一种大型熔硫塔

技术领域

本发明涉及煤气脱硫净化技术领域，特别是涉及一种大型熔硫塔。

背景技术

煤气净化过程中，煤气净化脱硫单元送来的硫泡沫经离心分离后得到硫浆和清液。硫浆被送至熔硫釜进行熔硫操作，生成的液体硫磺是制酸的关键原料。熔硫釜是废液及液硫制酸工艺预处理单元的核心设备，其性能的好坏直接影响着后续工艺的稳定运行及连续生产作业。

传统的熔硫釜通过加热破碎硫泡沫/硫浆获得固态硫。目前，现有的熔硫釜操作容积太小，硫泡沫/硫浆进入熔硫釜后会逐渐沉积，导致熔硫釜内部的硫泡沫/硫浆受热不均匀，熔硫效率低，熔硫时间长，加热蒸汽消耗大，得到的硫磺品质差，熔硫釜易堵塞故障率高，无法满足熔硫的大型化操作。

发明内容

为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种大型熔硫塔，可对熔硫塔内的硫浆进行均匀加热，降低熔硫塔的蒸汽消耗，具有熔硫效率高、运行稳定的优点，实现了熔硫的大型化操作。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种大型熔硫塔，包括封头、法兰、筒体、锥段、裙座、预热段、加热段、熔硫段、加热段夹套、熔硫段夹套、浆液入口、清液出口和液硫出口，其特征在于，所述封头通过法兰与筒体上端固定连接，筒体的下端与锥段焊接连接构成塔体，裙座设置在锥段外侧并与筒体焊接连接；所述预热段设置在塔体内的上部，熔硫段设置在塔体内的下部，加热段设置在塔体内的中下部，加热段夹套设置在塔体外的中下部且与加热段对应的位置，熔硫段夹套设置在塔体外的下部且与熔硫段对应的位置；所述浆液入口设置在封头上并与预热段连通；所述清液出口设置于封头顶部中心位置，液硫出口与锥段底部连接并从裙座侧壁伸出。

所述预热段由螺旋盘管、连接管、伞形喷洒器和支撑组成，其中所述螺旋盘管为若干个，在塔体内沿轴向从上到下等间距依次设置构成若干层螺旋盘管层，相邻的上下两层螺旋盘管之间通过连接管连通，最上层的螺旋盘管的入口与浆液入口连通，最下层的螺旋盘管出口与伞形喷洒器连通，伞形喷洒器设置于塔体内的中心部位；

所述螺旋盘管走向设置为：最上层螺旋盘管在塔体横截面内沿圆周向由外到内螺旋布置，第二层螺旋盘管在塔体横截面内沿圆周向由内到外螺旋布置且位于最上层螺旋盘管的管与管之间的间隙位置，第三层螺旋盘管再在塔体横截面内沿圆周向由外到内螺旋布置且位于第二层螺旋盘管的管与管之间的间隙位置……，依次类推；

所述支撑为若干个，在塔体横截面内沿圆周向均匀设置且每隔两圈螺旋盘管设置一个，所有支撑的上端均与封头内侧连接、下端均与伞形喷洒器连接、中间均与螺旋盘管外壁连接。

所述加热段由蒸汽入口、冷凝液出口、直管、180°弯头、连接板和支撑梁组成，其中所述直管、180°弯头均为若干个，直管与180°弯头依次两两连接构成平面蛇形盘管，若干个平面蛇形盘管在塔体内沿轴向从上到下等间距依次设置构成若干层平面蛇形盘管层，相邻的上下两层平面蛇形盘管之间通过180°弯头连通，最上层的平面蛇形盘管的入口与蒸汽入口连通，最下层的平面蛇形盘管出口与冷凝液出口连通；所述连接板为若干块设置在上下平面蛇形盘管之间的直管位置并分别与上下直管固定连接；所述支撑梁设置在塔体内壁上并与最下层的平面蛇形盘管固定连接。

所述熔硫段由蒸汽入口、冷凝液出口、加热盘管一、加热盘管二和加热盘管三组成，其中加热盘管一、加热盘管二和加热盘管三为三套独立且沿塔体径向均匀设置的弹簧状盘管结构，入口分别设有与筒体固定连接的蒸汽入口，在塔体横截面内沿圆周单圈并沿轴向螺旋向下设置至近锥段内壁后直管向上返回，并分别通过冷凝液出口与筒体固定连接。

所述加热盘管一、加热盘管二和加热盘管三与塔体中心的距离不同，沿塔体塔径方向均匀布置。

所述平面蛇形盘管既可在塔体内横截面横向排列，也可在塔体内横截面纵向排列。

进一步，所述加热段夹套包含蒸汽入口和冷凝液出口，布置在加热段筒体外侧。

进一步，所述熔硫段夹套包括筒体外侧部分和锥段外侧部分，分别包含蒸汽入口和冷凝液出口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)预热段可充分利用分离后清液的余热将刚进入熔硫塔的浆液预热，提高能源利用效率，节省浆液需要的总传热量，降低蒸汽消耗量；

2)预热段上下两层螺旋盘管间隔布置，使清液在相邻层盘管之间折流流动，防止短路，增加传热效率；

3)预热段伞形喷洒器可降低入口浆液的喷洒速度，减少对熔硫塔内液体的扰动，有利于清液的分离；

4)预热段支撑布置在上下两层螺旋盘管之间，可减少支撑板的数量，提高支撑板的利用率；支撑板顶部与封头内侧连接，底部与伞形喷洒器相连，检修时可直接从法兰处将封头连同预热段一起吊起，方便清理维修；

5)加热段采用平面蛇形盘管和连接板的结构，盘管与连接板均能导热，可大幅增加传热面积；

6)平面蛇形盘管之间、直管之间以及与盘管塔壁之间留有的空隙均匀合理，有利于浆液的流动，受热充分且均匀，防止堵塞，增加传热；

7)熔硫段的三套独立加热盘管，可实时调整加热面积，有利于节省蒸汽消耗，避免过渡熔硫，降低硫磺品质；

8)熔硫段的三套独立加热盘管沿径向均匀布置，使受热均匀，防止局部过热；

9)熔硫塔实现了熔硫操作的大型化，熔硫效率高，运行稳定，操作简便。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图；

图2是图1中A-A剖向的结构原理示意图；

图3是图1中B-B剖向的结构原理示意图；

图4是图3中C向的结构原理示意图；

图5是本发明之平面蛇形盘管纵向设置时的结构原理示意图；

图6是图5中D-D剖向的结构原理示意图；

图7是图1中F-F剖向的结构原理示意图。

图中：1-封头 2-法兰 3-筒体 4-锥段 5-裙座 6-预热段 7-加热段8-熔硫段 9-清液出口 10-液硫出口 11-加热段夹套12/16/18/25/34-蒸汽入口13/17/19/26/35-冷凝液出口 14-熔硫段夹套筒体外侧部分 15-熔硫段夹套锥段外侧部分 20-浆液入口 21-螺旋盘管 22-连接管 23-伞形喷洒器24-支撑 27-直管28-180°弯头 29-连接板 30-支撑梁31-加热盘管一32-加热盘管二33-加热盘管三

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图7所示，本发明涉及的一种大型熔硫塔，包括封头1、法兰2、筒体3、锥段4、裙座5、预热段6、加热段7、熔硫段8、加热段夹套11、熔硫段夹套、浆液入口20、清液出口9和液硫出口10，所述封头1通过法兰2与筒体3上端固定连接，筒体3的下端与锥段4焊接连接构成塔体，裙座5设置在锥段4外侧并与筒体3焊接连接；所述预热段6设置在塔体内的上部，熔硫段8设置在塔体内的下部，加热段7设置在塔体内的中下部，加热段夹套11设置在塔体外的中下部且与加热段7对应的位置，熔硫段夹套设置在塔体外的下部且与熔硫段8对应的位置；所述浆液入口20设置在封头1上并与预热段6连通；所述清液出口9设置于封头1顶部中心位置，液硫出口10与锥段4底部连接并从裙座5侧壁伸出。

所述预热段6由螺旋盘管21、连接管22、伞形喷洒器23和支撑24组成，其中所述螺旋盘管21为若干个，在塔体内沿轴向从上到下等间距依次设置构成若干层螺旋盘管层，相邻的上下两层螺旋盘管21之间通过连接管22连通，最上层的螺旋盘管21的入口与浆液入口20连通，最下层的螺旋盘管21出口与伞形喷洒器23连通，伞形喷洒器23设置于塔体内的中心部位；

所述螺旋盘管21走向设置为：最上层螺旋盘管21在塔体横截面内沿圆周向由外到内螺旋布置，第二层螺旋盘管21在塔体横截面内沿圆周向由内到外螺旋布置且位于最上层螺旋盘管21的管与管之间的间隙位置，第三层螺旋盘管21再在塔体横截面内沿圆周向由外到内螺旋布置且位于第二层螺旋盘管21的管与管之间的间隙位置……，依次类推，即相邻的上下两层螺旋盘管21在塔体横截面内沿圆周向的走向正好相反，且下层螺旋盘管21布置在位于上层螺旋盘管21的管与管之间的间隙处；

所述支撑24为若干个，在塔体横截面内沿圆周向均匀设置且每隔两圈螺旋盘管21设置一个(见图2所示)，所有支撑24的上端均与封头1内侧连接固定、下端均与伞形喷洒器23连接固定、中间均与螺旋盘管21外壁连接固定，用于支撑螺旋盘管21及伞形喷洒器23。

所述加热段7由蒸汽入口25、冷凝液出口26、直管27、180°弯头28、连接板29和支撑梁30组成，其中所述直管27、180°弯头28均为若干个，直管27与180°弯头28依次两两连接构成平面蛇形盘管，若干个平面蛇形盘管在塔体内沿轴向从上到下等间距依次设置构成若干层平面蛇形盘管层，相邻的上下两层平面蛇形盘管之间通过180°弯头28连通，最上层的平面蛇形盘管的入口与蒸汽入口25连通，最下层的平面蛇形盘管出口与冷凝液出口26连通；所述连接板29为若干块设置在上下平面蛇形盘管之间的直管27位置并分别与上下直管27固定连接；所述支撑梁30设置在塔体内壁上并与最下层的平面蛇形盘管固定连接，用来支撑整个平面蛇形盘管即加热段7。

见图6，所述熔硫段8由蒸汽入口34、冷凝液出口35、加热盘管一31、加热盘管二32和加热盘管三33组成，其中加热盘管一31、加热盘管二32和加热盘管三33为三套独立且沿塔体径向均匀设置的弹簧状盘管结构，加热盘管一31、加热盘管二32和加热盘管三33的入口分别设有与筒体3固定连接的蒸汽入口34，加热盘管一31、加热盘管二32和加热盘管三33分别在塔体横截面内沿圆周单圈并沿轴向螺旋向下设置至近锥段4内壁后直管向上返回，并分别通过冷凝液出口35与筒体3固定连接。

所述加热盘管一31、加热盘管二32和加热盘管三33与塔体中心的距离不同，沿塔体塔径方向均匀布置。

所述平面蛇形盘管既可在塔体内横截面横向排列(见图3所示)，也可在塔体内横截面纵向排列(见图5所示)。

进一步，所述加热段夹套11包含蒸汽入口12和冷凝液出口13，布置在加热段6筒体3外侧。

进一步，所述熔硫段夹套包括熔硫段夹套筒体外侧部分14和熔硫段夹套锥段外侧部分15，分别包含蒸汽入口16/18和冷凝液出口17/19。

工作时，硫浆从浆液入口20进入熔硫塔内，在预热段6螺旋盘管21内流动，与分离出的清液(螺旋盘管21外)换热后，经伞形喷洒器23缓慢流出，避免冲击清液。硫浆慢慢下落，加热段7及加热段夹套11内通入蒸汽加热，硫浆在平面蛇形盘管(27+28)外和筒体3之间及平面蛇形盘管的直管27之间均匀受热。在熔硫段8，硫浆继续受热，随着温度的上升，硫浆中的硫逐渐沉积，从液硫出口10流出。而分离后密度较轻的清液会上浮，在预热段6的螺旋盘管21外侧做折流运动，与螺旋盘管21内的硫浆换热后，从清液出口9离开。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。