СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕРНЫХ ОТЛИВОК Российский патент 1999 года по МПК C01B17/00 

Изобретение относится к газоперерабатывающей, химической и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть применено для производства, хранения и транспортировки элементарной серы.

Наиболее распространенными способами транспортировки элементарной, товарной серы, в настоящее время, является ее транспортировка в жидком и гранулированном виде. К сожалению для своей транспортировки эти виды товарной серы требуют специализированного транспорта:
- жидкая сера - изотермических цистерн с электроподогревом;
- гранулированная сера - вагонов и контейнеров для перевозки гранулированных грузов (например, типа "Хоппер").

К сожалению, степень специализированности эти транспортных средств настолько высока, что обратным рейсом - на предприятие по производству элементарной серы, они как правило идут порожними, вдвое увеличивая транспортные расходы.

Перевозка комовой серы в неспециализированных транспортных средствах (например, в полувагонах и открытых платформах), которые вполне могут использоваться при обратных рейсах, не получила широкого распространения, вследствие больших потерь элементарной серы при:
- разливе серы на специализированных бетонных площадках с целью получения буртов комовой серы (испарение жидкой серы и сублимация твердой);
- вскрытии (разработке) буртов комовой серы (образование серной пыли);
- погрузке и выгрузке комовой серы из железнодорожных вагонов и транспортировке (образование серной пыли и рассеивание ее воздушными потоками).

Эти потери (до трех процентов к общей массе) не только неэкономичны, они наносят ущерб окружающей среде.

Один из традиционных выходов, которые подсказывает практика, является производство серы в отливках. При этом производстве:
- могут использоваться в замкнутом цикле охлаждающие жидкости (например вода), что резко сокращает потери жидкой серы на испарение;
- отпадает необходимость во вскрытии крупных буртов комовой серы;
- при погрузке и выгрузке, при условии сохранения целостности отливок, не образуется серной пыли.

При всем при этом отливки могут загружаться и транспортироваться в неспециализированных транспортных средствах.

Известен традиционный способ получения серы в отливках (М.А.Менковский, В.Т.Яворский "Технология серы", М.: Химия, 1989, с.292).

Для получения серы этим способом расплавленную серу, заливают в специальные охлаждаемые формы. Застывание и охлаждение отливок от поверхности внутрь происходит медленно из-за низкой теплопроводности серы. Это снижает производительность при производстве серных отливок и затрудняет создание отливок большого размера. Последнее немаловажно исходя из необходимости ускорения погрузо-разгрузочных работ.

При кристаллизации серы происходит уменьшение ее объема и как следствие образование пустот, снижающих механическую прочность отливок. Отливки становятся хрупкими и легко разбиваются при погрузо-разгрузочных операциях. Это в свою очередь требует ручного труда и как следствие приводит к резкому удорожания погрузо-разгрузочных работ.

Эти проблемы могут быть решены традиционными путями:
- уменьшения размера отливки (вплоть до производства гранул);
- увеличение размера отливки (вплоть до транспортировки ее в незастывшем виде в изотермических формах).

Оба этих пути уже привели к созданию специализированных транспортных средств, работающих "в один конец".

Парадоксальный способ решения данных проблем состоит в послойном наращивании серной отливки вокруг изначально заданной "пустоты", а защита отливки от механических повреждений "строится" не снаружи отливки, а изнутри ее.

Целью предлагаемого изобретения является создание способа быстрого изготовления серных отливок повышенной прочности и увеличенных размеров для удобной и рациональной их транспортировки без применения специализированных транспортных средств и для работ по быстрой погрузке и выгрузке отливок без применения ручного труда.

Поставленная цель достигается тем, что отливка выполняется путем послойной подачи жидкой серы на вращающийся кристаллизатор цилиндрической формы, при этом застывание серы происходит в тонком слое, мгновенно и без образования пустот, а по окончании изготовления отливки кристаллизатор не отделяется от нее, а используется как оснастка при погрузо-разгрузочных работах и транспортировке.

Установка по производству серных отливок повышенной прочности и увеличенных размеров может быть выполнена следующим образом.

На фиг.1 изображена вращающаяся по часовой стрелке труба 1, выполненная, например, из металла с защитным покрытием, на боковую поверхность которой, последовательно подаются жидкая сера 2 и охлаждающая вода 3.

Отработанная охлаждающая вода 4, под действием сил гравитации скатывается в ванну 5. Вода, оставшаяся на поверхности отливки, вследствие смачивания снимается принудительно путем обдувания поверхности слитка осушенным воздухом 6 и последующего принудительного удаления воздуха 7 с поверхности отливки непосредственно перед нанесением на него очередного слоя жидкой серы 2.

По окончанию процесса "наращивания" отливки, вращение останавливается, металлическая труба освобождается от фиксирующих устройств (например, передней и задней "бабки", как в токарном станке).

С помощью погрузочного устройства (например, тельфера) отливка транспортируется на склад или сразу на неспециализированное транспортное средство (например, открытая железнодорожная платформа). При этом в контакте с захватами погрузочного механизма находится только металлическая труба (кристаллизатор), а сама серная отливка в контакт не входит, что резко снижает вероятность ее разрушения.

На фиг. 2 изображена серная отливка 8, внутри которой находится металлическая труба 1, находящаяся в контакте с захватами 9 погрузочно механизма 10. (То что металлическая труба полая, делает возможным применение и других погрузо-разгрузочных механизмов, например автопогрузчика, имеющего вместо двух вил одну штангу). При достаточно больших размерах серных отливок всего несколько их штук могут заполнить, например, железнодорожную платформу, то есть сам процесс погрузки - выгрузки будет достаточно быстрым и производительным.

Возможное размещение серных отливок на открытой железнодорожной платформе изображено на фиг. 3. При этом серные отливки 8 ставятся на платформе 11 по принципу плотной упаковки и фиксируются короткими стропами 12, стягивающими выступающие концы труб.

По доставке серных отливок к месту назначения, отливки освобождаются от кристаллизатора (при этом возможны различные методы, как термические так и механические). Кристаллизаторы (полые отрезки металлических труб) складируются на открытой железнодорожной платформе и возвращаются к месту производства серных отливок с неизмеримо меньшими издержками по сравнению с гранулированной или жидкой серы (обратный холостой ход изотермических цистерн и специализированных вагонов).

На остальных платформах на предприятие производящее элементарную серу могут доставляться из района потребления элементарной серы необходимые грузы.

Изобретение предназначено для газоперерабатывающей, химической и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при получении, хранении и транспортировке элементарной серы. На боковую поверхность вращающейся по часовой стрелке трубы 1 последовательно подают жидкую серу 2 и охлаждающую воду 3. Отработанная вода 4 сливается в ванну 5. Оставшуюся воду снимают принудительно продувкой осушенным воздухом 6. Отработанный воздух 7 принудительно удаляют с поверхности отливки перед нанесением очередного слоя жидкой серы 2. Способ позволяет получить отливки без пустот. Повышается механическая прочность отливок и экономичность погрузочно-разгрузочных работ. 3 ил.

Способ изготовления серных отливок, отличающийся тем, что отливка выполняется путем послойной подачи жидкой серы на вращающийся кристаллизатор цилиндрической формы, при этом застывание серы происходит в тонком слое, мгновенно и без образования пустот, а по окончании изготовления отливки кристаллизатор не отделяется от нее, а используется как оснастка при погрузо-разгрузочных работах и транспортировке.