一种硫磺冷凝器及其应用的制作方法

1.本发明具体涉及一种硫磺冷凝器，用于硫膏提纯硫磺的装置及其应用。


背景技术：

2.目前，天然气、焦炉煤气、煤制气、炼化气等许多行业都需要进行脱硫，在脱硫过程中会产生纯度较低的废硫磺。随着国家对危废管理力度的提升，我国每年大约有五十万吨以上的废硫磺需要得到合理处置，其中对硫磺进行加热汽化提纯是相对成熟可靠的方法。
3.从脱硫硫膏中提取硫磺首先将经离心分离脱除水后的脱硫硫膏送入蒸发罐内，在蒸发罐内对硫膏进行升温加热汽化，然后对经加热汽化后的脱硫硫膏气体在冷凝管内进行冷凝，从而获得纯度较高的脱硫硫膏。采用汽化的方法提取硫磺，采用汽化的方法稳定可靠，但硫磺有一些特有性质，首先400多度的汽态硫磺冷凝后成为400多度的液体硫磺，高温液体硫磺再经过换热进一步降温的过程中，很容易出现问题。开始时液体粘度一般，当降温到某区间时粘度突然增加近200倍左右，很容易造成堵塞。当继续降温后液体硫磺粘度又突然减少。如果继续降温到120度以下，液体硫磺又凝固成固体硫磺。介于此，在整个过程中，硫磺冷凝换热降温冷却比较困难，极易造成堵塞引发安全事故，出现硫磺固化堵塞而出现压力升高引发泄漏燃烧甚至爆炸的危险。


技术实现要素：

4.本发明的目的提供一种硫磺冷凝器，旨在解决上述背景技术中提出的问题。
5.本发明公开了一种硫磺冷凝器，包括换热器和汽包，汽包设置于换热器的上方，换热器包括卧式筒体，汽包与卧式筒体连通，筒体内设置有换热管束和管板、位于筒体两端的前腔体和后腔体、位于前腔体的汽化硫入口、位于后腔体底部的液体硫出口，所述换热管束通过管板与前后腔体连通，卧式筒体内充满热介质，换热管束浸泡在热介质中，热介质作为汽化硫的冷凝介质，热介质吸热产生的蒸汽经汽包收集再逆流进入热交换器内进行热交换，汽包上设有恒压调节阀，通过恒压调节阀平衡压力，从而通过控制蒸汽压力间接控制冷却水的温度，确保冷却系统中总体温度恒定在135℃不变，恒压调节阀泄压出来的蒸汽用于生产系统的其它用处，例如废硫磺的预热等，也可以用于换热器补水预热(过热水汽化后水温下降需要进行自动连锁补水)，起到节能降耗的效果。
6.优选的，热介质优选过热水，过热水做冷介质，避免硫磺冷却温度过低出现凝固现象，热水汽化所需的潜热很大，硫磺降温所述显热较小，利用两者的巨大差异特性，从而可以很容易控制温度的波动，确保冷却器中冷介质过热水处于恒定温度，使得热的液体硫磺能够快速降温，快速通过高粘度区间，避免硫磺的堵塞难题。
7.优选的，所述的管板之间还对称设置支撑板，每个换热管穿过支撑板，支撑板用于换热管束的支撑。
8.优选的，所述的卧式筒体具有多个膨胀节，克服因温降过大出现的拉伸应力，保证设备安全。
9.优选的，所述的汽包包括汽包筒体、汽包封头，汽包筒体上拆卸连接有汽包封头，汽包封头顶部设置恒压调节阀，通过恒压调节阀自动控制蒸汽压力。温度升高，蒸汽压力会增大，恒压调节阀自动打开泄压，进而间接控制了过热水的温。
10.本发明的另一目的是提供上述硫磺冷凝器的应用，对硫膏汽化过程中进行冷凝及热交换用，包括以下步骤：将125℃的热介质，可以是过热水或导热油，充满卧式筒体内，保持汽包中某恒定的压力，管程汽体硫磺在卧式换热器中与壳程的过热水进行热交换，过热水吸收热量后，有部分的过热水被汽化，产生的低压蒸汽进入汽包收集利用，但过热水仍然保持125℃恒定不变。汽体硫磺445℃与过热水换热后，变成130℃的液体硫磺，达到防止堵塞的目的。
11.与现有技术相比，本发明的优点在于：本结构为冷凝器与预热锅炉两者之间的一种硫磺专用冷凝器，安全性好，解决了原有冷凝器的使用缺陷，节能降耗，自动化程度高，可实现无人操作，结构新颖，介于冷凝器与锅炉之间，经久耐用，应用本发明装置进行硫磺的冷却，可靠性好，确保任何情况下，硫磺既不会固化堵塞，也不会处于高粘度温区；节能降耗；安全性高，可实现全自动化操作。
附图说明
12.图1为本发明的结构示意图。
13.图2为本发明的剖视图。
具体实施方式
14.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
15.下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.本发明的技术方案为一种新型加强型硫磺冷凝器，参见图1、图2，包括换热器和汽包，汽包设置于换热器的上方，换热器包括卧式筒体3，所述的卧式筒体底部设置支脚5，汽包与卧式筒体连通，筒体内设置有换热管束10和管板2、位于筒体两端的腔体1、位于前腔体的汽化硫入口a、位于后腔体底部的液体硫出口b，所述换热管束10通过管板与前后腔体连通，本实施例采用125℃过热水作为汽化硫的冷凝介质，卧式筒体内充满过热水，换热管束浸泡在过热水中，过热水吸热产生的蒸汽经汽包收集后，蒸汽压力会升高，恒压调节阀自动打开，将多余的蒸汽排出，确保冷却介质温度恒定。排出的蒸汽用来给废硫磺预热，也可以预热换热器的补水(蒸汽排出后，水位会下降，需要补充热水)。被硫降温至125℃的过热水返回换热器中，用来补充排出蒸汽后硫磺冷凝器降低的水位。这样不仅使得余热得到充分利用，达到节能降耗的目的，更主要的是确保被冷却的硫磺始终处于125～135℃的温控区内，避免出现低于120℃以下固化或150～190℃高粘度的禁区，保证安全顺利的生产运行。
17.本实施例的管板之间还对称设置支撑板6，每个换热管穿过支撑板，支撑板用于换热管束的支撑。
18.本实施例的卧式筒体具有多个膨胀节4，克服因温降过大出现的拉伸应力，保证设
备安全。
19.本实施例的汽包包括汽包筒体7、汽包封头8，汽包筒体上拆卸连接有汽包封头，汽包封头顶部设置恒压调节阀9，通过恒压调节阀9自动控制蒸汽压力。温度升高，蒸汽压力会增大，恒压调节阀自动打开泄压，进而间接控制了过热水的温度。
20.硫磺冷凝器的应用，应用于硫膏汽化提纯中进行汽体硫磺冷却的方法，包括以下步骤：将125℃的热水充满卧式筒体内，保持汽包中某恒定的压力，管程汽体硫磺在卧式换热器中与壳程的过热水进行热交换，过热水吸收热量后，有部分的过热水被汽化，产生的低压蒸汽进入汽包收集利用，但过热水仍然保持125℃恒定不变。汽体硫磺445℃与过热水换热后，变成130℃的液体硫磺，气化后的硫膏采用本发明结构的冷凝器，实现对硫膏中硫磺的冷凝，并通过出料口收集液态硫，采用换热管束浸泡在125℃过热水中的方式进行热交换，替换现有冷水作介质，保证换热管束不堵塞，有效降低硫磺固化换热管堵塞容易引起泄漏或爆炸的危险发生，且采用热包结合换热管束的形式使得设备成本大大降低，硫磺的提取成本也大大降低。
21.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。