Герметичное устройство для визуального контроля, предназначенное для установки для регенерации серы - RU2170411C2
Код документа: RU2170411C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к управлению и эксплуатации установки для регенерации серы. Более конкретно, настоящее изобретение относится к герметичному устройству для визуального контроля, которое дает возможность оператору установки для регенерации серы осуществлять текущий контроль потока жидкой серы в различных местах установки.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
В процессе работы установки (типа установки Клауса) для регенерации серы желательно (если не обязательно), чтобы
оператор установки имел возможность осуществлять визуальный текущий контроль потока жидкой серы в различных местах установки. Это обычно осуществляют посредством применения открытых (негерметичных)
устройств слива, которые дают возможность оператору установки визуально контролировать поток жидкой серы по сливным перегородкам или герметичным бачкам, которые работают при атмосферном давлении и
относятся к жидкостному уплотнению для изолирования технологического процесса от открытого (негерметичного) устройства для визуального контроля. Как правило, к открытому (негерметичному) устройству
слива получают доступ посредством крышки, имеющей шарнирное крепление, что дает оператору установки для регенерации серы возможность визуального контроля потока жидкой серы по сливной перегородке или
герметичному бачку и таким образом определить, выходит ли поток жидкой серы, например, из конденсатора для серы.
Однако открытые (негерметичные) устройства слива могут стать источником неорганизованного выброса ((прим.пер.) неорганизованный выброс - поступление загрязняющих веществ в атмосферу вне системы вытяжных труб). Кроме того, открытые (негерметичные) устройства слива могут представлять значительную угрозу для безопасности как потенциальные источники газообразного сероводорода и расплава серы в случае превышения давления в системе, что приводит к выбросу жидкой серы из уплотнения или герметичного бачка. Кроме того, конструкция обычных открытых (негерметичных) устройств слива, применяемых в установках для регенерации серы, как правило, препятствуют созданию установок для более высоких, более низких и, в частности, для изменчивых давлений. По этой причине существует необходимость обеспечения оператора обычной установки для регенерации серы средством для текущего контроля выпуска жидкой серы, которое не имеет недостатков, характерных для обычных устройств открытого слива.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее
изобретение обеспечивает аппарат, содержащий герметичное устройство для визуального контроля, предназначенное для осуществления визуального текущего контроля потока жидкой серы в установке для
регенерации серы без неорганизованных выбросов или других недостатков, характерных для открытых (негерметичных) устройств слива. Настоящее изобретение обеспечивает также возможность создания установки
для регенерации серы, которая работает при более высоких или более изменчивых давлениях, чем это возможно при применении обычных открытых (негерметичных) устройств слива, которые работают при
атмосферном давлении. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает большую защиту обслуживающего персонала и оборудования в случае возникновения избыточных давлений. Герметичное устройство для
визуального контроля, соответствующее настоящему изобретению, содержит по меньшей мере одно нагреваемое смотровое стекло для наблюдения потока расплавленной жидкой серы, проходящего по трубопроводу.
Смотровое стекло является нагреваемым и может омываться промывочным газом для предотвращения конденсации или осаждения материалов на поверхность смотрового стекла, обращенную к технологическому
потоку. В одном варианте осуществления настоящего изобретения два смотровых стекла, закрепленные на каждой стороне предохранительного кольца, ограничивают внутреннее пространство, которое нагревается
нагретым газом, паром или посредством электрического нагревательного элемента. Кроме того, для направления и освещения потока расплавленной серы могут быть предусмотрены сливная перегородка и источник
света. Герметичное устройство для визуального контроля может содержать трубу или трубную крестовину с паровой рубашкой для монтажа смотрового стекла в соответствующих местах установки для регенерации
серы и/или трубопровода для переноса серы, чтобы обеспечивать оператору установки для регенерации серы возможность визуально контролировать поток расплавленной серы без потенциальной опасности утечек
паров в атмосферу. Поскольку герметичное устройство для визуального контроля, соответствующее настоящему изобретению, не относится к жидкостному уплотнению, которое может быть разрушено в случае
возникновения в установке для регенерации избыточного давления, герметичное устройство для визуального контроля может обеспечить возможность работы установки при более высоких, при более низких и, что
особенно важно, при более изменчивых давлениях. Таким образом, герметичное устройство для визуального контроля обеспечивает многочисленные преимущества по сравнению с обычными открытыми
(негерметичными) устройствами для визуального контроля.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ ниже приведено подробное
его описание со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Фиг. 1 - частичный вид сбоку герметичного, соответствующего настоящему изобретению, устройства для визуального контроля.
Фиг. 2 - поперечное сечение герметичного устройства (для визуального контроля), показанного на фиг. 1.
Фиг. 3 - вид сбоку ((прим.пер.) в оригинале текста описания на английском языке, вероятно, ошибочно написано "изометрическое изображение") варианта осуществления герметичного устройства (для визуального контроля), соответствующего настоящему изобретению, содержащего трубную крестовину с паровой рубашкой.
Фиг. 3а - альтернативный вариант осуществления герметичного устройства (для визуального контроля), показанного на фиг. 3.
Фиг. 4. - вид сбоку ((прим.пер.) в оригинале текста описания на английском языке, вероятно, ошибочно написано "изометрическое изображение") варианта осуществления герметичного устройства (для визуального контроля), соответствующего настоящему изобретению, содержащего дополнительные элементы.
Фиг. 5 - сечение по линии А-А, показанной на фиг. 4.
Фиг. 6 - изометрическое изображение сливной перегородки, применяемой в герметичном устройстве (для визуального контроля), показанном на фиг. 4.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обратимся теперь к
чертежам, где аналогичными ссылочными номерами указаны аналогичные элементы, и в частности к фиг. 1-3, на которых иллюстрируется первый вариант осуществления герметичного устройства 10 (для
визуального контроля), соответствующего настоящему изобретению. Устройство 10 для визуального контроля смонтировано на трубе 12 с паровой рубашкой и содержит смотровое стекло 14. Используемый в этой
заявке термин "труба с паровой рубашкой" относится к трубе меньшего диаметра, например, к трубе диаметром 4 дюйма (101,6 мм), закрепленной внутри трубы большего диаметра, например, диаметром 6 дюймов
(152,4 мм). Для нагрева трубы меньшего диаметра и для предотвращения отвердения материала, поток которого проходит через трубу меньшего диаметра, в пространство между трубой большего диаметра и трубой
меньшего диаметра нагнетают водяной пар. Трубопроводы, используемые для переноса расплава серы, которая имеет температуру плавления, равную приблизительно 235o F (112,8oC), для
предотвращения отвердения расплавленной серы внутри трубы, как правило, имеют паровую рубашку.
Герметичное устройство 10 для визуального контроля прикреплено к торцу трубы 12 (с паровой рубашкой) фланцами 16, которые могут быть установлены с возможностью скольжения. Фланцы 16 соединены вместе резьбовыми шпильками 18 и гайками 20. Как показано, устройство 10 для визуального контроля содержит круглое предохранительное кольцо 22, имеющее ось 23. Множество каналов 24 проходит через предохранительное кольцо 22 в местах, расположенных по периферии предохранительного кольца. В варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг. 1 и фиг. 2, четыре таких канала расположены под углом 90 градусов относительно друг друга по периферии предохранительного кольца 22.
Как иллюстрируется, каждый из каналов 24 проходит по направлению к смотровому стеклу 14 через предохранительное кольцо 22 под углом, составляющим приблизительно 30 градусов, к плоскости, перпендикулярной оси 23 предохранительного кольца. Каждый из каналов 24 расположен также под углом 30 градусов к диаметру 25 предохранительного кольца 22, проведенному между противоположными наружными отверстиями 28 каналов 24. Соединители 30 предусмотрены для соединения источника промывочного газа (не показано), например, водяного пара или предпочтительно инертного газа, например азота, с герметичным устройством 10 для визуального контроля по каналу 24 в предохранительном кольце 22.
Вследствие наличия угла, под которым, как описано выше, проходят каналы 24, промывочный газ, вводимый через каналы 24, склонен омывать внутреннюю поверхность 36 смотрового стекла 14, предотвращая конденсацию паров или осаждение материалов, которые иначе могли бы конденсироваться или осаждаться на внутренней поверхности смотрового стекла 14. Омывающий газ может вводиться периодически, причем в этом случае омывающий газ удаляет материалы, пленки которых были образованы в результате осаждения или конденсации на внутренней поверхности 36 смотрового стекла 14. Площадь поперечного сечения каналов 24, требуемая для обеспечения достаточного потока промывочного газа для поддержания смотрового стекла 14 прозрачным (чистым), может изменяться в зависимости от диаметра смотрового стекла 14, давления в системе, давления подачи промывочного газа и числа предусмотренных каналов. Однако очевидно, что для типовых случаев применения, в которых смотровое стекло, имеющее диаметр 6 дюймов (152,4 мм), прижато к торцу трубы с паровой рубашкой, образованной из трубы, имеющей диаметр D1, четыре дюйма (101,6 мм), внутри трубы диаметром D2, шесть дюймов (152,4 мм), четырех каналов диаметром 1/8 дюйма (3,175 мм), расположенных под углом 90 градусов относительно друг друга по периферии предохранительного кольца 22 и под углом к диаметру, как описано выше, будет достаточно для поддержания смотрового стекла прозрачным (чистым) при допущении того, что температура и давление промывочной среды будут адекватными. Герметичное устройство для визуального контроля, показанное на фиг. 1, может быть расположено в нескольких местах в установке для регенерации серы, чтобы дать оператору установки для регенерации серы возможность видеть прохождение потока расплавленной серы поверх сливной перегородки или из герметичного бачка. Герметичное устройство 10 для визуального контроля, показанное на фиг. 1, может быть смонтировано, например, в верхней части бака для серы выше открытой сливной перегородке, чтобы дать возможность оператору установки для регенерации серы визуально контролировать прохождение потока расплава серы поверх сливной перегородки без открывания бака.
На фиг. 3 иллюстрируется альтернативный вариант осуществления герметичного устройства для визуального контроля, которое содержит трубную крестовину 32 (с паровой рубашкой), которое может быть установлено в трубопроводе для переноса жидкой серы. Герметичное устройство 10 для визуального контроля содержит два смотровых стекла 14, разделенных посредством предохранительного кольца 22. Смотровые стекла 14 и предохранительное кольцо 22 прижаты фланцами 16 на трубной крестовине 32 с паровой рубашкой, которые соединены резьбовыми шпильками 18 и гайками 20. Как показано, верхнее и нижнее смотровые стекла 14 и 14а, соответственно, и предохранительное кольцо 22 ограничивают внутреннее пространство 34. Каналы 24 и 24а проходят через предохранительное кольцо 22, обеспечивая средство для сообщения между соединителями 30 и 30а и внутренним пространством 34.
Источник теплоносителя (не показано), например, водяной пар или нагретый инертный газ, вводят во внутреннее пространство 34 через один или более соединителей 30 и каналы 24. Теплоноситель нагревает нижнее смотровое стекло 14а до температуры, достаточной для предотвращения конденсации паров на внутренней поверхности 36 нижнего смотрового стекла 14а. Конденсат или охлажденный газ выходит из внутреннего пространства 34 через один или более каналов 24а и соединителей 30а. Поскольку смотровое стекло 14а нагрето до температуры, достаточной для предотвращения конденсации паров, в частности паров серы, оно склонно сохранять прозрачность (чистоту) в процессе работы установки. Таким образом, оператор установки для регенерации серы может видеть через смотровые стекла 14 и 14а в процессе работы установки для регенерации серы прохождение потока расплава серы 38.
В некоторых случаях применения между нижним смотровым стеклом 14а и трубной крестовиной 32 с паровой рубашкой для смывания внутренней поверхности 36 смотрового стекла 14а промывочной средой, например, водяным паром или инертным газом, может быть установлено второе предохранительное кольцо такого же типа, как предохранительное кольцо, иллюстрируемое на фиг. 1.
Альтернативой применению газообразного нагревательного элемента может быть использование электрического нагревательного элемента для нагрева внутреннего пространства 34, как иллюстрируется на фиг. 3а. В этом варианте осуществления настоящего изобретения резистивный нагревательный элемент 26 введен через канал 24 во внутреннее пространство 34, ограниченное верхним смотровым стеклом 14, предохранительным кольцом 22 и нижним смотровым стеклом 14а. Нагревательный элемент 26 может быть также ламинирован между смотровым стеклом 14 и нижним смотровым стеклом 14а, исключая благодаря этому необходимость предохранительного кольца 22. Кроме того, второе предохранительное кольцо такого же типа, как предохранительное кольцо, иллюстрируемое на фиг. 1, может быть установлено между нижним смотровым стеклом 14 и трубной крестовиной 32 с паровой рубашкой для омывания внутренней поверхности 36 смотрового стекла 14а промывочной средой, например инертным газом.
На фиг. 4, 5 и 6 иллюстрируется дополнительный вариант осуществления герметичного устройства (для визуального контроля), соответствующего настоящему изобретению. Герметичное устройство 10 для визуального контроля типа, иллюстрируемого на фиг. 1 и фиг. 2, смонтировано на трубной крестовине 32 с паровой рубашкой. Ось А-А проходит через центр предохранительного кольца 22 вдоль линии зрения оператора, ведущего наблюдение через смотровое стекло 14. Для увеличения видимости потока серы, проходящего через трубную крестовину, предусмотрен осветительный прибор 40 и сливная перегородка 42. Осветительный прибор 40 прикреплен на фланце 16 посредством резьбовых шпилек 18 и гаек 20 для проецирования луча света вдоль оси В-В, которая по существу перпендикулярна оси А-А. Сливная перегородка 42 расположена в трубной крестовине против осветительного прибора 40 и проходит в центральной области трубной крестовины 32 с паровой рубашкой. Таким образом, поток расплава серы 38, проходящий через трубную крестовину, например, из конденсатора для серы поверх сливной перегородки 42, смежен линии зрения оператора установки для регенерации серы вдоль оси А-А, осуществляющего визуальный контроль потока. Кроме того, поток расплава серы, проходящий через водослив, освещен лучом света (из осветительного прибора 40), проецируемого вдоль оси В-В, которая перпендикулярна оси А-А, и, таким образом, может быть более легко визуально контролируемым в неблагоприятных условиях освещения.
Хотя вариант осуществления настоящего изобретения, иллюстрируемый на фиг. 4, показан при использовании однолинзовой конструкции с предохранительным кольцом такого типа, который описан в связи с фиг. 1, двухлинзовая конструкция, показанная на фиг. 3 или фиг. 3а, в зависимости от случая применения может быть заменена однолинзовой конструкцией. Кроме того, двухлинзовая конструкция, показанная на фиг. 3 или фиг. 3а, может быть предусмотрена со вторым предохранительным кольцом, иллюстрируемым на фиг. 1, установленным между нижним смотровым стеклом 14а и трубной крестовиной 32 с паровой рубашкой для смывания внутренней поверхности 36 промывочной средой, например инертным газом.
Хотя настоящее изобретение было описано и проиллюстрировано в связи с вышеуказанными вариантами его осуществления, очевидно, что оно не ограничено описанными вариантами осуществления и может быть подвергнуто многочисленным изменениям, модификациям и заменам деталей и элементов без отклонения от сущности и объема изобретения.
Реферат
Изобретение используется при эксплуатации установки для регенерации серы. Изобретение дает возможность оператору установки для регенерации серы осуществлять текущий контроль потока жидкой серы в различных местах установки, что осуществляется за счет того, что содержит по меньшей мере одно смотровое окно, которое нагревают и которое может омываться промывочным газом, подаваемым через одно или более предохранительных колец для предотвращения конденсации или осаждения материалов на поверхности смотрового стекла, обращенной к технологическому потоку. 7 с. и 30 з.п.ф-лы, 7 ил.
