本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用以分離流體混合物的液體分離器系統(tǒng)，其具有氣相區(qū)域、水相區(qū)域及較濃稠液體區(qū)域。所述分離器可用于從液態(tài)氧化還原溶液或再漿化水中分離熔融硫。所述系統(tǒng)包括具有頂部及底部的容器。所述容器在所述頂部具有比所述底部大的直徑。所述系統(tǒng)還包括進(jìn)口，其用于將氧化還原溶液或再漿化水及比氧化還原溶液或再漿化水濃稠的熔融硫引入所述容器。在靠近所述容器的所述底部的出口允許來自所述容器的所述熔融硫的流動。界面控制結(jié)構(gòu)感應(yīng)介于所述氧化還原溶液或再漿化水與所述熔融硫間的界面液位，且所述界面控制結(jié)構(gòu)控制來自所述出口的熔融硫的流動。所述界面控制結(jié)構(gòu)經(jīng)調(diào)節(jié)以最佳地改變所述容器內(nèi)的所述界面液位的垂直高度，以使所述熔融硫在所述容器中的滯留時間不隨硫生產(chǎn)產(chǎn)量的減少而減少，且使所述熔融硫與所述氧化還原溶液的界面面積隨硫產(chǎn)量的減少而降低。壓力控制器監(jiān)控所述容器內(nèi)的壓力并向所述容器中的氣相區(qū)域加入或從其移除氣體，以維持預(yù)定的壓力，而不論所述界面的垂直高度如何。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種分離器系統(tǒng)，其中使用三種流體相通過向氣相區(qū)域加入或從其移除氣體維持所述分離器中的恒定壓力來使較濃稠液體與較不濃稠液體分離。更具體而言， 本專利技術(shù)系統(tǒng)可用作用于從氣流及包括熔融硫及氧化還原溶液兩者的液流回收硫的改良的硫分離系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
許多脫硫氧化還原工藝的副產(chǎn)物包括懸浮于液態(tài)氧化還原溶液中的固態(tài)元素硫。 在一些液體氧化還原工藝中，需要且有必要使用硫熔爐來熔化固態(tài)元素硫以產(chǎn)生高品質(zhì)、 可銷售的硫產(chǎn)品。然而，氧化還原溶液中的金屬離子，例如鐵及釩，會與氫硫根離子、硫代硫酸根離子及重碳酸根離子(統(tǒng)稱為“反應(yīng)性溶質(zhì)”)在高溫下反應(yīng)形成金屬多硫化物。這些金屬多硫化物在制造高品質(zhì)元素硫的情形中是不合需要的。形成大量金屬多硫化物可使硫不可用，且也導(dǎo)致熔爐內(nèi)產(chǎn)生積垢，需要隨后清洗熔爐管。金屬離子與硫反應(yīng)的速率隨氧化還原溶液中金屬離子的量、熔爐溫度、在高溫下硫與氧化還原溶液接觸的時間量及介于熔融硫與氧化還原溶液間的界面的表面積而變化。 如果溶液中存在較多的金屬離子，那么將形成較多的多硫化物。當(dāng)熔爐溫度升高時，硫與金屬離子間的反應(yīng)活性增加，形成較多的金屬多硫化物。當(dāng)在高溫下熔融硫與氧化還原溶液間的接觸時間增加時，將形成較多的金屬多硫化物。介于熔融硫與氧化還原溶液間的界面提供熔融硫與金屬離子的恒定接觸。因此，介于熔融硫與氧化還原溶液間的較小界面表面積將限制金屬多硫化物的形成。過濾/洗滌/再漿化系統(tǒng)可用于減少進(jìn)入硫熔爐的金屬離子及反應(yīng)性溶質(zhì)。此外， 可在高于硫熔點(diǎn)的盡可能最低的溫度下操作硫熔爐。雖然經(jīng)由過濾限制進(jìn)入熔爐的金屬離子及反應(yīng)性溶質(zhì)及在較低的溫度下操作熔爐是改良硫品質(zhì)的有效技術(shù)，但滯留時間與界面表面積也對于形成金屬多硫化物并因此對于硫品質(zhì)起重要作用。即使在將熔爐溫度連同過濾/洗滌/再漿化系統(tǒng)維持于盡可能最低的水平時，當(dāng)采用長滯留時間及大界面面積時也會使硫品質(zhì)降低。關(guān)于常規(guī)的硫分離設(shè)計，滯留時間是影響硫品質(zhì)的最不好控制的變量之一。硫分離器通常經(jīng)設(shè)計以提供對應(yīng)于最大單元硫產(chǎn)量的特定滯留時間以供相分離，且主要由水體積流量決定。當(dāng)滯留時間增長超出最大硫生產(chǎn)期間所期望的時間時，由于硫液滴有較多的時間從氧化還原溶液中分離，故改良了硫分離。此外，更清晰地界定介于氧化還原溶液與熔融硫間的界面液位，因此界面液位控制得以改良。然而，隨著滯留的增長，多硫化物的形成增加。因此，根據(jù)這些考量間的折中產(chǎn)生最佳滯留時間。4先前已知的設(shè)計通過將界面液位維持于某一垂直液位來控制熔融硫的流量。美國專利第4，730，369號及第5，651，896號描述這些設(shè)計的實(shí)例。這些已知的分離器是完全液體容器且不具有氣相。其原理是將容器的操作壓力維持于壓力設(shè)定點(diǎn)以在硫的熔點(diǎn)或以上操作時保持水相不蒸發(fā)。然而，在實(shí)際操作中，當(dāng)打開熔融硫控制閥(界面液位控制)或水溶液控制閥(壓力控制)時，容器內(nèi)的壓力下降且一部分水相蒸發(fā)。此蒸發(fā)導(dǎo)致嚴(yán)重的操作問題，如熔融硫帶出容器頂部及因熔融硫在下游設(shè)備及管道中凝固而產(chǎn)生的堵塞。本專利技術(shù)現(xiàn)通過在具有分離控制系統(tǒng)的主要分離器容器中包括第三流體相(即氣相)以在不論水相或熔融硫相的液位如何均維持容器的壓力來解決此問題及其它問題。從以下本專利技術(shù)的更詳細(xì)描述中這些及其它優(yōu)點(diǎn)將顯而易知。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
如本專利技術(shù)優(yōu)選實(shí)施例所展示，本專利技術(shù)在主要方面涉及一種液體分離器系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括具有頂部及底部的容器。所述容器在所述頂部具有比所述底部大的直徑，且所述容器的橫截面從所述容器的所述頂部到所述底部向下縮小。所述系統(tǒng)包括用于將兩種液體的混合物引入所述容器中的第一進(jìn)口，其中第二種液體比第一種液體濃稠。位于所述頂部的進(jìn)口 /出口允許將加壓氣流引入容器或移除過多的加壓氣體，以維持容器的恒定操作壓力。恒定壓力的維持防止水相沸騰并帶出較濃稠液體。靠近容器底部的出口允許較濃稠液體從容器流出。界面控制結(jié)構(gòu)感應(yīng)介于兩種液體間的界面液位并控制來自出口的較濃稠液體的流量。通過調(diào)節(jié)界面控制結(jié)構(gòu)的設(shè)定點(diǎn)，可最佳地改變?nèi)萜鲀?nèi)部界面液位的垂直高度， 以使容器中較濃稠液體的滯留時間不隨較濃稠液體產(chǎn)量的減少而增長。這也隨產(chǎn)量降低而減小兩種液體的界面面積。界面結(jié)構(gòu)包括打開及關(guān)閉(可視系統(tǒng)需要打開/關(guān)閉或調(diào)整) 以控制較濃稠液相的移除的控制閥。通過介于水相最上方液位與氣體界面間的液位控制維持容器中水的液位。水相控制器與調(diào)整以維持水相液位的控制閥相連通。不論較濃稠液體及水相控制閥的位置如何，均將容器的內(nèi)壓維持于恒定的預(yù)定或所希望的水平。此通過調(diào)整流入及流出容器的氣體調(diào)節(jié)容器內(nèi)的氣相壓力來實(shí)現(xiàn)。用作氣相的特定氣體并非本專利技術(shù)的關(guān)鍵且其可選自由空氣、N2、燃?xì)?，或任何惰性、?jīng)濟(jì)、不凝結(jié)氣體組成的群組，其是處于所希望的壓力。在本專利技術(shù)特定實(shí)施例中，使用所述系統(tǒng)從液態(tài)氧化還原溶液及/或再漿化水中分離熔融硫。因此，本專利技術(shù)的目的是利用三相分離器系統(tǒng)改良從水性液體分離的較濃稠液體的品質(zhì)。本專利技術(shù)的目的也是改良從氧化還原應(yīng)用回收的硫的品質(zhì)。本專利技術(shù)的另一目的是提供一種系統(tǒng)，其中在硫分離器中熔融硫的滯留時間可依硫產(chǎn)量而變化。本專利技術(shù)的又一目的是一種允許更精確的界面液位控制同時獲得改變界面表面積及滯留時間的益處的經(jīng)改良的硫分離裝置。本專利技術(shù)的又一目的是一種允許改變介于液態(tài)氧化還原溶液及/或再漿化水與熔融硫間的界面面積的系統(tǒng)。本專利技術(shù)的另一目的是一種經(jīng)調(diào)適以供現(xiàn)有技術(shù)所用的經(jīng)改良的硫分離系統(tǒng)。本專利技術(shù)的又另一目的是通過維持容器中的恒定壓力來防止硫帶出。本專利技術(shù)的又一目的是一種回收高品質(zhì)元素硫的更具成本效益的方法。通過考慮以下本專利技術(shù)的詳細(xì)描述可更好地理解本專利技術(shù)的特征。在說明過程中，參照附圖。附圖說明圖1是從漿液移除元素硫的現(xiàn)有技術(shù)方法的示意性框圖；圖2是從漿液移除元素硫的另一現(xiàn)有技術(shù)方法的示意性框圖；圖3描繪本專利技術(shù)優(yōu)選實(shí)施例；及圖4描繪本專利技術(shù)的替代性優(yōu)選實(shí)施例。具體實(shí)施例方式為證實(shí)本專利技術(shù)的內(nèi)容，參考圖1及2，其描繪由液體氧化還原工藝制造熔融硫的已知工藝。這些已知系統(tǒng)均不使用三種流體相的分離器。使來自液體氧化還原應(yīng)用的硫漿液 (如2所示，其包括懸浮于氧化還原溶液中的固態(tài)元素硫)通過硫過濾器4。漿液可為如于例如沉降器等濃縮裝置中制造的相對較濃的漿液(約15重量％ )，或是如在不使用濃縮裝置的情況下得到的相對較稀的漿液(0. 1重量％ )。在硫過濾操作中，移去大部分氧化還原溶液并以濾出液形式返回到所述工藝，如8所示。在移除濾出液后留下的固態(tài)硫稱為硫餅或?yàn)V餅，且如5所示。在一些應(yīng)用中，如7所示，將清洗水噴灑于濾餅上以實(shí)現(xiàn)硫餅與氧化還原溶液間的更好分離。此操作稱為“洗滌”。固態(tài)硫5以及一些氧化還原溶液及洗滌水進(jìn)入再漿化罐6。如10所示，將水加入再漿化罐6中以產(chǎn)生硫漿液，使所述硫漿液通過硫熔爐或熱交換器12。在4、6及10中所示的過濾/洗滌/再漿化系統(tǒng)有助于從漿液中移除例如鐵及釩等金屬離子及反應(yīng)性溶質(zhì)，由此又將減少熔融工藝中形成的非所需多硫化物的量。一些系統(tǒng)不采用過濾/洗滌/再漿化工藝，因此來自工藝2的漿液直接進(jìn)入硫熔爐12。在已知工藝中，在硫熔爐12中通過與蒸汽或熱傳熱流體的間接熱交換將硫漿液加熱到高于硫熔點(diǎn)的溫度。因此，硫熔化，且排出硫熔爐12的熱溶液含有氧化還原水溶液及再漿化水以及熔融硫。熔融硫不能混溶于氧化還原溶液及再漿本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2009.12.14 US 12/637,3011.一種液體分離器系統(tǒng)，其包含以下的組合(a)具有頂部、底部、氣相區(qū)域、水相區(qū)域及較濃稠液體區(qū)域的容器，所述容器在所述頂部具有比所述底部大的直徑；(b)用于將第一液體及第二液體引入所述容器中的進(jìn)口，所述第二液體比所述第一液體濃稠；(c)靠近所述容器的所述底部的第一出口，其允許來自所述容器的所述第二液體的流動；(d)與所述水相區(qū)域流體連通的第二出口；(e)與所述氣相區(qū)域連通的壓力控制器，其控制氣體進(jìn)口閥與氣體出口閥，各閥與靠近所述容器的所述頂部的進(jìn)口/出口流體連通；及(f)界面控制結(jié)構(gòu)，其經(jīng)構(gòu)造及布置用于感應(yīng)所述容器內(nèi)部介于所述第一液體與所述第二液體間的界面液位，及用于控制來自所述第一出口的所述第二液體的流動，及用于回應(yīng)于所述流動的相應(yīng)增加或減少而升高或降低所述界面液位。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體分離器系統(tǒng)，其中所述第一液體是來自氧化還原操作的氧化還原溶液及再漿化水且所述第二液體是熔融硫。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體分離器系統(tǒng)，其中所述容器的所述頂部是圓柱形且所述容器的所述底部是圓柱形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體分離器系統(tǒng)，其中所述界面液位是維持于所述容器的所述底部內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液體分離器系統(tǒng)，其中在所述容器中所述第二液體的滯留時間不隨來自所述出口的流動的減少而增長。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體分離器系統(tǒng)，其中第二界面控制結(jié)構(gòu)經(jīng)構(gòu)造及布置用于感應(yīng)所述容器內(nèi)部介于所述水相區(qū)域與所述氣相區(qū)域間的界面液位，及用于控制來自所述第二出口的所述第一液體的流動，及用于回應(yīng)于所述第一液體流動的相應(yīng)增加或減少而升高或降低所述第二界面液位。7.一種用于從含有第一液體及第二液體的混合物中分離硫的硫分離器系統(tǒng)，其包含以下的組合(a)具有頂部、底部、氣相區(qū)域、氧化還原溶液區(qū)域及熔融硫區(qū)域的容器，所述容...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：加里·J·納格爾，安東尼·A·巴尼特，邁倫·賴歇爾，
申請(專利權(quán))人：摩瑞奇曼公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。