焚硫炉结构设计及材质选择

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1、．38．1999年硫醣工业技术交流会论文集●一一一-————————————————————————————————————————_—————————————_—————_———————————————————————————————————————●—一焚硫炉结构设计及材质选择夏毓芳(南化集团设计院2i0048)摘要筇合实例介缁了走型焚硫炉的设计，弗对耐火砌体材质的选择、膨胀的留设、机械雾化磺枪的选用、设备内籀墙和鑫赢装置的建置等进行r详述。关键词焚硫炉结构设计材质接触燃烧。炉内设置几道挡墙，以强化硫

2、磺与空1引言气混合均匀。为防止其燃烧不够完全，常设二次焚硫炉是硫磺制酸装置中的关键设备。目前风，用于补充氧量及调节炉膛温度，促使反应完使用较多的为喷雾式焚硫炉，其结构简单、容积强全，不致产生升华硫。度大。炉型为卧式，一般均为钢制圆筒内衬保温现以某300kt．／a硫磺制酸装置中D4200砖和耐火砖。硫磺通过喷枪喷入炉内，空气由端mm焚硫炉(见图1)为例，介绍设备结构的设计和部进气口进人，经旋jjif装．置与雾化后的硫磺充分主要部件的选材。■工ⅢUnUH～I^，㈣．。．da。。d弋态7。f，／。一i—I一II

3、油‘{、{．1l曼奠椅__-__——dL．虽Ii}ilj_一视镜笔●li◎；iQ●—’—、、-●支鏖㈣㈣¨●Il㈣Ⅻ．，妻；i墨丁Ⅲ’Ⅲ7J下L甲I147∞图1焚硫妒结构’其主要工艺参数及特性如下：液硫温度135～145℃物料名称含S02、S03气体混台物设备外壳温度≤50℃(无钋保温)炉膛操作温度1100℃2炉墙设计炉膛操作压力0．035MPa雾化方式机械雾化2．1炉墙结构喷硫量6．8n，／h耐火砌体是构成焚硫炉的主要部分．根据工空气温度100℃艺要求，没备不设外保温．钢壳在操作时的温度不空气流量706

4、38m3／h高于50℃，因此，炉体隔热保温是靠钢壳内部的夏毓芳砖硫炉结构设计及材质选择保温砖和耐火砖。的保温性能。但由于牿土质隔热耐火砖气孔率较筑炉前，先在钢壳内表面涂刷石墨粉水玻璃大，组织疏松，抗渣性能较差，熔渣易侵入砖体气防腐涂料两遍，El的是为防止钢壳制成后至筑炉7L内，使之破坏。而且机械强度低．耐磨性能和热这一段时间内大气的氧化腐蚀。筑炉时，自先衬震稳定性不好。所以一般仅作为隔热保温层，不一层3mm厚的石棉板．用水玻璃粘贴．在钢壳和直接用于迎火面。砌体之问起衬垫作用：其次，砌保温砖厚度230牯土质

5、隔热耐火砖的理化指标和尺寸允差应mm；再砌耐火砖两层，厚度分别为114mm和230符合国家标准GB399483《粘上质隔热耐火砖》。mm。筑炉后，在耐火砖体表面涂刷两层磷酸盐设计中，选用牌号为NG一0．4。防磨涂料，以减缓气流和火焰对耐火砖墙的冲刷2．3钢壳温度校核和磨蚀，延长炉体使用寿命。较低的炉外壁温度，可以减少炉子的热损失，2．2炉墙材料7．提高炉子的热效率，从而减低生产费用。钢壳温2．2．1耐火砖度低，还使其热膨胀量大大缩小，无疑对壳体本粘土质耐火砖是A12鸥含量为30％～48％身、支座及相连接管

6、的受力情况有利。根据钢壳的硅酸铝质耐热制品，它是以熟料作瘠化剂，以软的操作温度，设计时选用普通碳钢Q235一A为钢质粘土作结合剂，在1300～1400℃温度下烧成壳材料。的，最高使用温度为1250℃，并具有良好的热震计算时忽略钢壳及石棉板的热阻，根据多层稳定性。粘土质耐火砖属弱酸性耐火材料，具有圆筒壁导热计算公式(参见图2)进行计算。较强的抗酸性渣侵蚀能力，抗熔渣渗透性也好。I．=16℃上述特性能够满足焚硫炉操作工况的要求。而且该材质价格低廉，可降低筑炉成本。所以，焚硫炉耐火砖全部采用粘土质耐火砖。本炉砌

7、体所用耐火砖，大部分均为矩形砖和楔形砖。根据国家标准GB441584{粘土质耐火砖》，选用牌号为N—l的耐火砖，其物理指标最佳，耐火度高达1750℃．常温耐压强度大于30MPa。耐火砖形状尺寸偏差须严格按照国家标准的规定，这是方便砌筑、保证砌体质量的前提。图2砌体导热示意2．2．2保温砖2M(fl一￡。)每种保温材料都有它的适用温度，在选用时Q不能超过其范围，否则达不到保温效果，甚至会造寿-唁+忐·n尘r2+去成事故。以往焚硫炉保温砖多采用硅藻土砖，一式中：Q——传热量，W；般钢壳温度为70～100℃。但

8、本设计要求钢壳温卜一圆筒长度，m；度不大于50℃，这就对保温砖的要求提高了。rl、r2、‘，——耐火砖层和保温砖层的内外经传热计算，保温砖与耐火砖接触面温度高径，m；达917℃。而硅藻土砖的最高使用温度为900^l、A2——耐火砖、保温砖的导热系数，W／℃，不能满足要求。(m·℃)；粘土质隔热耐火砖属轻质砖．是在制砖时加。o一炉外墙与空气问的给热系数，W／(in2入某些特殊物质后烧成的。具有气孔率高、密度·℃)，由下式计算：小