阅读说明：本技术 一种硫磺水下造粒及废气处理系统 (Sulphur granulation and exhaust-gas treatment system under water ) 是由 王铁军 王腾 钟小萍 白丹江 于 2020-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硫磺水下造粒及废气处理系统,包括造粒主机和设置在造粒主机上方的保温成型池、液硫入口管道、防飞溅分布装置、废气收集罩、废气水洗喷淋装置；造粒主机下方设有干燥脱水装置、水固分离装置、细粉硫磺螺旋输送器、熔硫装置以及循环回水装置。本发明提供的硫磺水下造粒及废气处理系统,能实现液体硫磺在造粒系统内快速成为球形颗粒,球形颗粒表面光滑、粒度均匀,含水量极低且生产效率高,并对液硫成型过程中排出的废气进行处理,大大改善操作环境,实现清洁化生产,节能减排,符合环保要求。(The invention discloses an underwater sulfur granulation and waste gas treatment system, which comprises a granulation host, a heat-preservation forming pool, a liquid sulfur inlet pipeline, an anti-splashing distribution device, a waste gas collecting cover and a waste gas washing and spraying device, wherein the heat-preservation forming pool, the liquid sulfur inlet pipeline, the anti-splashing distribution device, the waste gas collecting cover and the waste gas washing and spraying device are arranged above the granulation host; a drying dehydration device, a water-solid separation device, a fine powder sulfur screw conveyor, a sulfur melting device and a circulating water return device are arranged below the granulation main machine. The underwater sulfur granulation and waste gas treatment system provided by the invention can realize that liquid sulfur can be rapidly formed into spherical particles in the granulation system, the spherical particles have smooth surfaces, uniform particle sizes, extremely low water content and high production efficiency, and waste gas discharged in the liquid sulfur forming process is treated, so that the operation environment is greatly improved, clean production is realized, energy is saved, emission is reduced, and the environment-friendly requirement is met.)

一种硫磺水下造粒及废气处理系统

技术领域

本发明涉及硫磺造粒成型设备技术领域，尤其涉及一种硫磺水下造粒系统及废气处理系统。

背景技术

硫磺作为一种化学品，广泛用于生产化肥、火药、医药、纺织、皮革等行业。在煤化工、天然气、石油炼制等行业的加工过程中，副产大量的液体形态硫磺产品，受到储存、运能及安全方面的限制，少部分以液体产品方式出厂，大部分则需要以固体产品方式出厂。液体硫磺需要进行固化成型，型式有块状、片状、粒状，随着工业技术的进步及运输包装、环保、节能要求的提高，粒状固体硫磺产品逐渐替代块状及片状固体硫磺在工业中广泛应用。

目前在工业中应用的粒状硫磺成型工艺主要有：回转式钢带造粒、塔式空气造粒、滚筒喷浆造粒、水下湿法造粒等。⑴回转式钢带造粒：产品为半球形状，硫磺颗粒均匀、产品率高且不含水、但存在成型能力小、粉尘多、钢带寿命短、成型过程存在因H₂S、SO₂释放造成操作环境差、占地面积大等问题。⑵塔式空气造粒：产品为球形，硫磺颗粒均匀，产品率高，粉尘少、不含水，成型能力大，无转动部件可靠性高，但存在投资高、能耗高等问题。⑶滚筒喷浆造粒：产品率高且不含水、粉尘低、成型能力大，但存在硫磺颗粒大小不均匀，操作波动大，设备转动部件多且需要定期对滚筒内壁进行清理，劳动强度大且环境不清洁，投资较高。⑷水下湿法造粒：硫磺颗粒均匀，产品率高，粉尘少，成型能力大，占地面积小，无转动部件可靠性高，操作环境清洁，但产品水含量较高。

随着煤化工、天然气开采、石油加工等行业的发展，环保标准要求越来越高，配套上述行业的硫磺回收装置数量及副产硫磺规模也越来越大，对硫磺成型工艺技术及装备水平的要求也越来越高，水下湿法造粒技术应用也逐渐广泛，工业中已经应用的技术有：SIM、Hess OilVirgin Island、Devco Wet、Smth&Ardusi等，国内最大的硫磺回收装置-中石化普光气田240万吨/年硫磺回收即采用Devco Wet水下湿法造粒技术，生产运行已超过5年；国内其它如洛阳炼油厂、中石油宁夏石化公司、山东东营石化、大连恒力石化等工厂的硫磺回收装置均采用水下湿法造粒技术，生产运行相对稳定。上述湿法造粒技术在实际运行中虽然稳定，但也存在不少问题：⑴液硫在进入分布器后，释放出微量的废气(H₂S、SO₂、硫蒸汽)，对操作环境造成影响。⑵生产过程存在分布器液硫四周飞溅，固化结块。⑶成品硫磺颗粒水含量大于2％。⑷震动脱水筛分离过程产生颗粒粉碎形成粉末量较多。⑸沉淀硫粉末二次融硫设施融硫不完全、结块堵塞问题。

发明内容

本发明针对工业应用中所出现的上述问题，提出相应的解决方案，提供的硫磺水下造粒系统及废气处理系统，能实现液体硫磺在造粒系统内快速成为球形颗粒，球形颗粒表面光滑、粒度均匀，含水量极低且生产的效率高，并对液硫成型过程中排出的废气进行处理，实现清洁化的生产环境，改善操作环境，节能减排，符合环保要求。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种硫磺水下造粒系统及废气处理系统，包括造粒主机及设置在造粒主机上方的保温成型池、液硫入口管道、防飞溅分布装置、废气收集罩和废气喷淋水洗装置；造粒主机下方设有干燥脱水装置、水固分离装置、细粉硫磺螺旋输送器、熔硫装置和循环回水装置。

进一步，所述的造粒主机的两侧设有溢流槽，溢流槽的出口端与干燥脱水装置中的脱水池相连通；造粒主机的底部设有多个进水口和出料口；每个进水口均与循环回水装置相连通；每个出料口通过出料管与干燥脱水装置相连接，出料管与出料口之间设有自控阀门。

进一步，所述的保温成型池的底板为向下凸出的弧形板，保温成型池的底板上开设有多个供液体硫磺滴落的成型孔；保温成型池上方设有废气收集罩，保温成型池固定在造粒主机旁侧的支架上。

进一步，所述的防飞溅分布装置与液硫入口管道固定连接；防飞溅分布装置的底部开有四个两两对称的通孔，通孔中轴线对称分布在液硫入口管道的两侧。

进一步，所述的废气收集罩用于收集液硫挥发的废气，废气收集罩的出口与废气水洗喷淋装置的进口相连通。

进一步，所述的废气水洗喷淋装置内纵向设有汽水隔离板，废气水洗喷淋装置的出气口与排气风机相连通，废气水洗喷淋装置的出液口与水固分离装置中的入料池相连通。

进一步，所述的干燥脱水装置包括设置在密封罩内的振动脱水筛、振动脱水筛上方的风刀、往复电机、空压机、吹风装置、固体硫磺成品出口以及振动脱水筛下方的脱水池，所述的风刀包括底部开有出风口的硬质圆管；

每个干燥脱水装置的入口均与造粒主机中的出料口通过出料管相连接，通过控制自控阀门的启停来控制干燥脱水装置呈开启或备用状态；位于振动脱水筛上方的风刀分别与往复电机、空压机相连接，往复电机带动风刀在密封罩的滑轨上做往复运动；振动脱水筛下方的脱水池的出口端与水固分离装置中入料池相连通，干燥脱水装置的固体出口端与固体硫磺成品出口相连通；固体硫磺成品出口处设有用于向固体硫磺颗粒排出方向逆向吹热风的吹风装置。

进一步，所述的水固分离装置包括入料池、浓缩池、入料泵、固液分离的旋流器、沉淀池、清水池；所述的脱水池的出口端与入料池相连通，入料池的出口通过入料泵与固液分离的旋流器的入口相连通；固液分离的旋流器的底流口与浓缩池相连通，固液分离的旋流器的溢流口与设置在浓缩池旁侧的沉淀池相连通；沉淀池上层的清水经溢流隔板通入清水池；清水池通过循环水泵与循环回水装置相连通，清水池与废气水洗喷淋装置的入口端相连通。

进一步，所述的细粉硫磺螺旋输送器倾斜设置于浓缩池上；细粉硫磺螺旋输送器的下端位于浓缩池的底部，上端与熔硫装置相连通，用于将浓缩池底部沉淀的硫磺粉末输送到熔硫装置。

进一步，所述的熔硫装置包括熔硫罐、液硫泵以及熔硫罐内的分隔板，熔硫罐内的熔化介质通过熔化管道从防飞溅分布装置中流入，熔硫罐内的液硫通过液硫泵与所述的防飞溅分布装置的进口相连接。

与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：

本发明公开了一种硫磺水下造粒及废气处理系统，包括造粒主机和设置在其上方的保温成型池，保温成型池的上方设有防飞溅分布装置，通过在防飞溅分布装置底部开设多个供液体硫磺流出的通孔，对液硫入口管道快速流出的硫磺的液压起到了缓冲作用，降低了液体硫磺的流出压力，使得液体硫磺平缓地通过通孔流入保温成型池，再经保温成型池底部的成型孔滴落至造粒主机内快速成粒，生产效率高；

本发明在防飞溅分布装置上方设置用于液硫挥发废气的废气收集罩，废气收集罩与废气水洗喷淋装置相连通。本发明在废气水洗喷淋装置内设置汽水隔离板，使液硫挥发的废气被喷淋水急冷成固体硫粉末，经底部循环水管排入循环水入料池，防止液硫挥发的硫蒸汽被抽吸至排气风机中凝固。净化后气体通过排气风机排至大气，实现运行环境的清洁化。

此外，本发明在造粒主机下方设置备用的干燥脱水装置，当一个干燥脱水装置出现问题时，可直接启动备用的干燥脱水装置，不会使设备停工，生产效率高，成品率高，能够实现连续生产。

本发明在固体硫磺成品出口处设有用于向固体硫磺颗粒排出方向逆向吹热风的吹风装置，加速固体硫磺的干燥脱水速度，也防止硫磺粉末与硫蒸汽随着固体硫磺颗粒排出，保护车间环境。本发明通过在振动脱水筛上方设置沿水平方向做往复运动的风刀，用于将振动脱水筛上堵塞沥水孔的硫磺粉尘“切割”，使其落入脱水池中，保证了振动脱水筛的连续作业。另外，干燥脱水装置外部采用封闭式密封罩，防止了硫磺粉尘飞扬，不会影响车间环境。

附图说明

图1为本发明的硫磺水下造粒系统及废气处理系统的结构示意图；

图2为本发明的防飞溅分布装置的底部结构示意图；

图3为本发明的保温成型池的底板结构示意图；

图4为本发明的图3中的A-A处剖面图；

图5为本发明的图4中I处的放大图；

图6为本发明的干燥脱水装置的内部结构示意图。

其中，1为造粒主机，1-1为溢流槽，1-2为进水口，1-3为出料口，1-4为支架；2为防飞溅分布装置，2-1为通孔；3为保温成型池，3-1为成型孔，3-2为凸台；4为液硫入口管道；5为废气收集罩；6为废气水洗喷淋装置，6-1为汽水隔离板；7为干燥脱水装置，7-1为密封罩，7-2为振动脱水筛，7-3为风刀，7-4为往复电机，7-5为空压机，7-6为脱水池，7-7为吹风装置；8为水固分离装置，8-1入料池，8-2为浓缩池，8-3为沉淀池，8-4为清水池，8-5为为入料泵，8-6为固液分离的旋流器；9为细粉硫磺螺旋输送器；10为熔硫装置，10-1为熔硫罐，10-2为分隔板，10-3为液硫泵；11为循环回水装置，11-1为循环水泵，11-2为循环水换热设备；12为出料管；13为自控阀门；14为排气风机；15为固体硫磺成品出口；16为熔化管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1，一种硫磺水下造粒及废气处理系统，包括造粒主机1及设置在造粒主机1上方的保温成型池3、液硫入口管道4、防飞溅分布装置2、废气收集罩5和废气喷淋水洗装置6；造粒主机1下方设有干燥脱水装置7、水固分离装置8、细粉硫磺螺旋输送器9、熔硫装置10和循环回水装置11。

具体的，所述的硫磺水下造粒及废气处理系统包括造粒主机1，造粒主机1的上方设有与防飞溅分布装置2相连通的保温成型池3，防飞溅分布装置2的入口端与液硫入口管道4相连通；保温成型池3的上方设有用于收集液硫挥发废气的废气收集罩5，废气收集罩5的出口与废气水洗喷淋装置6的进口相连通；废气水洗喷淋装置6内纵向设有汽水隔离板6-11，废气水洗喷淋装置6的出气口与排气风机14相连通，废气水洗喷淋装置6的出液口与水固分离装置8中的入料池8-1相连通。

进一步，所述的造粒主机1的两侧设有溢流槽1-1，溢流槽1-1的出口端与干燥脱水装置7中的脱水池7-6相连通；造粒主机1的底部设有多个进水口1-2和出料口1-3；每个进水口1-2均与循环回水装置11相连通；每个出料口1-3通过出料管12与干燥脱水装置7相连接，出料管12与出料口1-3之间设有自控阀门13。

进一步，所述的保温成型池3的底板为向下凸出的弧形板，保温成型池3的底板上开设有多个供液体硫磺滴落的成型孔3-1；保温成型池3上方设有废气收集罩5，保温成型池3固定在造粒主机1旁侧的支架1-4上。本发明的保温成型池3的底板的结构示意图见图3，图4和图5为保温成型池3的底板上的成型孔3-1的结构示意图；在保温成型池3的底部开设有多个用于供液体硫磺滴落的成型孔3-1，保温成型池3底部的成型孔3-1有成千上万个，成型孔3-1与保温成型池3的底板的连接处设有凸台3-2，防止液体硫磺的流束粘连。保温成型池3底板的中心与造粒主机1的液面的垂直距离为20～50mm。

进一步，所述的防飞溅分布装置2与液硫入口管道4固定连接；防飞溅分布装置2的底部开有四个两两对称的通孔2-1，通孔2-1中轴线对称分布在液硫入口管道4的两侧。参见图2，为本发明的防飞溅分布装置的底部结构示意图。在防飞溅分布装置2的底部开设的通孔2-1在纵向的液硫入口管道4的中轴线的两侧对称分布，对液硫入口管道4快速流出的硫磺的液压起到了缓冲作用，降低了液体硫磺的流出压力，使得液体硫磺平缓地通过通孔2-1流入保温成型池3。

进一步，所述的废气收集罩5用于收集液硫挥发的废气，废气收集罩5的出口与废气水洗喷淋装置6的进口相连通。

进一步，所述的废气水洗喷淋装置6内纵向设有汽水隔离板6-1，废气水洗喷淋装置6的出气口与排气风机14相连通，废气水洗喷淋装置6的出液口与水固分离装置8中的入料池8-1相连通。具体的，所述的废气水洗喷淋装置6内纵向设置的汽水隔离板6-1与废气水洗喷淋装置6底部液面的距离为8～15cm。

进一步，所述的干燥脱水装置7包括设置在密封罩7-1内的振动脱水筛7-2、振动脱水筛7-2上方的风刀7-3、往复电机7-4、空压机7-5、吹风装置7-7、固体硫磺成品出口15以及振动脱水筛7-1下方的脱水池7-6，所述的风刀7-3包括底部开有出风口的硬质圆管；

每个干燥脱水装置7的入口均与造粒主机1中的出料口1-3通过出料管12相连接，通过控制自控阀门13的启停来控制干燥脱水装置7呈开启或备用状态；位于振动脱水筛7-2上方的风刀7-3分别与往复电机7-4、空压机7-5相连接，往复电机7-4带动风刀7-3在密封罩7-1的滑轨上做往复运动；振动脱水筛7-2下方的脱水池7-6的出口端与水固分离装置8中入料池8-1相连通，干燥脱水装置7的固体出口端与固体硫磺成品出口15相连通；固体硫磺成品出口15处设有用于向固体硫磺颗粒排出方向逆向吹热风的吹风装置7-7。

进一步，所述的水固分离装置8包括入料池8-1、浓缩池8-2、入料泵8-5、固液分离的旋流器8-6、沉淀池8-3、清水池8-4；

所述的脱水池7-6的出口端与入料池8-1相连通，入料池8-1的出口通过入料泵8-5与固液分离的旋流器8-6的入口相连通；固液分离的旋流器8-6的底流口与浓缩池8-2相连通，固液分离的旋流器8-6的溢流口与设置在浓缩池8-2旁侧的沉淀池8-3相连通；沉淀池8-3上层的清水经溢流隔板通入清水池8-4；清水池8-4通过循环水泵11-1与循环回水装置11相连通，清水池8-4与废气水洗喷淋装置6的入口端相连通。

进一步，所述的细粉硫磺螺旋输送器9倾斜设置于浓缩池8-1上；细粉硫磺螺旋输送器9的下端位于浓缩池8-1的底部，上端与熔硫装置10相连通，用于将浓缩池8-1底部沉淀的硫磺粉末输送到熔硫装置10。

进一步，所述的熔硫装置10包括熔硫罐10-1、熔硫罐10-1内的分隔板10-2及液硫泵10-3，熔硫罐10-1内的熔化介质通过熔化管道16从防飞溅分布装置2中流入，熔硫罐内的液硫通过液硫泵10-3与所述的防飞溅分布装置2的进口相连接。

进一步，所述的循环回水装置11包括循环水泵11-1、循环水换热设备11-2，清水池8-4的清水通过循环水泵11-1进入循环水换热设备11-2，换热后再进入造粒主机1，其进水流量按照进入造粒主机1的液体硫磺量进行调节。

具体的，本发明的硫磺水下造粒系统及废气处理系统适用于液体硫磺的水下造粒，也适用于其他固体颗粒的水下造粒，如树脂、沥青等沥青脂的水下造粒。本发明的工作原理为：液硫经硫磺过滤器过滤后，液体硫磺首先经防飞溅分布装置2减小液体硫磺的液压，使液体硫磺平缓地流入保温成型池3，液体硫磺被保温成型池3分成许多液体流束，然后液体流束进入造粒主机1，在造粒主机1中，液硫流束在重力和表面张力的共同作用下被冷却水冷却成为球形小颗粒，这些小颗粒从造粒主机1底部的出料口1-3排出并通过干燥脱水装置7干燥脱水，经脱水干燥后的固体硫磺颗粒通过固体硫磺成品出口15输送至硫磺包装车间或成品仓库。含硫粉的循环水进入水固分离装置8进行水固分离并回收利用；液硫挥发的废气经进入废气水洗喷淋装置6水洗净化，气体经净化后经排气风机14排出，水洗净化后的含硫粉循环水进入水固分离装置8水固分离并回收利用。

具体的，造粒主机1的下方的出料管12靠近出料口1-3的位置处设有自控阀门13，排料管倾斜设置，排料管与水平轴线的夹角为30°～45°。通过自控阀门13的开启和关闭来控制使用一个或多个干燥脱水装置7，在其中一个干燥脱水装置7需要维修时，可采用备用的干燥脱水装置7进行干燥脱水，保证车间设备不会停工，实现连续化生产。

需要说明的是，本发明在造粒主机底部开设多个两两对称的进水口1-2，保证造粒主机内的水流速度；每个进水口1-2均通过管道与循环回水装置11相连接；造粒主机1内循环水由于循环水泵11-1的作用保持流动状态，液体硫磺经保温成型池3快速滴落至造粒主机内水流中，落入的硫磺液滴在水流的作用下被快速切割、分散并被冷却凝固成颗粒，颗粒硫磺在重力下迅速下沉并从出料口14排出，通过干燥脱水装置13脱水成为干燥的固体硫磺颗粒，经脱水干燥的固体硫磺的颗粒直径为2～6mm。本发明提供的硫磺水下造粒系统及废气处理系统，流动的循环水可使硫磺迅速分散和冷却，硫磺的重力可使硫磺颗粒迅速下沉至造粒主机的出料口1-3与水一起排出，这样能使整个过程连续操作，保持持续地生产，提供生产效率。

具体的，所述的造粒主机1的底部设有四个两两对称的进水口1-2，每个进水口1-2均与循环回水装置11相连通。本发明在造粒主机1底部开设四个两两对称的进水口1-2，保证造粒主机1内的水流速度；每个进水口1-2均通过管道与循环回水装置11相连接，造粒主机1内循环水由于循环水泵11-1的作用保持流动状态，液体硫磺经保温成型池3快速滴落至造粒主机1内水流中，落入的硫磺液滴在水流的作用下被快速切割、分散并被冷却凝固成颗粒。

参见图6，为本发明的干燥脱水装置7的内部结构示意图。所述的干燥脱水装置7包括两个，每个干燥脱水装置7的入口均与造粒主机1中的出料口1-3通过出料管12相连接，通过控制自控阀门13的启停来控制干燥脱水装置7呈开启或备用状态；位于振动脱水筛7-2上方的风刀7-5包括底部开设有出风口的硬质圆管，为了增大出风压力，在硬质圆管的底部在水平方向上开设有一条细缝作为出风口，硬质圆管的进风口与空压机7-5相连接，空压机7-55向其提供压缩空气；往复电机7-4的输出轴连接在风刀7-3的硬质圆管的中心位置处，往复电机7-4的输出轴与风刀7-3的中轴线垂直设置。风刀7-3在往复电机7-4的作用下，沿干燥脱水装置7的密封罩7-1内的滑轨在振动脱水筛7-2上方沿水平方向做往复运动，通过具有一定压力的风将振动脱水筛7-2上的沥水孔的硫磺粉尘“切割”，使堵塞在沥水孔的硫磺粉尘落入脱水池7-6中，对振动脱水筛7-2起到保护作用，也保证了连续化生产。振动脱水筛7-2下方的脱水池7-6的出口端与水固分离装置8中入料池8-1相连通，干燥脱水装置7的固体出口端与固体硫磺成品出口15相连通；固体硫磺成品出口15处设有用于向固体硫磺颗粒排出方向逆向吹热风的吹风装置7-7。

由以上技术方案，本发明提供了一种硫磺水下造粒系统及废气处理系统，包括造粒主机和设置在其上方的保温成型池3，保温成型池3的上方设有防飞溅分布装置2，通过在防飞溅分布装置2底部开设多个供液体硫磺流出的通孔2-1，对液硫入口管道4快速流出的硫磺的液压起到了缓冲作用，降低了液体硫磺的流出压力，使得液体硫磺平缓地通过通孔2-6流入保温成型池3，再经保温成型池3底部的成型孔3-1滴落至造粒主机内快速成粒，生产效率高。

本发明在防飞溅分布装置2上方设置液硫挥发的废气的废气收集罩5，废气收集罩5与废气水洗喷淋装置6相连通。本发明在废气水洗喷淋装置6内设置汽水隔离板6-1，使液硫挥发的硫蒸汽被喷淋的水急冷，防止液硫挥发的硫蒸汽被抽吸至排气风机14中。废气水洗喷淋装置6通过喷淋水洗将硫蒸汽急冷为硫粉末，经循环水出水管排至水固分离装置8中的入料池8-1，净化后气体通过排气风机14排出。

此外，本发明在造粒主机1下方设置备用的干燥脱水装置7，当一个干燥脱水装置7出现问题时，可直接启动备用的干燥脱水装置7，不会使设备停工，生产效率高，成品率高，能够实现连续生产。本发明在固体硫磺成品出口处设有用于向固体硫磺颗粒排出方向逆向吹热风的吹风装置7-7，加速固体硫磺的干燥脱水速度，也防止硫磺粉末与硫蒸汽随着固体硫磺颗粒排出，保护车间环境。本发明通过在振动脱水筛上方设置沿水平方向做往复运动的风刀7-3，用于将振动脱水筛7-2上堵塞沥水孔的硫磺粉尘“切割”，使其落入脱水池7-6中，保证了振动脱水筛7-2的连续作业。另外，干燥脱水装置7外部采用封闭式密封罩7-1，不存在硫磺粉尘飞扬及异味气体，运行环境清洁。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。