УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОЙ СЕРЫ ГД-2 (ГРАНУЛЯТОР ДЕНИСОВА-2) Российский патент 1996 года по МПК B01J2/02 C01B17/02 

Изобретение относится к переработке нефти и газа и, в частности, к получению гранулированной серы и может быть использовано в ряде других отраслей хозяйства для получения диспергированных материалов.

Известна установка для получения серы на Астраханском газоперерабатывающем заводе ГП "Астраханьгазпром", выполненная в виде разливной трубы, расположенной на поворотной стреле роторного экскаватора для разработки застывшей серы, дробильной установки, транспортеров для подачи в башенные накопители (силосные башни).

Основными существенными недостатками известного технического решения являются: длительность цикла получения комовой серы (28 дней); невозможность получения серы в гранулах; значительные капиталовложения и значительное потребление энергоресурсов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для получения гранулированной серы, например, на Торнобжеском серном комбинате, состоящая из двух труб, приваренных одна к другой в виде опрокинутой буквы Т. В установке вертикальная труба постоянно наполнена серой на 1 м, что создает необходимый гидростатический напор [1]
Данное техническое решение выбрано заявителем в качестве прототипа. Оно имеет ряд существенных недостатков, как охлаждение распыленной жидкой серы за счет подачи воздуха снизу противотоком внутри силосной башни, что приводит к значительному увеличению затрат; сложность эксплуатации за счет усложненного регулирования всего технологического процесса.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и снижение его металлоемкости.

Цель достигается за счет выполнения корпуса устройства в виде насадки цилиндрической формы, внутри которой расположены три камеры, разделенные двумя перегородками и снабженные патрубками: нижняя для подачи пара, средняя для подачи воздуха на воздушные форсунки, верхняя для вывода пара. В камерах жестко смонтированы распылительные серные и воздушные форсунки и паровые трубки для обогрева распылителей серы, которые выполнены в виде трубок с лопастями, жестко укрепленными на внутреннем диаметре форсунки под углом 45^о к оси трубки, выходные отверстия которых составляют 0,8-0,9 их внутреннего диаметра, при этом распылительные форсунки для серы закреплены вверху к крышке устройства, а внизу к его донной части, воздушные форсунки закреплены к верхней перегородке нижней камеры, внизу к донной части устройства, а в средней камере смонтированы паровые трубки для обогрева распылителей серы.

Кроме того, цель также реализуется за счет расположения лопастей форсунок относительно друг друга под углом 90^о и снабжения верхней части корпуса фланцем для крепления к серопроводу разливного крана или для крепления в силосной башне.

Из патентно-технической литературы и опыта эксплуатации установок для получения серы не известно о наличии аналогичного технического решения, имеющего идентичные с заявленным решением существенные признаки.

Новизна заявляемого объекта заключается в выполнении корпуса с распылительными серными и воздушными форсунками и паровыми трубками для обогрева распылителей серы и в обеспечении форсунок, выполненных в виде трубок, внутри с лопастями, жестко укрепленными на внутреннем диаметре трубок под углом 45^о к ее оси с выходными отверстиями трубок, равными 0,8-0,9 их внутреннего диаметра, а также в оригинальном креплении всех форсунок в корпусе устройства. Указанные выше существенные признаки в совокупности решают поставленную изобретением цель повышают надежность работы устройства при хорошем качестве полученной гранулированной серы. Устройство отличается от всех предшествующих невысокой металлоемкостью. Таким образом, правомерен вывод о причинно-следственной связи между новыми существенными признаками и достигаемом эффекте от их практической реализации, а значит, и о том, что заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретательского уровня.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез (в аксонометрии); на фиг. 2 показано расположение лопастей в трубках форсунок в разрезе; на фиг.3 лопасти форсунок, вывернутые на 90^о местным разрезом вокруг оси трубки.

Устройство состоит из корпуса 1 цилиндрической формы, к верхней части которого приварен фланец 2 для крепления всего устройства к фланцу серопровода, с другой стороны имеющий выходные отверстия распылительных форсунок для воздуха 3 и серы 4, закрепленных жестко (например, сваркой) к донной части устройства 5. Устройство разделено на 3 камеры.

Первая нижняя камера состоит из основания донной части устройства 5 и перегородки 6, средняя камера содержит перегородку 6 и перегородку 7.

Третья верхняя камера также разделена перегородкой 7 и крышкой 8 устройства. Нижняя камера включает в себя распылительные форсунки для воздуха 3 и серы 4, закрепленные к донной части устройства 5, входные отверстия воздушных распылительных форсунок 3 крепятся жестко в перегородке 6, в которой также закреплены и входные отверстия паровых трубок 9, служащих для обогрева серных форсунок, проходящих через среднюю камеру. Средняя камера включает в себя перегородки 6 и 7. К перегородке 6 крепятся входные воздушные распылительные форсунки 3 и входные концы паровых трубок 9, служащих для обогрева серных распылительных форсунок 4. К перегородке 7 крепятся выходные концы паровых трубок 9. Третья верхняя камера включает в себя перегородку 7 и крышку устройства 8. К перегородке 7 крепятся выходные концы паровых трубок 9, а к верхней крышке 8 выходные концы серных распылительных форсунок 4, через которые подается сера и которые, проходя среднюю камеру внутри паровых трубок, крепятся к донной части 5. Воздушные и серные распылительные форсунки расположены в шахматном порядке относительно друг друга. Отверстия выходных серных форсунок для ясности на фиг.1 заштрихованы. Каждая камера имеет свой патрубок, служащий для подачи и вывода пара, предназначенного для обогрева серных распылительных форсунок, а также патрубок для подачи воздуха.

Патрубок 10 предназначен для подачи пара в нижнюю камеру 1, который, обогревая серные форсунки 4, поступает на вход паровых трубок 9 и обогревает их внутри средней камеры П. Проходя паровые трубки, пар входит в третью верхнюю камеру, где также, обогревая серные форсунки 4, выходит через патрубок второй верхней камеры. Вторая средняя камера также имеет патрубок 12, необходимый для подачи воздуха на входные отверстия воздушных распылительных форсунок 3.

На фиг. 2 изображена распылительная форсунка, которая идентична как для серы, так и для воздуха, имеющую разницу лишь в длине. Внутри распылительных трубок жестко закреплены лопасти 13, расположенные под углом 45^о к оси самой трубки и 90^о по отношению друг к другу. Диаметр выходных отверстий форсунок составляет 0,8-0,9 внутреннего диаметра самих трубок. За счет этого создается небольшое давление после лопастей и струя получается ровной и имеет форму конуса, внутри которого создается пустота за счет вращения потока.

Устройство работает следующим образом.

Пар подается в патрубок 10 нижней камеры 1, который, проходя через нижнюю камеру, служит для обогрева серных форсунок, а затем, проходя внутри паровых трубок 9, поступает в верхнюю камеру, где также обогревает серные форсунки, выходя из патрубка 11 третьей верхней камеры. После прогрева устройства до температуры намного более температуры плавления серы подается воздух во вторую среднюю камеру через патрубок 12, где, проходя воздушные форсунки 3, выходит из устройства струей, имеющей коническую форму, создаваемой лопастями распылителя. Затем сера подается через фланцевые соединения 2 на серные распылительные трубки 4, где проходит их, выходит из устройства струей, имеющей форму конуса, создаваемой лопастями распылителя. При этом давление воздуха должно быть больше на 0,1-0,2 кг/см², чем давление серы, необходимое для разбивания струи серы, где и происходит образование гранул и их охлаждение струей воздуха одновременно. И при выходе из устройства она уже не льется, а сыплется. После окончания работы устройство отключается в обратном порядке.

Сначала отключается сера, потом воздух и только после того, как сольется оставшаяся сера из трубы и устройства, отключается пар. Это делается для того, чтобы избежать застывания оставшейся серы в распылительных трубках и сократить время на разогрев устройства при следующем пуске. Производительность устройства можно повысить увеличив количество трубок и диаметр устройства. При этом высоту можно не увеличивать, увеличивая лишь количество патрубков для подачи пара и воздуха, располагая их диаметрально вокруг устройства. Распылителем серы вместо воздуха в данном случае может с успехом применяться инертный газ азот во избежания взрывов, пожаров и других несчастных случаев. В этом случае производство гранулированной серы и отгрузка могут идти одновременно, независимо друг от друга по непрерывному циклу в силосных башнях.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными заключаются в значительном сокращении затрат и облегчении ручного труда, необходимых для производства одного и того же количества серы, сокращении металлоемкости установки для производства серы, а также времени, необходимого для застывания серы.

Использование: переработка нефти и газа и, в частности, получение гранулированной серы. Сущность изобретения: корпус устройства выполнен цилиндрической формы, внутри которой расположены три камеры, разделенные двумя перегородками и снабженные патрубками: нижняя - патрубком для подачи пара, средняя - для подачи воздуха на воздушные форсунки, верхняя - для вывода пара. В камерах жестко смонтированы распылительные серные и воздушные форсунки и паровые трубки для обогрева распылителей серы, а сами форсунки выполнены в виде трубок с лопастями, жестко укрепленными на внутреннем диаметре форсунки под углом к оси трубки, выходные отверстия которых составляют 0,8 - 0,9 их внутреннего диаметра. Устройство повышает надежность работы, снижает металлоемкость. Устройство может быть также использовано и в других отраслях хозяйства для получения диспергированных материалов. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для получения гранулированной серы, содержащее корпус с патрубком для подачи воздуха и серные форсунки, отличающееся тем, что корпус выполнен цилиндрической формы, разделен двумя перегородками на нижнюю, верхнюю и среднюю камеры и снабжен патрубком для подачи пара в нижнюю камеру, патрубком для вывода пара из верхней камеры, паровыми трубками для обогрева серных форсунок в средней камере и воздушными форсунками, закрепленными верхней частью к перегородке нижней камеры, а нижней частью - к дну корпуса, патрубок для подачи воздуха размещен в средней камере, а серные форсунки верхней частью прикреплены к крышке корпуса, а нижней частью к дну корпуса, при этом серные и воздушные форсунки выполнены в виде трубок с лопастями, жестко укрепленными на внутренних поверхностях трубок под углом 45^o к их оси, а выходные отверстия трубок составляют 0,8 - 0,9 их внутреннего диаметра. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопасти форсунок расположены друг относительно друга под углом 90^o. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен с фланцем в верхней части для крепления его к серопроводу разливного крана или крепления в силосе.