制硫(liu)燃燒爐是硫(liu)磺回收裝置的(de)核心(xin)設備之一,60%—70%的(de)硫化氫(qing)在(zai)此轉化成單質(zhi)硫,控制著1/3的(de)硫(liu)(liu)化氫(qing)轉變成二氧化硫(liu)(liu)與氨和烴類完(wan)全燃(ran)燒的(de)過程(cheng),可以說是聯合裝置(zhi)的(de)心臟。因(yin)此。制(zhi)硫(liu)(liu)燃(ran)燒爐(lu)的(de)運行直(zhi)接影響著硫(liu)(liu)的(de)回收(shou)率以及二氧化硫(liu)(liu)的(de)排放量。影響制(zhi)硫(liu)(liu)爐(lu)性能(neng)優劣 的(de)最(zui)直(zhi)接因(yin)素之(zhi)一(yi)是爐(lu)內襯耐火材(cai)料,起初設計的(de)耐火層(ceng)(ceng)為剛玉莫來石大磚,隔熱層(ceng)(ceng)為輕質隔熱澆(jiao)注(zhu)料。但是運行初期制(zhi)硫(liu)(liu)爐(lu)外壁均出(chu)現不(bu)同程(cheng)度的(de)超溫現象,其(qi)中甚至出(chu)現紅熱現象。
硫(liu)磺回收制(zhi)硫(liu)系統(tong)采用部分燃(ran)燒(shao)法。將(jiang)全部原料氣引入制(zhi)硫(liu)燃(ran)燒(shao)爐,在(zai)制(zhi)硫(liu)爐中按照1/3的(de)硫化氫(qing)和氨、烴類完全燃燒所需(xu)的(de)氧氣量嚴(yan)格控制(zhi)配風比,使硫化氫(qing)燃燒后生成二(er)氧化硫的(de)量滿足H2S/SO2接近于2,大(da)約60%~70%的硫(liu)化氫與二氧化硫(liu)在(zai)爐(lu)內發生高溫反應生成氣態硫(liu)磺。制(zhi)硫(liu)燃燒(shao)爐(lu)的運行,直(zhi)接決定著整(zheng)個制(zhi)硫(liu)系(xi)統硫(liu)回收率(lv)的高低以及(ji)尾氣排放是否達標。原料酸性氣的組分比較復雜(za),包含H2S、CO2、 H20、NH3、H2烴類等。在爐內發(fa)生的化(hua)學反(fan)應亦比較(jiao)復雜(za),主要反(fan)應及副(fu)反(fan)應如下;
主反應 :
H2S+1/202=H20+1/2S2+Q
CH4+202=CO2+2H20+Q
4NH3+302=2N2+H20+Q
4NH3+502=4NO+H20+Q
2NH3=N2+3H2一Q
副反應 :
H2S+CO2=COS+HE0一Q
H2S+1/2C02=1/2CS2+H20一Q
H2S+CO2=CO+S+H2O—Q
制硫(liu)爐(lu)設(she)計襯(chen)里耐火(huo)材料應具備的(de)條件包(bao)括;能夠承受較高的(de)溫(wen)度,制硫(liu)爐(lu)爐(lu)膛操作(zuo)溫(wen)度為(wei)1250~1400℃,非(fei)正常狀態(tai)下(xia)可(ke)能達到1600℃;由于原料來量不穩定且多數具(ju)有(you)(you)腐蝕性,因此要具(ju)備較強的(de)耐(nai)腐蝕能力;爐膛內沒有(you)(you)取熱(re)(re)面,襯里(li)要具(ju)有(you)(you)穩定的(de)抗熱(re)(re)震性;具(ju)有(you)(you)穩定的(de)導熱(re)(re)性,爐壁(bi)溫度控制≤300℃;對(dui)于直徑(jing)過大的(de)(de)爐體,襯里應具有良好(hao)的(de)(de)高溫(wen)穩定(ding)性;使用壽命長,滿足滿負荷、長周期運行要求;具有良好(hao)的(de)(de)體積穩定(ding)性;施工(gong)方便、工(gong)期短。
制(zhi)硫(liu)燃燒爐襯里耐火材料(liao)總厚度(du)設計400mm,前錐段上1/2部位(wei)耐火襯(chen)里采用(yong)雙層襯(chen)里結構;200mm氧化鋁(lv)空(kong)心球澆注(zhu)料(liao)+200mm 剛玉(yu)質耐火可塑料.酸性氣入(ru)口分布環磚(zhuan)部位為四層襯里結構,即(ji)100mm輕質隔熱澆注料+150mm剛玉澆注料+150剛(gang)玉質莫來石磚(zhuan)+酸性氣入口分布(bu)環磚;其余部位(wei)均為(wei)雙層襯里結構,即220mm 剛玉質耐火可塑(su)料+180mm輕(qing)質隔熱(re)澆注料。錨(mao)固系統由錨(mao)固磚(zhuan)和材質為Cr25Ni20的(de)C型鉤、V型釘組(zu)成(cheng)。花墻(qiang)磚(zhuan)、環(huan)形通道環(huan)磚(zhuan)、酸性氣(qi)入口分布環(huan)磚(zhuan)均采用剛玉(yu)質莫(mo)來(lai)石磚(zhuan)砌筑。錨固磚(zhuan)在爐子(zi)上2/3布置,相鄰(lin)錨固磚中心間(jian)距(ju)400mm。
施(shi)工(gong)(gong)方法隔熱層采用(yong)手工(gong)(gong)搗打方式(shi)施(shi)工(gong)(gong)。材料攪拌(ban)使(shi)用(yong)強(qiang)制(zhi)式(shi)攪拌(ban)機,嚴格按照(zhao)配合比加水 攪拌時間一般在(zai)3分(fen)鐘左右,以顏色均勻一致為(wei)準。攪拌好的材(cai)料在10min內使用(yong)完畢(bi),已經硬化的材料嚴禁加水再次使用(yong)。兩層(ceng)隔(ge)熱層(ceng)的施工縫(feng)應錯開100mm以(yi)上。隔熱層采用 潮濕養(yang)護,至少24h后(hou)才(cai)可進行第二(er)層隔(ge)熱層或耐火可塑料的施工。當整個搗(dao)打施工結(jie)束后(hou),移走模板,修整襯里表(biao)面至設(she)計厚度。膨脹縫應(ying)按圖紙(zhi)要求進行切(qie)割,一般為深(shen)60mm、寬 2—3mm。爐(lu)頂與(yu)爐(lu)墻交接處應留水平和垂直膨脹(zhang)縫,縫內填(tian)塞纖維棉(mian)。襯里(li)修整后,要扎
透(tou)氣孔(kong),以散發材料中的濕氣。在烘(hong)爐之前及烘(hong)爐過程中,不(bu)允許汽、水、油污等雜質(zhi)侵蝕可塑(su)。剛(gang)玉磚濕砌(qi)后應自然養護。嚴禁接觸水。將原來(lai)的膨(peng)脹縫擴寬到(dao)3mm左(zuo)右,然后填充含鋯纖維(wei)毯。花墻磚(zhuan)及酸性氣入口分布環磚(zhuan)濕砌,錯縫砌筑,灰漿飽滿(man)度大于9O%。耐火可(ke)塑料(liao)是預混并預壓好(hao)(hao)的(de)(de)坯狀材(cai)料(liao)。使用時只需搗打(da)密實即可(ke),不用攪(jiao)拌、加結(jie)合劑,施(shi)(shi) 工(gong)簡單(dan),現場作(zuo)業條件(jian)較(jiao)好(hao)(hao)。同(tong)時由(you)于(yu)可(ke)塑料(liao)屬氣一熱硬性(xing)材(cai)料(liao),無(wu)需養護。施(shi)(shi)工(gong)工(gong)期(qi)較(jiao)短,適用于(yu)襯里(li)的(de)(de)快速修復操作(zuo)。該(gai)襯里(li)結(jie)構具有良好(hao)(hao)的(de)(de)抗熱震性(xing)和抵抗熱應(ying)力的(de)(de)特點。但必須保證施(shi)(shi)工(gong)的(de)(de)連(lian)續性(xing)及一致(zhi)性(xing)。