CN205367742U - 一种二硫化碳生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种二硫化碳生产线，包括依次相连的反应炉、脱硫器、冷凝器和洗气机；反应炉包括第一炉体，第一炉体上设有液硫入口、二硫化碳气体出口、半焦投料口及第一出渣管；脱硫器包括内部设有L型隔板的壳体，壳体上设有脱硫气体入口、脱硫气体出口、第二出渣管、液硫出口及液硫流出管，壳体上围液硫出口固定有矩形槽；冷凝器包括左、右两根主管及分管，左侧主管上设有冷凝气体入口，右侧主管上设有冷凝气体出口和冷凝液体出口；洗气机包括筒体，筒体上设有洗气进气管、调空管、洗气出气管及二硫化碳流出口。本生产线提高了热能利用率，对气体的吸收效果提高了3-5倍，大大强化了脱硫效果，对尾气进行合理的净化。

Description

一种二硫化碳生产线

技术领域

本实用新型涉及二硫化碳生产技术领域，具体是一种二硫化碳生产线。

背景技术

二硫化碳是一种重要的化工原料，主要用于生产人造丝纤维、农药及橡胶制品行业。工业上生产二硫化碳普遍应用的工艺是半焦法（亦称铁甑法，所用铁甑即为二硫化碳反应炉），半焦法生产二硫化碳的工艺存在如下缺点：1）反应炉吞吐量小：每套生产线每日仅产二硫化碳0.4-0.5吨。2）反应炉中气压较高：该工艺中，脱硫器要求反应炉中的气体有较大压强，比1个大气压大出60毫米高硫磺液柱压强，这使得反应炉出渣管出口的密封和半焦投料口的密封产生难度；经常从密封圈周围跑掉二硫化碳气体，既损失二硫化碳气体，又造成环境污染，二硫化碳气体易燃易爆，带压操作很不安全。3）尾气中二硫化碳气体回收效果不好，没有很好的解决方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有二硫化碳生产线中存在的问题，而提供一种二硫化碳生产线。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种二硫化碳生产线，包括反应炉、脱硫器、冷凝器和洗气机；

所述的反应炉包括第一炉体，第一炉体的顶板上在其左端设有液硫入口、在其右端设有二硫化碳气体出口、在液硫入口和二硫化碳气体出口之间均布设有若干个半焦投料口，第一炉体的右侧板上在其底端设有第一出渣管；第一炉体的内外表面上均布固定有若干支撑筋并且内外表面上都抹有耐火水泥层，支撑筋作为骨架置于耐火水泥层内；

所述的脱硫器包括壳体，壳体的四个侧板及底板上设有保温夹套（保温夹套中有150℃左右的循环导热油）；壳体的顶板上在其左端设有脱硫气体入口、右端设有脱硫气体出口，壳体的底板上设有第二出渣管；壳体内位于脱硫气体入口与脱硫气体出口之间的位置设有L型隔板，L型隔板的顶边与壳体的顶板密封连接，L型隔板的侧边分别与壳体的前后侧板密封连接；壳体的右侧板上或者左侧板上高于L型隔板的横板的位置设有液硫出口，液硫出口上连接有置于壳体内且向下倾斜设置的液硫流出管；壳体的右侧板外壁上或者左侧板外壁上围液硫出口固定有矩形槽；脱硫器上的脱硫气体入口与反应炉上的二硫化碳气体出口连接相通，液硫出口处的矩形槽下方设有硫磺池；

所述的冷凝器包括左、右两根主管，两根主管之间设置有若干根与主管相通且平行设置的分管，左侧主管上设有冷凝气体入口，右侧主管上设有冷凝气体出口和冷凝液体出口；冷凝器上的冷凝气体入口与脱硫器上的脱硫气体出口连接相通，冷凝器上的冷凝液体出口连接有液体储缸，冷凝器的整体浸没于水池中；

所述的洗气机包括筒体，筒体的顶板上设有洗气进气管、调空管和洗气出气管，其中，洗气进气管的底部管口下伸至筒体内，调空管上设有调空阀，洗气出气管上设有引风机；筒体筒壁的底部开设有清渣口，筒壁***清渣口设有斗槽，斗槽的顶部槽口高于清渣口的顶部；筒体底部筒壁上设有带阀门的二硫化碳流出口；洗气机上的洗气进气管与冷凝器上的冷凝气体出口连接相通，引风机另一端与克劳斯脱硫器连接。

对于本实用新型中的反应炉体：

传统铁甑是用生铁铸造而成的且由上下五节单体组成，而本实用新型中的反应炉体是由钢板焊接制作而成的整体炉体气密性，抗腐蚀性、耐用性更强。传统铁甑安装时，必须外加120mm的保温套，用以防止或减少铁甑外表面在高温下的氧化腐蚀；而本实用新型则是在反应炉体内外表面焊接支撑筋并涂抹耐火水泥层，内表面抵抗硫磺气体的腐蚀，而外表面抵抗供热气体的氧化腐蚀，安装时免去了保温套，直接加热，省时省力，而且还大大提高了热传递的效率。本实用新型中的反应炉体与传统铁甑相比，容积倍增，其高和宽基本不变，而长度加倍，具体可根据供热方式及供热能力的不同而调整容积增加的倍数。以及耐火水泥进行表面处理的部位和面积大小。对于传统铁甑加热时，热气体从铁甑的一侧流经铁甑后进入另一侧的烟道（火膛和烟道分设于炉体的两侧），因铁甑的长度短（约1m），所以热交换时间短，热传递效率极低，而本实用新型中的反应炉体长度倍增，来自火膛的热气体流经炉体而后进入烟道的时间倍增，大大提高了热量的有效作用时间，从而提高了热能利用率。

本实用新型的反应炉中，炉壁的材质可选择316不锈钢板、普通钢板或锰板，当炉壁选择316不锈钢板时，其厚度选择4-6mm为宜，当炉壁选择普通钢板或锰板时，其厚度选择19-21mm为宜；炉体的耐火水泥层的厚度选择5-20mm为宜。

对于本实用新型中的脱硫器：

脱硫器内设有L型挡板，L型挡板将壳体上部空间隔为室1和室2两部分，室1中的气体中硫磺气体较浓，进入室2后绝大部分被液硫吸收，所剩甚微。L型挡板底部的横板为脱硫板，其对脱硫效果起着决定性的作用，实际使用时，其横板浸入液硫中20mm左右，室1中的硫磺气体在较小的压力下则可顺着横板进入室2中，横板横向尺寸有多长，硫磺气体进入液硫中流动的路程就有多长，本实用新型中横板的长度设计为400mm为宜，硫磺气体在较小的压力下就可以在液硫之中流动400mm的距离，这一段距离为硫磺气体的吸收带，这样就给了硫磺气体和液硫充分的接触机会和时间，对脱硫效果起到关键作用。总之，该脱硫器的附加压力小（即气体浸入到液硫中所需的压力小），而脱硫效果又非常好。

反观现有传统的脱硫器，其结构如图6所示，脱硫器上的气体输入管（100）底端的出口***到脱硫器内部且置于液体硫磺液面以下，二硫化碳气体携带未冷凝的硫磺气体在一定压力下从气体输入管（100）出口进入液体硫磺中，其中大部分硫磺气体被液硫吸收。气体输入管（100）出口低于液硫液面h毫米（一般为60毫米），有如下等式：P1=1个大气压+h毫米高硫磺液柱压强，其中P1为气体输入管（100）中气体压强、h为气体输入管（100）***液流中的深度。当气体输入管（100）中压强比1个大气压大出h毫米高硫磺液柱压强时，气体输入管（100）中的气体才会从气体输入管（100）出口流出进入到h毫米深的液硫中，二硫化碳气体从液硫中出来进入气体输出管（101），在此流动过程中，硫磺气体大部分被液硫吸收。气体输出管（101）中的气压为1个大气压，因其最终与大气联通。流出管（102）出口液硫液面作用着1个大气压，该液面与脱硫器内部液硫液面保持水平。气体输入管（100）中的气体压强为1个大气压时，气体输入管（100）中液体硫磺液面与气体输入管（100）外硫磺液面水平一致。只有当气体输入管（100）中的气体压强大到把气体输入管（100）中的全部液硫压出管外时，气体输入管（100）中的气体才会从其出口流出而经过气体输入管（100）外的液硫层后进入脱硫器内的上部空间，进一步流入到气体输出管（101）中。此外，流出管（102）裸露在脱硫器外部的长度比较长，需要在其外专门设计保温套进行保温处理。

本实用新型的脱硫器中的液硫流出管的作用是壳体内液体硫磺可以流出壳体外，而壳体内的气体出不去，壳体外的空气进不来，因此液硫流出管需深入到液体中足够的深度，而且液硫流出管设于壳体内部，其好处是不需要对其专门保温。壳体外的液硫出口处设有矩形槽，矩形槽的槽底与液硫出口最低处处于同一水平，矩形槽又称液硫液位调节槽，如矩形槽内置一块10mm高的堵块，则室2中硫磺液面升高10mm，如此室2中液硫液位高低可随意灵活的进行调节，起到掌控脱硫器内室1中气体压力大小的作用以及脱硫效果好坏的作用。脱硫器底部设有第二出渣管，开启第二出渣管阀门可排出其内的杂质。

本实用新型中的脱硫器中，L型隔板的横板为倾斜设置，横板的外端边高于内端边（即L型隔板的竖板和横板之间的夹角小于90度），但外端边不高于液硫出口的位置，并且横板上靠外端边的部分均布开设有若干透气孔（透气孔设计于离竖板300-400mm的范围内为宜）。横板设计成略微倾斜状，进一步方便气体在液硫中的流动，使其流动更加顺畅，同时硫磺气体的吸收效果也更好；横板上均布有若干透气孔，一部分二硫化碳气体可以从这些透气孔中通过后进入到室2的上部空间，而另一部分二硫化碳气体则从横板的外端边进入到室2中，这样就能使液硫中的气体均匀散开，不仅有利于二硫化碳气体的溢出，而且有利于硫磺气体更好的溶于液硫中。

对于本实用新型中的洗气机：

工作时，从斗槽注满水，启动引风机，斗槽内水面下降，筒体内水面上移，洗气进气管内水面往下降当洗气进气管内水面降至管口时，洗气进气管中气体开始溢出管外，从水中向上溢出，进入筒体上部空间，在引风机的作用下，筒体上部空间产生一定的真空度，尾气从洗气进气管进入水中的过程中，其中的二硫化碳气体直接被水冷凝成液体，液体二硫化碳比水重且不溶于水，因此液体二硫化碳聚集在洗气机筒体底部，够一定数量则可打开底部阀门流入二硫化碳储罐中，而其它气体则离开水中被引风机吸走。筒体上部设有调空阀，开启该阀门则可降低筒体内真空度，调空阀开大开小可以起到调节真空度大小的作用。可见，洗气机可以把微量的二硫化碳气体用水直接冷凝，起到很好的回收效果。同时可对尾气产生调节真空度大小，提供一定负压的作用，在不影响脱硫器脱硫效果的情况下，使反应炉处于微负压状态安全生产。

洗气机处于工作状态时的压力示意图如图5所示，其中的等量关系有：h₂+P₂=1个大气压P，h₁+P₂=P₃，由此可以得出h₁＜h₂时，P₃＜1个大气压P。

本实用新型的洗气机中，在洗气进气管上连接有与大气连通且设有阀门的排空管。排空管的设置能更好的调节对尾气产生的负压。

本实用新型中的反应炉与传统铁甑相比，容积倍增，其高和宽基本不变，而长度加倍，大大提高了热量的有效作用时间，从而提高了热能利用率，同时二硫化碳的产量也翻了数倍。本实用新型中的脱硫器与传统脱硫器相比，其附加压力减小到传统脱硫器的三分之一，而对气体的吸收效果提高了3-5倍。本实用新型中的洗气机填补了传统二硫化碳生产线中对尾气处理的空白，洗气机可以把二硫化碳气体用水直接冷凝，起到很好的回收效果，同时可对尾气产生调节真空度大小，提供一定负压的作用，在不影响脱硫器脱硫效果的情况下，使反应炉处于微负压状态安全生产。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中反应炉的结构示意图。

图3为本实用新型中脱硫器的结构示意图。

图4为本实用新型中冷凝器的结构示意图。

图5为本实用新型中洗气机的结构示意图。

图6为传统脱硫器的结构示意图。

图中：1-反应炉、1-1-炉体、1-2-液硫入口、1-3-二硫化碳气体出口、1-4-半焦投料口、1-5-第一出渣管、1-6-支撑筋、1-7-耐火水泥层；

2-脱硫器、2-1-壳体、2-2-保温夹套、2-3-脱硫气体入口、2-4-脱硫气体出口、2-5-第二出渣管、2-6-L型隔板、2-7-液硫出口、2-8-液硫流出管、2-9-矩形槽；

3-冷凝器、3-1-主管、3-2-分管、3-3-冷凝气体入口、3-4-冷凝气体出口、3-5-冷凝液体出口；

4-洗气机、4-1-筒体、4-2-洗气进气管、4-3-调空管、4-4-洗气出气管、4-5-调空阀、4-6-引风机、4-7-清渣口、4-8-斗槽、4-9-二硫化碳流出口、4-10-排空管；

5-硫磺池、6-液体储缸、7-水池；

100-气体输入管、101-气体输出管、102-流出管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的描述：

如图1所示，一种二硫化碳生产线，包括反应炉1、脱硫器2、冷凝器3和洗气机4。

所述的反应炉1如图2所示，其包括炉体1-1，炉体1-1的顶板上在其左端设有液硫入口1-2、在其右端设有二硫化碳气体出口1-3、在液硫入口1-1和二硫化碳气体出口1-2之间均布设有若干个半焦投料口1-4，炉体1-1的右侧板上在其底端设有第一出渣管1-5；炉体1-1的内外表面上均布固定有若干支撑筋1-6并且内外表面上都抹有耐火水泥层1-7，支撑筋1-6作为骨架置于耐火水泥层1-7内；具体实施时，炉体1-1的长、宽、高分别为3m、800mm、3.5m；炉体1-1的炉壁为316不锈钢板、316TI不锈钢板或锰板，当炉壁为316不锈钢板或316TI不锈钢板时，炉壁厚度为4-6mm，当炉壁为锰板时，炉壁的厚度为19-21mm；耐火水泥层1-7的厚度为5-20mm，其内的支撑筋可选择螺钉。

所述的脱硫器2如图3所示，其包括壳体2-1，壳体2-1的四个侧板及底板上设有保温夹套2-2；壳体2-1的顶板上在其左端设有脱硫气体入口2-3、右端设有脱硫气体出口2-4，壳体2-1的底板上设有第二出渣管2-5；壳体2-1内位于脱硫气体入口2-3与脱硫气体出口2-4之间的位置设有L型隔板2-6，L型隔板2-6的顶边与壳体2-1的顶板密封连接，L型隔板2-6的侧边分别与壳体2-1的前后侧板密封连接；壳体2-1的右侧板上或者左侧板上高于L型隔板2-6的横板的位置设有液硫出口2-7，液硫出口2-7上连接有置于壳体2-1内且向下倾斜设置的液硫流出管2-8；壳体2-1的右侧板外壁上或者左侧板外壁上围液硫出口2-7固定有矩形槽2-9；脱硫器2上的脱硫气体入口2-3与反应炉1上的二硫化碳气体出口1-3连接相通，液硫出口2-7处的矩形槽2-9下方设有硫磺池5；具体实施时，L型隔板2-6的横板为倾斜设置，横板的外端边高于内端边，但外端边不高于液硫出口2-7的位置，一般横板的内端边低于液硫出口2-7所在水平线20mm，并且横板上靠外端边的部分均布开设有若干透气孔。

所述的冷凝器3如图4所示，其包括左、右两根主管3-1，两根主管3-1之间设置有若干根与主管3-1相通且平行设置的分管3-2，左侧主管3-1上设有冷凝气体入口3-3，右侧主管3-1上设有冷凝气体出口3-4和冷凝液体出口3-5；冷凝器3上的冷凝气体入口3-3与脱硫器2上的脱硫气体出口2-4连接相通，冷凝器3上的冷凝液体出口3-5连接有液体储缸6，冷凝器3的整体浸没于水池7中。

所述的洗气机4如图5所示，其包括筒体4-1，筒体4-1的顶板上设有洗气进气管4-2、调空管4-3和洗气出气管4-4，其中，洗气进气管4-2的底部管口下伸至筒体4-1内，调空管4-3上设有调空阀4-5，洗气出气管4-4上设有引风机4-6；筒体4-1筒壁的底部开设有清渣口4-7，筒壁***清渣口4-7设有斗槽4-8，斗槽4-8的顶部槽口高于清渣口4-7的顶部；筒体4-1底部筒壁上设有带阀门的二硫化碳流出口4-9；洗气机4上的洗气进气管4-2与冷凝器3上的冷凝气体出口3-4连接相通，引风机4-6另一端与克劳斯脱硫器连接。具体实施时，所述的洗气机4中，在洗气进气管4-2上连接有与大气连通且设有阀门的排空管4-10。筒体4-1为圆柱形筒体，直径为800mm、高为1260mm；洗气进气管4-2的底部管口下伸至筒体4-1内，伸入长度为600mm；清渣口4-7的高度为560mm、宽为500mm，斗槽4-8的高度为760mm。

Claims (4)

1.一种二硫化碳生产线，包括反应炉（1）、脱硫器（2）、冷凝器（3）和洗气机（4），其特征在于：

所述的反应炉（1）包括第一炉体（11-），第一炉体（1-1）的顶板上在其左端设有液硫入口（1-2）、在其右端设有二硫化碳气体出口（1-3）、在液硫入口（1-1）和二硫化碳气体出口（1-2）之间均布设有若干个半焦投料口（1-4），第一炉体（1-1）的右侧板上在其底端设有第一出渣管（1-5）；第一炉体（1-1）的内外表面上均布固定有若干支撑筋（1-6）并且内外表面上都抹有耐火水泥层（1-7），支撑筋（1-6）作为骨架置于耐火水泥层（1-7）内；

所述的脱硫器（2）包括壳体（2-1），壳体（2-1）的四个侧板及底板上设有保温夹套（2-2）；壳体（2-1）的顶板上在其左端设有脱硫气体入口（2-3）、右端设有脱硫气体出口（2-4），壳体（2-1）的底板上设有第二出渣管（2-5）；壳体（2-1）内位于脱硫气体入口（2-3）与脱硫气体出口（2-4）之间的位置设有L型隔板（2-6），L型隔板（2-6）的顶边与壳体（2-1）的顶板密封连接，L型隔板（2-6）的侧边分别与壳体（2-1）的前后侧板密封连接；壳体（2-1）的右侧板上或者左侧板上高于L型隔板（2-6）的横板的位置设有液硫出口（2-7），液硫出口（2-7）上连接有置于壳体（2-1）内且向下倾斜设置的液硫流出管（2-8）；壳体（2-1）的右侧板外壁上或者左侧板外壁上围液硫出口（2-7）固定有矩形槽（2-9）；脱硫器（2）上的脱硫气体入口（2-3）与反应炉（1）上的二硫化碳气体出口（1-3）连接相通，液硫出口（2-7）处的矩形槽（2-9）下方设有硫磺池（5）；

所述的冷凝器（3）包括左、右两根主管（3-1），两根主管（3-1）之间设置有若干根与主管（3-1）相通且平行设置的分管（3-2），左侧主管（3-1）上设有冷凝气体入口（3-3），右侧主管（3-1）上设有冷凝气体出口（3-4）和冷凝液体出口（3-5）；冷凝器（3）上的冷凝气体入口（3-3）与脱硫器（2）上的脱硫气体出口（2-4）连接相通，冷凝器（3）上的冷凝液体出口（3-5）连接有液体储缸（6），冷凝器（3）的整体浸没于水池（7）中；

所述的洗气机（4）包括筒体（4-1），筒体（4-1）的顶板上设有洗气进气管（4-2）、调空管（4-3）和洗气出气管（4-4），其中，洗气进气管（4-2）的底部管口下伸至筒体（4-1）内，调空管（4-3）上设有调空阀（4-5），洗气出气管（4-4）上设有引风机（4-6）；筒体（4-1）筒壁的底部开设有清渣口（4-7），筒壁***清渣口（4-7）设有斗槽（4-8），斗槽（4-8）的顶部槽口高于清渣口（4-7）的顶部；筒体（4-1）底部筒壁上设有带阀门的二硫化碳流出口（4-9）；洗气机（4）上的洗气进气管（4-2）与冷凝器（3）上的冷凝气体出口（3-4）连接相通，引风机（4-6）另一端与克劳斯脱硫器连接。

2.根据权利要求1所述的一种二硫化碳生产线，其特征在于：所述的反应炉（1）中，炉壁为316不锈钢板、普通钢板或锰板。

3.根据权利要求1所述的一种二硫化碳生产线，其特征在于：所述的脱硫器（2）中，L型隔板（2-6）的横板为倾斜设置，横板的外端边高于内端边，但外端边不高于液硫出口（2-7）的位置，并且横板上靠外端边的部分均布开设有若干透气孔。

4.根据权利要求1所述的一种二硫化碳生产线，其特征在于：所述的洗气机（4）中，在洗气进气管（4-2）上连接有与大气连通且设有阀门的排空管（4-10）。