專利名稱：一種由硫蒸氣制備硫磺的設備的制作方法
技術領域：
一種由硫蒸氣制備硫磺的設備技術領域[0001]本實用新型屬于有色金屬冶金生產設備領域，具體涉及一種由硫蒸氣制備硫磺的設備，主要用于鑰深加工領域。
背景技術：
[0002]在以輝鑰礦為原料采用真空分解工藝制備高純超細金屬鑰粉的過程中，首先是制備有色金屬雜質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、對球團進行干燥；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、恒溫時間80 240min的條件下,將輝鑰礦進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，高溫真空分解也產生占原料40%的硫蒸氣，硫蒸氣不能直接釋放到空氣中，需冷卻回收，否則將污染環境、浪費資源，而且硫磺粉塵在空氣中含量大于35mg/m3時，遇見火星會引起爆炸，威脅生產環境安全，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則固化成為固態的硫磺，固態硫磺易于收集包裝，且在固化過程中，硫蒸氣攜帶的部分雜質成分因不能冷凝而被除去，也實現了對硫磺的凈化提純，因此工業上常采用冷凝冷卻設備將硫蒸氣先冷卻再進行硫磺收集。[0005]關于硫磺的冷卻收集設備，已公開的技術文獻很多，201120470746. O、 201120175305. 8,201120083447. 1,200720191389. 8等公開的技術方案中，采用臥式列管式單級或多級冷凝冷卻器，多級獨立或同殼，兩端封頭、中部若干橫置列管，管程冷凝氣態硫， 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，冷卻部分設冷卻管，冷卻部分、捕集部分下端通過管路相連，捕集部分出口安裝霧狀硫捕集絲網；201010134670. 4公開了一種冷凝固化可切換再生硫磺回收分離工藝，設備由主固化再生硫磺分離器、備固化再生硫磺分離器、旋風除塵器等組成，主固化器分離大部分液硫，小部分氣體經旋風去硫粉和硫粒，備固化器將未完全分離硫進行固化、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，運行中循環切換分離器即可。[0006]上述技術中的硫磺冷卻收集設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程，經過反應處理后的硫蒸氣一般與其他復雜過程氣或工藝氣如H2S、SO2, CO2, CS2、水蒸汽等混合在一起，因此硫冷卻收集工藝過程復雜，硫磺裝置投資大、占地面積多，且裝置結構復雜。[0007]在輝鑰礦真空分解制備金屬鑰粉過程中，產生的占原料40%的硫蒸氣成分相對簡單，除原料輝鑰礦中攜帶的少量金屬雜質外，幾乎全部是純凈的單質硫，上 述公開技術中的冷凝收集設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。實用新型內容[0008]本實用新型的目的在于提供一種由硫蒸氣制備硫橫的設備，首先將硫蒸氣引入硫蒸氣冷凝回收器中冷凝為固態硫磺，并通過調整換熱介質溫度在硫磺凝固點以上使固態硫磺液化并進入硫磺收集器中獲得硫磺，硫蒸氣中攜帶的少量雜質則被過濾器捕集，實現硫的回收并最大限度減少雜質顆粒排入大氣可能造成的環境污染，利于環境保護。[0009]為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案[0010]—種由硫蒸氣制備硫磺的設備，所述的由硫蒸氣制備硫磺的設備包括硫蒸氣冷凝回收器、硫磺收集器、過濾器和真空泵；所述的硫蒸氣冷凝回收器，在殼體上部設置有硫蒸氣入口管，殼體下部設置有液態硫出口管和雜質氣體出口管，殼體內自上而下設置有兩層以上的中空換熱套，換熱套與殼體內壁之間設有通道，所述通道在殼體相對應的兩端內壁交錯排列設置；換熱套內的中空區分別與換熱介質進口管和換熱介質出口管連通；所述液態硫出口管與硫磺收集器連通，所述液態硫出口管上設有閥門I ;雜質氣體出口管通過閥門II與過濾器連通；過濾器和真空泵通過真空管道連通。[0011 ] 一種由硫蒸氣制備硫磺的設備，所述換熱套內的中空區設有導流槽結構的換熱介質流道。換熱介質由換熱介質進口管進入換熱介質流道內，沿換熱介質流道流動，與流經換熱套外的硫蒸氣接觸，使氣態硫冷凝為固態硫磺或者使固態硫磺液化為液硫，換熱后的換熱介質則由換熱介質出口管流出。設置導流槽結構的換熱介質流道能防止換熱介質在中空區走短路，強化換熱效果。[0012]一種由硫蒸氣制備硫磺的設備，所述換熱套為向下傾斜設置，換熱套的傾角α為 I 5°。傾角的設置利于固態硫磺液化時液態硫的向下流動。[0013]一種由硫蒸氣制備硫磺的設備，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。設置防粘防腐蝕涂層使液態硫不會粘結在換熱套表面。[0014]一種由硫蒸氣制備硫磺的設備，所述硫磺收集器設有水冷夾層，利于液態硫冷卻為硫磺。[0015]本實用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設備，首先將硫蒸氣引入硫蒸氣冷凝回收器中冷凝為固態硫磺，并通過調整換熱介質溫度在硫磺凝固點以上使固態硫磺液化并進入硫磺收集器中獲得硫磺，使用時硫蒸氣先冷凝固化為固態硫磺并集聚在換熱套上，換熱套成為硫磺收集器，調整換熱介質溫度在硫磺凝固點以上使固態硫磺液化后，換熱套又成為液態硫下降階梯。本實用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設備，各層換熱套的換熱介質進口管和換熱介質出口管可采用串聯形式連接，即換熱介質依次自下而上流經各層換熱套進行換熱。 本實用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設備，使用中換熱介質可以為水、導熱油或其他介質，如換熱介質為水時，進行硫蒸氣冷凝時，通入換熱套的是常溫水，進行固態硫磺液化時，通入換熱套的是硫磺凝固點以上溫度的水蒸汽，如換熱介質為導熱油時，進行硫蒸氣冷凝時，通入換熱套的是低溫導熱油如60°C的導熱油，進行固態硫磺液化時，通入換熱套的是硫磺凝固點以上溫度的導熱油如140°C的導熱油，只要能實現硫的凝固或液化即可。[0016]采用本實用新型的由硫 蒸氣制備硫磺的設備對輝鑰礦真空分解制備金屬鑰粉工藝中產生的硫蒸氣進行冷凝回收制備硫磺，至少具有以下有益效果[0017]1、實現硫的有效收集[0018]本實用新型中，硫蒸氣進入硫蒸氣冷凝回收器內與換熱套內的換熱介質換熱，快速、安全地迅速凝結為固態硫，調整換熱介質溫度在硫磺凝固點以上時，固態硫液化，液態硫則進入硫磺收集器中收集獲得硫磺，實現氣態硫的有效收集，便于回收利用，硫的回收率在99. 9%以上。[0019]2、減少環境污染[0020]本實用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設備，在有效將氣態硫收集的同時，在冷卻及收集硫磺過程中不需水洗滌，不造成二次處理廢水或二次污染，不產生廢硫膏，消除了雜質硫對環境的污染；硫蒸氣攜帶的少量雜質則被過濾器收集，不直接排入大氣，也減少了大氣的粉塵污染。[0021]3、設備操作安全方便[0022]本實用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設備，采用真空泵的抽力作為硫蒸氣向硫蒸氣冷凝回收器流動的動力，無其他運轉機械設備和藥劑消耗，維修工作量小，運行費用低；作業過程中換熱介質溫度的調整不存在設備管線堵塞停車現象，能夠保證設備長周期連續穩定運行。
[0023]圖1為本實用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設備整體結構示意圖。[0024]圖2為圖1的由硫蒸氣制備硫磺的設備中硫蒸氣冷凝回收器具體結構示意圖。[0025]圖3為圖2的A-A剖面圖。[0026]圖4為本實用新型的換熱套中·空區結構及換熱介質流經換熱套中空區流動狀態示意圖。[0027]圖5為本實用新型的換熱介質流道結構及換熱介質流經換熱介質流道流動狀態示意圖。[0028]圖6為本實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、液態硫出口管；5、雜質氣體出口管；6、換熱套；6-1中空區；7-1、換熱介質進口 ；7-2、換熱介質出口 ；7-3、換熱介質流道；8、通道；9、硫磺收集器；10、過濾器；11、真空泵；12、閥門I ;13、閥門II ;14、真空管道；15、雜質出口 ；α、傾角；圖中箭頭表示換熱介質流向。
具體實施方式
·[0030]
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步闡述，但本實用新型的保護范圍包括但不限于此。[0031]本實用新型的由硫蒸氣制備硫磺的設備整體結構如圖1所示，由硫蒸氣制備硫磺的設備包括硫蒸氣冷凝回收器1、硫磺收集器9、過濾器10和真空泵11 ;硫蒸氣冷凝回收器 I的液態硫出口管4與硫磺收集器9連通；硫出口管4上設有閥門I 12 ;硫蒸氣冷凝回收器I的雜質氣體出口管5通過閥門II 13與過濾器10連通；過濾器10和真空泵11通過真空管道14連通；硫蒸氣冷凝回收器I的上部設有硫蒸氣入口管3 ;過濾器10的下部設有雜質出口 15。[0032]硫蒸氣冷凝回收器I具體結構如圖2所示，圖3為圖2的A-A剖面圖，在殼體2上部設置有硫蒸氣入口管3，殼體2下部設置有液態硫出口管4和雜質氣體出口管5，殼體2 內自上而下設置有兩層以上的中空換熱套6，換熱套6與殼體2內壁之間設有通道8，通道 8在殼體2相對應的兩端內壁交錯排列設置；在硫蒸氣冷凝回收器I中，由硫蒸氣入口管3 進入硫蒸氣冷凝回收器I的硫蒸氣在經過通道8時形成一種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硫橫并集聚在換熱套6上,換熱套6成為硫橫收集器，調整換熱介質溫度在硫橫凝固點以上使固態硫磺液化后，換熱套6成為液態硫下降階梯，硫蒸氣冷凝回收器I既是硫蒸氣冷凝器又是固態硫液化器；[0033]圖4示出了換熱套6內的中空區6-1的具體結構，中空區6-1即換熱套6的內部夾層，中空區6-1分別與換熱介質進口管7-1和換熱介質出口管7-2連通；圖4中箭頭顯示出換熱介質流經換熱套中空區6-1的流動狀態，換熱介質由換熱介質進口管7-1進入中空區6-1內，在中空區6-1進行直線或曲線流動，流動過程中與流經換熱套6外的硫蒸氣或固態硫磺換熱，使硫蒸氣冷凝為固態硫磺并積聚收集在換熱套6表面,或者使固態硫磺液化為液硫后向下流入硫磺收集器9，換熱后的換熱介質則由換熱介質出口管7-2流出；[0034]圖5為本實用新型的換熱介質流道結構及換熱介質流經換熱介質流道流動狀態示意圖，在換熱套6的中空區6-1設有導流槽結構的換熱介質流道7-3，換熱介質由換熱介質進口管7-1進入換熱介質流道7-3內，沿換熱介質流道7-3流動，與流經換熱套6外的硫蒸氣或固硫硫磺換熱，使硫蒸氣冷凝為固態硫磺并積聚收集在換熱套6表面，或者使固態硫磺液化為液硫后向下流入硫磺收集器9，換熱后的換熱介質則由換熱介質出口管7-2流出。[0035]如圖6所示，換熱套6可以向下傾斜設置，這時換熱套6有一個傾角α，α大于 5°時，換熱套6沿通道8方向下沉，換熱介質易在下沉區域形成死角，不利于換熱；實踐證明，傾角α在I 5°既利于換熱，也利于液化后的液態硫下流。[0036]本實施例中，傾角α為2°，而且，在換熱套6表面設有防粘防腐蝕的聚四氟乙烯涂層，液態硫不會粘結，利于向下流動，硫磺收集器9設有水冷夾層，過濾器10采用袋式過濾器。[0037]采用圖1的由硫蒸氣制備硫磺的設備冷卻收集輝鑰礦真空分解制備金屬鑰粉工藝中產生的硫蒸汽的過程如下[0038]打開真空泵11及閥門II 13，保持閥門I 12為關閉，同時向換熱套6內通入常溫導熱油作為換熱介質，硫蒸氣冷凝回收器1、雜質氣體出口管5、過濾器10、真空管道14、真空泵11為連通狀態，硫蒸氣自硫蒸氣入口管3進入硫蒸氣冷凝回收器I內，快速冷凝固化為固態硫磺并集聚在換熱套6表面，硫蒸氣攜帶的少量雜質因不冷凝而分離出來，在真空泵11的抽力下進入過濾器10內被過濾收集下來,從雜質出口 15收集雜質；當硫蒸氣冷凝完成后，將真空泵11、閥門II 13關閉，開啟閥門I 12，調整換熱介質為150°C導熱油，集聚于換熱套6表面的固態硫磺液化并向下流動，液態硫自液態硫出口管4全部進入硫磺收集器 9內，待硫橫收集器9內的硫全部凝固為硫橫后，取出包裝。[0039]實踐證明，在輝鑰礦真空分解制備金屬鑰粉工藝過程中，在獲得產品金屬鑰粉的冋時，還從由硫蒸氣制備硫橫的設備的硫橫收集器內收集到純 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，達到了設備設計的效果。[0040]需要說明的是本說明書中所提及但未詳述的設備均采用所述領域的現有設備， 只要能實現本實用新型中所述的功能即可 。
權利要求1.一種由硫蒸氣制備硫磺的設備，其特征在于所述的由硫蒸氣制備硫磺的設備包括硫蒸氣冷凝回收器(I)、硫磺收集器(9)、過濾器(10)和真空泵(11);所述的硫蒸氣冷凝回收器(1)，在殼體(2)上部設置有硫蒸氣入口管(3)，殼體(2)下部設置有液態硫出口管(4) 和雜質氣體出口管(5)，殼體(2)內自上而下設置有兩層以上的中空換熱套(6)，換熱套(6) 與殼體(2)內壁之間設有通道(8)，所述通道(8)在殼體(2)相對應的兩端內壁交錯排列設置；換熱套(6)內的中空區(6-1)分別與換熱介質進口管(7-1)和換熱介質出口管(7-2) 連通；所述液態硫出口管(4 )與硫磺收集器(9 )連通，所述液態硫出口管(4 )上設有閥門I (12);雜質氣體出口管(5)通過閥門II (13)與過濾器(10)連通；過濾器(10)和真空泵(11) 通過真空管道(14)連通。
2.根據權利要求1所述的一種由硫蒸氣制備硫磺的設備，其特征在于所述換熱套(6) 內的中空區(6-1)設有導流槽結構的換熱介質流道(7-3)。
3.根據權利要求1所述的一種由硫蒸氣制備硫磺的設備，其特征在于所述換熱套(6) 為向下傾斜設置，換熱套(6)的傾角α為I 5°。
4.根據權利要求1所述的一種由硫蒸氣制備硫磺的設備，其特征在于所述換熱套(6) 表面具有防粘防腐蝕涂層。
5.根據權利要求1所述的一種由硫蒸氣制備硫磺的設備，其特征在于所述硫磺收集器(9)設有水冷夾層。
專利摘要本實用新型屬于有色金屬冶金生產設備領域，具體涉及一種由硫蒸氣制備硫磺的設備。提出的由硫蒸氣制備硫磺的設備，包括有硫蒸氣冷凝回收器(1)、硫磺收集器(9)、過濾器(10)和真空泵(11)；在硫蒸氣冷凝回收器的殼體上部設置有硫蒸氣入口管(3)，殼體下部設置有液態硫出口管(4)和雜質氣體出口管(5)，殼體內自上而下設置有兩層以上的中空換熱套，換熱套(6)與殼體內壁之間設有通道(8)；液態硫出口管(4)與硫磺收集器(9)連通。采用本實用新型，使硫蒸氣在硫蒸氣冷凝回收器內先快速、安全地迅速凝結為固態硫磺，固態硫磺液化后再進入硫磺收集器中收集得到硫磺，實現氣態硫的有效收集，減少環境污染，設備操作安全方便。
文檔編號C01B17/027GK202880878SQ20122052850
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日
發明者趙維根, 趙龍飛, 楊園丁 申請人:嵩縣開拓者鉬業有限公司