一種利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，包括：換熱器、反應(yīng)器、與反應(yīng)器的兩端分別連接的進(jìn)料卸料器和出料卸料器、與反應(yīng)器連接的加熱裝置、多級冷凝器、余熱鍋爐；換熱器的進(jìn)氣口與含硫煙氣管道連通，換熱器的出氣口與反應(yīng)器的進(jìn)氣口連通；換熱器的換熱介質(zhì)入口與反應(yīng)器的出氣口連通，換熱器的換熱介質(zhì)出口與多級冷凝器的進(jìn)氣口連通；多級冷凝器的出氣口與余熱鍋爐的進(jìn)氣口連通，且余熱鍋爐同時(shí)與一鍋爐給水泵連通；多級冷凝器的換熱介質(zhì)入口與余熱鍋爐的蒸汽排出管道連通。本實(shí)用新型流程簡單，在一個(gè)單級反應(yīng)器中將二氧化硫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，避免使用多級Claus反應(yīng)，大大降低了生產(chǎn)成本，且能量利用率高，硫磺產(chǎn)率高。
【專利說明】一種利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及冶煉、燒結(jié)機(jī)、燃煤鍋爐、化工等煙氣治理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一 種利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 燃煤煙氣中的S02是造成大氣污染的主要原因之一，S02對環(huán)境最嚴(yán)重的影響是其 形成的酸雨所帶來的危害。但是在對環(huán)境造成巨大影響的同時(shí)，S0 2&是生產(chǎn)硫酸和一系列 重要化肥的必要原料。
[0003] 對煙氣中的S02進(jìn)行脫除和提取利用主要包括以下步驟：S02首先被堿液吸收或吸 附于固體吸附劑上，隨后進(jìn)行脫附產(chǎn)生濃縮的so 2。脫附產(chǎn)生的so2可以用來生產(chǎn)濃硫酸、 液體二氧化硫或被還原為單質(zhì)硫。其中將濃縮的so 2還原為單質(zhì)硫由于工藝簡單，單質(zhì)硫 易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)而受到更多的關(guān)注。而且單質(zhì)硫是一種相對惰性的物質(zhì)，對環(huán)境的 影響極小且不會(huì)發(fā)生降解，可以無限期的儲(chǔ)存，這一點(diǎn)在需求低迷時(shí)尤其重要。
[0004] 但是在現(xiàn)有技術(shù)中，將濃縮S02還原為單質(zhì)硫的過程通常需要使用多級Claus反 應(yīng)，整個(gè)過程中的能量利用率較低，且生產(chǎn)成本較高。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的目的是提供一種利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，不僅能夠在單級反 應(yīng)器中催化轉(zhuǎn)化單質(zhì)硫，同時(shí)還可循環(huán)利用整個(gè)過程中的能量，提高能量利用率。
[0006] 本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下：
[0007] -種利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，包括：
[0008] 換熱器、反應(yīng)器、與反應(yīng)器的兩端分別連接的進(jìn)料卸料器和出料卸料器、與反應(yīng)器 連接的加熱裝置、多級冷凝器、余熱鍋爐；
[0009] 所述換熱器的進(jìn)氣口與含硫煙氣管道連通，所述換熱器的出氣口與所述反應(yīng)器的 進(jìn)氣口連通；
[0010] 所述換熱器的換熱介質(zhì)入口與所述反應(yīng)器的出氣口連通，所述換熱器的換熱介質(zhì) 出口與所述多級冷凝器的進(jìn)氣口連通；
[0011] 所述多級冷凝器的出氣口與所述余熱鍋爐的進(jìn)氣口連通，且所述余熱鍋爐同時(shí)與 一鍋爐給水泵連通；
[0012] 所述多級冷凝器的換熱介質(zhì)入口與所述余熱鍋爐的蒸汽排出管道連通。
[0013] 優(yōu)選地，所述的利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)進(jìn)一步包括：
[0014] 引風(fēng)機(jī)，其設(shè)置在所述換熱器的進(jìn)氣口與含硫煙氣管道之間，通過引風(fēng)機(jī)將氣體 導(dǎo)入所述換熱器內(nèi)。
[0015] 優(yōu)選地，所述的利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：
[0016] 裝有還原劑的儲(chǔ)料倉，其與所述進(jìn)料卸料器連通，且所述多級冷凝器的換熱介質(zhì) 出口連通至所述儲(chǔ)料倉；
[0017] 和/或；
[0018] 供氮裝置，其與所述反應(yīng)器和所述進(jìn)料卸料器的連通管道連通，同時(shí)與所述反應(yīng) 器和所述出料卸料器的連通管道連通。
[0019] 優(yōu)選地，所述的利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：
[0020] 液硫捕集網(wǎng)，其設(shè)置在所述多級冷凝器的出口處；
[0021] 和/或；
[0022] 硫磺收集器，其與所述多級冷凝器的硫磺出口連通；
[0023] 和 / 或；
[0024] 除塵器，其與所述余熱鍋爐的出氣口連通。
[0025] 優(yōu)選地，所述多級冷凝器內(nèi)設(shè)有折流板，且其內(nèi)部的冷凝段數(shù)為至少兩段；
[0026] 優(yōu)選地，所述多級冷凝器內(nèi)部的換熱管以一角度α向所述多級冷凝器的硫磺出 口傾斜，且該角度α為1?3°。
[0027] 本實(shí)用新型還提供了一種利用還原方法制單質(zhì)硫的方法，其采用了如前述的利用 還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，包括以下步驟：
[0028] 含硫煙氣在所述換熱器中進(jìn)行預(yù)熱；
[0029] 預(yù)熱后的氣體進(jìn)入所述反應(yīng)器中，并進(jìn)行還原反應(yīng)，得到氣態(tài)的硫單質(zhì)，其中，還 原劑為活性炭；
[0030] 從所述反應(yīng)器的出氣口排出的氣體作為換熱介質(zhì)流經(jīng)所述換熱器，與含硫煙氣進(jìn) 行熱量交換；
[0031] 作為換熱介質(zhì)的氣體在所述換熱器中進(jìn)行換熱后流入所述多級冷凝器，氣態(tài)硫冷 凝后得到液態(tài)的單質(zhì)硫；
[0032] 流過所述多級冷凝器后的氣體進(jìn)一步流入所述余熱鍋爐，并與來自鍋爐給水泵的 液體進(jìn)行熱量交換，降溫后從余熱鍋爐排出；其中，來自鍋爐給水泵的液體升溫后變成蒸汽 從所述余熱鍋爐排出，并作為換熱介質(zhì)流過所述多級冷凝器。
[0033] 優(yōu)選地，所述活性炭的顆粒粒徑小于2mm ;
[0034] 優(yōu)選地，所述含硫煙氣中的S02的濃度大于10 %。
[0035] 優(yōu)選地，所述含硫煙氣在所述換熱器中預(yù)熱后，溫度為250?300°C ;從所述反應(yīng) 器的出氣口排出的氣體作為換熱介質(zhì)流入所述換熱器時(shí)，溫度為600?850°C ;氣體換熱后 從所述換熱器流出時(shí)的溫度為450?500°C ;所述反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度為600?850°C ;從 所述多級冷凝器流出的氣體的溫度為300?350°C ;
[0036] 優(yōu)選地，從所述余熱鍋爐排出的蒸汽的氣壓為0. 17?0. 2MPa，該蒸汽流過所述多 級冷凝器后的氣壓為〇. 27?0. 36MPa ;
[0037] 優(yōu)選地，煙氣從所述余熱鍋爐排出時(shí)的溫度小于150°C。
[0038] 優(yōu)選地，含硫煙氣經(jīng)所述引風(fēng)機(jī)被導(dǎo)入所述換熱器中；
[0039] 優(yōu)選地，所述多級冷凝器處的換熱介質(zhì)從所述多級冷凝器流出后，進(jìn)一步對所述 儲(chǔ)料倉處的還原劑進(jìn)行預(yù)熱；
[0040] 優(yōu)選地，所述反應(yīng)器的進(jìn)料口和出料口處分別通過氮?dú)膺M(jìn)行與空氣的隔離。
[0041] 優(yōu)選地，通過所述液硫捕集網(wǎng)進(jìn)一步捕集流過所述多級冷凝器的氣體中的硫磺液 滴；
[0042] 優(yōu)選地，對從所述余熱鍋爐流出的氣體進(jìn)行除塵后再排放。
[0043] 通過本實(shí)用新型提供的一種利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)及方法，能夠帶來以下 至少一種有益效果：
[0044] 1.可在單級反應(yīng)器中還原得到單質(zhì)硫。本實(shí)用新型提供的還原方法制單質(zhì)硫的系 統(tǒng)只在一個(gè)單級反應(yīng)器中就可通過還原劑（活性炭）將so2轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，無需使用催化 齊IJ，還原過程簡單，且不存在催化劑高溫失活的情況。主要的反應(yīng)過程方程式為：
[0045] C+S02 = S+C02
[0046] 這樣簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本，運(yùn)行簡單。
[0047] 2.對整個(gè)過程中的能量進(jìn)行循環(huán)利用，提高利用率。本實(shí)用新型可將反應(yīng)器中排 出的高溫氣體作為換熱介質(zhì)與之后要進(jìn)行還原的含硫煙氣進(jìn)行熱量交換，對其升溫；同時(shí) 余熱鍋爐排出的蒸汽也可作為換熱介質(zhì)與流經(jīng)多級冷凝器的氣體進(jìn)行換熱，冷凝得到液態(tài) 硫；進(jìn)一步優(yōu)選地，作為多級冷凝器的換熱介質(zhì)的蒸汽換熱升溫后，還可流經(jīng)儲(chǔ)料倉處的還 原劑（活性炭），對該還原劑進(jìn)行預(yù)熱。通過上述過程，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了多過程中的熱量 的循環(huán)利用，極大地節(jié)約了能量，更為綠色環(huán)保。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明：
[0049] 圖1是本實(shí)用新型利用還原方法制單質(zhì)硫系統(tǒng)的一種實(shí)施例的示意圖。
[0050] 附圖標(biāo)號說明：
[0051] 1、引風(fēng)機(jī)；2、換熱器；3、反應(yīng)器；4、進(jìn)料卸料器；5、出料卸料器；6、加熱裝置；7、 氣封氮?dú)猓?、儲(chǔ)料倉；9、多級冷凝器；10、液硫捕集網(wǎng)；11、硫磺收集器；12、余熱鍋爐；13、 除塵器。

【具體實(shí)施方式】
[0052] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0053] 將濃縮S02還原為單質(zhì)硫是指利用還原劑將S02還原為單質(zhì)硫（即硫磺）的方法， 工藝簡單，無二次污染，且能回收單質(zhì)硫，達(dá)到變廢為寶的目的。該方法符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn) 略對環(huán)境資源的要求。
[0054] 本實(shí)用新型不需要任何的催化劑，只需活性炭作為吸收劑和還原劑，便可將S02分 解為無公害的C0 2和單質(zhì)硫，因而不存在二次污染等問題，由于不使用催化劑，因而也不存 在催化劑失活中毒等問題。
[0055] 用活性炭還原S02所需反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)過程除方程式：
[0056] C+S02 = S+C02
[0057] 夕卜，還會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：
[0058] C02+C = 2C0
[0059] CO+S = COS
[0060] 5S02+H20+7C = 5C02+S+H2S+C0S+CS2
[0061] C+S2 = CS2
[0062] 副產(chǎn)物H2S、COS、CS2都是還原劑，它們都能和S0 2在一定溫度下反應(yīng)而生成單質(zhì) 硫，即：
[0063] 2H2S+S02 = 3S+2H20
[0064] 2C0S+S02 = 3S+2C02
[0065] CS2+S02 = 3S+C02
[0066] 硫磺不同溫度條件下形態(tài)變化情況如下：112. 8 °C以下為黃色固體，112. 8? 250°C為黃色流動(dòng)液體，250?300°C為暗棕色粘稠液體，300?444. 6°C暗棕色流動(dòng)液體， 444. 6?650°C為橙黃色氣體，650?1000°C為草色氣體。
[0067] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，一種利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)包括：
[0068] 換熱器、反應(yīng)器、與反應(yīng)器的兩端分別連接的進(jìn)料卸料器和出料卸料器、與反應(yīng)器 連接的加熱裝置、多級冷凝器、余熱鍋爐；
[0069] 所述換熱器的進(jìn)氣口與含硫煙氣管道連通，所述換熱器的出氣口與所述反應(yīng)器的 進(jìn)氣口連通；
[0070] 所述換熱器的換熱介質(zhì)入口與所述反應(yīng)器的出氣口連通，所述換熱器的換熱介質(zhì) 出口與所述多級冷凝器的進(jìn)氣口連通；
[0071] 所述多級冷凝器的出氣口與所述余熱鍋爐的進(jìn)氣口連通，且所述余熱鍋爐同時(shí)與 一鍋爐給水泵連通；
[0072] 所述多級冷凝器的換熱介質(zhì)入口與所述余熱鍋爐的蒸汽排出管道連通。
[0073] 其中，換熱器用于對含硫煙氣進(jìn)行預(yù)熱，以使煙氣在進(jìn)入反應(yīng)器后能更快升溫至 要求的反應(yīng)溫度。同時(shí)，換熱器內(nèi)的換熱介質(zhì)為從反應(yīng)器排出的高溫氣體，進(jìn)一步利用了氣 體所攜帶的高溫?zé)崮埽鼓芰磕軌蜓h(huán)利用。優(yōu)選地，換熱器采用管殼式換熱器，含硫煙氣 走管程，換熱介質(zhì)走殼程。優(yōu)選地，在換熱器的進(jìn)氣口與含硫煙氣管道之間設(shè)置一引風(fēng)機(jī)， 通過引風(fēng)機(jī)的渦流作用將含硫煙氣導(dǎo)入換熱器內(nèi)，該引風(fēng)機(jī)的渦流作用能夠提高含硫煙氣 的流速，提高整個(gè)過程的運(yùn)行效率，同時(shí)還可使煙氣均布。
[0074] 含硫煙氣經(jīng)換熱器預(yù)熱后導(dǎo)入反應(yīng)器中進(jìn)行還原反應(yīng)，本實(shí)用新型優(yōu)選使用的還 原劑為活性炭或活性焦，且還原反應(yīng)過程的溫度要求較高，為600?850°C，所以需要在反 應(yīng)器處設(shè)置加熱裝置對反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行升溫。參照圖1，同時(shí)在反應(yīng)3的上方設(shè)置一進(jìn)料卸料 器4 (活性炭），下方設(shè)置一出料卸料器5 (反應(yīng)后剩余的活性炭及雜質(zhì)）。為了保證反應(yīng)器 內(nèi)還原反應(yīng)的充分進(jìn)行，有效避免氣體的逸出，可在反應(yīng)器的兩端分別連通供氮裝置，通過 氮?dú)鈱啥说亩丝谶M(jìn)行密封，同時(shí)也可與空氣進(jìn)行隔離，避免氧氣進(jìn)入，影響還原反應(yīng)的進(jìn) 行。優(yōu)選地，供氮裝置可以設(shè)置為一端一個(gè)，或者只設(shè)一個(gè)供氮裝置，但與所述反應(yīng)器和所 述進(jìn)料卸料器的連通管道連通，同時(shí)與所述反應(yīng)器和所述出料卸料器的連通管道連通。由 于反應(yīng)器內(nèi)部的溫度較高，所以反應(yīng)生成的硫?yàn)闅鈶B(tài)。包含氣態(tài)硫的氣體從反應(yīng)器中排出 后由于其溫度較高，且氣態(tài)硫需要冷凝為液態(tài)才可方便提取，所以可以先通過之前的換熱 器，作為換熱介質(zhì)與之后要被還原的含硫煙氣進(jìn)行熱量交換，充分利用這一氣體自身所攜 帶的高熱量。
[0075] 上述包含氣態(tài)硫的氣體在換熱器中完成換熱并流出后，流入一多級冷凝器，冷凝 得到液態(tài)的單質(zhì)硫。優(yōu)選地，該多級冷凝器內(nèi)設(shè)有折流板，使冷凝后得到的液態(tài)單質(zhì)硫沿折 流板匯流至一硫磺收集器中，該硫磺收集器與多級冷凝器的硫磺出口連通。優(yōu)選地，多級冷 凝器內(nèi)部的冷凝段數(shù)為至少兩段，可有效保證對氣體進(jìn)行充分的冷凝。優(yōu)選地，多級冷凝器 為一多級換熱器，優(yōu)選為管殼式換熱器，其中包含單質(zhì)硫的氣體走管程，換熱介質(zhì)走殼程。 優(yōu)選地，所述多級冷凝器內(nèi)部的換熱管以一角度α向所述多級冷凝器的硫磺出口傾斜，該 角度α優(yōu)選為1?3°，這樣可利于液態(tài)硫沿?fù)Q熱管傾斜流出，便于液態(tài)硫的收集。為了進(jìn) 一步有效保證單質(zhì)硫被充分冷凝提取，可優(yōu)選在多級冷凝器的出口處設(shè)置一液硫捕集網(wǎng)， 對硫磺液滴進(jìn)一步進(jìn)行捕集。
[0076] 從多級冷凝器提取單質(zhì)硫后的氣體進(jìn)一步流入余熱鍋爐中，進(jìn)行降溫后排放。該 余熱鍋爐連通一鍋爐給水泵，向鍋爐內(nèi)通入液體（水）作為換熱介質(zhì)進(jìn)行換熱，換熱介質(zhì)后 以蒸汽態(tài)從余熱鍋爐排出，并進(jìn)一步作為多級冷凝器的換熱介質(zhì)進(jìn)行升溫?fù)Q熱，充分利用 了資源和能量。當(dāng)氣體在余熱鍋爐進(jìn)行降溫后，優(yōu)選地，降至小于150°C，再通過一除塵器對 其進(jìn)行除塵后排放。
[0077] 優(yōu)選地，本實(shí)用新型對進(jìn)料卸料器連通一裝有還原劑（活性炭）的儲(chǔ)料倉，由于還 原劑在進(jìn)入反應(yīng)器后仍需加熱升溫后進(jìn)行還原反應(yīng)，因而可對還原劑進(jìn)行預(yù)熱，該預(yù)熱的 熱源可通過從多級冷凝器流出的高溫?fù)Q熱介質(zhì)提供，又進(jìn)一步對能量進(jìn)行了循環(huán)利用。
[0078] 本實(shí)用新型還提供了一種利用還原方法制單質(zhì)硫的方法，采用了如上述的利用還 原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，包括以下步驟：
[0079] 含硫煙氣在所述換熱器中進(jìn)行預(yù)熱；
[0080] 預(yù)熱后的氣體進(jìn)入所述反應(yīng)器中，并進(jìn)行還原反應(yīng)，得到氣態(tài)的硫單質(zhì)，其中，還 原劑為活性炭；
[0081] 從所述反應(yīng)器的出氣口排出的氣體作為換熱介質(zhì)流經(jīng)所述換熱器，與含硫煙氣進(jìn) 行熱量交換；
[0082] 作為換熱介質(zhì)的氣體在所述換熱器中進(jìn)行換熱后流入所述多級冷凝器，氣態(tài)硫冷 凝后得到液態(tài)的單質(zhì)硫；
[0083] 流過所述多級冷凝器后的氣體進(jìn)一步流入所述余熱鍋爐，并與來自鍋爐給水泵的 液體進(jìn)行熱量交換，降溫后從余熱鍋爐排出；其中，來自鍋爐給水泵的液體升溫后變成蒸汽 從所述余熱鍋爐排出，并作為換熱介質(zhì)流過所述多級冷凝器。
[0084] 優(yōu)選地，所述活性炭的顆粒粒徑小于2mm，與煙氣能夠充分接觸，還原率較高。
[0085] 優(yōu)選地，所述含硫煙氣中的S02的濃度大于10%，保證對煙氣的還原效率，同時(shí)也 能有效保證單質(zhì)硫的產(chǎn)量。
[0086] 優(yōu)選地，所述含硫煙氣在所述換熱器中預(yù)熱后，溫度為250?300°C ;從所述反應(yīng) 器的出氣口排出的氣體作為換熱介質(zhì)流入所述換熱器時(shí)，溫度為600?850°C，可有效保證 還原得到的硫單質(zhì)為氣態(tài)；氣體換熱后從所述換熱器流出時(shí)的溫度為450?500°C，此時(shí)的 硫單質(zhì)仍為氣態(tài)，可有效保證硫單質(zhì)在多級冷凝器中才被冷凝為液態(tài)，便于提取；所述反應(yīng) 器內(nèi)的反應(yīng)溫度為600?850°C，不僅保證還原反應(yīng)的高效進(jìn)行，同時(shí)可有效保證還原得到 的硫單質(zhì)為氣態(tài)；從所述多級冷凝器流出的氣體的溫度為300?350°C，有效保證硫單質(zhì)已 全部成為液態(tài)，提取率較高。
[0087] 優(yōu)選地，從所述余熱鍋爐排出的蒸汽的氣壓為0. 17?0. 2MPa，該蒸汽流過所述多 級冷凝器后的氣壓為0. 27?0. 36MPa ;
[0088] 優(yōu)選地，煙氣從所述余熱鍋爐排出時(shí)的溫度小于150°C。
[0089] 優(yōu)選地，含硫煙氣經(jīng)所述引風(fēng)機(jī)被導(dǎo)入所述換熱器中，可通過引風(fēng)機(jī)的渦流作用 提商煙氣的流速，提商整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
[0090] 優(yōu)選地，所述多級冷凝器處的換熱介質(zhì)從所述多級冷凝器流出后，進(jìn)一步對所述 儲(chǔ)料倉處的還原劑進(jìn)行預(yù)熱，提高了能量的循環(huán)利用率。
[0091] 優(yōu)選地，所述反應(yīng)器的進(jìn)料口和出料口處分別通過氮?dú)夥乐狗磻?yīng)器內(nèi)的二氧化硫 從進(jìn)出卸料口逸出，實(shí)現(xiàn)密封作用。
[0092] 優(yōu)選地，通過所述液硫捕集網(wǎng)進(jìn)一步捕集流過所述多級冷凝器的氣體中的硫磺液 滴，可有效保證液態(tài)的硫單質(zhì)被充分完全捕集。
[0093] 優(yōu)選地，對從所述余熱鍋爐流出的氣體進(jìn)行除塵后再排放，進(jìn)一步滿足國家規(guī)定 的排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0094] 在本實(shí)用新型的一個(gè)完整實(shí)施例中，如圖1所示，炭材料經(jīng)篩分后輸送到儲(chǔ)料倉8 中，經(jīng)進(jìn)料卸料器4將炭材料輸送到反應(yīng)器3中，啟動(dòng)加熱裝置6加熱，反應(yīng)器中的炭材料 及含硫煙氣（二氧化硫的濃度大于10% ) -起加熱到600?850°C，發(fā)生還原反應(yīng)。反應(yīng) 器上下端通過供氮裝置7通入一定量的氣封氮?dú)?，可防止反?yīng)前后氣體逸出。反應(yīng)后剩余 的活性炭及雜質(zhì)從出料卸料器5排出。反應(yīng)后的高溫氣體進(jìn)入換熱器2的殼程，將來自引 風(fēng)機(jī)1的含硫煙氣預(yù)先加熱至250?300°C。換熱器2的殼程出口的氣體（450?500°C， 高于硫的沸點(diǎn)）進(jìn)入多級冷凝器9,氣態(tài)硫在多級冷凝器9內(nèi)冷凝，冷凝器內(nèi)冷凝溫度大于 300°C，在此溫度范圍內(nèi)硫磺的粘度很小，順著帶有一定角度的管壁留下來，很容易從多級 冷凝器9中除去進(jìn)入硫磺收集器11內(nèi)。多級冷凝器9的管程出口氣體經(jīng)液硫捕集網(wǎng)10后 進(jìn)入余熱鍋爐12,將來自鍋爐給水泵的水加熱，產(chǎn)生蒸汽壓為0. 17?0. 2MPa的水蒸汽，并 作為冷凝器的冷卻介質(zhì)，經(jīng)冷凝器后形成蒸汽壓在〇. 27?0. 36MPa的水蒸汽，并進(jìn)一步與 儲(chǔ)料倉8中的炭材料間接接觸換熱后排入大氣中。余熱鍋爐12出口氣體經(jīng)除塵器13除塵 后經(jīng)煙囪排放。
[0095] 在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，炭材料為活性焦碎焦，粒徑<2mm，來源于脫硫 脫硝裝置振動(dòng)篩篩下料。碎焦經(jīng)進(jìn)料卸料器進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，啟動(dòng)加熱裝置加熱到750°C，與 來自引風(fēng)機(jī)的濃度為15%的二氧化硫氣體在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生還原反應(yīng)，空速為3001Γ1，反應(yīng) 器出口的高溫氣體經(jīng)換熱器殼層將引風(fēng)機(jī)出口氣體預(yù)熱至280°C，換熱器出口氣體溫度為 460°C，進(jìn)入二級冷凝器冷凝至出口溫度為320°C，進(jìn)入余熱鍋爐余熱利用，產(chǎn)生蒸汽壓力約 為0. 18MPa，余熱鍋爐出口氣體約125°C經(jīng)除塵器后去煙囪排放。二氧化硫轉(zhuǎn)化率約100%， 硫磺產(chǎn)率約95%。
[0096] 本實(shí)用新型具有流程簡單，在一個(gè)單級反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，避免使用多級 Claus反應(yīng)，大大降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)。且本實(shí)用新型充分利用反應(yīng)后的高溫氣體能量，利 用換熱器將反應(yīng)氣體預(yù)熱，降低反應(yīng)器的加熱裝置提供的熱源，同時(shí)換熱器出口能量余熱 利用，并利用余熱鍋爐來提供多級冷凝器所需的換熱介質(zhì)，不需要額外提供冷卻介質(zhì)，逐級 利用，能量利用率高。同時(shí)，多級冷凝器利用蒸汽來冷凝，便于控制硫磺的冷凝溫度，硫磺產(chǎn) 率高。
[0097] 應(yīng)當(dāng)說明的是，上述實(shí)施例均可根據(jù)需要自由組合。以上所述僅是本實(shí)用新型的 優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理 的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，其特征在于，包括： 換熱器、反應(yīng)器、與反應(yīng)器的兩端分別連接的進(jìn)料卸料器和出料卸料器、與反應(yīng)器連接 的加熱裝置、多級冷凝器、余熱鍋爐； 所述換熱器的進(jìn)氣口與含硫煙氣管道連通，所述換熱器的出氣口與所述反應(yīng)器的進(jìn)氣 口連通； 所述換熱器的換熱介質(zhì)入口與所述反應(yīng)器的出氣口連通，所述換熱器的換熱介質(zhì)出口 與所述多級冷凝器的進(jìn)氣口連通； 所述多級冷凝器的出氣口與所述余熱鍋爐的進(jìn)氣口連通，且所述余熱鍋爐同時(shí)與一鍋 爐給水泵連通； 所述多級冷凝器的換熱介質(zhì)入口與所述余熱鍋爐的蒸汽排出管道連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括： 引風(fēng)機(jī)，其設(shè)置在所述換熱器的進(jìn)氣口與含硫煙氣管道之間，通過引風(fēng)機(jī)將氣體導(dǎo)入 所述換熱器內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括： 裝有還原劑的儲(chǔ)料倉，其與所述進(jìn)料卸料器連通，且所述多級冷凝器的換熱介質(zhì)出口 連通至所述儲(chǔ)料倉； 和/或； 供氮裝置，其與所述反應(yīng)器和所述進(jìn)料卸料器的連通管道連通，同時(shí)與所述反應(yīng)器和 所述出料卸料器的連通管道連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括： 液硫捕集網(wǎng)，其設(shè)置在所述多級冷凝器的出口處； 和/或； 硫磺收集器，其與所述多級冷凝器的硫磺出口連通； 和/或； 除塵器，其與所述余熱鍋爐的出氣口連通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用還原方法制單質(zhì)硫的系統(tǒng)，其特征在于， 所述多級冷凝器內(nèi)設(shè)有折流板，且其內(nèi)部的冷凝段數(shù)為至少兩段； 和/或； 所述多級冷凝器內(nèi)部的換熱管以一角度α向所述多級冷凝器的硫磺出口傾斜，且該 角度α為1?3°。
【文檔編號】C01B17/04GK203938480SQ201420377814
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】傅月梅, 潘敏, 翁淑容, 劉強(qiáng), 李衛(wèi)衛(wèi), 傅文娟 申請人:上?？肆颦h(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>