一种气、液、固四相混合物分离装置的制作方法

1.本实用新型属于硫磺废弃物精制技术领域，具体涉及一种气、液、固四相混合物分离装置。

背景技术：

2.硫磺广泛应用于硫酸、橡胶、染料、火药和化纤等行业，随着社会生产力的发展，我国对高品质硫磺的需求也越来越大。
3.随着国家对工业气体排放标准的提高，在石油炼厂酸性气、天然气和煤化工炼焦副产焦炉煤气等工业气体污染治理过程中，以湿式氧化法脱硫过程中产生大量的硫膏，这均是一种宝贵的硫资源。然而这类硫膏中均含有大量杂质组分，如含硫盐、焦油、催化剂和其他固体杂质等，若直接废弃，不仅造成严重的环境污染，而且也是对硫资源的一种极大的浪费。目前采用的氧压浸出浮选工艺或是熔硫法对湿硫膏进行提纯，硫渣中的杂质不能彻底分离，获得硫磺的品位不高，还有固废等二次污染产生。若以硫膏为原料进行精制处理，不仅可提高硫磺品质，满足工业生产制造需求，而且可以产生良好的经济效益和社会效益。
4.目前以pds脱硫法、ada脱硫法、栲胶脱硫法、络合铁脱硫法等湿法氧化还原脱除硫化氢，均将硫化氢转化为硫磺，经过固液过滤产生大量硫膏，这类硫膏若直接采用熔硫技术，产生大量黑硫磺，它仍是固体危废，难以达到高品质硫磺产品的标准，并且能耗高，只能用于制备硫酸。采用cs2、c
2 hcl3和ccl4等有机溶剂萃取得到较为纯净的硫磺，但所使用的有机溶剂毒性较大，挥发性较大，均属于易燃易爆物，且工艺繁琐，仍存在安全生产和对环境污染较大等问题。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种气、液、固四相混合物分离装置。可使用于石油、化工等相关领域的气、液、固四相混合物分离。
6.本实用新型采用的技术方案是：一种气、液、固四相混合物分离装置，包括容器和液固过滤设备；所述容器上设有混合物入口，气体出口、轻液出口和重液出口，及设于容器瓶身外部与容器内部连通的液位计；所述容器内设有入口挡板、捕雾器、液固分离器、液液分离器、隔板、重液挡板；所述混合物入口位于容器一侧，所述入口挡板位于混合物入口处，所述液固分离器、液液分离器依次位于入口挡板后方，所述捕雾器位于液液分离器后方，所述气体出口位于捕雾器后方上侧的容器顶部，所述隔板、重液挡板依次位于捕雾器后方，所述轻液出口位于隔板前方上侧容器上部，所述重液出口位于重液挡板后方的容器底部，所述液位计位于重液挡板后方；集固区位于隔板底部外侧，所述集固区通过重液固渣出口连通液固过滤设备，所述液固过滤设备设有滤液出口。
7.进一步优选的结构，捕雾器根据气量的大小设置在不同的位置，当气量大时，捕雾器位于容器内上部，当气量小时，捕雾器位于气体出口处。
8.进一步优选的结构，位于容器内的捕雾器为多层折流板或丝网。
9.进一步优选的结构，位于气体出口处的捕雾器为折流式、丝网式、离心式、旋风式、冲击式挡板。
10.进一步优选的结构，所述液固分离器为满足分离液速垂直设置的多层折流板。
11.进一步优选的结构，所述液液分离器为满足分离液速水平设置的多层折流板。
12.进一步优选的结构，所述隔板底部悬空，所述隔板顶部高于重液挡板布置，所述轻液出口高于重液挡板布置。
13.上述方案中，隔板、重液挡板与轻液出口的相对高低位置，是由流体静力学原理设置，只要控制重液液位高度不超过重液挡板的高度，轻液出口不会夹带重液。
14.进一步优选的结构，所述轻液出口的接管出口采用液封密封。即可防止气体从轻液出口排出。
15.本实用新型四相混合物指气、轻液、重液和固渣，即经过热裂解硫膏而得到的含液硫与裂解气、轻质液和固渣的硫膏精制过程中产生四相混合物。
16.本实用新型是将硫膏首先通过高温裂解，除去其中大量杂质，而使硫熔融成为液硫，再将液硫进一步加热汽化，除去固态杂质，然后，对气态硫进行冷凝，得到含少量裂解不凝气、裂解轻质液和冷凝前气相夹带固体微粒杂质的液硫四相混合物，分离这类四相混合物。
17.本实用新型裂解硫膏汽化冷凝后夹带有不凝气相、轻液及微量固体的液硫，经过本装置处理，单质硫的回收硫高于99％，回收的硫磺产品不低于gb/t2449.1-2014规定的一级品硫磺。
18.本实用新型四相混合物经过各分离器实现各相分离。针对硫膏精制过程的四相混合物，经本装置分离得到液态硫。液态硫再经冷凝冷却、切片造粒得高品质工业硫磺。本实用新型结构简单，操作方便，安全环保，无二次污染。
19.本实用新型的有益效果如下：
20.1、装置结构简单，通过容器内的各类分离器，即可将四相混合物中的气、液、固四相分层。
21.2、装置操作简单，只需通过液位计控制重液液面不高于重液挡板的高度，容器内气液运行平稳，能很好地分离气、轻液和重液。
22.3、重液固分离采用液固过滤设备，操作简单成熟。
23.4、对轻液中夹带的轻固体，如有需要，也可将此液固引入液固过滤设备分离即可。
附图说明
24.图1是本实用新型结构示意图；
25.图2是处理小气量的装置结构示意图；
26.图3是垂直设置折流板气液流方向俯视示意图。
27.图中，1-混合物入口；2-入口挡板；3-捕雾器；4-液固分离器；5-液液分离器；6-隔板；7-重液挡板；8-集固区；9-气体出口；10-轻液出口；11-重液固渣出口；12-重液出口；13-液固过滤设备；14-滤液出口；15-液位计。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。
29.如图1-3所示，本实用新型包括容器和液固过滤设备13；所述容器上设有混合物入口1，气体出口9、轻液出口10和重液出口12，及设于容器瓶身外部与容器内部连通的液位计15；所述容器内设有入口挡板2、捕雾器3、液固分离器4、液液分离器5、隔板6、重液挡板7；所述混合物入口1位于容器一侧，所述入口挡板2位于混合物入口1处，所述液固分离器4、液液分离器5依次位于入口挡板2后方，所述捕雾器3位于液液分离器5后方，所述气体出口9位于捕雾器3后方上侧的容器顶部，所述隔板6、重液挡板7依次位于捕雾器3后方，所述轻液出口10位于隔板6前方上侧容器上部，所述重液出口12位于重液挡板7后方的容器底部，所述液位计15位于重液挡板7后方；集固区8位于隔板6底部外侧，所述集固区8通过重液固渣出口11连通液固过滤设备13，所述液固过滤设备13设有滤液出口14。
30.所述捕雾器3根据气量的大小设置在不同的位置，如图1所示，当气量大时，捕雾器3位于容器内上部，如图2所示，当气量小时，捕雾器3位于气体出口9处。位于容器内的捕雾器3为多层折流板或丝网。位于气体出口9处的捕雾器3为折流式、丝网式、离心式、旋风式、冲击式挡板。
31.所述隔板6底部悬空，所述隔板6顶部高于重液挡板7布置，所述轻液出口10高于重液挡板7布置。隔板6、重液挡板7与轻液出口10的相对高低位置，是由流体静力学原理设置，只要控制重液液位高度不超过重液挡板7的高度，轻液出口10不会夹带重液。所述轻液出口10的接管出口采用液封密封，即可防止气体从轻液出口10排出。
32.如图1、图3所示，所述液固分离器4为满足分离液速垂直设置的多层折流板。
33.如图1所示，所述液液分离器5为满足分离液速水平设置的多层折流板。
34.为实现气、轻液、重液和固渣的四相混合物分离，装置处理过程如下：四相混合物从四相混合物入口1进入装置容器，经入口挡板2缓解出口混合物冲击力后，混合物分散于容器中；气液在容器中经过初步分离后，液面上方的气相经捕雾器3捕捉气相中微小液滴后，从气体出口9离开装置；液固首先经液固分离器4分离液固两相，重固相进入容器底部，最终进入集固区8，再从重液固渣出口11经液固过滤设备13，分离固相，液相由滤液出口14送往重液储罐；轻质固体上浮至轻液中或轻液上方；经液固分离的液相再经液液分离器5，轻重液分别向上层轻液和下层重液移动；上层轻液夹带着轻固相再经轻液出口10离开本装置；下层重液穿过隔板6底部，再经重液挡板7上方溢流入重液区；重液在液位计15的控制下，从重液出口12离开本装置。
35.实施例1：
36.焦炉煤气络合铁脱硫板框过滤的硫膏，经热裂解汽化再冷凝得到由76％液硫、19％不凝气、4％沥青油和1％微固组成的1000kg/h混合物，从图1所示的混合物入口1进入有效容积为2m3的容器，混合物经入口挡板2缓冲混合物冲击能后进入容器分离区。由于气量较大，气体经过液面上方的捕雾器3除去液滴后，由气体出口9离开装置。液固经液固分离器4，其中固体颗粒利用惯性力撞击折流板，减缓前进速度，由重力或浮力分别向下或向上运动而被分离，除去固体后的液体进入液液分离器5，分散相的轻液经液液分离器5团聚形成大液滴，离开液液分离器5后向上进入轻液层，连续相重液液硫从隔板6底部穿过，然后翻
过重液挡板7进入重液的液硫区，在液位计15的控制下，液硫从重液出口12排出装置。该液硫再经冷却切片制得硫磺，所得的硫磺按照gb/t2449.1-2014检测，为一级品硫磺。
37.实施例2：
38.石化酸气络合铁脱硫板框过滤的硫膏，经热裂解汽化再冷凝得到由94％液硫、4％不凝气、1.5％沥青油和0.5％微固组成的150kg/h混合物，从图2所示的混合物入口1进入有效容积为0.3m3的容器，混合物经入口挡板2缓冲混合物冲击能后进入容器分离区。由于气量较小，气体从液面上方经气体出口的捕雾器3除去液滴后，由气体出口9离开装置。液固经液固分离器4除去固体后进入液液分离器5，分散相的轻液经液液分离器5团聚形成大液滴，离开液液分离器5后向上进入轻液层，连续相重液液硫从隔板6底部穿过，然后翻过重液挡板7进入重液的液硫区，在液位计的控制下，液硫从重液出口12排出装置。该液硫再经冷却制得硫磺块，所得的硫磺按照gb/t2449.1-2014检测，为优质品硫磺。
39.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

技术特征：

1.一种气、液、固四相混合物分离装置，其特征在于：包括容器和液固过滤设备(13)；所述容器上设有混合物入口(1)，气体出口(9)、轻液出口(10)和重液出口(12)，及设于容器瓶身外部与容器内部连通的液位计(15)；所述容器内设有入口挡板(2)、捕雾器(3)、液固分离器(4)、液液分离器(5)、隔板(6)、重液挡板(7)；所述混合物入口(1)位于容器一侧，所述入口挡板(2)位于混合物入口(1)处，所述液固分离器(4)、液液分离器(5)依次位于入口挡板(2)后方，所述捕雾器(3)位于液液分离器(5)后方，所述气体出口(9)位于捕雾器(3)后方上侧的容器顶部，所述隔板(6)、重液挡板(7)依次位于捕雾器(3)后方，所述轻液出口(10)位于隔板(6)前方上侧容器上部，所述重液出口(12)位于重液挡板(7)后方的容器底部，所述液位计(15)位于重液挡板(7)后方；集固区(8)位于隔板(6)底部外侧，所述集固区(8)通过重液固渣出口(11)连通液固过滤设备(13)，所述液固过滤设备(13)设有滤液出口(14)。2.根据权利要求1所述的一种气、液、固四相混合物分离装置，其特征在于：当气量大时，捕雾器(3)位于容器内上部，当气量小时，捕雾器(3)位于气体出口(9)处。3.根据权利要求2所述的一种气、液、固四相混合物分离装置，其特征在于：位于容器内的捕雾器(3)为多层折流板或丝网。4.根据权利要求2所述的一种气、液、固四相混合物分离装置，其特征在于：位于气体出口(9)处的捕雾器(3)为折流式、丝网式、离心式、旋风式、冲击式挡板。5.根据权利要求1所述的一种气、液、固四相混合物分离装置，其特征在于：所述液固分离器(4)为满足分离液速垂直设置的多层折流板。6.根据权利要求1所述的一种气、液、固四相混合物分离装置，其特征在于：所述液液分离器(5)为满足分离液速水平设置的多层折流板。7.根据权利要求1所述的一种气、液、固四相混合物分离装置，其特征在于：所述隔板(6)底部悬空，所述隔板(6)顶部高于重液挡板(7)布置，所述轻液出口(10)高于重液挡板(7)布置。8.根据权利要求1所述的一种气、液、固四相混合物分离装置，其特征在于：所述轻液出口(10)的接管出口采用液封密封。

技术总结

本实用新型公开了一种气、液、固四相混合物分离装置。它包括容器和液固过滤设备；所述容器上设有混合物入口，气体出口、轻液出口和重液出口，及设于容器瓶身外部与容器内部连通的液位计；所述容器内设有入口挡板、捕雾器、液固分离器、液液分离器、隔板、重液挡板；集固区位于隔板底部外侧，所述集固区通过重液固渣出口连通液固过滤设备，所述液固过滤设备设有滤液出口。本实用新型结构简单，操作方便，安全环保，无二次污染。无二次污染。无二次污染。