[其他]組合硫燃燒爐與鍋爐

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000009346
• 申請(qǐng)日: 1985-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85109346B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戈登·默里·卡梅倫;約翰·麥克法蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: C-I-L公司
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 劉元金

一個(gè)用于生產(chǎn)冷卻的氣態(tài)二氧化硫－空氣混合物的組合硫燃燒爐與水冷鍋爐設(shè)備，其中爐子位于垂直圓筒壁內(nèi)的鍋爐管道裝置下面。由爐子產(chǎn)生的熱氣體沿軸向排出進(jìn)入由水管裝置限定的上室，以徑向向外流動(dòng)的方式通過(guò)冷卻水管裝置進(jìn)入裝有冷端旁路設(shè)備的外室，然后流出爐壁。本設(shè)備為節(jié)省輸送管、基礎(chǔ)和管路系統(tǒng)等提供了保證；并使硫能更有效地燃燒和冷卻。

本發(fā)明是用硫在空氣中燃燒生產(chǎn)二氧化硫的設(shè)備，更詳細(xì)地說(shuō)，是一種爐和鍋爐的整體組合設(shè)備，用于生產(chǎn)冷卻的氣態(tài)二氧化硫-空氣混合物。

硫燃燒通常作為制備用于生產(chǎn)硫酸的二氧化硫的生產(chǎn)工序的一部份。硫燃燒一般是通過(guò)在空氣流中從一個(gè)或幾個(gè)噴槍里將熔融的硫噴射入大的圓筒形磚砌爐里進(jìn)行的。含有二氧化硫的氣體溫度一般在800℃到1200℃范圍，通常通過(guò)磚砌輸送管送到鍋爐，氣體在鍋爐里冷卻到350℃至600℃溫度范圍。通常這個(gè)鍋爐可以是臥式圓筒形的火管鍋爐，或是老式的水管鍋爐。

火管鍋爐，例如目前在大規(guī)模硫酸生產(chǎn)中使用的，具有若干嚴(yán)重的缺點(diǎn)。在裝置布局和考慮部件熱膨脹的設(shè)計(jì)方面，爐子和鍋爐的長(zhǎng)度會(huì)引起嚴(yán)重問(wèn)題。而且，因?yàn)檫@類鍋爐有大量金屬暴露在進(jìn)入鍋爐的熱氣體中，所以它需要使用鍋爐水管口密套和澆注成形的耐熔材料這些有效的保護(hù)措施。對(duì)采用越來(lái)越高的氣流壓強(qiáng)例如直到60個(gè)大氣壓的現(xiàn)代硫酸工廠，這樣的鍋爐也不容易使用。除了已提到的在火管鍋爐系統(tǒng)里高溫高壓氣流所造成的這些缺點(diǎn)外，氣體控制的一般方法是使用一種需要可調(diào)流量控制的熱氣旁通管。通常用金屬閥來(lái)提供這一控制，但是大多數(shù)硫燃燒系統(tǒng)中存在的高溫（1000℃以上）都超過(guò)了大多數(shù)金屬材料能長(zhǎng)期工作的范圍。該熱氣旁通管裝置在大多數(shù)硫酸廠燃燒系統(tǒng)中是薄弱環(huán)節(jié)，因?yàn)榫痛蠖鄶?shù)金屬來(lái)說(shuō)，熱的含硫氣體有極強(qiáng)的腐蝕性，這個(gè)閥是經(jīng)常出問(wèn)題的根源。

水管鍋爐一般是以在管外基本上為一個(gè)大氣壓的熱的含硫氣體為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的。設(shè)備一般包括平側(cè)壁的矩形橫截面管道系統(tǒng)。與火管鍋爐相反，它沒(méi)有厚的金屬部分暴露在熱的氣體中，壓力損失小。而且水管鍋爐可用來(lái)生產(chǎn)高壓蒸汽，另外，還可以處理已經(jīng)部分冷卻的旁路氣體。然而，與一般硫燃燒爐一起使用的典型水管鍋爐的嚴(yán)重缺點(diǎn)是必需從加壓的拱形爐子到方形截面、平側(cè)壁、設(shè)計(jì)成常壓的鍋爐之間建造一個(gè)輸送管（磚砌），并且在要求把鍋爐鋼外壁設(shè)計(jì)成具有不對(duì)稱膨脹性能。

本發(fā)明的目的是提供一種組合爐-鍋爐設(shè)備，這種設(shè)備是簡(jiǎn)單的、緊湊的及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的，在一個(gè)寬的工作狀態(tài)溫度范圍內(nèi)，它都能承受二氧化硫氣體的壓力。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種爐-鍋爐組合系統(tǒng)，它能在爐子和鍋爐兩者中保持對(duì)稱的氣體分布。

在本發(fā)明所述的爐-鍋爐組合系統(tǒng)中，用于沸騰/冷卻的水管組成部分與徑向?qū)ΨQ管道系統(tǒng)和進(jìn)入鍋爐的軸向氣體入口組合起來(lái)，以使在鍋爐中不存在外露的熱側(cè)面。鍋爐的對(duì)稱水管裝置提供的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，使得在熱的含有二氧化硫的氣體與鍋爐管之間能進(jìn)行均勻的高效熱傳遞。至此，在本發(fā)明所述的組合爐-鍋爐中，任何不均勻的膨脹問(wèn)題都比較容易處理。

因此，本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)冷卻的氣態(tài)二氧化硫-空氣混合物的設(shè)備，該設(shè)備包括由堅(jiān)固的耐熱材料構(gòu)成的外壁、在外壁內(nèi)為提供熱的氣態(tài)二氧化硫-空氣混合物向上軸向流動(dòng)的硫燃燒設(shè)備和許多在外壁內(nèi)的水冷鍋爐管，如下述配置：（a）在硫燃燒裝置上面限定一個(gè)上內(nèi)室以接收來(lái)自該硫燃燒裝置、軸向流動(dòng)的熱的氣態(tài)混合物;（b）與外壁一起限定一個(gè)上外室以接收來(lái)自上內(nèi)室沿徑向流動(dòng)的氣態(tài)混合物;（c）使上述混合氣體從上內(nèi)室徑向向外流到上外室并使其冷卻，冷卻的氣體混合物排出設(shè)備。

按上文規(guī)定的設(shè)備組成的爐-鍋爐組合系統(tǒng)在外壁內(nèi)提供熱的氣態(tài)二氧化硫-空氣混合物向上軸向流動(dòng)。這樣的氣態(tài)混合物是由硫燃燒裝置產(chǎn)生的，該裝置可位于遠(yuǎn)離外壁的外面。在這種情況下，硫燃燒裝置包括用于把氣態(tài)混合物輸送到外壁的設(shè)備。

然而，最好把硫燃燒裝置放在外壁的下部，位于上文所限定的鍋爐管道裝置的正下方。

硫燃燒裝置包括把熔融硫和空氣噴射入耐熱材料構(gòu)成的內(nèi)壁所限定的下燃燒室內(nèi)的裝置，在這個(gè)下燃燒室中由于硫的放熱燃燒產(chǎn)生熱的二氧化硫-空氣氣態(tài)混合物。通常，熔融硫從安置在風(fēng)箱里的一個(gè)或幾個(gè)硫噴槍中噴射出。空氣進(jìn)入風(fēng)箱與硫微滴一道進(jìn)入燃燒室。生成的熱二氧化硫-空氣氣態(tài)混合物排出下室沿著外壁的軸向向上通往鍋爐。