[发明专利]改进的硫分离系统

说明书

                        发明领域

本发明涉及改进的硫分离系统，该系统适用于从含有熔融硫和氧化还原溶液的液体中回收硫。

                        发明背景

许多氧化还原方法的副产物含有悬浮于液体氧化还原溶液中的固体元素硫。在某些液体氧化还原方法中，要求并且必需使用硫熔化器熔化固体元素硫以便生产高质量的、适于市场销售的硫产品。然而，氧化还原溶液中的金属离子，如铁和钒，在提高的温度下，与氢硫化物、硫代硫酸盐和碳酸氢盐的离子，总称为“反应性溶质”反应，而形成金属多硫化物。这些金属多硫化物在生产高质量的元素硫范围内是不希望有的。大量金属多硫化物的形成有可能使硫变成不可使用的。

金属离子与硫起反应的速率是氧化还原溶液中金属离子量、熔化器温度、硫在高温度下与氧化还原溶液接触时的时间长度、以及熔融硫和氧化还原溶液之间界面的表面积的函数。如果溶液中存在的金属离子越多，则形成的多硫化物就越多。当熔化器温度提高时，硫和金属离子间的反应活性就会增强，形成更多的金属多硫化物。当在高温下熔融硫和氧化还原溶液的接触时间增加时，则形成更多的金属多硫化物。熔融硫与氧化还原溶液间的界面保证熔融硫和金属离子的恒定接触。因此，熔融硫和氧化还原溶液间的界面表面积较小，则将限制金属多硫化物的形成。

过滤/洗涤/再制浆系统可用于减少进入硫熔化器的金属离子和反应性溶质。另外，可以使硫熔化器在硫熔点以上尽可能的最低温度下操作。尽管通过过滤和在较低温度下操作限制进入熔化器的金属离子和反应性溶质，在改进硫的质量方面是有效的技术，但停留时间和界面的表面积在金属多硫化物的形成和因此硫的质量方面也起相当大的作用。甚至当结合过滤/洗涤/再制浆系统并使熔化器温度保持在可能的最低水平上，硫的质量在使用长的停留时间和大的界面面积时也会遭到破坏。

在常规硫分离的设计情况下，停留时间是影响硫质量最不重要的可控变量之一。通常硫分离器被设计成能提供相当于单元最大硫产量的特定硫停留时间。当在最高硫生产过程中停留时间提高到超过预期的时间时，由于硫滴具有较多的时间与氧化还原溶液分离，所以硫的分离得到了改进。另外，由于氧化还原溶液和熔融硫之间的界面液面被更严格地限定，所以界面液面的控制得到了改进。但是，当停留时间增加，多硫化物的形成也就增加。因此，最佳的停留时间的产生是依据这些问题的综合考虑。

从常规系统中的熔融硫液流是通过将界面液面保持在一确定的垂直水平上而控制的。该液面的确定是根据单元的特定硫流量。液面通过开和关出口阀而保持。因此当系统在低于设计硫的容量下操作时，也就是说，当硫的流量下降时，要使界面液面维持在恒定高度上则要提高硫的停留时间。尽管在这种情况下硫滴的分离可得到改进，然而硫的质量却显著地下降。

                      发明概述

正如待描述的本发明最佳实施方案所说明的，本发明就其主要方面是涉及一种液体分离器系统。该系统包括具有顶部和底部的容器。该容器顶部的直径大于底部直径，容器的截面从顶部向下到容器的底部是下降的。该系统还包括用于往容器引入两种液体的入口，第二种液体较第一种液体更稠。靠近容器底部的出口可以使更稠的液体从容器中流出。界面控制装置是检测两种液流间的界面液面，而且界面控制装置还控制更稠的液体从出口的流出。通过调节界面控制装置的设定点，容器内界面液面的垂直高度可得到最佳改变致使更稠液体在容器中的停留时间不因更稠液体的流量降低而降低，并因而使两种液体的界面积随流量的减小而降低。在本发明特定实施方案中，将系统用于从液体氧化还原溶液或再制浆水中分离熔融硫。

因此本发明的目的是改进从氧化还原应用中回收硫的质量。本发明另一目的是提供熔融硫在硫分离器中的停留时间能按硫的流量而改变的系统。本发明第三个目的是改进硫分离设备，使该设备在获得变化界面表面积和停留时间的优点的同时界面液面可更精确的控制。本发明第四个目的是可以使液体氧化还原溶液或再制浆水与熔融硫之间的界面积得到变化。本发明第五个目的是适用于现有工艺的改进硫分离系统。本发明第六个目的是回收高质量元素硫更加有效的方法。

通过考虑本发明下列详细的描述会更好地理解本发明特性。在描述过程中，参照附图。

                附图的简略说明

图1是从浆料中回收元素硫的已知方法的示意方块图；

图2是本发明最佳实施方案的描述；和

图3是本发明变更的最佳实施方案的描述。

            优选实施方案的详细说明