Печь для сжигания комовой серы Советский патент 1983 года по МПК F27B15/00 

со О

о со со Изобретение относится к конструкциям печей для сжигания серы- и может быть использовано в химическойпромышленности. Известно устройство для сжигания газообразного, жидкого или пьшевидно го .топлива,, содержсщее камеру горения, горелки для подачи горючего вещества и первичного воздуха, сопла для подачи вторичного воздуха. Горалки установлены наклонно на боковых стенках камеры горения и направлены навстречу соплам, которые расположены на одной из стенок камеры горения. Горючее вещество вместе с йервичным воздухом приходит прямо по направлению к центру стенки камеры горения, где расположены сопла. Через сопла в это же время подается вторичный воздух. При этом скорость вторичного воздуха больше, чем скорость смеси горючего вещества и первичного воздуха, поэтому пламя горел ки при интенсивном завихрении становится маленьким и в этом пространстве присходит сгорание горючего вещества. В известном устройстве наблюдается нестабильность горения, так как воздушные сопла расположены на фронтальной стенке, топливные под углом; или навстречу. Такое расположение сопел затрудняет работу устройства, так как малейшее изменение соотношения давлени тоиливо-вторичный воздух, или гру бый распыл топлива, приводит к проск ку топлива на фронтальную стенку и к ее шламованию или наблюдается выно несгоревших частиц в газоход. Кроме того, в известной конструкция само горючее вещество перед подачей в устройство, необходимо измел чать (распылять) до пылевидного состояния, а это удорожает процесс сжигания, делает технологию более громоздкой и материалоемкой, требует установки дополнительного сложного оборудования. Известна печь для сжигания серы, в которой за счет горения серы на поверхности дисков,насаженных на веш, достигается повЕлаение производительности р. Однако диски занимают рабочее про странство камеры, возникает необходи мость их чистки. Кроме того, отвод остаточных продуктов осуществляется через штуцер, находящийся в середин печи, в той же зоне, где подача серы и воздуха. Следовательно в зонах, прилегающих к торцам, возможна заде ка несгоревшей серы и удаление ее с остаточными продуктами. Известна также печь для сгорания .серы, содержащая соосно расположенные камери горения, снабженную сред ствами подачи серы и воздуха - тангенциальными соплами, основную камеру дожигания с торцевой стенкой для создания пережима и отверстия вывода продуктов сгорания З,. Известная печь может сжигать лишь расплавленную вне ее серу, а это приводит к дополнительным потерям тепла и к применению дополнительного оборудованияНаиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является печь для сжигания комовой серы, содержащая вертикальный корпус, приспособления для подачи комовой серы и окислителя и вывода продуктов сгорания и шламов, плавильник и конический отстойник. Конструкция печи позволяет сжигать комовую серу без предварительного ее измельчения и расплавления. Плавление комовой серы в плавильнике осуществляется за счет тепла продуктов сгорания серы при теплообмене между продуктами сгорания и серой, находящейся в копильнике 4, Однако конструкция плавильника не позволяет изменять количество тепла, подводимое к нему, поэтому при колебаниях нагрузки трудно регулировать концентрацию S О в печных газах,., а также возможны случаи недоплава, либо перегрева расплавленной серы. Перегрев расплавленной -серы снижает ее вязкость, делает тягучей, а-это ухудшает процесс горения и может привести к выводу установки из строя. Кроме того, устройство имеет погруженные фурмы, в которых подается окислитель. При неожиданных остановках нагнетательных устройств, либо по другим- причинам может произойти снижение давления окислителя в фурмах и заполнение их расплавленной серой, что также приводит к остановке технологического процесса. При такой подаче воздуха не происходит распиливание жидкой серы и интенсификация г.орения достигается за счет барботирования воздуха через слой горючего вещества, но при тангенциально-вихревом сжигании серы, удельное теплонапряжение топочного объема значительно выше, а это значит, что они обладают более высокой материалоемкостью. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и снижение материалоемкости. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для сжигания комовой серы, содержащем корпус, приспособления для подачи комовой серн с окислителем и вывода продуктов сгорания и шламов, плавильник и конический отстойник, плавильник выполнен в виде двух коаксиально расположенных труб с прорезями, а отстойник снабжен желобами для стока серы. Желоба для стока серы выполнены наклонными. Плавильник снабжен отражателем, установленным с углом наклона 0-15 к горизонтали. Вертикальный корпус и отстойник установлены с образованием кольцевого канала между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверх|ностью отстойника, в котором смонтированы фурмы подачи воздуха. На фиг.1 представлено устройство для сжигания комовой серы, общий вид на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - узел I на фиг.1/ на фиг.4 узел 11 на фиг.1. Устройство для сжигания серы состоит из вертикального корпуса 1, ко нического отстойника 2 и плавильника 3. Вертикальный корпус 1 включает в себя камеру 4 горения с газоходом для вывода продуктов сгорания, внутренней обечайкой 5, наружным кожухом 6, между которыми расположен воздушный зазор 7, а также аэродинамически пережимом 8 и фурмами 9. Конический отстойник 2 имеет жело ба 10, для подачи жидкой серы в канал 11, образованной внутренней поверхностью корпуса и наружной поверх ностью отстойника, а также отверстие 12 для вывода шламов. Плавильник 3 состоит из воронки 1 внутренней трубы 14, наружной трубы. 15, отражателя 16. Наружная труба 15 имеет прорези 17, соединенные с пространством печи и прорези 18, которые через коллектор 19 посредством клапанов 20 подключаются к зазору. Внутренняя труба 14 имеет прорези 21 и коллектор 22. Между внутренней тру бой 14 и воронкой 13 имеется кольцевой зазор 23. Устройство работает следующим образом. В загрузочную воронку 13 поступает комовая сера и под действием собственного веса она продвигается по внутренней трубе 14 плавильника 3. Теплообмен между серой и продуктами ее сгорания происходит через наружнута трубу 15 и через внутреннюю трубу 14. В зазор, образованный наружной 15 и внутренней 14 трубами, из воздушного зазора 7 через коллектор 19 и прорези 18 поступает воздух. Ко личество воздуха можно регулировать клапанами 20.Увеличивая или уменьшая количество этого воздуха, изменя ют термическое сопротивление плавиль ника, а следовательно, и количество тепла, отводимого от газов к сере. Если количество воздуха увеличить, то количество тепла передаваемого се ре уменьшится, следовательно, снизит ,ся производительность плавильника, а {также наоборот. Вывод воздуха осуществляется через прорези 17 в рабочее пространство печи. Прорези выполнены в виде окон, расположенных равномерно по окружности наружной трубы 15. Воздух из них выходит под углом 0-15. Такой угол воздушному потоку создает отражатель 16. труба 15 устанавливается так, чтобы она заканчивалась в месте установки аэродинамического пережима 8. Выходя из прорезей 17, поток воздуха способствует перемешиванию газового потока продуктов сгорания, турбулизирует его. Если в потоке содержатся крупные частицы несгоревшей серы, то они отбрасываются обратно в камеру горения 4. Угол входа струи потока воздуха выбирают так, чтобы точка схода находилась в пределах аэродинамического пережима. При увеличении угла происходит сжатие газового потока по длине печи и возрастает ее гидродинамическое сопротивление, что приводит к увеличению мощности тя|го-дутьевых устройств. При уменьшении угла происходит прорыв несгоревших частиц серы за печь. Таким образом, устройство плавильника в виде коаксиально расположённых труб с воздушным зазором между ними, с системой отверстий подачи и вывода воздуха и с сообщением ему необходимого угла схода, позволит регулировать теплообмен между серой и продуктами сгорания, обеспечит стабильную работу устройства и концентрацию S О. в запечных газах, а также способствует более интенсивному сжиганию серы за счет устранения попадания несгоревших частиц серы в газоход. Продвигаясь по внутренней трубе 14, комовая сера нагревается и плавится. Вода, вносимая с серой, испаряется, превращается в перегретый пар и под действием сил .упругости поднимается вверх. Между загрузочной воронкой 13 и внутренней трубой 14 существует кольцевой зазор 23, в районе которого труба 14 имеет прорези 21, соединенные с коллектором 22. В коллекторе 22 поддерживается более низкое давление и водяные пары отсасываются из плавильника через него.Прорези расположены равномерно, что способствует более равномерному отсасыванию водяных паров по всему сечению плавильника. Из внутренней трубы 14 расплавленная жидкая сера поступает в конический отстойник 2. Грубые включения удаляются из отстойника через отверстие 12, а. расплавленная сера по желобам 10 стекаЬт в канал 11. Желоба 10 выполняются наклонными, что улучшает сток серы. в канал 11 из фурм 9 подается тангенциально воздух. Этот воздух имеет большую скорость 35-60 м/с, в результате чегоего кинетическая энергия достаточна, чтобы распылить поток жидзкой серы, стекающей из желобОЙ.

Жидкая сера подается на поток воздуха сверху, а это улучшает ее распыл. Образовавшаяся смесь поступает в рабочий объем камеры 4 горения.

Таким образом., горение жидкой серы происходит в тангенциально-вихревом потоке, а это позволяет.достигнуть теплового напряжения 1 м топочного объема до 1, 5-2 10 ккал/м ч, что значительно выше, чем при барботажном сжигании жидкого топлива, а это снижает материалоемкость установки,

Продукты сгорания выводят через центральное отверстие в пережиме 8, где отсекают грубые частицы и воздзра J,

щают на догорание. Продукты сгорания выводятся через газоход.

Выполнение плавильника в виде коаксиально расположенных труб с прорезями для подачи окислителя и вывода водяных паров, подсоединенных к сборным коллекторам, а также оборудование отстойника желобами для стока серы позволяет регулировать подвод тепла к плавильнику, выработку плавильником жидкой серы, ликвидировать влияние колебаний нагрузки на концентрацию - SO-2. в запечных газа и тем самым повысить эксплуатационную надежность устройства, производить распыл топлива до мелкодисперсного состояния- энергией воздуха, в результате этого достигается возможность работать при теплонапряжениях топоч-. ного объема печи 1,5-2 -Ю ккал/м ч, что соответствует удельной материалоемкости циклонно-вихревых установок, сжигающих жидкую серу.

П

10

Фиг 2

1. ПЕЧЬ ДЛЯ СЖИГАНИЯ КОМОВОЙ СЕРЫ, содержащая корпус, приспособления для подачи комовой серы с окислителем и вывода продуктов сгорания и шламов, плавильник и конический отстойник, отличающайс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и сН1 жения материалоемкости, плавильник выполнен в виде двух коаксиально расположенных труб с прорезями, а отстойник снабжен желобами для стока серы. 2.Печь ПОП.1, отличают ая с- я тем, что желоба для стока серы выполнены наклонными. 3.Печь по пЛ, отличающаяся тем, что плавильник снабжен отражателем, установленным с углом наклона к горизонтали. 4. Печь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что вертикальный (Л корпус и отстойник установлены с образованием кольцевого .канала между с внутренней поверхностью корпуса и на ружной поверхностью отстойника, в ко тором смонтированы фурмы подачи воз- g духа..