[其他]組合硫燃燒爐與鍋爐

無效

• 申請號: 85109346
• 申請日: 1985-12-26
• 公開（公告）號: CN85109346B
• 公開（公告）日: 1988-05-04
• 發明（設計）人: 戈登·默里·卡梅倫;約翰·麥克法蘭
• 申請（專利權）人: C-I-L公司
• 主分類號: C01B17/54
• 分類號: C01B17/54;F22D1/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 劉元金

本發明是用硫在空氣中燃燒生產二氧化硫的設備，更詳細地說，是一種爐和鍋爐的整體組合設備，用于生產冷卻的氣態二氧化硫-空氣混合物。

硫燃燒通常作為制備用于生產硫酸的二氧化硫的生產工序的一部份。硫燃燒一般是通過在空氣流中從一個或幾個噴槍里將熔融的硫噴射入大的圓筒形磚砌爐里進行的。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，例如目前在大規模硫酸生產中使用的，具有若干嚴重的缺點。在裝置布局和考慮部件熱膨脹的設計方面，爐子和鍋爐的長度會引起嚴重問題。而且，因為這類鍋爐有大量金屬暴露在進入鍋爐的熱氣體中，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措施。對采用越來越高的氣流壓強例如直到60個大氣壓的現代硫酸工廠，這樣的鍋爐也不容易使用。除了已提到的在火管鍋爐系統里高溫高壓氣流所造成的這些缺點外，氣體控制的一般方法是使用一種需要可調流量控制的熱氣旁通管。通常用金屬閥來提供這一控制，但是大多數硫燃燒系統中存在的高溫（1000℃以上）都超過了大多數金屬材料能長期工作的范圍。該熱氣旁通管裝置在大多數硫酸廠燃燒系統中是薄弱環節，因為就大多數金屬來說，熱的含硫氣體有極強的腐蝕性，這個閥是經常出問題的根源。

水管鍋爐一般是以在管外基本上為一個大氣壓的熱的含硫氣體為基礎設計的。設備一般包括平側壁的矩形橫截面管道系統。與火管鍋爐相反，它沒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生產高壓蒸汽，另外，還可以處理已經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重缺點是必需從加壓的拱形爐子到方形截面、平側壁、設計成常壓的鍋爐之間建造一個輸送管（磚砌），并且在要求把鍋爐鋼外壁設計成具有不對稱膨脹性能。

本發明的目的是提供一種組合爐-鍋爐設備，這種設備是簡單的、緊湊的及運行經濟的，在一個寬的工作狀態溫度范圍內，它都能承受二氧化硫氣體的壓力。

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

在本發明所述的爐-鍋爐組合系統中，用于沸騰/冷卻的水管組成部分與徑向對稱管道系統和進入鍋爐的軸向氣體入口組合起來，以使在鍋爐中不存在外露的熱側面。鍋爐的對稱水管裝置提供的另一個優點是，使得在熱的含有二氧化硫的氣體與鍋爐管之間能進行均勻的高效熱傳遞。至此，在本發明所述的組合爐-鍋爐中，任何不均勻的膨脹問題都比較容易處理。

因此，本發明提供一種用于生產冷卻的氣態二氧化硫-空氣混合物的設備，該設備包括由堅固的耐熱材料構成的外壁、在外壁內為提供熱的氣態二氧化硫-空氣混合物向上軸向流動的硫燃燒設備和許多在外壁內的水冷鍋爐管，如下述配置：（a）在硫燃燒裝置上面限定一個上內室以接收來自該硫燃燒裝置、軸向流動的熱的氣態混合物;（b）與外壁一起限定一個上外室以接收來自上內室沿徑向流動的氣態混合物;（c）使上述混合氣體從上內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備。

按上文規定的設備組成的爐-鍋爐組合系統在外壁內提供熱的氣態二氧化硫-空氣混合物向上軸向流動。這樣的氣態混合物是由硫燃燒裝置產生的，該裝置可位于遠離外壁的外面。在這種情況下，硫燃燒裝置包括用于把氣態混合物輸送到外壁的設備。

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成的內壁所限定的下燃燒室內的裝置，在這個下燃燒室中由于硫的放熱燃燒產生熱的二氧化硫-空氣氣態混合物。通常，熔融硫從安置在風箱里的一個或幾個硫噴槍中噴射出。空氣進入風箱與硫微滴一道進入燃燒室。生成的熱二氧化硫-空氣氣態混合物排出下室沿著外壁的軸向向上通往鍋爐。

因此，本發明提供一種按上文規定的設備，其中硫燃燒裝置位于外壁的下部，包括熔融硫噴射裝置，空氣噴射裝置和限定了硫燃燒下室的耐熱材料構成的內壁，在這個下燃燒室中硫在空氣中燃燒以提供熱的氣態二氧化硫-空氣混合物向上軸向流動。

在較可取的設備中，上外室裝備有氣態混合物流量控制設備，提供冷端旁路控制。這樣一個特點使得有可能用適當長期工作的金屬隔膜和閥系統以有效地控制二氧化硫氣體排出設備。