连续生产二硫化碳系统的原料供应装置的制作方法

本发明属于二硫化碳生产技术领域，具体地是一种连续生产二硫化碳系统的原料供应装置。

背景技术：

目前二硫化碳生产从原料来说有两种方法，天然气法（甲烷法）和焦炭法（半焦法）。

天然气法目前是国际及国内主流技术，连续生产工艺，占地小，生产规模大，自动化程度高，但与焦炭法相比存在以下缺点：

①天然气法以天然气和硫磺为原料生产cs2，采用管式反应，以天然气为热源加热反应管，(通过管壁高温辐射甲烷气体间接加热)，温度600℃-800℃，高压（1.0mpa-2.1mpa）状态下天然气（甲烷）和气态硫在反应管内进行气相反应。

天然气法因一次性投资大，生产成本高，高压下反应，存在安全问题，其副反应物硫化氢的产生量很大，需经克劳斯还原反应，还要消耗大量能源。另外还受天然气气源等因素的影响，目前仅有少数地区有条件使用,难以大规模应用。

②焦炭法以兰炭和硫磺为原料生产cs2，采用气固相甄式反应，以燃煤或燃气加热，（通过甄壁高温辐射焦炭间接加热），温度650℃-800℃，压力常压。

焦炭法反应方式简单，有效反应物cs2产出比高，副反应物硫化氢低，常压工艺安全系数高于高压工艺，焦炭导热系数高于甲烷气体，如果反应炉材料改变后，直接对反应炉加热，热效率会远远高于天然气法，降低成本，节约能源。

但焦炭法的缺陷也是非常明显的，如中国发明专利03112138.1所公开的二硫化碳反应炉。其缺陷主要如下：为间歇式生产，每十天一次的集中清渣过程中导致不能连续性的加硫磺，因空炉和升温每月间歇停产3-4天，增加了能耗，降低了产量，特别是该种生产方法所用的反应甄的加热方式的特殊性，为保证生产的规模和连续性，目前采用多个反应甄阵列的方式，使热效率大大降低。在出渣的过程中为开放式作业，清理出来的热渣直接堆放在出渣口上，浇水冷却后运出，炉渣中含有没有反应完全的硫和炭，与水接触后产生大量的二硫化碳和硫化氰等有害气体，及烟气粉尘，因开放式作业导致大量有害气体无组织排放，严重的污染了环境，不符合环保要求。炉渣为明火出渣，开放堆放，对设备，消防，人身安全造成了极大的隐患。出渣过程中工人劳动强度大，直接接触高温炉渣和有害气体，很容易对操作人员造成伤害。

中国发明专利201510137371.9，公开了一种二硫化碳反应炉，提供的是一种能够提高单台设备的生产能力，同时较大程度地降低能耗的二硫化碳生产设备这个发明专利主要设计为圆柱形桶状结构，内置加热腔，确实增加了炉内容积，提高了炉内炭原料反应物的体积。中心加热腔上部设加热器，下部设出烟口，确实增加了受热面积。炉体底部设u型硫磺气化室，u型硫磺气化室的设置主要是为炭渣分离，增加液硫受热面积及为底侧部出渣管让路。碟型翻板阀及炉盖设计阻挡了大部分烟气外泄，减少了有害气体的无组织排放。这个发明专利虽然解决了二硫化碳反应炉中部分问题，但仍存在以下缺点：

1.圆柱形桶状结构及内置加热腔虽然解决了炉内反应物容积的增加，但受热面积不够，如反应室加大，内壁受热面和外壁受热面传导的热量辐射不到纵深的反应物上，不能提供给反应物充足的温度，导致反应不彻底，增加能耗，降低了产量。

2.u型硫磺气化室为液硫自流进入气化室，靠炉底及侧壁温度吸热辐射气化，气化效率低。因反应炉大型化后，反应室内部炭原料反应物增加，u型硫磺气化室不能提供足够的气态硫，导致物料（硫和炭）不匹配，不能充分反应。

.碟型翻板阀及炉盖设计虽然阻挡了大部分的烟气外泄，但不能完全杜绝无组织排放。

.加料口及出渣口的设计只能间歇加料，间歇出渣，在加料和出渣开盖后反应合成物cs2（二硫化碳）h2s（硫化氢）粗气外泄，此设计不能作为连续生产装置提供基础条件。在加料和出渣过程中反应炉内热气外泄，冷空气进入，影响炉内温度波动，降低产量，损坏设备。

.中心加热腔上部设加热器，下部设出烟口，增加了部分受热面积，但出烟口贯穿加热腔，反应室及外部火膛，因侧部出烟，加热不均匀。加热管在通过加热腔反应室及外部火膛过程中，内外温差导致出烟管膨胀系数不等，增加了装置的故障率。

中国实用新型专利cn205973817u公开一种二硫化碳反应炉，将炉体内胆以锥形下料器为分界将内胆分成两个反应室，对液硫进行单独气化，防止渣硫混合，倾斜气态硫逆向出口防止炭渣进入气化室在小型反应炉中非常可行，但炉体大型化后，不能够完全满足生产需要，存在以下缺点：

1．炉体大型化后，这个专利中气化室靠外部加热及化硫平台对液硫分布导热，受热面积太小，无法产生大量的气态硫。

2．炉体大型化后，倾斜气态硫出口过小，气体流量太低，不能将气态硫均匀分布。

针对上述问题，一种在生产中的使用设备占地面积小、寿命长、能耗低，特别是能够实现大型化、连续化生产二硫化碳的方法及其系统和专用的生产设备就应运而生。

技术实现要素：

本发明的目的旨在提供一种在生产中的使用设备占地面积小、寿命长、能耗低，特别是能够实现大型化、连续化生产二硫化碳的方法及其系统和专用的生产设备。

本发明的大型化、连续化生产二硫化碳的方法是通过以下技术方案实现的：

在一个硫气化室的上方至少集成两个反应室并从反应室的下部对集成的各反应室供应气化的硫原料，在集成的反应室外围设置外壳体，外壳体与集成的反应室之间以及集成的反应室与反应室之间设置加热通道，在集成的反应室上部设置加料装置从反应室的上部分别对集成的各反应室添加炭原料。

进一步地，上述的方法中，在集成的各个反应室和硫气化室设置高压空气炮，可以在加料或排渣时向上述腔体内充入高压氮气，以保持相应的腔体在与外界的阀门打开的情况下，可以隔绝与外界的空气流通和保持腔体内的压力，保持反应的正常进行。

本发明的方法所用的系统，包含硫原料供应部分、炭原料供应部分（1）、反应部分（2）、烟气排放系统（4）和出渣系统（3）。

所述的硫原料供应部分至少包含一个硫气化室，该硫气化室包含一个设有加硫器（225）、加热器c（222）和硫出渣口（223）的气化腔体（220），该气化腔体（220）的上部设有呈倒锥形的硫分配腔（230），硫分配腔（230）与气化腔体（220）之间设有倾斜的隔板a（221）将硫分配腔（230）与气化腔体（220）分隔成上下两个腔室，隔板a（221）上设有硫气孔，该硫气孔为自气化腔体（220）向硫分配腔（230）方向呈由上向下的倾斜状的逆向通道（232）或/和自气化腔体（220）向硫分配腔（230）方向呈由上向下的倾斜状的逆向管（233），硫分配腔（230）的下部设有穿过气化腔体（220）的向下的排渣口（227）。

进一步地，上述的硫出渣口（223）上最好设有旋流气封装置，该旋流气封装置包含旋流进风口（235）和旋流腔（232），在旋流腔（232）中设有旋流页片（234），在使用中通过旋流进风口（235）输入高压氮气，可以在硫出渣口（223）通道中形成旋风氮气气流，防止出硫渣时硫气体逸出。

进一步地，上述的加热器c（222）最好为热辐射加热器，包含燃烧器和热辐射管，热辐射管介入到气化腔体（220）中。

进一步地，所述的加硫器（225）为液态硫或气态硫喷射器。

所述的反应部分包含至少一组反应腔（210），每组反应腔（210）设有至少两个反应室，反应室呈柱形筒状体，反应室之间不相接触并保持一定的距离，反应室下部与硫分配腔（230）相连通，每个反应室的上部均设有加炭口（213）和成品出口（211），在所述的硫气化室和反应腔（210）的外围设有外壳体（200），使外壳体（200）与反应腔（210）之间、各反应室之间形成加热腔（202），加热腔（202）中设有加热器a（203）和排烟口（204），加热器a（203）为燃气、燃油或电加热器中的一种。

进一步地，上述的反应腔（210）中最好设有内加热器（217），该内加热器（217）由加热器b（218）和热管构成，加热器b（218）为燃气、燃油或电加热器中的一种，热管为贯穿于反应腔（210）的反应室中的换热管。

进一步地，上述的反应腔（210）的反应室的柱形筒状体侧壁最好呈环形的波纹状，可以较大程度地提升反应室的强度和受热面积，以提高热效率。

所述的炭原料供应部分包含炭原料箱（100）和炭原料储备分配机构，所述的炭原料储备分配机构的包含储备仓（120）、卸料盘（124）分料盘（127）、和分料管（129），卸料盘（124）通过一轴连接于分料盘（127）上并可在分料盘（127）上转动，卸料盘（124）为一齿轮盘，通过卸料盘驱动机构（123）驱动并以所述的轴转动，所述的储备仓（120）设置于卸料盘（124）上并且下部设有至少一个呈偏心的漏斗状体，漏斗状体的底部设有卸料口（121），分料盘（127）上设有以所述的轴为圆心分布的分料口（128），分料口（128）数量与反应室的数量相对应，分料口（128）上设有相应的分料管（129）与反应室的加炭口（213）相连接。通过炭原料供应部分能够实现不停炉加料，适用于连续化大型化的生产二硫化碳的系统。

进一步地，上述的炭原料箱（100）和炭原料储备分配机构之间最好设有炭原料预加热装置，包含一个预加热腔（110），该预加热腔（110）设有热气进口和热气出口使预加热腔（110）形成一个空气循环系统，所述的热气进口与加热腔（202）的排烟口（204）相连通，热气出口则与烟气排放系统4相连通，在所述的预加热腔（110）中设有热风筛（111），该热风筛为一由多层的筛网或栅条构成的筛状体。

所述的出渣系统至少包含排渣口（227）、排渣阀（229）和运渣车（310）。

在排渣阀（229）和运渣车（310）之间最好设有渣处理装置，渣处理装置包含一个渣处理腔（300），该渣处理腔（300）设有热渣进口（301）、冷渣出口（307）和冷渣放出阀（305），并且腔体设有冷却液夹层，所述的冷却液夹层最好由外壳夹层（302）和内冷却管（303）组成，渣处理腔（300）同时还设有进风口和出风口所形成的换气系统d。该出渣系统能够实现不停炉排渣，适用于连续化生产二硫化碳的系统。

进一步地，在上述的冷渣出口（307）上最好设有出渣口封闭机构，出渣口封闭机构包含设置于冷渣出口（307）内侧的环形气囊体（308）和气管（309），当运渣车的接渣管（312）上升并伸入到冷渣出口（307）中时，向环形气囊体（308）中注气使环形气囊体（308）膨涨，即可封闭冷渣出口（307），防止出渣时废气逸出。

进一步地，上述的反应腔（210）、气化腔体（220）、炭原料箱（100）、储备仓（120）、预加热腔（110）和/或渣处理腔（300）最好设有高压空气炮（102），可以在需要时向上述腔体内充入高压氮气，以保持相应的腔体在与外界的阀门打开的情况下充入高压氮气，通过突然喷出的压缩气体的强烈气流，可以形成膨胀冲击波，克服了物料静摩擦，使容器内的物料恢复流动，防止物料阻塞。

进一步地，上述的反应腔（210）、炭原料箱（100）、储备仓（120）和/或预加热腔（110）最好设有进气口和出气口使相应腔体形成一个空气循环的换气系统，可以在需要时向上述腔体内充入对流气体。如充入氮气对设备空间内空气进行置换，置换后封闭，可以防止空气进入形成可燃性爆炸气体或爆燃，以提高系统工作的安全性。

与现有技术相比，本发明在生产中的使用设备占地面积小、寿命长、能耗低，特别是能够通过单台炉体实现大型化、连续化地生产二硫化碳。

附图说明

图1为本发明实施例1主视的结构示意图。

图2为实施例1炭原料供应部分的结构示意图。

图3为实施例1炭原料储备分配机构的结构示意图。

图4为实施例1卸料盘与分料盘的结构示意图。

图5为实施例1分料盘压封机构的结构示意图。

图6为实施例2炭原料储备分配机构的结构示意图。

图7为实施例1反应部分和硫原料供应部分的结构示意图。

图8为图7a—a剖面的结构示意图。

图9为实施例1反应腔俯视的结构示意图。

图10为实施例3反应部分的结构示意图。

图11为实施例4反应部分的结构示意图。

图12为图7b—b剖面的结构示意图。

图13为实施例5硫出渣系统的结构示意图。

图14为图13c—c剖面的结构示意图。

图15为实施例1出渣系统的结构示意图。

图16为实施例6出渣系统的结构示意图。

图17为实施例7反应部分的结构示意图。

图18为实施例8反应室的结构示意图。

图19为实施例9反应室的结构示意图。

图中所示：1为炭原料供应部分，100为炭原料箱，101为换气系统a，102为高压空气炮，103为下料阀a，110为预加热腔，111为热风筛，112为换气系统b，113为热气进口，114为下料阀b，115为温度探测器a，120为储备仓，121为卸料口，122为驱动电机，123为卸料盘驱动机构，124为卸料盘，125为换气系统c，126为分料盘压封机构，127为分料盘，128为分料口，129为分料管，130为下料阀c，131为换气动盘，132为换气定盘，2为反应部分，200为外壳体，201为保温层，202为加热腔，203为加热器a，204为排烟口，210为反应腔，211为成品出口，212为紧急汇放阀，213为加炭口，214为复合安全阀，215为温度探测器b，216为压力探测器a，217为内加热器，218为加热器b，220为气化腔体，221为隔板a，222为加热器c，223为硫出渣口，224为温度探测器c，225为加硫器，226为压力探测器b，227为排渣口，228为闸板阀，229为排渣阀，230为硫分配腔，231为隔板b，232为逆向通道，233为逆向管，234为旋流页片，235为旋流进风口，3为出渣系统，300为渣处理腔，301为热渣进口，302为外壳夹层，303为内冷却管，304为换气系统d，305为冷渣放出阀，306为收集罩，307为冷渣出口，310为运渣车，311为接渣口阀，312为接渣口，308为环形气囊体，4为烟气排放系统。

具体实施方式

下面详细说明本发明的优选实施方式。

实施例1：参照图1-图5、图7、图8、图9、图12和图15，为本发明实施例1的结构示意图，为根据本发明的方法所构成的处理系统，在一个硫气化室的上方集成了4个反应室并从反应室的下部对集成的各反应室供应气化的硫原料，4个反应室围绕一个圆心排列，在集成的反应室外围设置外壳体，外壳体与集成的反应室之间以及集成的反应室与反应室之间设置加热通道，在集成的反应室上部设置加料装置从反应室的上部分别对集成的各反应室添加炭原料。

系统包含炭原料供应部分1、反应部分2、烟气排放系统4和出渣系统3。反应部分2由加热系统、反应系统和硫原料供应部分3个部分组成。

所述的硫原料供应部分包含一个硫气化室，该硫气化室包含一个设有加硫器225、加热器c222和硫出渣口223的气化腔体220，该气化腔体220的上部设有呈倒锥形的硫分配腔230，硫分配腔230与气化腔体220之间设有倾斜的隔板a221将硫分配腔230与气化腔体220分隔成上下两个腔室，隔板a221上设有硫气孔，该硫气孔为自气化腔体220向硫分配腔230方向呈由上向下的倾斜状的逆向通道232或/和自气化腔体220向硫分配腔230方向呈由上向下的倾斜状的逆向管233，硫分配腔230的下部设有穿过气化腔体220的向下的排渣口227。本实施例中的硫气孔为逆向通道232和逆向管233混合，当然也可选择其中之一。

所述的加热器c222为热辐射加热器，包含燃烧器和热辐射管，热辐射管介入到气化腔体220中，所述的加硫器225为液态硫或气态硫喷射器中的一种，本实施例为液态硫喷射器。同时，所述的气化腔体220中还设有压力探测器b226和温度探测器c224，在硫气化室上方设有隔板b231，隔板b231上设有4个反应室所组成的反应腔210，反应室呈柱形筒状体，反应室之间不相接触并保持一定的距离，反应室下部与硫分配腔230相连通，每个反应室的上部均设有加炭口213和成品出口211，在上述的硫气化室和反应腔210的外围设有外壳体200，使外壳体200与反应腔210之间、各反应室之间形成加热腔202，加热腔202中设有加热器a203和排烟口204，加热器a203可以为燃气、燃油或电加热器中的一种，本实施例选择燃气加热器。

所述的反应腔210中设有内加热器217，该内加热器217由加热器b218和热管构成，加热器b218可以为燃气、燃油或电加热器中的一种，本实施例选择燃气加热器，热管为贯穿于反应腔210的反应室中的换热管。

同时，所述的气化腔体220中还设有压力探测器b226和温度探测器c224，反应腔210的各反应室还设有紧急汇放阀212、复合安全阀214、温度探测器b215、压力探测器a216、高压空气炮102，以探测反应腔210的各反应室中的温度压力，通过紧急汇放阀212和高压空气炮102以及加热器的配合，使反应腔210的各反应室中的温度和压力在加料、排渣或出料时能够恒定，实现连续生产。

所述的炭原料供应部分包含炭原料箱100和炭原料储备分配机构，所述的炭原料储备分配机构的包含储备仓120、卸料盘124分料盘127、和分料管129，卸料盘124通过一轴连接于分料盘127上并可在分料盘127上转动，卸料盘124为一齿轮盘，通过卸料盘驱动机构123驱动并以所述的轴转动，所述的储备仓120设置于卸料盘124上并且下部设有一个呈偏心的漏斗状体，漏斗状体的底部设有卸料口121，分料盘127上设有以所述的轴为圆心分布的分料口128，分料口128数量与反应室的数量相对应，即设有4个分料口128，分料口128上设有相应的4个分料管129与反应室的加炭口213相连接，在每个分料管129的下端部均设有下料阀c130。

在炭原料箱100和炭原料储备分配机构之间设有炭原料预加热装置，包含一个预加热腔110，该预加热腔110设有热气进口和热气出口使预加热腔110形成一个空气循环系统，即换气系统c125，所述的热气进口与加热腔202的排烟口204相连通，热气出口则与烟气排放系统相连通，在所述的预加热腔110中设有热风筛111，该热风筛为一由多层的筛网或栅条构成立体的筛状体。

在所述的炭原料箱100、储备仓120、预加热腔110设有高压空气炮102，可以在需要时向上述腔体内充入高压氮气，以保持相应的腔体在与外界的阀门打开的情况下充入高压氮气，以隔绝与外界的空气流通和保持腔体内的压力。炭原料箱100、储备仓120和预加热腔110还设有进气口和出气口使相应腔体形成一个空气循环的换气系统，可以在需要时向上述腔体内充入对流氮气体。

所述的出渣系统包含排渣口227、排渣阀229和运渣车310。

在排渣阀229和运渣车310之间设有渣处理装置，渣处理装置包含一个渣处理腔300，该渣处理腔300设有热渣进口301、冷渣出口307和冷渣放出阀305，并且腔体设有冷却液夹层，所述的冷却液夹层最好由外壳夹层302和内冷却管303组成，渣处理腔300同时还设有进风口和出风口所形成的换气系统d，冷渣出口307还设有尾气收集罩306，以方便收集外泄的尾气。

实施例2：参照图6，为本发明实施例2的结构示意图，与实施例1相比，本实施例的区别在于：所述的储备仓120下部设有两个呈偏心的漏斗状体，漏斗状体的底部各设有一个卸料口121，可以同时向两个反应室中投放炭原料。在每个分料管129的上端部均设有下料阀c130，在分别控制分料管129上端部的下料阀c130的开合的情况下，则可实现选择性地对一个或两个反应室投放炭原料。

实施例3：参照图10，为本发明实施例3的结构示意图，之前的实施例相比，本实施例的区别在于：集成了4个反应室，所述的4个反应室呈一字形排列。

实施例4：参照图11，为本发明实施例4的结构示意图，之前的实施例相比，本实施例的区别在于：集成了6个反应室，所述的6个反应室呈2x3的矩阵形排列。

实施例5：参照图11，为本发明实施例5的结构示意图，与之前的实施例相比，本实施例的区别在于：在述的硫出渣口223上设有旋流气封装置，该旋流气封装置包含旋流进风口235和旋流腔232，在旋流腔232中设有旋流页片234，在使用中通过旋流进风口235输入高压氮气，可以在硫出渣口223通道中形成旋风氮气气流，防止出硫渣时硫气体逸出。

实施例6：参照图16，为本发明实施例6的结构示意图，与之前的实施例相比，本实施例的区别在于：在所述的冷渣出口307上设有出渣口封闭机构，出渣口封闭机构包含设置于冷渣出口307内侧的环形气囊体308和气管309，当运渣车的接渣管312上升并伸入到冷渣出口307中时，向环形气囊体308中注气使环形气囊体308膨涨，即可封闭冷渣出口307，防止出渣时废气逸出。

实施例7：参照图17，为本发明实施例7的结构示意图，之前的实施例相比，本实施例的区别在于：在一个壳体200内集成了8个反应室，每4个反应室为一组设置1个硫分配腔230，4个反应室呈2x2的矩阵形排列。

实施例8：参照图18，为本发明实施例8的结构示意图，与之前的实施例相比，本实施例的区别在于：所述的反应腔210的反应室的柱形筒状体侧壁的外壁呈环形的波纹状，可以较大程度地提升反应室的强度和受热面积，提高热效率。

实施例9：参照图19，为本发明实施例9的结构示意图，与实施例8相比，本实施例的区别在于：所述的反应腔210的反应室的柱形筒状体侧壁的内外壁均呈环形的波纹状。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。