一种旋流式硫磺液下造粒釜的制作方法

1.本发明属于硫磺回收技术领域，具体涉及一种旋流式硫磺液下造粒。
技术背景
2.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，液体硫磺需要进行固化成型，目前主要采用的成型工艺有：回转钢带造粒、干法滚筒造粒和湿法液下造粒等。其中湿法液下造粒工艺，液硫被泵送到成型盘中，经过成型盘底部的小孔流到充满冷却水的容器中，与冷却水进行热交换冷却固化为硫磺固体颗粒。但目前的液下造粒设施结构中，液硫与冷却水换热效率低，冷却水耗量较大，硫磺颗粒成型率低于90％，形状不规整，粒径范围变化大(φ3mm～φ10mm)，硫磺细粉尘含量高，在输送阶段易形成粉尘危险区，下游回收粉尘熔融率高，并且容器下端出口处容易形成堵塞。
3.石油炼化过程产生的液态硫磺，为了提高成品质量及运输、储存和使用的方便安全，经常加工成固态颗粒。造粒主要采用回转钢带造粒、干法滚筒造粒和湿法液下造粒工艺。其中湿法液下造粒工艺，液硫被泵送到顶部的成型盘中，经过成型盘底部的小孔流到下方充满冷却水的容器中，与冷却水进行热交换冷却固化为硫磺固体颗粒。但是，目前的液下造粒设施结构中，液硫与冷却水换热效率低，冷却水耗量较大，硫磺颗粒成型率低于90％，形状不规整，粒径范围变化大(φ3mm-φ10mm)，硫磺细粉尘含量高，在输送阶段易形成粉尘危险区，下游回收粉尘熔融率高，并且容器下端出口处容易形成堵塞。所以如何改进液下造粒设施结构，提高换热效率和硫磺颗粒成型率，改善颗粒形状，降低能耗，成为一个值得探讨的问题。
4.目前广泛使用的硫磺液下造粒设施结构，冷却水通过底部两个进口进入容器内，通过上端溢流口流出，容器内无法形成有效的换热流场，冷却水耗量大，硫磺颗粒成型率低，形状不规整，容器下端出口处容易形成搭桥堵塞。
5.中国专利cn201811156572.3公开了一种水旋流器及硫磺造粒的方法，使水形成形态和速度可控的旋流场，旋流场下硫磺造粒效果好，无粉尘，能迅速冷却熔融硫磺液滴，形成各种粒径的硫磺颗粒，硫磺造粒效率高，能耗低。但由于其特殊结构，造粒釜中形成稳定旋流场，液面的形状为一曲面，如果使用现有的平板型成型盘，盘下端到液面的距离不一致，无法形成大小均匀的硫磺颗粒。为了保证布料器下端与造粒釜旋流场液面的间距一定，需要对布料器进行新型的设计。


技术实现要素：

6.为解决以上问题，本发明提供了一种旋流式硫磺液下造粒釜，以解决现有技术中硫磺细粉在设施底部的堵塞的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
8.一种旋流式硫磺液下造粒釜，包括釜筒，外围带，集合总管和旋流尾管，其特征在
于：在集合总管上还设置有调节阀，所述旋流尾管为多个，焊接在釜筒上，所述外围带也焊接在集合总管上。
9.本发明一种旋流式硫磺液下造粒釜，其进一步特征在于：所述旋流尾管为3～6个，在釜筒体高h的20％～30％处沿圆周均匀钻孔，钻孔方向与圆周切向平行，孔径为dn50～100。将旋流尾管焊至钻孔处,旋流尾管伸入方向与圆周切向平行。所述旋流尾管使用直径50～100mm的直管制造。
10.本发明一种旋流式硫磺液下造粒釜，其进一步特征在于：所述外围带焊至釜筒外侧的20％～30％处。所述外围带是用直径100～200mm的圆管制造而成。
11.本发明还提供一种旋流式硫磺液下造粒釜的使用方法：
12.通过集合总管流入的冷却水，经过釜筒底部周围设置的外围带流入四个旋流尾管，沿切向通入釜筒中。通过改变集合总管上的调节阀的开度控制冷却水喷入的流量和速度，在造粒设施中形成一个稳定的旋流流场，流场经过计算流体力学(cfd)分析优化，可以提高换热效率，降低冷却水耗量，提高硫磺颗粒成型率，降低细粉率，彻底解决硫磺细粉在设施底部的堵塞问题。
13.采用本发明，具有如下的有益效果：造粒釜内部冷却水采用旋流流场，可以加强冷却水与硫磺颗粒的换热，降低冷却水耗量，并提高提高硫磺颗粒成型率，减少未成形的细粉量，解决硫磺细粉在液下造粒设施底部的堵塞问题。
14.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但并不限制本发明的使用范围。
附图说明
15.图1为本发明一种旋流式硫磺液下造粒釜的主视图；
16.图2为本发明一种旋流式硫磺液下造粒釜的俯视图；
17.图3为本发明的旋流尾管的示意图；
18.图4为本发明的釜筒开孔示意图；
19.图5为本发明釜筒与旋流尾管焊接的示意图；
20.图6为本发明外围带的俯视图；
21.图7为本发明外围带的主视图。
22.其中所示附图标记为：1-釜筒；2-旋流自由液面；3-1-外围带；3-2-旋流尾管，3-3-旋流尾管，3-4-旋流尾管，3-5-旋流尾管；4-集合总管；5-下料锥；6-调节阀。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明作进一步说明。
24.附图1到图7是本发明一种旋流式硫磺液下造粒釜及其部件的结构示意图。
25.本发明一种旋流式硫磺液下造粒釜，包括釜筒1，下料锥5，外围带3-1，集合总管4和旋流尾管3-2、3-3、3-4、3-5。釜筒1为一圆柱形筒体，下方连接一个圆锥形下料锥5，正常运行时釜筒1内部通过各个旋流尾管注冷却水，液硫从釜筒1上部滴入，与冷却水换热形成类球状硫磺颗粒，通过下方下料锥5以及下料锥5下方的排放阀排出造粒釜。本发明的造粒釜通过釜筒1外侧20％～30％高度处设置的外围带3-1，以及外围带3-1连接的各个旋流尾
管，将冷却水带一定压力注入釜筒1，在釜筒1中形成旋流流场，加强冷却水与液硫的换热。由于旋流流场的形成，釜筒1的自由液面会形成一曲面，通过观察曲面与水平方向夹角α，可以估计旋流流场的强度，并利用外围带入口的调节阀开度调整流场的强度。
26.旋流尾管(件3-2、3-3、3-4、3-5)采用3～6根长l1为100～250mm，直径为d1(50～100mm)直管,端部部分截掉如附图3所示，在釜筒体高h高的20％～30％处沿圆周均匀钻孔如附图4所示。钻孔方向与圆周切向平行。将尾管焊至钻孔处,伸入釜筒内部，尾管伸入方向与圆周切向平行如附图5。
27.外围带(件3-1)可使用直径d2(100～200mm)圆管制造，圆管按中心线剖开，弯成如图(见附图6、附图7所示)，焊至釜筒周围高h处。在外围带上焊接集合总管，并在集合总管上装调节阀。冷却水通过集合总管上调节阀，进入集合总管，再通过旋流尾管喷入造粒釜，形成一旋流流场。换热后的冷却水通过釜筒上方溢流出造粒釜。
28.该造粒釜启动时，先打开集合总管调节阀至最大开度，待水位达到筒壁处液面距筒顶60mm的预定液面后调整调节阀开度，待形成要求的涡旋形状，附图中切向角度α达到要求后，开始向布料器中注料。硫磺液滴通过布料器滴入液下造粒釜内，冷却成型后从下方排出。当硫磺入口流量增加或减少时，根据增加减少比例调整调节阀开度，使液面切向角度α保持不变。停机时，首先停止布料器注料，随后确认液下造粒釜内硫磺颗粒完全排出后方可关闭总管阀门。