УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОЙ СЕРЫ Российский патент 2002 года по МПК B01J2/02 C01B17/02 

Изобретение относится к области химической промышленности и может быть использовано на предприятиях, получающих элементарную серу в виде готовой продукции.

Известна установка водного гранулирования серы (Технология переработки сернистого природного газа. Справочник. - М. : "Недра", 1993 г. , с. 107-108). Установка водного гранулирования серы представляет собой вертикально установленную емкость, переходящую в нижней части в конусное сужение со шлюзовым регулирующим затвором. В емкость, являющуюся баком гранулятора, непрерывно подается вода, излишки которой отводятся по переливному трубопроводу. В верхней части гранулятора располагается диспергатор, куда через регулируемый затвор поступает жидкая сера. Капли диспергируемой серы, падая вниз, попадают в воду и остывают, кристаллизуясь в гранулы. Гранулы, оседая, скапливаются в конусной части бака гранулятора. Для отделения воды и серной мелочи от кондиционных гранул в установке имеется грохот. Далее гранулы, имеющие повышенную влажность, направляются в сушилку, где происходит выпаривание излишков влаги. Гранулы уже с нормативной влажностью поступают на склад.

Установка имеет следующие недостатки: значительные капитальные затраты при строительстве, необходимость во влагоотделительном механизме (грохоте), необходимость досушивания готовой продукцию в сушилке, наличие большого количества взаимосвязанных технологических параметров, от которых зависит качество и количество готовой продукции, требующих жесткого контроля (температура воды в баке гранулятора, уровень воды в баке гранулятора, постоянный отвод пульпы из бака гранулятора, бесперебойная работа грохота, бесперебойная работа сушилки). Гранулы в такой установке получаются хрупкими и неправильной формы.

Известна установка, где процесс гранулирования протекает в "кипящем слое" (Технология переработки сернистого природного газа. Справочник. - М. : "Недра", 1993 г. , с. 111-112). Установка гранулирования в "кипящем слое" представляет собой вертикальный параллелепипед квадратного сечения, в нижней части переходящий в пирамиду. К вершине этой пирамиды подведены трубы для введения воздуха и имеются сопла, через которые подаются вода и жидкая сера. Охлаждение капель серы происходит в водно-воздушном потоке башни гранулятора. Для отвода гранул, достигших в размере 4-7 мм и выпадающих из потока, имеется затвор для вывода их из гранулятора. Далее гранулы поступают на грохот для отделения готовой продукции от некондиционной, которая вновь возвращается в гранулятор для доукрупнения. Пыль, вынесенная из "кипящего слоя", улавливается циклоном и направляется в плавильник или в бак исходной жидкой серы.

Установка имеет следующие недостатки: значительные капитальные затраты, необходимость наличия грохота, большое количество серной пыли, создающее опасность возникновения взрыва от статистического электричества, сложность управления и обслуживания. Кроме того, требуется сбалансированная подача воды, воздуха и жидкой серы, необходим контроль за работой грохота для отвода готовой продукции и удаления мелочи. Необходим контроль за работой циклона и уровнем жидкой серы в плавильной печи.

Наиболее близким, принятым за прототип, является установка воздушного гранулирования (Технология переработки сернистого газа. Справочник. - М. : "Недра" 1993 г. , с. 114). Эта установка представляет собой цилиндрическую башню высотой 40 - 100 м. В верхней части башни гранулятора установлен диспергатор. Капли жидкой серы из диспергатора падают вниз, в воздушный противоток, создаваемый воздуходувкой, охлаждаются и кристаллизуются, образуя гранулы. Полученные гранулы удаляются из конусной нижней части башни гранулятора на склад.

Данная установка имеет следующие недостатки: большие капитальные затраты при строительстве, наличие большого количества серной пыли, приводящей к опасности возникновения взрыва от статического электричества, необходимость сложной системы очистки восходящего воздуха от серной пыли.

Задачей предлагаемого изобретения является исключение условий образования сухой серной пыли за счет распыления форсунками воды в зоне охлаждения, что устраняет возможность возгорания или взрыва от статического электричества, автоматическое поддержание заданного уровня жидкой серы в диспергаторе за счет установки его на виброплаторму, получение конечного продукта высокого качества с необходимой и управляемой влажностью, обеспечение простоты эксплуатации установки и сокращение капитальных затрат при строительстве.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для получения гранулированной серы, включающей грануляционную башню с установленными в ее верхней части диспергатором и отводящим коллектором, зоной охлаждения и датчиком рабочего уровня жидкой серы, диспергатор установлен на виброплатформу, соединенную с вибратором, и снабжен датчиком блокировки подачи жидкой серы, по внутреннему периметру грануляционной башни размещены водяные форсунки, установленные по всей высоте падения капель жидкой серы и направленные в сторону серного потока для создания зоны озлаждения, причем в нижней части грануляционной башни расположены форсунки доувлажнения серных гранул, вытяжной конус совмещен с общим отводящим коллектором и снабжен вентилятором, а датчики рабочего уровня и блокировки подачи жидкой серы соединены с узлом управления.

Наличие единого коллектора обеспечивает нормативный показатель ПДК воздушной среды на площадке обслуживания диспергатора.

Установка диспергатора на виброплатформу и соединение с вибратором обеспечивают автоматическое поддержание в заданных пределах уровня жидкой серы в диспергаторе и очищение его перфорированного дна от отложений некондиционной серы, забивающих отверстия и препятствующих свободному проходу жидкой серы.

На чертеже представлена схема установки гранулированной серы.

Установка представляет собой полую грануляционную башню 1, верхняя часть которой заканчивается вытяжным конусом 2, по которому пар, образовавшийся в процессе охлаждения серы, отводится по общему отводящему коллектору 3 на утилизацию. Диспергатор 4 устанавливается в верхней части грануляционной башни 1 на виброплатформу 5, снабженную вибратором 6. Над диспергатором располагается вытяжной конус 7, совмещенный с отводящим коллектором 3 и вентилятором 8, обеспечивающим вытяжку газовоздушной смеси над диспергатором в общий отводящий коллектор 3. Жидкая сера подается на установку через запорно-регулирующую арматуру 9, 10 и расходомер 11. Диспергатор имеет датчик максимально допустимого уровня жидкой серы 12 и датчик блокировки подачи жидкой серы 13. Водяные форсунки охлаждения 14 направлены в сторону серного потока и установлены по периметру зоны падения капель жидкой серы до уровня их полной кристаллизации. Вода на форсунки охлаждения подается через запорно-регулирующую арматуру 15, 16 и расходомер 17. В нижней части башни гранулятора расположены форсунки доувлажнения 18. Основание башни гранулятора заканчивается сужением 20 с отверстием для свободного выхода гранул серы, на которые подается вода через клапан 19.

Пример. Установка гранулирования работает следующим образом. Вода с температурой 35^oС через запорно-регулирующую арматуру 15, 16 и расходомер 17 подается на форсунки охлаждения 14. При этом включается вентилятор 8. После выхода на устойчивый водяной режим, контролируемый расходомером 17, на диспергатор 4, через запорно-регулирующую арматуру 9, 10 подается жидкая сера, расход которой контролируется по расходомеру 11. Образовавшая газовоздушная смесь над диспергатором и избыток пара в башне гранулятора, полученный в результате охлаждения жидкой серы водой, по коллектору 3 отводятся на утилизацию. Из диспергатора капли жидкой серы, находясь в свободном падении в корпусе гранулятора 1, проходят зону охлаждения, создаваемую форсунками охлаждения, и, застывая, образуют гранулы. Форсунки охлаждения расположены по периметру падения капель жидкой серы до границы их полной кристаллизации и направлены в сторону серного потока. При недостаточной влажности готовой продукции (гранул) включаются форсунки доувлажнения 18. Влажность гранул поддерживается в пределах 2-3%. Гранулированная сера удаляется через отверстие в сужении 20 основания башни гранулятора и поступает на склад готовой продукции.

Таким образом, распыляя воду форсунками охлаждения в зоне падения капель жидкой серы, создают условия охлаждения и кристаллизации капель серы. При этом серная пыль, образовавшаяся в процессе гранулирования, вместе с избытком пара и газовоздушной смесью над диспергатором по общему отводящему коллектору 3 отводится на утилизацию, тем самым очищается воздух верхней рабочей зоны обслуживания гранулятора. Виброплатформа 5 поддерживает заданный уровень жидкой серы в диспергаторе с помощью датчика рабочего уровня 12, который подает сигнал на включение вибратора 6, при превышении номинального уровня жидкой серой и выключает вибратор по достижении вновь заданного уровня. При возникновении ситуации, когда работа вибратора не обеспечивает падения уровня жидкой серы и ее уровень продолжает повышаться, достигая датчика 13, подается сигнал на закрытие клапана управления 10. Подача жидкой серы на установку прекращается, предотвращая ее перелив через верх диспергатора.

Амплитудно-частотные характеристики вибратора выбирают из конструктивных особенностей диспергатора и виброплатформы в пределах: амплитуда 0,1 - 2,0 мм; частота 10 - 100 Гц.

Предлагаемая установка позволяет:
- исключить взрыво- и пожароопасность процесса за счет распыления в зоне охлаждения воды;
- отводить на утилизацию увлажненную паром серную пыль и газовоздушную смесь над диспергатором;
- получить конечный продукт высокого качества с необходимой и управляемой влажностью гранул, без участия механизмов обезвоживания;
- автоматически поддерживать оптимальный уровень жидкой серы в диспергаторе;
- сократить энергозатраты.

Изобретение относится к области химической промышленности и может быть использовано на предприятиях, получающих элементарную серу в виде готовой продукции. Установка включает грануляционную башню, в верхней части которой на виброплатформе установлен диспергатор. Виброплатформа соединена с вибратором. Для регулирования уровня жидкой серы и включения вибратора при засорении отверстий диспергатора установка снабжена датчиком рабочего уровня и датчиком блокировки подачи жидкой серы, соединенными с узлом управления. По внутреннему периметру башни гранулятора размещены водяные форсунки, создающие зону охлаждения. Форсунки установлены по всей высоте падения капель жидкой серы и направлены в сторону серного потока. В нижней части грануляционной башни расположены форсунки доувлажнения гранул. Вытяжной коллектор, установленный в верхней части грануляционной башни, совмещен с общим отводящим коллектором и снабжен вентилятором. Установка позволяет сделать процесс грануляции экологически чистым, взрыво- и пожаробезопасным, с автоматическим поддержанием уровня жидкой серы в диспергаторе. Гранулы получаются высокого качества и заданной влажности. 1 ил.

Установка для получения гранулированной серы, включающая грануляционную башню с установленными в ее верхней части диспергатором и отводящим коллектором, зоной охлаждения и датчиком рабочего уровня жидкой серы, отличающаяся тем, что диспергатор установлен на виброплатформу, соединенную с вибратором, и снабжен датчиком блокировки подачи жидкой серы, по внутреннему периметру грануляционной башни размещены водяные форсунки, установленные по всей высоте падения капель жидкой серы, и направленные в сторону серного потока для создания зоны охлаждения, причем в нижней части грануляционной башни расположены форсунки доувлажнения серных гранул, вытяжной конус совмещен с общим отводящим коллектором и снабжен вентилятором, а датчики рабочего уровня и блокировки подачи жидкой серы соединены с узлом управления.