[发明专利]二硫化碳生产用的反应炉

说明书

本发明涉及一种二硫化碳生产用的反应炉，在一个硫气化室的上方至少集成两个反应室并从反应室的下部对集成的各反应室供应气化的硫原料，在集成的反应室外围设置外壳体，外壳体与集成的反应室之间以及集成的反应室与反应室之间设置加热通道，在集成的反应室上部设置加料装置从反应室的上部分别对集成的各反应室添加炭原料，系统包含硫原料供应部分、炭原料供应部分（1）、反应部分（2）、烟气排放系统（4）和出渣系统（3）。与现有技术相比，本发明在生产中的使用设备占地面积小、寿命长、能耗低，特别是能够通过单台炉体实现大型化、连续化地生产二硫化碳。

技术领域

本发明属于二硫化碳生产技术领域，具体地是一种二硫化碳生产中所用的反应炉。

背景技术

目前二硫化碳生产从原料来说有两种方法，天然气法（甲烷法）和焦炭法（半焦法）。

天然气法目前是国际及国内主流技术，连续生产工艺，占地小，生产规模大，自动化程度高，但与焦炭法相比存在以下缺点：

①天然气法以天然气和硫磺为原料生产CS2，采用管式反应，以天然气为热源加热反应管，(通过管壁高温辐射甲烷气体间接加热)，温度600℃-800℃，高压（1.0mpa-2.1mpa）状态下天然气（甲烷）和气态硫在反应管内进行气相反应。

天然气法因一次性投资大，生产成本高，高压下反应，存在安全问题，其副反应物硫化氢的产生量很大，需经克劳斯还原反应，还要消耗大量能源。另外还受天然气气源等因素的影响，目前仅有少数地区有条件使用,难以大规模应用。

②焦炭法以兰炭和硫磺为原料生产CS2，采用气固相甄式反应，以燃煤或燃气加热，（通过甄壁高温辐射焦炭间接加热），温度650℃-800℃，压力常压。

焦炭法反应方式简单，有效反应物CS2产出比高，副反应物硫化氢低，常压工艺安全系数高于高压工艺，焦炭导热系数高于甲烷气体，如果反应炉材料改变后，直接对反应炉加热，热效率会远远高于天然气法，降低成本，节约能源。

但焦炭法的缺陷也是非常明显的，如中国发明专利03112138.1所公开的二硫化碳反应炉。其缺陷主要如下：为间歇式生产，每十天一次的集中清渣过程中导致不能连续性的加硫磺，因空炉和升温每月间歇停产3-4天，增加了能耗，降低了产量，特别是该种生产方法所用的反应甄的加热方式的特殊性，为保证生产的规模和连续性，目前采用多个反应甄阵列的方式，使热效率大大降低。在出渣的过程中为开放式作业，清理出来的热渣直接堆放在出渣口上，浇水冷却后运出，炉渣中含有没有反应完全的硫和炭，与水接触后产生大量的二硫化碳和硫化氰等有害气体，及烟气粉尘，因开放式作业导致大量有害气体无组织排放，严重的污染了环境，不符合环保要求。炉渣为明火出渣，开放堆放，对设备，消防，人身安全造成了极大的隐患。出渣过程中工人劳动强度大，直接接触高温炉渣和有害气体，很容易对操作人员造成伤害。

中国发明专利201510137371.9，公开了一种二硫化碳反应炉，提供的是一种能够提高单台设备的生产能力，同时较大程度地降低能耗的二硫化碳生产设备这个发明专利主要设计为圆柱形桶状结构，内置加热腔，确实增加了炉内容积，提高了炉内炭原料反应物的体积。中心加热腔上部设加热器，下部设出烟口，确实增加了受热面积。炉体底部设U型硫磺气化室，U型硫磺气化室的设置主要是为炭渣分离，增加液硫受热面积及为底侧部出渣管让路。碟型翻板阀及炉盖设计阻挡了大部分烟气外泄，减少了有害气体的无组织排放。这个发明专利虽然解决了二硫化碳反应炉中部分问题，但仍存在以下缺点：

1.圆柱形桶状结构及内置加热腔虽然解决了炉内反应物容积的增加，但受热面积不够，如反应室加大，内壁受热面和外壁受热面传导的热量辐射不到纵深的反应物上，不能提供给反应物充足的温度，导致反应不彻底，增加能耗，降低了产量。

2.U型硫磺气化室为液硫自流进入气化室，靠炉底及侧壁温度吸热辐射气化，气化效率低。因反应炉大型化后，反应室内部炭原料反应物增加，U型硫磺气化室不能提供足够的气态硫，导致物料（硫和炭）不匹配，不能充分反应。