Способ получения газовой молотой серы

 

Изобретение относится к способам получения газовой молотой серы и может быть использовано в химической, металлургической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Сущность способа: в способе получения газовой молотой серы, включающем помол газовой комовой серы в присутствии присадок, согласно изобретению используют исходную серу с размером частиц не более 20 мм, после помола проводят сепарацию с рециклизацией грубой фракции и отделение готового продукта, при этом помол и сепарацию осуществляют в циркулирующем потоке азотсодержащей среды, а отделение готового продукта - при наложении периодических вибраций. В оптимальной степени результат достигается при соблюдении следующих условий: циркулирующий поток азотсодержащей среды создают посредством вентилятора; присадки вводят в поток азотсодержащей среды на выходе из вентилятора; в качестве азотсодержащей среды используют азотовоздушную смесь; используют вентилятор производительностью не менее 4500 м³/ч; помол осуществляют в струйно-роторной мельнице; сепарацию осуществляют в динамическом сепараторе. Изобретение позволяет повысить производительность процесса при одновременном повышении его взрывобезопасности. 9 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к способам получения газовой молотой серы и может быть использовано в химической, металлургической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Одним из основных назначений молотой серы является использование в качестве вулканизирующего агента при производстве шин и резинотехнических изделий, а также в сельском хозяйстве в качестве кормовой добавки в питательном рационе животных и в растениеводстве как препарат для борьбы с болезнями растений.

Известен способ получения порошкообразной серы путем расплавления, нагрева до температуры, превышающей температуру плавления серы, разделения расплава на капли и быстрого охлаждения воздушно-капельной струи в охлаждающей среде (RU, 2111916, С 01 В 17/12, 1998).

Недостатком известного способа является невозможность регулирования параметров получаемой серы и непригодность известной технологии для переработки газовой серы.

Известен способ получения тонкодисперсной серы путем измельчения и помола серы, в котором с целью снижения агрегирования частиц в исходное сырье вводят добавки в количестве 1-7% от общей массы (JP, N 62-91407, С 01 В 17/02, 1987).

Недостатком способа является большое количество гидрофильных примесных добавок, что практически исключает использование получаемой тонкодисперсной серы по одному из основных назначений - в качестве агента для вулканизации каучуков в шинной промышленности.

В последнее время основным сырьем в России для получения газовой молотой серы служит газовая комовая сера.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения газовой молотой серы, включающий помол газовой комовой серы в присутствии присадок: 0,1-2,01 мас.% гидрофибизированного порошка оксида кремния или титана, перлита, белой сажи, талька, диатомита, каолина, трепела в струйной или шаровой мельнице при 14-25^oC в течение 10-30 мин, вводимые присадки препятствуют агломерации частиц серы в мельнице (RU, 2076842, С 01 В 17/10, 1997).

Недостатком наиболее близкого аналога являются неудовлетворительные технические и служебные характеристики готового продукта, а также отсутствие оптимизации тонины помола.

Техническим результатом изобретения является повышение технических и эксплуатационных характеристик готового продукта путем оптимизации тонины помола и уменьшения слеживаемости при хранении, а также повышение производительности процесса при одновременном повышении его взрывобезопасности.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения газовой молотой серы, включающем помол газовой комовой серы в присутствии присадок, согласно изобретению используют исходную серу с размером частиц не более 20 мм, после помола проводят сепарацию с рециклизацией грубой фракции и отделение готового продукта, при этом помол и сепарацию осуществляют в циркулирующем потоке азотсодержащей среды, а отделение готового продукта - при наложении периодических вибраций.

В оптимальной степени результат достигается при соблюдении следующих условий: циркулирующий поток азотсодержащей среды создают посредством вентилятора; присадки вводят в поток азотсодержащей среды на выходе из вентилятора; в качестве азотсодержащей среды используют азотовоздушную смесь; используют вентилятор производительностью не менее 4500 м³/ч; помол осуществляют в струйно-роторной мельнице; сепарацию осуществляют в динамическом сепараторе; соотношение оборотов роторов сепаратора и мельницы составляет 1:(7-9); отделение готового продукта осуществляют в группе циклонов; период наложения вибраций при отделении готового продукта составляет 4-6 мин, а интервал между периодами - 18-22 мин.

Предлагаемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности "Новизна", "Изобретательский уровень" и "Промышленная применимость", т. к. заявленная совокупность признаков: помол газовой комовой серы в присутствии присадок, причем согласно изобретению используют исходную серу с размером частиц не более 20 мм, после помола проводят сепарацию с рециклизацией грубой фракции и отделение готового продукта, при этом помол и сепарацию осуществляют в циркулирующем потоке азотсодержащей среды, а отделение готового продукта - при наложении периодических вибраций приводит к получению неочевидного результата: повышению технических и эксплуатационных характеристик готового продукта путем оптимизации тонины помола и уменьшения слеживаемости при хранении, а также повышению производительности процесса при одновременном повышении его взрывобезопасности.

Исходным сырьевым материалом служит газовая комовая сера процесса Клауса, сорт 9998, ГОСТ 127.1-93.

Комовая газовая сера представляет собой вещество желтого цвета, в предлагаемой технологии используют куски размером до 20 мм.

Основные физические свойства газовой серы приведены в таблице 1.

В технологии используют известные из аналога присадки.

Характеристика азотовоздушной смеси представлена в таблице 2.

Пример осуществления способа.

Исходное сырье с размером частиц серы до 20 мм доставляют со склада комовой серы автотранспортом и загружают в приемный бункер, оборудованный шлюзовым питателем. Из приемного бункера шлюзовым питателем серу по течке подают в ковшовый элеватор, затем по наклонной течке - в загрузочные штуцеры струйно-роторной мельницы, в которой за счет вращения двух дисков роторов происходит соударение и измельчение частиц серы.

Помол в мельнице осуществляют в потоке азотовоздушной смеси, создаваемом вентилятором. Увеличение количества оборотов мелющих дисков мельницы повышает тонину помола и производительность, но слишком высокие обороты приводят к разогреву смалываемой серы, ее спеканию и отложению на движущихся частях и стенках мельницы, приводят к ее забиваниям и, как следствие, к частым остановкам и необходимости зачистки поверхностей оборудования. Для избежания вышеуказанного помол осуществляют при соотношении оборотов роторов сепаратора и мельницы, равном 1:(7-9).

Для предотвращения комкования и слеживаемости серы на стадии измельчения, а также в качестве интенсификатора помола вводят присадки (известные) в поток азотовоздушной смеси, создаваемый вентилятором, в месте выхода потока, при этом используют вентилятор производительностью не менее 4500 м³/ч, т.к. при меньшей производительности не обеспечивается эффективный транспорт, а при большей - осуществляется унос грубых частиц серы в готовый продукт.

Пыль серы в сочетании с воздухом взрывоопасна, вследствие этого процесс ведут в азотсодержащей среде, в частности в азотовоздушной среде с подпиткой азотом.

Измельченная сера потоком азотовоздушной смеси выносится в центральный штуцер динамического сепаратора. В сепараторе за счет вращения ротора, оснащенного ребрами-лопатками, создающими круговое завихрение потока, крупные недоизмельченные частицы отбрасываются к стенке корпуса и по боковым патрубкам сепаратора возвращают на повторное измельчение в мельницу. Измельченная сера проходит между лопаток и по улитке выходит из сепаратора.

Тонина помола варьируется частотой вращения ротора, при этом оптимальное соотношение оборотов роторов сепаратора и мельницы составляет 1:(7-9).

Готовый продукт потоком азотовоздушной смеси выносится в блок из 4 циклонов, в которых за счет центробежных сил, создаваемых работой раскручивателей, основная масса готового продукта отделяется от технологической газовой смеси и ее направляют в устройство для затаривания. Отделение готового продукта осуществляют при наложении периодических вибраций. Это обусловлено высокой адгезивностью молотой серы к рабочим поверхностям оборудования, образованием тонкого, плотного, неразрушающегося слоя серы, который в виде тонких пластинок может попасть в готовый продукт и привести к нежелательным последствиям. Период наложения вибраций при отделении готового продукта выдерживают 5 мин, а интервал между периодами - 20 мин. При непрерывной работе вибраторов наблюдается снижение герметичности технологической цепочки и перерасход азота, при слишком коротких периодах вибрации имеет место забивание узких мест оборудования.

После отделения молотой серы в циклонах технологическая газовая смесь возвращается по воздуховоду на всас вентилятора.

Все технологические процессы, связанные с пылением, осуществляют в инертной (азотовоздушной) среде с содержанием кислорода не более 6%. Для поддержания нужного газового состава в полупроточную схему циркуляции технологической газовой смеси подают чистый азот. Подачу азота осуществляют на всасывающую линию вентилятора.

Реализация предлагаемого изобретения позволяет повысить технические и эксплуатационные характеристики готового продукта путем оптимизации тонины помола, уменьшить слеживаемость при хранении, а также повысить производительность процесса на 10-12% при одновременном повышении его взрывобезопасности.

Формула изобретения

1. Способ получения газовой молотой серы, включающий помол газовой комовой серы в присутствии присадок, отличающийся тем, что газовую комовую серу используют с размером частиц не более 20 мм, после помола проводят сепарацию с рециклизацией грубой фракции и отделение готового продукта, при этом помол и сепарацию осуществляют в циркулирующем потоке азотсодержащей среды, а отделение готового продукта - при наложении периодических вибраций.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что циркулирующий поток азотсодержащей среды создают посредством вентилятора.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что присадки вводят в поток азотсодержащей среды на выходе из вентилятора.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащей среды используют азотовоздушную смесь.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что используют вентилятор производительностью не менее 4500 м³/ч.

6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что помол осуществляют в струйно-роторной мельнице.

7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что сепарацию осуществляют в динамическом сепараторе.

8. Способ по пп.1 - 7, отличающийся тем, что соотношение оборотов роторов сепаратора и мельницы составляет 1 : (7 - 9).

9. Способ по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что отделение готового продукта осуществляют в группе циклонов.

10. Способ по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что период наложения вибраций при отделении готового продукта составляет 4 - 6 мин, а интервал между периодами - 18 - 22 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2