不溶性硫磺淬冷降温装置的制作方法

本技术属于硫磺制备，具体涉及不溶性硫磺淬冷降温装置。

背景技术：

1、在橡胶工业中，高热稳定性不溶性硫磺作为橡胶硫化剂的应用日益广泛。其独特优势在于能够有效提升橡胶制品的性能，如减少胶料中的迁移现象、加速硫化过程并确保硫化均匀性、增强粘结力，并显著改善操作环境，从而避免橡胶制品及半成品表面“喷霜”，这对保持橡胶制品的外观质量、硫化效果和耐老化性能至关重要。然而，不溶性硫磺作为一种亚稳态物质，其稳定性极易受到温度波动的影响，导致含量随温度升高或贮存时间延长而逐渐降低。因此，提升不溶性硫磺的热稳定性和贮存稳定性成为了行业内亟待解决的关键技术难题。

2、目前，不溶性硫磺的生产方法主要包括高温法和低温法两大类。其中，高温法分为气化法和熔融法两种。气化法虽具有较高的转化率，但因涉及高温硫蒸汽的使用，对设备造成严重腐蚀，且后续处理过程复杂，涉及易燃易爆、毒性大的二硫化碳，操作安全性及投资成本均较高。相比之下，熔融法通过将硫磺加热至熔融状态后迅速冷却，有效降低了反应温度，减少了设备腐蚀，实现了常压操作，具有投资少、见效快、操作相对安全等优点。

3、然而，在熔融法生产过程中，不溶性硫磺的稳定性问题依然存在。特别是当硫磺液体在缓慢冷却过程中，聚合硫分子双端自由基易发生解聚、环化，重新还原为斜方硫结晶，导致产品稳定性下降。为了克服这一技术瓶颈，淬冷降温过程成为了关键控制环节。传统淬冷方式虽能在一定程度上减缓这一过程，但效果有限，难以完全满足高品质不溶性硫磺的生产需求。

技术实现思路

1、根据以上现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种不溶性硫磺淬冷降温装置，通过其特殊的结构设计，能够最大程度地促进高温熔融硫磺与冷却液之间的混合，确保两者充分接触，并迅速将处理后的物料传送至后续工序。同时，它能有效且快速地移除反应过程中产生的热量，从而显著提升不溶性硫磺的转化率，并增强其形态的稳定性，为生产高品质产品提供了有力保障。

2、本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

3、所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，包括外部壳体，外部壳体的侧壁上设有冷却液进料管，外部壳体的上下两端分别连有上法兰和下法兰，上法兰上设有贯通的进料管，进料管的下方、外部壳体的内侧设有降温组件，降温组件的外侧为夹套，内侧为从上到下依次连接的溢流堰、连接管、降温腔和出料管，连接管上设有膨胀环。

4、所述的冷却液进料管的数量为两根以上，各自分布于外部壳体的上下两端，下端进料管的流速大于上端进料管。

5、所述的冷却液进料管上设有流量调节阀。

6、所述的出料管上设有温度监测装置，流量调节阀与温度监测装置电性连接。

7、所述的进料管的端部为锥形结构，端面上设有喷口，喷口的口径为4-12mm，喷口的数量为1-12个。

8、所述的降温腔的上部分为球状结构，下部分为圆锥状结构。

9、所述的降温组件的内侧连接面均采用阴阳角圆弧处理，并进行抛光处理，所有焊缝也采用氩弧焊并抛光，确保内壁光滑无死角，避免反应物料的积存或积液现象。

10、所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，工作原理如下：

11、高温（400℃）熔融状态的硫磺通过进料管进入装置，进料管端部的锥形设计和多个喷口使得硫磺以细小的射流形式喷出，硫磺射流在外部压力作用下，通过喷口迅速分散成细小的液滴或流束，增大了硫磺与冷却液的接触面积。冷却液通过多根冷却液进料管被引入外部壳体与夹套之间，经过溢流堰的上方，溢流堰的弧面能够将冷却液有效分布成环状，使冷却液形成环状流动，进而均匀地分布在整个降温腔周围，确保硫磺液滴的全面接触。硫磺液滴在冷却液的包围下迅速降温，这一过程在降温腔内完成。降温腔的上部分为球状结构以增加冷却液的驻留时间，下部分为圆锥状结构以引导物料流动，使得硫磺能够充分与冷却液混合并冷却。连接管上的膨胀环在此过程中能够有效消除因快速降温和冷却液升温产生的应力，保持降温腔的稳定状态。物料通过膨胀环后迅速进入降温腔的内部扩大空间，促进了物料在降温过程中的返混，进一步增大硫磺与冷却液的接触界面，提高冷却效率和产品收率。经过充分冷却和返混后的硫磺物料，通过出料口进入后续系统，通过温度监测装置监测出料的温度，根据温度监测装置反馈的数据自动调节冷却液流量，确保冷却效果的最优化。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

13、（1）本实用新型所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，通过其特殊的结构设计，实现了冷却液的均匀分布和环状流动，极大增加了高温熔融硫磺与冷却液的接触面积，从而显著提升了冷却效率与均匀性，确保硫磺物料在短时间内达到理想的冷却温度；同时通过增加硫磺与冷却液的接触界面，促进物料在降温过程中的充分返混，确保了硫磺物料的完全冷却和转化，减少了因未充分冷却而损失的有效成分，从而提高了产品收率和整体品质；

14、（2）通过使用本实用新型所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，实现了对硫磺的快速且均匀的冷却处理，这一过程有效减少了硫磺在降温过程中的形态变化，避免了因温差过大或冷却不均导致的硫磺颗粒凝结不均匀或形态不稳定的问题，提高了不溶性硫磺的转化率和最终产品的形态稳定性；

15、（3）本实用新型所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，通过其连接管上的膨胀环设计有效缓解了因快速降温和冷却液升温产生的应力，增强了设备的结构稳定性，减少了因温差应力导致的设备损坏风险；同时，温度监测装置与流量调节阀的联动控制，确保了冷却过程的精准控制，进一步提升了操作的安全性和稳定性。

技术特征：

1.一种不溶性硫磺淬冷降温装置，其特征在于，包括外部壳体（1），外部壳体（1）的侧壁上设有冷却液进料管（2），外部壳体（1）的上下两端分别连有上法兰（3）和下法兰（4），上法兰（3）上设有贯通的进料管（5），进料管（5）的下方、外部壳体（1）的内侧设有降温组件，降温组件的外侧为夹套（6），内侧为从上到下依次连接的溢流堰（7）、连接管（8）、降温腔（9）和出料管（10），连接管（8）上设有膨胀环（11）。

2.根据权利要求1所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，其特征在于，所述的冷却液进料管（2）的数量为两根以上，各自分布于外部壳体（1）的上下两端。

3.根据权利要求2所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，其特征在于，所述的冷却液进料管（2）上设有流量调节阀（12）。

4.根据权利要求3所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，其特征在于，所述的出料管（10）上设有温度监测装置（13），流量调节阀（12）与温度监测装置（13）电性连接。

5.根据权利要求1所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，其特征在于，所述的进料管（5）的端部为锥形结构，端面上设有喷口（14），喷口的口径为4-12mm，喷口的数量为1-12个。

6.根据权利要求1所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，其特征在于，所述的降温腔（9）的上部分为球状结构，下部分为圆锥状结构。

7.根据权利要求1所述的不溶性硫磺淬冷降温装置，其特征在于，所述的降温组件的内侧连接面均采用阴阳角圆弧处理。

技术总结本技术属于硫磺制备技术领域，具体涉及不溶性硫磺淬冷降温装置。包括外部壳体，外部壳体的侧壁上设有冷却液进料管，外部壳体的上下两端分别连有上法兰和下法兰，上法兰上设有贯通的进料管，进料管的下方、外部壳体的内侧设有降温组件，降温组件的外侧为夹套，内侧为从上到下依次连接的溢流堰、连接管、降温腔和出料管，连接管上设有膨胀环。通过其特殊的结构设计，能够最大程度地促进高温熔融硫磺与冷却液之间的混合，确保两者充分接触，并迅速将处理后的物料传送至后续工序。同时，它能有效且快速地移除反应过程中产生的热量，从而显著提升不溶性硫磺的转化率，并增强其形态的稳定性，为生产高品质产品提供了有力保障。技术研发人员：李国辉,李帅,李娜,张广法受保护的技术使用者：山东华齐工程科技有限公司技术研发日：20241011技术公布日：2024/11/7