專利名稱：一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于有色金屬冶金生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，主要用于鑰深加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]在以輝鑰礦為原料采用真空分解工藝制備高純超細(xì)金屬鑰粉的過(guò)程中，首先是制備有色金屬雜質(zhì)和硫含量極低的鑰粉，其步驟為1、將輝鑰礦粉制備成球狀或塊狀，粒度為 5 15mm ;2、對(duì)球團(tuán)進(jìn)行干燥；3、高溫真空爐中制備金屬鑰，在溫度為1300 2000°C、真空度在O. 01 lOOPa、恒溫時(shí)間80 240min的條件下,將輝鑰礦進(jìn)行真空分解生成金屬鑰； 4、冷卻收集金屬鑰粉。[0003]在上述輝鑰礦真空分解制備金屬鑰粉的同時(shí)，高溫真空分解也產(chǎn)生占原料40%的硫蒸氣，硫蒸氣不能直接釋放到空氣中，需冷卻回收，否則將污染環(huán)境、浪費(fèi)資源，而且硫磺粉塵在空氣中含量大于35mg/m3時(shí)，遇見(jiàn)火星會(huì)引起爆炸，威脅生產(chǎn)環(huán)境安全，因此，要充分考慮硫蒸氣的回收利用，以解決污染、提高效益。[0004]由于硫蒸氣在119 199°C可以液化，在更低溫度下如100 105°C則固化成為固態(tài)的硫磺，固態(tài)硫磺易于收集包裝，且在固化過(guò)程中，硫蒸氣攜帶的部分雜質(zhì)成分因不能冷凝而被除去，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)硫磺的凈化提純，因此工業(yè)上常采用冷凝冷卻設(shè)備將硫蒸氣先冷卻再進(jìn)行硫磺收集。[0005]關(guān)于硫磺的冷卻收集設(shè)備，已公開的技術(shù)文獻(xiàn)很多，201120470746. O、 201120175305. 8,201120083447. 1,200720191389. 8等公開的技術(shù)方案中，采用臥式列管式單級(jí)或多級(jí)冷凝冷卻器，多級(jí)獨(dú)立或同殼，兩端封頭、中部若干橫置列管，管程冷凝氣態(tài)硫， 殼程走水，熱量交換后，管程中硫蒸氣冷凝為液硫；201020687694. 8公開了一種硫磺回收用具捕集功能的冷卻器，包括冷卻部分和捕集部分，冷卻部分設(shè)冷卻管，冷卻部分、捕集部分下端通過(guò)管路相連，捕集部分出口安裝霧狀硫捕集絲網(wǎng)；201010134670. 4公開了一種冷凝固化可切換再生硫磺回收分離工藝，設(shè)備由主固化再生硫磺分離器、備固化再生硫磺分離器、旋風(fēng)除塵器等組成，主固化器分離大部分液硫，小部分氣體經(jīng)旋風(fēng)去硫粉和硫粒，備固化器將未完全分離硫進(jìn)行固化、吸附、分離，備固化器阻力增加至O. OlMPa后，備固化器、 主固化器分離器互換，運(yùn)行中循環(huán)切換分離器即可。[0006]上述技術(shù)中的硫磺冷卻收集設(shè)備主要集中于處理煤炭燃燒、油氣田、石化煉廠等方向的煙氣脫硫硫磺回收過(guò)程，經(jīng)過(guò)反應(yīng)處理后的硫蒸氣一般與其他復(fù)雜過(guò)程氣或工藝氣如H2S、SO2, CO2, CS2、水蒸汽等混合在一起，因此硫冷卻收集工藝過(guò)程復(fù)雜，硫磺裝置投資大、占地面積多，且裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜。[0007]在輝鑰礦真空分解制備金屬鑰粉過(guò)程中，產(chǎn)生的占原料40%的硫蒸氣成分相對(duì)簡(jiǎn)單，除原料輝鑰礦中攜帶的少量金屬雜質(zhì)外，幾乎全部是純凈的單質(zhì)硫，上 述公開技術(shù)中的冷凝收集設(shè)備并不適用輝鑰礦真空分解制備金屬鑰粉工藝中硫的回收。實(shí)用新型內(nèi)容[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種由硫蒸氣制備硫橫的設(shè)備，首先將硫蒸氣引入硫蒸氣冷凝回收器中冷凝為固態(tài)硫磺，并通過(guò)調(diào)整換熱介質(zhì)溫度在硫磺凝固點(diǎn)以上使固態(tài)硫磺液化并進(jìn)入硫磺收集器中獲得硫磺，硫蒸氣中攜帶的少量雜質(zhì)則被過(guò)濾器捕集，實(shí)現(xiàn)硫的回收并最大限度減少雜質(zhì)顆粒排入大氣可能造成的環(huán)境污染，利于環(huán)境保護(hù)。[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案[0010]—種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，所述的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備包括硫蒸氣冷凝回收器、硫磺收集器、過(guò)濾器和真空泵；所述的硫蒸氣冷凝回收器，在殼體上部設(shè)置有硫蒸氣入口管，殼體下部設(shè)置有液態(tài)硫出口管和雜質(zhì)氣體出口管，殼體內(nèi)自上而下設(shè)置有兩層以上的中空換熱套，換熱套與殼體內(nèi)壁之間設(shè)有通道，所述通道在殼體相對(duì)應(yīng)的兩端內(nèi)壁交錯(cuò)排列設(shè)置；換熱套內(nèi)的中空區(qū)分別與換熱介質(zhì)進(jìn)口管和換熱介質(zhì)出口管連通；所述液態(tài)硫出口管與硫磺收集器連通，所述液態(tài)硫出口管上設(shè)有閥門I ;雜質(zhì)氣體出口管通過(guò)閥門II與過(guò)濾器連通；過(guò)濾器和真空泵通過(guò)真空管道連通。[0011 ] 一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，所述換熱套內(nèi)的中空區(qū)設(shè)有導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)的換熱介質(zhì)流道。換熱介質(zhì)由換熱介質(zhì)進(jìn)口管進(jìn)入換熱介質(zhì)流道內(nèi)，沿?fù)Q熱介質(zhì)流道流動(dòng)，與流經(jīng)換熱套外的硫蒸氣接觸，使氣態(tài)硫冷凝為固態(tài)硫磺或者使固態(tài)硫磺液化為液硫，換熱后的換熱介質(zhì)則由換熱介質(zhì)出口管流出。設(shè)置導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)的換熱介質(zhì)流道能防止換熱介質(zhì)在中空區(qū)走短路，強(qiáng)化換熱效果。[0012]一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，所述換熱套為向下傾斜設(shè)置，換熱套的傾角α為 I 5°。傾角的設(shè)置利于固態(tài)硫磺液化時(shí)液態(tài)硫的向下流動(dòng)。[0013]一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，所述換熱套表面具有防粘防腐蝕涂層。所述防粘防腐蝕涂層可以為聚四氟乙烯涂層。設(shè)置防粘防腐蝕涂層使液態(tài)硫不會(huì)粘結(jié)在換熱套表面。[0014]一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，所述硫磺收集器設(shè)有水冷夾層，利于液態(tài)硫冷卻為硫磺。[0015]本實(shí)用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，首先將硫蒸氣引入硫蒸氣冷凝回收器中冷凝為固態(tài)硫磺，并通過(guò)調(diào)整換熱介質(zhì)溫度在硫磺凝固點(diǎn)以上使固態(tài)硫磺液化并進(jìn)入硫磺收集器中獲得硫磺，使用時(shí)硫蒸氣先冷凝固化為固態(tài)硫磺并集聚在換熱套上，換熱套成為硫磺收集器，調(diào)整換熱介質(zhì)溫度在硫磺凝固點(diǎn)以上使固態(tài)硫磺液化后，換熱套又成為液態(tài)硫下降階梯。本實(shí)用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，各層換熱套的換熱介質(zhì)進(jìn)口管和換熱介質(zhì)出口管可采用串聯(lián)形式連接，即換熱介質(zhì)依次自下而上流經(jīng)各層換熱套進(jìn)行換熱。 本實(shí)用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，使用中換熱介質(zhì)可以為水、導(dǎo)熱油或其他介質(zhì)，如換熱介質(zhì)為水時(shí)，進(jìn)行硫蒸氣冷凝時(shí)，通入換熱套的是常溫水，進(jìn)行固態(tài)硫磺液化時(shí)，通入換熱套的是硫磺凝固點(diǎn)以上溫度的水蒸汽，如換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油時(shí)，進(jìn)行硫蒸氣冷凝時(shí)，通入換熱套的是低溫導(dǎo)熱油如60°C的導(dǎo)熱油，進(jìn)行固態(tài)硫磺液化時(shí)，通入換熱套的是硫磺凝固點(diǎn)以上溫度的導(dǎo)熱油如140°C的導(dǎo)熱油，只要能實(shí)現(xiàn)硫的凝固或液化即可。[0016]采用本實(shí)用新型的由硫 蒸氣制備硫磺的設(shè)備對(duì)輝鑰礦真空分解制備金屬鑰粉工藝中產(chǎn)生的硫蒸氣進(jìn)行冷凝回收制備硫磺，至少具有以下有益效果[0017]1、實(shí)現(xiàn)硫的有效收集[0018]本實(shí)用新型中，硫蒸氣進(jìn)入硫蒸氣冷凝回收器內(nèi)與換熱套內(nèi)的換熱介質(zhì)換熱，快速、安全地迅速凝結(jié)為固態(tài)硫，調(diào)整換熱介質(zhì)溫度在硫磺凝固點(diǎn)以上時(shí)，固態(tài)硫液化，液態(tài)硫則進(jìn)入硫磺收集器中收集獲得硫磺，實(shí)現(xiàn)氣態(tài)硫的有效收集，便于回收利用，硫的回收率在99. 9%以上。[0019]2、減少環(huán)境污染[0020]本實(shí)用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，在有效將氣態(tài)硫收集的同時(shí)，在冷卻及收集硫磺過(guò)程中不需水洗滌，不造成二次處理廢水或二次污染，不產(chǎn)生廢硫膏，消除了雜質(zhì)硫?qū)Νh(huán)境的污染；硫蒸氣攜帶的少量雜質(zhì)則被過(guò)濾器收集，不直接排入大氣，也減少了大氣的粉塵污染。[0021]3、設(shè)備操作安全方便[0022]本實(shí)用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，采用真空泵的抽力作為硫蒸氣向硫蒸氣冷凝回收器流動(dòng)的動(dòng)力，無(wú)其他運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備和藥劑消耗，維修工作量小，運(yùn)行費(fèi)用低；作業(yè)過(guò)程中換熱介質(zhì)溫度的調(diào)整不存在設(shè)備管線堵塞停車現(xiàn)象，能夠保證設(shè)備長(zhǎng)周期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。


[0023]圖1為本實(shí)用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備整體結(jié)構(gòu)示意圖。[0024]圖2為圖1的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備中硫蒸氣冷凝回收器具體結(jié)構(gòu)示意圖。[0025]圖3為圖2的A-A剖面圖。[0026]圖4為本實(shí)用新型的換熱套中·空區(qū)結(jié)構(gòu)及換熱介質(zhì)流經(jīng)換熱套中空區(qū)流動(dòng)狀態(tài)示意圖。[0027]圖5為本實(shí)用新型的換熱介質(zhì)流道結(jié)構(gòu)及換熱介質(zhì)流經(jīng)換熱介質(zhì)流道流動(dòng)狀態(tài)示意圖。[0028]圖6為本實(shí)用新型的換熱套傾角α示意圖。[0029]附圖中；1、硫蒸氣冷凝回收器；2、殼體；3、硫蒸氣入口管；4、液態(tài)硫出口管；5、雜質(zhì)氣體出口管；6、換熱套；6-1中空區(qū)；7-1、換熱介質(zhì)進(jìn)口 ；7-2、換熱介質(zhì)出口 ；7-3、換熱介質(zhì)流道；8、通道；9、硫磺收集器；10、過(guò)濾器；11、真空泵；12、閥門I ;13、閥門II ;14、真空管道；15、雜質(zhì)出口 ；α、傾角；圖中箭頭表示換熱介質(zhì)流向。
具體實(shí)施方式
·[0030]
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍包括但不限于此。[0031]本實(shí)用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備包括硫蒸氣冷凝回收器1、硫磺收集器9、過(guò)濾器10和真空泵11 ;硫蒸氣冷凝回收器 I的液態(tài)硫出口管4與硫磺收集器9連通；硫出口管4上設(shè)有閥門I 12 ;硫蒸氣冷凝回收器I的雜質(zhì)氣體出口管5通過(guò)閥門II 13與過(guò)濾器10連通；過(guò)濾器10和真空泵11通過(guò)真空管道14連通；硫蒸氣冷凝回收器I的上部設(shè)有硫蒸氣入口管3 ;過(guò)濾器10的下部設(shè)有雜質(zhì)出口 15。[0032]硫蒸氣冷凝回收器I具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖3為圖2的A-A剖面圖，在殼體2上部設(shè)置有硫蒸氣入口管3，殼體2下部設(shè)置有液態(tài)硫出口管4和雜質(zhì)氣體出口管5，殼體2 內(nèi)自上而下設(shè)置有兩層以上的中空換熱套6，換熱套6與殼體2內(nèi)壁之間設(shè)有通道8，通道 8在殼體2相對(duì)應(yīng)的兩端內(nèi)壁交錯(cuò)排列設(shè)置；在硫蒸氣冷凝回收器I中，由硫蒸氣入口管3 進(jìn)入硫蒸氣冷凝回收器I的硫蒸氣在經(jīng)過(guò)通道8時(shí)形成一種S形流通曲線，保證硫蒸氣在硫蒸氣冷凝回收器I中的停留時(shí)間，保證硫蒸氣快速安全地迅速冷凝；硫蒸氣先冷凝固化為固態(tài)硫橫并集聚在換熱套6上,換熱套6成為硫橫收集器，調(diào)整換熱介質(zhì)溫度在硫橫凝固點(diǎn)以上使固態(tài)硫磺液化后，換熱套6成為液態(tài)硫下降階梯，硫蒸氣冷凝回收器I既是硫蒸氣冷凝器又是固態(tài)硫液化器；[0033]圖4示出了換熱套6內(nèi)的中空區(qū)6-1的具體結(jié)構(gòu)，中空區(qū)6-1即換熱套6的內(nèi)部夾層，中空區(qū)6-1分別與換熱介質(zhì)進(jìn)口管7-1和換熱介質(zhì)出口管7-2連通；圖4中箭頭顯示出換熱介質(zhì)流經(jīng)換熱套中空區(qū)6-1的流動(dòng)狀態(tài)，換熱介質(zhì)由換熱介質(zhì)進(jìn)口管7-1進(jìn)入中空區(qū)6-1內(nèi)，在中空區(qū)6-1進(jìn)行直線或曲線流動(dòng)，流動(dòng)過(guò)程中與流經(jīng)換熱套6外的硫蒸氣或固態(tài)硫磺換熱，使硫蒸氣冷凝為固態(tài)硫磺并積聚收集在換熱套6表面,或者使固態(tài)硫磺液化為液硫后向下流入硫磺收集器9，換熱后的換熱介質(zhì)則由換熱介質(zhì)出口管7-2流出；[0034]圖5為本實(shí)用新型的換熱介質(zhì)流道結(jié)構(gòu)及換熱介質(zhì)流經(jīng)換熱介質(zhì)流道流動(dòng)狀態(tài)示意圖，在換熱套6的中空區(qū)6-1設(shè)有導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)的換熱介質(zhì)流道7-3，換熱介質(zhì)由換熱介質(zhì)進(jìn)口管7-1進(jìn)入換熱介質(zhì)流道7-3內(nèi)，沿?fù)Q熱介質(zhì)流道7-3流動(dòng)，與流經(jīng)換熱套6外的硫蒸氣或固硫硫磺換熱，使硫蒸氣冷凝為固態(tài)硫磺并積聚收集在換熱套6表面，或者使固態(tài)硫磺液化為液硫后向下流入硫磺收集器9，換熱后的換熱介質(zhì)則由換熱介質(zhì)出口管7-2流出。[0035]如圖6所示，換熱套6可以向下傾斜設(shè)置，這時(shí)換熱套6有一個(gè)傾角α，α大于 5°時(shí)，換熱套6沿通道8方向下沉，換熱介質(zhì)易在下沉區(qū)域形成死角，不利于換熱；實(shí)踐證明，傾角α在I 5°既利于換熱，也利于液化后的液態(tài)硫下流。[0036]本實(shí)施例中，傾角α為2°，而且，在換熱套6表面設(shè)有防粘防腐蝕的聚四氟乙烯涂層，液態(tài)硫不會(huì)粘結(jié)，利于向下流動(dòng)，硫磺收集器9設(shè)有水冷夾層，過(guò)濾器10采用袋式過(guò)濾器。[0037]采用圖1的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備冷卻收集輝鑰礦真空分解制備金屬鑰粉工藝中產(chǎn)生的硫蒸汽的過(guò)程如下[0038]打開真空泵11及閥門II 13，保持閥門I 12為關(guān)閉，同時(shí)向換熱套6內(nèi)通入常溫導(dǎo)熱油作為換熱介質(zhì)，硫蒸氣冷凝回收器1、雜質(zhì)氣體出口管5、過(guò)濾器10、真空管道14、真空泵11為連通狀態(tài)，硫蒸氣自硫蒸氣入口管3進(jìn)入硫蒸氣冷凝回收器I內(nèi)，快速冷凝固化為固態(tài)硫磺并集聚在換熱套6表面，硫蒸氣攜帶的少量雜質(zhì)因不冷凝而分離出來(lái)，在真空泵11的抽力下進(jìn)入過(guò)濾器10內(nèi)被過(guò)濾收集下來(lái),從雜質(zhì)出口 15收集雜質(zhì)；當(dāng)硫蒸氣冷凝完成后，將真空泵11、閥門II 13關(guān)閉，開啟閥門I 12，調(diào)整換熱介質(zhì)為150°C導(dǎo)熱油，集聚于換熱套6表面的固態(tài)硫磺液化并向下流動(dòng)，液態(tài)硫自液態(tài)硫出口管4全部進(jìn)入硫磺收集器 9內(nèi)，待硫橫收集器9內(nèi)的硫全部凝固為硫橫后，取出包裝。[0039]實(shí)踐證明，在輝鑰礦真空分解制備金屬鑰粉工藝過(guò)程中，在獲得產(chǎn)品金屬鑰粉的冋時(shí)，還從由硫蒸氣制備硫橫的設(shè)備的硫橫收集器內(nèi)收集到純 度95%以上的硫橫副廣品， 減少了污染排放，硫蒸氣也得到了有效的回收和利用，達(dá)到了設(shè)備設(shè)計(jì)的效果。[0040]需要說(shuō)明的是本說(shuō)明書中所提及但未詳述的設(shè)備均采用所述領(lǐng)域的現(xiàn)有設(shè)備， 只要能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型中所述的功能即可 。
權(quán)利要求1.一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，其特征在于所述的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備包括硫蒸氣冷凝回收器(I)、硫磺收集器(9)、過(guò)濾器(10)和真空泵(11);所述的硫蒸氣冷凝回收器(1)，在殼體(2)上部設(shè)置有硫蒸氣入口管(3)，殼體(2)下部設(shè)置有液態(tài)硫出口管(4) 和雜質(zhì)氣體出口管(5)，殼體(2)內(nèi)自上而下設(shè)置有兩層以上的中空換熱套(6)，換熱套(6) 與殼體(2)內(nèi)壁之間設(shè)有通道(8)，所述通道(8)在殼體(2)相對(duì)應(yīng)的兩端內(nèi)壁交錯(cuò)排列設(shè)置；換熱套(6)內(nèi)的中空區(qū)(6-1)分別與換熱介質(zhì)進(jìn)口管(7-1)和換熱介質(zhì)出口管(7-2) 連通；所述液態(tài)硫出口管(4 )與硫磺收集器(9 )連通，所述液態(tài)硫出口管(4 )上設(shè)有閥門I (12);雜質(zhì)氣體出口管(5)通過(guò)閥門II (13)與過(guò)濾器(10)連通；過(guò)濾器(10)和真空泵(11) 通過(guò)真空管道(14)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，其特征在于所述換熱套(6) 內(nèi)的中空區(qū)(6-1)設(shè)有導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)的換熱介質(zhì)流道(7-3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，其特征在于所述換熱套(6) 為向下傾斜設(shè)置，換熱套(6)的傾角α為I 5°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，其特征在于所述換熱套(6) 表面具有防粘防腐蝕涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，其特征在于所述硫磺收集器(9)設(shè)有水冷夾層。
專利摘要本實(shí)用新型屬于有色金屬冶金生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備。提出的由硫蒸氣制備硫磺的設(shè)備，包括有硫蒸氣冷凝回收器(1)、硫磺收集器(9)、過(guò)濾器(10)和真空泵(11)；在硫蒸氣冷凝回收器的殼體上部設(shè)置有硫蒸氣入口管(3)，殼體下部設(shè)置有液態(tài)硫出口管(4)和雜質(zhì)氣體出口管(5)，殼體內(nèi)自上而下設(shè)置有兩層以上的中空換熱套，換熱套(6)與殼體內(nèi)壁之間設(shè)有通道(8)；液態(tài)硫出口管(4)與硫磺收集器(9)連通。采用本實(shí)用新型，使硫蒸氣在硫蒸氣冷凝回收器內(nèi)先快速、安全地迅速凝結(jié)為固態(tài)硫磺，固態(tài)硫磺液化后再進(jìn)入硫磺收集器中收集得到硫磺，實(shí)現(xiàn)氣態(tài)硫的有效收集，減少環(huán)境污染，設(shè)備操作安全方便。
文檔編號(hào)C01B17/027GK202880878SQ20122052850
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者趙維根, 趙龍飛, 楊園丁 申請(qǐng)人:嵩縣開拓者鉬業(yè)有限公司