[发明专利]基于电感应加热快速生产高纯度硫磺气体的工艺

说明书

本发明涉及一种基于电感应加热快速生产高纯度硫磺气体的工艺，固体或液体硫磺加热至温度大于120℃而熔融成液体硫磺，经粗硫磺输送泵送入硫磺过滤器，出口清液为精制硫磺液体流入精硫磺槽，再通过精硫磺输送泵送入密闭的气化器内，经喷头雾化，电感加热升温至445℃以上气化，并被进一步过热至500～900℃制得高纯度高温气体产品。与现有技术相比，本发明工艺简单、生成速度快、可实现装置规模大型化、并能利用固体或液体硫磺连续化生产高纯度气体还原剂‑‑硫磺气体。

技术领域

本发明涉及化工、建材、环保领域，尤其是涉及一种基于电感应加热快速生产高纯度硫磺气体的工艺及方法。

背景技术

硫磺是很重要的基础化工原料，可广泛用于生产二氧化硫、硫酸、二硫化碳、不溶性硫磺、金属硫化物，也可以用来还原硫酸盐矿石、硫酸盐工业废渣和工业废硫酸生产附加值更高的硫产品。硫磺的物理特性是常温下为固体、30～95.39℃时为正交晶、95.39～115.207℃时为斜交晶；当温度加热到大于115℃时，固体熔融变成液体，随着温度进一步提高至152℃，液体硫磺的流动性达到最佳状态，高于158℃硫磺的粘度又会急剧增加；当温度达到444.6℃开始气化；斜方硫和单斜硫都是由S8环状分子组成，液态时为链状分子组成，蒸气中有S8、S4、S2分子，800℃以上时蒸气由S2组成。不同形态硫磺的活性差别很大，温度越高分子链越短反应活性越高。现有工业化装置采用硫磺燃烧生产二氧化硫和硫酸大都可以采用液体硫磺为原料，而硫磺用于生产二硫化碳、不溶性硫、金属硫化物以及硫酸盐、废硫酸的还原时，采用气体硫磺要比液体或固体硫磺的反应速度和反应效率、反应得率要高出很多。但由于硫磺的气化点高，常规的蒸汽加热无法使硫磺气化为硫磺气体，如何使硫磺快速气化为硫磺气体是科研工作者研究关注的重点。关于如何制取气态硫磺方面的专利和文献较少。

现有的气态硫磺制取通常采用传统的釜式加热法，使用燃油、天然气、高温烟气或电间接加热蒸煮使硫磺熔融气化，存在传热效果差、气化速率不稳定、操作运行控制困难、设备材质要求高、容易堵塞系统、使用寿命短等缺陷。中国专利ZL2015200338812.5公开了一种高纯度硫磺气体的制备装置，中国专利ZL201510028032.7公开了作为还原气的高纯度硫磺气体的制备方法，采用气化器内挂石英加热元件对雾化的液体硫磺直接加热，气化效率高，温度控制方便，可快速制取硫磺气体。石英管加热元件，发热体是电热丝，它穿在石英管内，石英管起支撑、保护及发热作用，其热效率在90％以上；但石英管电加热本质属于电阻型，其缺点：(1)热衰减快、寿命短；(2)电阻丝是发热体，反复升温易导致电阻丝脆断，降低加热装置寿命；(3)全功率加热时，升温速率过快，造成石英管各部分受热不均，容易造成石英管炸碎；(4)每组石英管的功率3～5kW，大型工业化加热装置需要的元件数量多，电源的连接头多，可能的故障点多。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于电感应加热快速生产高纯度硫磺气体的工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于电感应加热快速生产高纯度硫磺气体的工艺，该工艺采用的设备包括通过管路顺序连接的熔硫槽、粗硫磺输送泵、硫磺过滤器、精硫磺槽、精硫磺输送泵和气化器，所述的气化器包括为蒸发气化室和过热室，所述的过热室设有电感加热组件；固体或液体硫磺在熔硫槽加热使其温度大于120℃而熔融成液体硫磺，经粗硫磺输送泵送入硫磺过滤器，出口清液为精制硫磺液体流入精硫磺槽，再通过精硫磺输送泵送入密闭的气化器内，经经喷头雾化，电感加热升温至445℃以上气化，并被进一步过热至500～900℃制得高纯度高温气体产品。

所述的蒸发气化室内设有雾化喷头，由精硫磺输送泵送入的液体硫磺经雾化喷头在蒸发气化室内雾化。

硫磺液体在输送、过滤、喷头雾化的过程中保持最佳温度为140～152℃。

所述的过热室位于蒸发气化室下方，蒸发气化室内雾化的硫磺下降进入过热室加热。