一种循环流化床制备二硫化碳的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种含碳和硫的化合物的生产设备，具体为一种循环流化床制备二硫化碳的设备，解决现有二硫化碳生产工艺及设备存在各自的缺点，包括料仓、加料器以及流化床加热炉，流化床加热炉下方设有热炭管线，热炭管线另一端与预提升器连通，预提升器上方连有提升管，提升管上设有喷嘴，提升管上端伸入沉降器，末端设置快分装置，沉降器内顶部设有旋风分离器，内下方设有汽提段，汽提段下方设有冷炭管线。本发明专利技术采用预提升器、提升管以及流化床层提高了反应物的接触效率；所述硫磺可为液态，温度较低，设备简单；汽提段的设置可减少污染，提高产品收率；结构简单、造价低、易制作，有利于实现连续化、自动化生产，并有利于生产过程的环保处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含碳和硫的化合物的生产设备，具体为一种循环流化床制 备二硫化碳的设备。
技术介绍
二硫化碳是一种重要的化工原料，在工业上有着广泛的用途，在人造纤维、 玻璃纸、农药、四氯化碳、橡胶、石油炼制等生产部门都有广泛的应用。目前 生产二硫化碳的方法主要有木炭硫磺法、焦炭硫磺法和甲烷硫磺法，所采用的 工艺分为固定床工艺和流化床工艺。目前国内普遍采用的是间接加热的单台固 定床反应器，该方法存在着能耗高、设备生产能力低、占地面积大、污染环境严重、劳动强度大等问题；而且半焦或焦炭与硫磺传质、传热效率差，能耗高， 更重要的是半焦或焦炭与硫磺的接触面积小、接触不充分、反应不完全，而且 需要根据反应程度间歇加焦，无法实现生产的连续化。相比于固定床工艺，流化床工艺使二硫化碳的生产有了质的提高。中国专 利号为200610102044.0和200510129940.1的专利文献里提出了一种二硫化碳的 流化床生产工艺，该专利采用了两个流化床， 一个作为反应器，另一个作为燃 烧器，半焦或褐煤在燃烧器中燃烧，放出大量热量，未烧完的半焦或褐煤夹带 这部分热量由输送管线进入流化床反应器，气态硫磺被输送进入流化床反应器， 与高温半焦或褐煤发生反应，生成的二硫化碳气体进入两级旋风分离器分离掉 夹带的半焦或褐煤粉末，然后进入后续分离设备；未反应完的半焦或褐煤循环 进入流化床燃烧器进一步燃烧。上述流化床工艺及设备尽管大大提高了 二硫化 碳的生产效率，但依然存在一些缺点(1)流化床工艺中颗粒输送管是两个U形管，颗粒的输送极为困难；(2)流化床工艺中含碳固体颗粒要在反应器中停留 较长时间，热平衡难以维持；(3)硫磺必须要进行气化，因而需要设置一套硫磺 气化装置，使全装置流程更加复杂、设备投资增加；(4)未反应完的半焦或褐煤 直接进入流化床燃烧器，其中夹带的大量二硫化碳气体未能得到脱除，降低了 产品产率，而且二硫化碳在流化床燃烧器内燃烧后释放出大量SOx,污染环境。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有二硫化碳生产工艺及设备存在上述各种各样的缺点， 提供一种循环流化床制备二硫化碳的设备。本专利技术是采用如下技术方案实现的 一种循环流化床制备二硫化碳的设备， 包括料仓、加料器以及通过管线与加料器连接的流化床加热炉，流化床加热炉 下方设有热炭管线，热炭管线另一端与预提升器连通，预提升器上方连有提升 管，提升管上设有喷嘴，提升管上端伸入沉降器，末端设置快分装置，沉降器 内顶部设有旋风分离器，内下方设有汽提段，汽提段下方设有与流化床加热炉 连通的冷炭管线。所述汽提段的汽提过程是用惰性气体将半焦颗粒间夹带的二 硫化碳气体和半焦颗粒微孔内吸附的二硫化碳气体置换出去，避免含炭固体物 质夹带大量二硫化碳气体进入加热炉燃烧，产生大量S0x，同时降低产品收率。 所述预提升器的作用是把热炭管线来的含炭固体物质提升上去，使之向上运动， 并形成理想的活塞流，以提高喷嘴来的雾化液态硫磺与含炭固体物质的接触效 率。料仓里的含炭固体物质经加料器输送至流化床加热炉内，经空气流化燃烧后烧掉一部分含炭固体物质，放出热量加热其余含炭固体物质；被加热的含炭 固体物质经热炭管线进入预提升器，然后进入提升管并向上流动；气态或液态 硫磺由喷嘴喷入提升管内，与高温含炭固体物质接触并反应，生成气态二硫化 碳；设置在提升管末端的快分装置将生成的气态二硫化碳与未反应完的含炭固体物质进行分离，分离出的气态二硫化碳夹带部分含炭固体物质进入沉降器， 然后进入旋风分离器分离掉夹带的含炭固体物质，由沉降器顶部排出，进入后续的分离系统；被快分装置分离下来的未反应完的含炭固体物质落入沉降器下 方的汽提段，经惰性气体汽提掉夹带的二硫化碳气体后由冷炭管线进入流化床 加热炉内燃烧。为了避免流化床加热炉内的含炭固体物质燃烧不充分而产生一 氧化碳，随即直接排入空气而造成环境污染的问题，人们可采用多种方法将产 生的高温烟气进行处理，这些方法是本领域的普通技术人员所公知的。本专利技术所述设备包含两种形式，分别是并列式和同轴式，其中并列式结构 如下流化床加热炉与沉降器并列布置，其中预提升器、提升管和沉降器为同 轴布置，由下向上的顺序依次为预提升器、提升管和沉降器；提升管上端直 接插入沉降器下部，热炭管线和冷炭管线分别为斜管，若空间不够，则将冷炭 管线和热炭管线的进、出口设置为斜管，中间为直管。而同轴式的具体结构如 下流化床加热炉与沉降器同轴布置，其中预提升器与提升管同轴布置，沉降 器位于流化床加热炉上方，提升管由竖管和横管构成，横管前端伸入沉降器内， 冷炭管线设置在流化床加热炉内，其出口处设有防倒锥，以防止流化床加热炉 内的气体窜入冷碳管线内，为现有公知产品，热炭管线由竖管和斜管构成。对于并列式结构，与汽提段连接处冷炭管线与汽提段轴线的角度控制在 20° 60°之间，与流化床加热炉连接处热炭管线与流化床加热炉轴线的角度控 制在20。 60。之间；本专利技术所述流化床加热炉的结构有三种结构形式， 一是流 化床加热炉上部与下部同直径；二是其上部直径小于下部直径，以增加稀相速 度，人为降低旋风分离器效率，将燃烧后的飞灰排出；三是下部直径小于上部 直径，主要是为了减小稀相气体速度，减小夹带的颗粒浓度，提高旋风分离器 效率。无论对于并列式结构或是同轴式结构，提升管中部增设流化床层，其目的是为了延长反应时间，流化床层的直径大于提升管直径，流化床层的直径及其大小由所需的反应时间确定；为维持流化床层料位，流化床层与沉降器下方的 汽提段之间通过圆管连通，圆管上装有阀门。为了便于调节含炭固体物质的流量，冷炭管线和/或热炭管线上分别装有控 制阀，该控制阀可为滑阀或塞阀或其它控制高温颗粒流量的阀门；当设备并列 式布置时，冷炭管线和热炭管线上分别装有控制阀；当设备同轴式布置时，由 于冷炭管线位于硫化床加热炉内，所以热炭管线上装有控制阀。上述旋风分离器为外旋风分离器或内旋风分离器，旋风分离器内部设置有 隔热、耐磨衬里，旋风分离器为一级旋风分离器，或多级旋风分离器串联，其 中每一级旋风分离器为一个或多个，具体个数由沉降器内气体流量及沉降器尺 寸决定；快分装置为旋风分离器或三叶形快分或旋流快分等气固分离设备。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1 、采用预提升器及提升管使含碳固体物质与液态或气态硫磺在提升管内充 分接触并发生反应，同时提升管中部的流化床层使得反应进行地更彻底，大大 提高了反应物的接触效率，增加了产品的收率；2、 相对于原有流化床工艺所要求的硫磺气化是必须步骤，本专利技术所述硫磺 可以为液态，不仅所需温度较低，能耗低，而且所需设备简单，占地较小，减 少生产成本；3、 汽提段的设置使得未反应完全的含炭固体物质中夹带的二流化碳气体被 汽提掉，有效避免大量二硫化碳气体进入加热炉燃烧，产生大量S0x，从而减少 污染，保护了环境，同时提高了产品收率；4、 整个装置结构简单、省材料、造价低、易制作，有利于实现连续化、自 动化生产，并有利于生产过程的环保处理。总之，采用本专利技术所述设备生产二硫化碳，在技术上和经济上都是最佳的选择，真正实现了节能、降耗、清洁、环保的目标。 附图说明图1为本专利技术所述的并列式结构示意图之一图2为本专利技术所述的并列式结构示意图之二 图3为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环流化床制备二硫化碳的设备，其特征是包括料仓（１）、加料器（２）以及通过管线与加料器（２）连接的流化床加热炉（３），流化床加热炉（３）下方设有热炭管线（４），热炭管线（４）另一端与预提升器（５）连通，预提升器（５）上方连有提升管（６），提升管（６）上设有喷嘴（７），提升管（６）上端伸入沉降器（８），末端设置快分装置（９），沉降器内顶部设有旋风分离器（１０），内下方设有汽提段（１１），汽提段（１１）下方设有与流化床加热炉（３）连通的冷炭管线（１２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢春喜，孔庆然，王祝安，王捷，刘梦溪，康和平，
申请(专利权)人：孔庆然，中国石油大学北京，上海百金化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]