一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法
【专利摘要】一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法，该方法在二硫化碳回收罐（2）罐壁上，安装多层垂直于罐壁的多孔篦板（1）；每一层的多孔篦板安放在回收罐罐壁每层等高的搭子（4）上。二硫化碳气体经过多层多孔篦，增加了二硫化碳在水中的滞留冷却时间，同时二硫化碳在水中形成的气泡在上升过程中逐层破碎变小被液化，大大减少了二硫化碳气体的外泄量。本发明在回收罐水封层中加装多层多孔篦板，能通过气泡的破碎大幅度提高二硫化碳气体与水接触的总表面积，提高二硫化碳气体的冷却速度和气态二硫化碳转化为液态二硫化碳的比例，从而大大减少二硫化碳气体的泄漏，不仅二硫化碳的回收得率高，而且减少了因二硫化碳泄漏弥漫造成的污染和安全隐患。
【专利说明】一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法
[0001]
【技术领域】
本发明涉及一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法，属不溶性硫磺生产工艺【技术领域】。
[0002]
【背景技术】
在不溶性硫磺的生产工艺中，二硫化碳作为一种萃取剂起着重要的作用，为了降低成本，二硫化碳的回收不可小视。在传统工艺中，回收二硫化碳是利用将蒸发得到的二硫化碳气体通过温度较低的液态二硫化碳层和冷却水封层过程中被冷却到46.5°C以下变成不溶于水的液体，因液态二硫化碳的比重大于水的比重，二硫化碳气体冷却变成的液态二硫化碳将沉降到水下的液态二硫化碳层中存于罐底，罐内的冷却水封层将液态二硫化碳与空气隔离，防止液态二硫化碳挥发进入大气污染环境或造成安全隐患，这就是通常所说的二硫化碳水封技术。当液态二硫化碳聚集到一定量时，可通过罐底的阀门将部分液态二硫化碳排到罐外进行回收。由于罐底的液态二硫化碳层的冷却作用不足以使进入二硫化碳回收罐的全部二硫化碳气体冷却液化，必然还有一部分气态二硫化碳以气泡形式进入冷却水封层，，随着二硫化碳气泡在冷却水封层中不断上升，又有一部分二硫化碳气体被冷却水封层中的冷水冷却液化成液滴并下降到冷却水封层下面的液态二硫化碳层中。但若从罐底进入的气态二硫化碳量太大、且以较大直径的气泡形式进入冷却水封层，由于气泡直径大，气泡与水封层中的水接触热传导的总表面积小，导致气态二硫化碳的冷却效果受到很大影响，虽然二硫化碳气泡在水封层中不断上浮过程中直径较大的气泡由于受到冷却水封层的冷却作用使气泡会不断变小并破碎成较小的气泡，使二硫化碳气泡与冷却水封层中的水接触的比表面积逐渐增大而使冷却效果有所改善，仍难以把气态二硫化碳全部转化成液态二硫化碳，还会有部分气态二硫化碳未能转变成液态二硫化碳，进入水封层时二硫化碳气泡的平均尺寸越大，气泡与水封层中的水接触的总表面积越小，热传导效果越差，二硫化碳气体在水封层中的冷却速度越低，二硫化碳气体通过冷却转变成液态二硫化碳的比例越小。那些未能转变成液态二硫化碳的二硫化碳气泡就可能穿过冷却水封层上升到水封层表面，随着气泡破灭，气泡中的二硫化碳气体就会泄漏到水封层外的大气中，对环境造成污染，并形成安全隐患。
[0003]
【发明内容】
本发明的目的是，针对传统回收二硫化碳工艺过程存在的一部分二硫化碳气体通过冷却水封层泄漏的问题，本发明提出一种减少二硫化碳气体通过冷却水封层泄漏的方法。
[0004]实现本发明的技术方案是，在二硫化碳回收罐内的冷却水封层工作位置，安装多层垂直于罐壁的多孔篦板；每一层的多孔篦板安放在回收罐罐壁上相应的等高搭子上；二硫化碳气体经过多层多孔篦，增加了二硫化碳在水中的滞留冷却时间，同时二硫化碳在水中形成的气泡在上升过程中逐层破碎变小被液化，大大减少了二硫化碳气体的外泄量。
[0005]二硫化碳气泡在上升过程中每碰到一层多孔篦板时都会受到多孔篦板的阻挡，增加了二硫化碳气泡在冷却水封层中的滞留冷却时间，一方面使二硫化碳气泡不得不沿着阻挡其上浮的多孔篦板表面变成扁饼形贴附在不锈钢多孔篦板上，与具有优良导热性能的多孔篦板进行热交换，提高了冷却速度，使较大的二硫化碳气泡在上面的不锈钢多孔篦板和下面的冷却水封层的双向冷却作用下部分变成二硫化碳液滴沉降到罐底、部分不断变小并破碎成较小的气泡，另一方面只有在破碎出的小气泡能够穿过不锈钢多孔篦板上的小孔时才能突破不锈钢多孔篦板的阻挡继续上浮，这进一步增加了二硫化碳气泡在冷却水封层中的滞留冷却时间，使更多的气态二硫化碳转变成液态二硫化碳。这一现象在每一层不锈钢多孔篦板前都会发生，只不过随着不锈钢多孔篦板上的小孔逐层减小穿过不锈钢多孔篦板上小孔的气泡也越来越小，气泡的比表面积则越来越大，冷却水封层与二硫化碳气泡的热交换效果越来越好，使得绝大部分二硫化碳气泡中的二硫化碳气体变成液态二硫化碳沉降到回收罐底部的液态二硫化碳层中，使能够穿过多层多孔篦板的二硫化碳气泡大幅度减少，从而减少了通过水封层泄漏的二硫化碳气体的外泄量。
[0006]多孔篦板是由导热性能较好的不锈钢薄板制作的圆形多孔结构板，多孔篦板的外径稍小于二硫化碳回收罐内径，由于多孔篦板面积较大，在多孔篦板的圆周和直径方向设置了筋条；在多孔篦板的圆周设置了多个安装缺口，安装缺口在圆周方向均匀分布，安装缺口的长度和宽度，大于搭子的长度和宽度，以能通过搭子为准；在每个多孔篦板中心均设置了吊环，方便二硫化碳回收罐检修时多孔篦板的安装拆卸起吊。
[0007]多孔篦板安装时，其中最下面一层多孔篦板放在距水封层的下液面约30?40cm的位置，每隔一定高度放置一个多孔篦板，最下面一层多孔篦板的孔径最大，越往上的多孔篦板的孔径越小。
[0008]多孔篦板上均匀分布了很多直径相同的孔，但每一层孔的孔径与其它层的孔径都不相同；从下往上计算，最下一层多孔篦板上每个孔的孔径为10?20mm，第二层多孔篦板上每个孔的孔径为6?12mm，第三层多孔篦板上每个孔的孔径为4?8mm。多孔篦板上每个孔的孔径，上一层为下一层的1/2?2/3，多孔篦板上孔与孔的距离应等于或略大于孔径，以便防止气泡穿过多孔篦板后气泡再次合并成大气泡。
[0009]多孔篦板的缺口数与同一层回收罐罐壁上的搭子数相同，且都在所在平面的圆周上均布。
[0010]本发明的工作原理是，当不溶性硫磺生产过程中产生的二硫化碳气体进入盛有水的回收罐底部时，大量直径较大的二硫化碳气泡因比重小将穿过回收罐下部的液态二硫化碳层上浮进入冷却水封层，当它碰到冷却水封层中最下面一层的不锈钢多孔篦板时，由于受到多孔篦板的阻挡会沿着多孔篦板的下表面变形并在上面的不锈钢多孔篦板和下面的冷却水封层的双向冷却作用下部分变成二硫化碳液滴、部分不断变小破碎成直径较小的气泡，但只有那些直径小于多孔篦板上孔的直径的小气泡才能从多孔篦板的多个小直径孔中穿过继续上浮，而那些直径大于多孔篦板孔直径的气泡仍被挡在多孔篦板下表面附近继续不断冷却液化和破碎成较小的气泡，并继续使那些直径小于多孔篦板孔直径的小气泡从篦板的小直径孔中穿过上浮的过程，直径较大的二硫化碳气泡经过气泡破碎生成的二硫化碳小气泡的总表面积大幅度增加，从而可以大幅度提高二硫化碳气体在水封层中的冷却速度，加速使气态二硫化碳转变成液体二硫化碳的过程。此外，本发明采用的多层多孔篦板是相隔一定高度分层设置的，当直径较大的二硫化碳气泡被阻挡在置于最下层的孔径稍大的多孔篦板下表面附近破碎成那些直径小于多孔篦板上孔的直径的小气泡后通过该多孔篦板上的孔继续上浮后，又将碰到第二层孔径更小的多孔篦板，重复前述的二硫化碳气泡被阻挡在第二层多孔篦板下表面附近变形、受到不锈钢多孔壁板和冷却水封层的双向冷却作用部分变成二硫化碳液滴、部分破碎成直径小于第二层多孔篦板上孔的直径的更小气泡并通过第二层多孔篦板上的孔继续上浮的过程。通过多层多孔篦板的连续作用，二硫化碳气泡不断破碎成直径更小的气泡，使经过气泡破碎生成的二硫化碳小气泡的总表面积即二硫化碳气体与水封层接触进行热交换的面积急速增加，从而可以在有效增加二硫化碳气泡在冷却水封层中停留时间的同时大幅度提高二硫化碳气体在水封层中的冷却速度，加速气态二硫化碳向液体二硫化碳的转变。从而使绝大部分二硫化碳气体转变成液态二硫化碳液滴进而向下沉入罐底进入罐底的液态二硫化碳层，使通过水封层泄漏到大气中的二硫化碳气体大幅度减少。
[0011]本发明的有益效果是，本发明在回收罐水封层中加装多层多孔篦板，能通过增加二硫化碳气泡在冷却水封层中停留时间和促使气泡不断破碎大幅度提高二硫化碳气泡与水接触的总表面积，提高二硫化碳气体的冷却速度和气态二硫化碳转化为液态二硫化碳的比例，从而大大减少二硫化碳气体的泄漏，不仅二硫化碳的回收得率高，而且减少了因二硫化碳泄漏弥漫到工作环境中造成的污染和安全隐患。
[0012]本发明适用于不溶性硫磺生产时的二硫化碳回收。
[0013]
【专利附图】
【附图说明】
图1为本发明多层多孔篦板工作示意图；
图2为本发明多孔篦板结构示意图；
图中图号:1是多孔篦板；2是回收罐；3是二硫化碳输送管道；4是安装搭子；5是液体二硫化碳出口 ；6是气体二硫化碳进口 ；11是多孔篦板网格孔；12是多孔篦板筋条；13是吊环；14是安装缺口。
【具体实施方式】
[0014]本发明的【具体实施方式】如图1所示。
[0015]本实施例在二硫化碳回收罐罐壁上安装了五层多孔篦板。在二硫化碳回收罐罐壁上，分五层设置了用于安装多孔篦板的等高安装搭子；每一层安装4个搭子，同一层中的4个搭子在回收罐罐壁圆周上互成90°分布。
[0016]多孔篦板是由1.2mm厚的不锈钢薄板制作的圆形多孔结构，多孔篦板的外径稍小于二硫化碳回收罐内径，由于多孔篦板面积较大，在多孔篦板的圆周和互成直角的二条直径方向设置了筋条；为了安装的方便，除最上层的多孔篦板没有缺口外，其余的每个多孔篦板的外缘上均设置了 4个安装缺口，安装缺口在外缘圆周方向均匀分布，安装缺口的长度和宽度，大于搭子的长度和宽度，以缺口能通过搭子为准；在各多孔篦板中心均设置了吊环，方便二硫化碳回收罐检修时安装拆卸多孔篦板起吊时用。
[0017]多孔篦板安装时，先放最下面一层的多孔篦板，利用多孔篦板的四个安装缺口，陆续穿过回收罐罐壁上的4层(每层4个)安装搭子，逐级进入下一层，直至达到安装位置高度时将多孔篦板旋转45°后，使多孔篦板的圆周部分的筋条落在在最下一层的搭子上；最下面一层多孔篦板放在距水封层的下液面约40cm的位置。以上每隔一定高度放置一个多孔篦板，其安装方法与最下面一层多孔篦板相同，最上面一层多孔篦板可直接放在最上面一层搭子上。
[0018]多孔篦板拆卸时，先拆最上面一层的多孔篦板，可以直接通过多孔篦板中心设置的吊环吊起运走。拆卸第二层的多孔篦板时，先将多孔篦板的四个安装缺口旋转45°，转到与回收罐罐壁上的四个安装搭子相应的位置，再通过多孔篦板中心设置的吊环吊起运走。以下各层多孔篦板的拆卸方法与第二层多孔篦板相同。多孔篦板上均匀分布了很多直径相同的孔，但每一层孔的孔径与其它层的孔的孔径都不相同；由下往上计算，最下一层多孔篦板上每个孔的孔径为20mm，第二层多孔篦板上每个孔的孔径为8mm，第三层多孔篦板上每个孔的孔径为5mm。第四层多孔篦板上每个孔的孔径为3 mm，第五层，即最上面一层多孔篦板上每个孔的孔径为2mm。多孔篦板上孔与孔的距离应略大于本层的孔径，以防止气泡穿过多孔篦板上的孔后气泡再次合并成大气泡。
[0019]当不溶性硫磺生产过程中产生的二硫化碳气体进入盛有水的回收罐底部时，大量直径较大的二硫化碳气泡因比重小将穿过回收罐下部的液态二硫化碳层，那些没有被液态二硫化碳层冷却变成液态二硫化碳的二硫化碳气体将以气泡的方式上浮进入水封层，当它碰到水封层中的多孔篦板时，由于受到多孔篦板的阻挡会沿着多孔篦板的下表面变形、受到不锈钢多孔壁板和冷却水封层的双向冷却作用部分变成二硫化碳液滴沉降到罐底的液态二硫化碳层中、部分破碎成直径较小的气泡，并只能让那些直径小于多孔篦板上孔的直径的小气泡从多孔篦板的多个小直径孔中穿过继续上浮，而那些直径大于多孔篦板孔直径的气泡仍被挡在多孔篦板下表面附近继续不断破碎成较小的气泡，同时继续使那些直径小于多孔篦板孔直径的小气泡从篦板的小直径孔中穿过上浮的过程，直径较大的二硫化碳气泡经过气泡破碎生成的二硫化碳小气泡的总表面积大幅度增加，从而可以大幅度提高二硫化碳气体在冷却水封层中的冷却速度，加速使气态二硫化碳转变成液体二硫化碳的过程。本实施例采用的5层多孔篦板是相隔一定高度分层设置的，当直径较大的二硫化碳气泡被阻挡在置于最下层的孔径稍大的多孔篦板下表面附近破碎成那些直径小于多孔篦板上孔的直径的小气泡后通过该多孔篦板上的孔继续上浮后，又将碰到第二层孔径更小的多孔篦板，重复前述的二硫化碳气泡被阻挡在第二层多孔篦板下表面附近破碎成直径小于第二层多孔篦板上孔的直径的更小气泡后，通过第二层多孔篦板上的孔继续上浮的过程，通过多层多孔篦板的连续作用，二硫化碳气泡不断破碎成直径更小的气泡，使经过气泡破碎生成的二硫化碳小气泡的总表面积即二硫化碳气体与水封层接触进行热交换的面积急速增加，从而可以大幅度提高二硫化碳气体在水封层中的冷却速度，加速气态二硫化碳向液体二硫化碳的转变。从而使绝大部分二硫化碳气体转变成液态二硫化碳液滴进而向下沉入罐底进入罐底的液态二硫化碳层，使通过水封层泄漏到大气中的二硫化碳气体大幅度减少。
【权利要求】
1.一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法，其特征在于，所述方法在二硫化碳回收罐内的冷却水封层工作位置，安装多层垂直于罐壁的多孔篦板；每一层的多孔篦板安放在回收罐罐壁每层等高的搭子上；二硫化碳气体经过多层多孔篦，增加了二硫化碳在水中的滞留冷却时间，同时二硫化碳在水中形成的气泡在上升过程中逐层破碎变小被液化，大大减少了二硫化碳气体的外泄量。
2.根据权利要求1所述的一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法，其特征在于，所述多孔篦板是由导热性能较好的不锈钢薄板制作的圆形多孔结构板；多孔篦板的外径稍小于二硫化碳回收罐内径，在多孔篦板的圆周和直径方向设置了加强筋条；在多孔篦板的圆周设置了多个安装缺口，安装缺口在圆周方向均匀分布，安装缺口的长度和宽度，大于搭子的长度和宽度。
3.根据权利要求1所述的一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法，其特征在于，所述多孔篦板的孔径，最下一层多孔篦板上每个孔的孔径为10?20mm，上一层孔径为下一层孔径的1/2?2/3 ；多孔篦板上孔与孔的距离等于或略大于孔径，为防止气泡穿过多孔篦板后气泡再次合并成大气泡。
4.根据权利要求1所述的一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法，其特征在于，所述多孔篦板中心设置了吊环，用于多孔篦板安装时起吊方便。
5.根据权利要求1所述的一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法，其特征在于，所述多孔篦板上均匀分布了很多直径相同的孔，但每一层孔的孔径与其它层的孔径都不相同；最下面一层放在距水封层的下液面约30?40cm的位置；每隔一定高度放置一个多孔篦板，最下面一层多孔篦板的孔径最大，越往上的多孔篦板的孔径越小。
6.根据权利要求1所述的一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法，其特征在于，处同一圆周平面的多个所述搭子在回收罐罐壁圆周方向均布。
7.根据权利要求1所述的一种减少二硫化碳气体通过水封层泄漏的方法，其特征在于，多孔篦板的缺口数与同一层回收罐罐壁上的搭子数相同，且都在所在平面的圆周上均布。
【文档编号】C01B17/12GK104326444SQ201410547412
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】周鸣芳, 潘鹤政 申请人:江西恒兴源化工有限公司