УСТРОЙСТВО ДЕГАЗАЦИИ ЖИДКОЙ СЕРЫ

Полезная модель относится к устройствам дегазации жидкой серы и может применяться, преимущественно, на нефте- и газоперерабатывающих заводах, в частности, на установках производства серы.
Известно, что сера, полученная на установках производства серы по методу Клауса, содержит сероводород, который во время хранения, транспортировки и дальнейшего использования серы высвобождается, и количество которого может достигнуть предела взрываемости, создав опасную ситуацию. Кроме того, присутствие сероводорода в жидкой сере оказывает неблагоприятное влияние на прочность твердой серы и ее потребительские свойства.
На основании серии испытаний, проведенных рядом зарубежных фирм, был сделан вывод, что 15 ppm является верхним опасным пределом для содержания сероводорода в жидкой сере и установлена величина 10 ppm сероводорода в качестве требования для продаваемой серы. Чтобы достичь этой величины был разработан ряд устройств дегазации жидкой серы, в которых для удаления растворенного в жидкой сере сероводорода использовали перемешивание, добавление катализатора, пропускание распыленного газа через серу и др.
Известно, например, устройство дегазации жидкой серы в виде газожидкостного контактного смесителя со встроенной мешалкой, приводимой в действие электромотором, и средствами для подачи распыленного воздуха (WO 95/06616). Недостаток этого устройства состоит в том, что при контакте с жидкой серой есть большая вероятность коррозии и механического повреждения движущихся частей мешалки.
Известно устройство дегазации жидкой серы в виде скрубберной башни с тарелками, по которым жидкая сера, стекая, дегазируется противотоком воздуха. (Патент
США №3807141). Однако использование этого устройства требует значительных эксплуатационных затрат.
Наиболее близким аналогом является устройство дегазации жидкой серы в виде емкости, разделенной на два отсека, в одном из которых установлена отпарная колонна, где сера интенсивно перемешивается пузырьками горячего воздуха, а другой служит для выгрузки дегазированной серы. (Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. ВИНИТИ РАН, 1999, №4. Исмагилов Ф.Р. и др. «Решение экологических проблем НПЗ: технология дегазации жидкой серы», с.28). Недостаток этого устройства состоит в том, что для полной дегазации требуется длительное время пребывания серы в устройстве, что приводит к высокому расходу энергии.
Задачей, которую решает предполагаемая полезная модель, является создание устройства, позволяющего интенсифицировать процесс дегазации серы.
Поставленная задача решается тем, что устройство дегазации жидкой серы выполнено в виде емкости, разделенной стенкой с отверстиями для перелива серы, по меньшей мере, на две камеры, одна из которых оснащена средствами выгрузки дегазированной серы, а другая - по меньшей мере, двумя барботажными колонками с расположенными под ними средствами для подачи тонко распыленного воздуха. Каждая из барботажных колонок установлена на └┘-образной опорной конструкции, вертикальные элементы которой одним краем жестко заделаны в стенках емкости, а их свободные края служат направляющими для барботажной колонки, на корпусе которой жестко закреплены ребра, снабженные пазами. При этом барботажная колонка установлена с зазором к горизонтальному элементу опорной конструкции, на котором с возможностью перемещения прикреплена пластина, регулирующая величину зазора между колонкой и горизонтальным элементом, а средства для подачи тонко распыленного воздуха оснащены индивидуальным механизмом регулирования расхода газа для каждой колонки в зависимости от количества поступающей серы. Вертикальные и
горизонтальные элементы опорной конструкции жестко соединены между собой. Расстояние, на которое перемещается регулирующая пластина каждого горизонтального элемента опорной конструкции, установлено из расчета уменьшения зазора на 0÷25% для каждой последующей барботажной колонки, при этом верхний край регулирующей пластины снабжен переливными прорезями.
Достижение технического результата иллюстрирует описание процесса, происходящего в данном устройстве. Сера, поступающая в устройство, подогревается до температуры 130-150°С посредством паровых подогревателей, установленных на дне резервуара. Во избежание охлаждения жидкой серы газ, поступающий на барботирование, подогревается до 135°С. Когда барботажную колонку устанавливают на опорную конструкцию, свободные края вертикальных элементов служат направляющими, по которым посредством ребер с пазами перемещается барботажная колонка. При этом элементы опорной конструкции и ребра корпуса барботажной колонки, снабженные пазами, в собранном виде образуют сплошную перегородку, камера дегазации оказывается разделенной на отсеки. Таким образом обеспечивается последовательное прохождение серы через колонки и исключается вероятность того, что сера пойдет на выход, минуя барботажную колонку. Такое устройство, ко всему прочему, позволяет легко и надежно монтировать колонки и, кроме того, дает возможность, при необходимости регулировать колонку по высоте. На горизонтальном элементе опорной конструкции второй и последующих по ходу движения серы колонок установлены регулирующие пластины, которые могут перемещаться по вертикали, и таким образом позволяют менять зазор между перегородкой и нижней частью колонки. Чтобы регулировать поток поступающей серы, этот зазор между пластиной и колонкой последовательно уменьшают по ходу движения серы под каждой следующей барботажной колонкой. Тем самым в первых по ходу движения барботажных колонках происходит более интенсивный контакт жидкой серы с тонко распыленным газом и достигается
больший эффект удаления из нее сероводорода. Край пластины снабжен переливными прорезями, чтобы обеспечить более равномерное перетекание серы.
Чтобы избежать повышения концентрации сероводорода над поверхностью жидкой серы в резервуаре, используют продувочный газ. Обычно продувку осуществляют с использованием эжектора.
Сущность предлагаемой полезной модели иллюстрируют приведенные ниже графические изображения.
На фиг.1 и 2 представлены общий вид и вид сверху устройства дегазации жидкой серы. На фиг.3 представлен поперечный разрез устройства. На фиг.4 представлены элементы опорной конструкции колонки. На фиг.5 и 6 представлено крепление регулирующей пластины.
Устройство дегазации серы работает следующим образом. Жидкую серу подают по линии 1 в камеру дегазации 2. Поскольку вертикальные элементы 3 и горизонтальный элемент 4 опорной конструкции и ребра 5 с пазами 6 корпуса барботажной колонки 7 в собранном виде образуют сплошную перегородку, камера дегазации оказывается разделенной на отсеки, что препятствует перетоку жидкой серы мимо барботажной колонки. Затем жидкая сера поступает в нижнюю часть первой барботажной колонки. В нижней части барботажной колонки установлены средства для тонкого распыления газа 8, которые представляют собой систему перфорированных труб. В них под давлением подается газ, преимущественно, воздух. Причем средства 8 оснащены индивидуальным механизмом регулирования расхода газа 9 для каждой колонки в зависимости от количества поступающей серы. За счет подъемной силы, создаваемой потоком тонко распыленного газа, сера движется вверх колонны, а затем, переливаясь через верхние края колонки, движется вниз. За счет постоянного поступления в камеру дегазации новой порции серы, дегазированная в первой барботажной колонке сера поступает в нижнюю
часть следующей по ходу барботажной колонки, в которой осуществляется такая же операция дегазации, как и в первой барботажной колонке.
Вторая и последующие барботажные колонки устанавливают аналогично. При этом на горизонтальной опоре второй и последующих колонок крепят регулирующую пластину 10, снабженную переливными прорезями 11.
Регулирующие пластины могут перемещаться по вертикали и таким образом позволяют менять зазор 12 между перегородками и барботажными колонками, изменяя тем самым проходное сечение потока жидкой серы, поступающей в барботажную колонку снизу. Последовательным уменьшением этого зазора по ходу движения серы под каждой барботажной колонкой на 0÷25% ограничивают поступление жидкой серы в каждую последующую барботажную колонку. Частично жидкая сера вновь увлекается потоком газа, поступающим в предыдущую колонку. Пройдя последовательно все установленные в камере дегазации барботажные колонки, дегазированная жидкая сера перетекает через отверстие 13 в разделительной стенке 14 в камеру выгрузки 15, в которой установлен насос для откачки дегазированной серы для дальнейшего потребления.
Продувку газового пространства над поверхностью серы выполняют потоком продувочного газа, направляемого в противоток к движению серы. Продувочный газ удаляют при помощи эжекторной системы 16. Выходящий продувочный газ обычно поступает в печь дожига или другое устройство для утилизации отходящего газа.
Таким образом, частичная рециркуляция жидкой серы через барботажную колонку приводит к многократному контакту серы с тонко распыленным газом и к большему эффекту удаления из нее сероводорода.
Техническим результатом при использовании данного устройства дегазации жидкой серы является достижение нормативной величины содержания сероводорода в жидкой сере на выходе из устройства за короткие сроки и при низких эксплуатационных
расходах. Такое устройство, кроме того, позволяет легко и надежно монтировать колонки и дает возможность, при необходимости, регулировать колонку по высоте.