和特点如实施例1。
【权利要求】
1.一种设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，包括装有转化催化剂的转化反应管(4)，转化反应管(4)外设加热炉(13)，加热炉(13)内部包括由内至外的均热套筒(15)与加热层(14)，均热套筒(15)内壁紧贴在转化反应管(4)外表面，转化反应管(4)入口端分别连接气体混合器(3)和水汽化器(5)，气体混合器(3)分别连接气源和二硫化碳饱和器(2)，水汽化器(5)之前依次设置平流泵(6)和储水瓶(7)，转化反应管(4)出口端连接硫磺捕集器(8)，硫磺捕集器(8)依次与冷井捕水器(9)、干燥器(10)、气相色谱仪(11)相连，其特征在于，转化反应管(4)为等内径圆管，内设催化剂床层支撑件(16);所述支撑件(16)具有用以贯通气体、液体的沿转化反应管(4)轴向的内通孔(18)和外壁通道(19)，所述支撑件(16)整体呈圆柱状，嵌合在转化反应管(4)所需轴向位置，在受到沿转化反应管(4)轴向足够大的作用力时，所述支撑件(16)可沿转化反应管(4)轴向移动位置。
2.根据权利要求1所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述支撑件(16)所具有的内通孔(18)和外壁通道(19)的孔道外径尺寸小于催化剂颗粒外径。
3.根据权利要求2所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述支撑件(16)之上，催化剂床层之下，设置不锈钢细筛网，筛网网孔尺寸小于催化剂颗粒外径。
4.根据权利要求1所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述硫磺捕集器(8)内部设置硫磺捕捉部件(17)。
5.根据权利要求4所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述硫磺捕捉部件(17)是氧化铝小球、碳化硅颗粒、不锈钢丝团、紧密卷绕的不锈钢筛网(21)或者具有不锈钢翅片的不锈钢盘管冷却器(20)中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述硫磺捕捉部件(17)是具有不锈钢翅片的不锈钢盘管冷却器(20)，其通过设在硫磺捕集器(8)壁上的冷却水出入管进行供水、排水。
7.根据权利要求1-6任一所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述硫磺捕集器(8)底部设置排水口，侧面设置排气口，侧面排气口连接冷井捕水器(9)0
8.根据权利要求1-6任一所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述气相色谱仪(11)之后连接尾气净化器(12)。
9.根据权利要求1-6任一所述的设置催化剂床层支撑件的硫磺回收评价装置，其特征在于，所述气体混合器(3)与气源之间设置气体流量控制器(I)。
【文档编号】C01B17/04GK204211488SQ201420634934
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】胡文宾, 邵志辉, 路新龙, 王强, 沈英飞, 崔立滨 申请人:山东迅达化工集团有限公司, 江苏恒新能源科技有限公司