CN109052333B - 一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工技术设备领域，尤其涉及一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，包括燃烧炉和热量交换装置，所述燃烧炉包括连通的第一燃烧室与第二燃烧室，所述第一燃烧室的底部设有第一过滤板，所述第二燃烧室的顶部设有第二过滤板，所述第一燃烧室与第一过滤板相对侧的侧壁上设有一次进气口，所述第一燃烧室的顶部设有进料口，所述第二燃烧室与第二过滤板相对侧的侧壁上设有出气口，所述出气口的下方设有二次进气口，所述热量交换装置连接所述出气口。本发明的优先在于：充分燃烧硫磺得到浓度更高的二氧化硫气体，有效利用二氧化硫的热能，节约能源。

Description

一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统
技术领域
本发明涉及化工技术设备领域，尤其涉及一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统。
背景技术
焦亚硫酸钠生产过程中需采用硫磺燃烧生产二氧化硫，二氧化硫是无色气体，有强烈的刺激性气味，在空气中的含量1ppm就能感觉到，二氧化硫气体的密度为空气的2.26倍，泄露的二氧化硫会沉积在空气的下部。
现有燃硫炉通过将硫磺用蒸汽加热或电加热方式将硫磺变成熔融状态，在经过液硫泵将硫磺喷射到封闭性的炉膛内进行燃烧，将固态硫磺融化为液态的过程需要消耗大量能量，硫磺燃烧所产生的热能容易被浪费。现有燃硫炉在半封闭状态直接燃烧颗粒状、片状、块状硫磺，缺点是硫气容易泄露造成环境污染，燃烧温度低、效率低，硫气浓度低，燃烧过程不易控制。若直接在封闭状态燃烧则容易出现缺氧及燃烧不完全，严重时升华硫堵塞管道问题。
申请号为CN201521133803的专利了一种二氧化硫燃烧炉，设计了熔硫槽，将硫磺固体熔化，通过控制进料口和熔硫槽之间的距离，利用液态硫的温度熔化固体进料，降低了很大的能耗，使得空气和硫磺充分混合来提高燃烧效率。燃烧生成二氧化硫本身具有很高的温度，如果能充分利用二氧化硫的温度，可以减少很大的能耗，同时硫磺和空气混合燃烧，液态下堆积在槽内和空气混合不均匀，燃烧不完全，因此，空气和硫磺的混合形式也很关键。
发明内容
针对以上问题，本发明提出一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，采用空气吹动加入的硫磺颗粒的形式，使得硫磺和空气充分混合，来达到充分燃烧的目的，同时，利用二氧化硫气体产生的高温，来加热空气，大大较少了能耗。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，包括燃烧炉和热量交换装置，所述燃烧炉包括连通的第一燃烧室与第二燃烧室，所述第一燃烧室的底部设有第一过滤板，所述第二燃烧室的顶部设有第二过滤板，所述第一燃烧室与第一过滤板相对侧的侧壁上设有一次进气口，所述第一燃烧室的顶部设有进料口，所述第二燃烧室与第二过滤板相对侧的侧壁上设有出气口，所述出气口的下方设有二次进气口，所述热量交换装置连接所述出气口。
空气从一次进气口进入，带动从进料口掉落硫黄颗粒，在第一燃烧室混合燃烧，燃烧产生的气流带动固体颗粒往第二燃烧室方向走，在第一过滤板处，部分未能燃烧的杂质颗粒被阻挡在过滤板上，同理，第二过滤板一样可以起到筛选作用，进入第二燃烧室的多为气体以及升华的硫粉，此时空气基本已经燃烧完毕，从第二进气口通入空气来燃烧升华后的硫粉，让剩余的硫磺充分燃烧，最终得到的气体从出气口进入热量交换装置，能源二次利用。
优选的，所述热量交换装置包括通过交错布置的二氧化硫挡板形成的二氧化硫通道以及利用迂回管道形式设置于所述二氧化硫通道内的空气管道，所述二氧化硫通道连通所述燃烧炉的出气口。燃烧得到的高温气体通过二氧化硫通道，加热空气管道，本发明通过交错布置的二氧化硫通道和迂回的空气管道来增加高温气体和冷空气的接触时间，更充分的利用高温气体的热量。
优选的，所述空气管道的热空气出口连通所述燃烧炉的二次进气口，从热量交换装置得到的热空气可以用于一次进气，二次进气，也可以用于化工工艺的其他地方，节能环保。
优选的，所述二次进气口设有导流板，所述导流板为弧形向下弯曲结构，设置于所述二次进气口的上端，通过设置导流板来改变进气的走向，可以形成更混乱的气流，让空气和升华的硫气充分混合，同时，二次进气口进气方向和整个燃烧炉内气体的整体走向相反，设置导流器避免在炉内出现气流的死角。
优选的，所述一次进气口设有钝体。
进一步优选的，所述钝体包括圆环本体及在所述圆环本体环面均匀分布的导流片，导流片倾斜设置在圆环本体的环面上，空气通过该钝体后，由原本的直线喷射变成混乱的涡流，使得掉落的硫磺颗粒和空气混合均匀，燃烧充分。
优选的，所述第一过滤板和第二过滤板的高度为炉高的3/4~4/5，过滤板的高度低于燃烧炉的炉高，一方面，避免因长期燃烧导致过滤板堵塞而造成炉内压力升高出现安全事故，另外，过滤板和燃烧炉壁之间的间隙会形成一定的气流通道，增加空气和硫磺在燃烧炉内的时间，提高燃烧效率。
优选的，所述第一过滤板和第二过滤板为筛网。
进一步优选的，所述燃烧炉的底部，位于所述第一过滤板及第二过滤板的下方，靠近一次进气口侧均设有排尘口，燃烧较长时间后，燃烧炉难免会出现积灰，部分杂质颗粒和粉尘会吸附在过滤板靠近进气口一侧，还有部分杂志颗粒和粉尘会掉落在过滤板下方靠近进气口一侧，本发明可以通过敲打燃烧炉侧壁，通过过滤板自身产生的抖动，从排尘口收集掉落的杂质或者粉尘，以达到清灰的目的。
优选的，所述第一燃烧室和第二燃烧室的顶部均设有点火装置。
本发明的优先在于：
（1）本发明通过改变空气在燃烧炉内的流动形式，使得空气和硫磺颗粒混合均匀，充分燃烧，提高燃烧效率。
（2）本发明通过设置过滤板，可以较大程度的减少得到的二氧化硫气体中的杂质颗粒，避免后续管路的堵塞，同时，过滤板的设计可以一定程度增加硫磺在燃烧炉内的停留时间，使其燃烧更充分。
（3）本发明利用了二氧化硫气体的热能，得到高温空气，用于燃烧炉的燃烧等工艺，节约能源。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为本发明钝体的示意图；
1-燃烧炉，2-热量交换装置，3-第一燃烧室，301-第一过滤板，302-一次进气口，4-第二燃烧室，401-第二过滤板，402-二次进气口，5-进料口，6-出气口，7-二氧化硫通道，701-二氧化硫挡板，8-空气管道，801-热空气出口，9-导流板，10-钝体，1001-圆环本体，1002-导流片，11-排尘口，12-点火装置。
具体实施方式
本具体实施方法仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制。本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所作出的任何改变，只要在权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。
实施例：
一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，包括燃烧炉1和热量交换装置2，所述燃烧炉1包括连通的第一燃烧室3与第二燃烧室4，第一燃烧室3和第二燃烧室4的顶部均设有点火装置12，所述第一燃烧室3的底部设有第一过滤板301，所述第二燃烧室4的顶部设有第二过滤板401，第一燃烧室3和第二燃烧室4通过第二过滤板401隔离，所述第一过滤板301和第二过滤板401的高度为炉高的3/4~4/5，第一过滤板301和第二过滤板401均采用筛网结构，所述第一燃烧室3与第一过滤板301相对侧的侧壁上设有一次进气口302，一次进气口302设有钝体10，包括圆环本体1001及在所述圆环本体1001环面均匀分布的导流片1002，所述第一燃烧室3的顶部设有进料口5，所述第二燃烧室4与第二过滤板401相对侧的侧壁上设有出气口6，所述出气口6的下方设有二次进气口402，二次进气口402设有导流板9，所述导流板9为弧形向下弯曲结构，设置于所述二次进气口402的上端，所述热量交换装置2包括通过交错布置的二氧化硫挡板701形成的二氧化硫通道7以及利用迂回管道形式设置于所述二氧化硫通道内的空气管道8，所述二氧化硫通道7连通所述燃烧炉1的出气口6，所述空气管道8的热空气出口801连通所述燃烧炉1的二次进气口402，在燃烧炉1的底部壁上，位于所述第一过滤板301及第二过滤板401的下方，靠近一次进气口302侧均设有排尘口11。
本发明的工作流程为：打开一次进气口302，同时进料口5开始掉落硫黄颗粒，空气在钝体10的作用下形成涡流，吹动掉落的硫黄颗粒，均匀混合，在点火装置12的作用下在第一燃烧室3充分燃烧，在气流的推动下，气体和固体颗粒往第二燃烧室4移动，杂质颗粒被第一过滤板301和第二过滤板302阻挡，吸附在筛网上，部分气流从过滤板和燃烧炉1的缝隙中移动，形成“N”形的气流通道，增加硫磺颗粒和空气在燃烧炉1内的停留时间，同时使得燃烧炉1内的混合更混乱更充分，提高燃烧效率。在第二燃烧室4，二次进气口402在导流板9的作用下通入空气，用于燃烧部分未燃烧完全的硫磺颗粒以及升华的硫粉气，二氧化硫混合气体最终从出气口6进入热量交换装置2，高温二氧化硫混合气体通过二氧化硫通道7加热其中的空气管道8，将热能交换给空气后用于后续反应，空气管道8得到的热空气，部分用于返还二次进气口402，也可用于一次进气，高温度的进气可以大大提高燃烧效率，避免冷空气降低炉内温度，通过流量阀13可以控制进气量。当燃烧炉使用较长时间后，可以通过排尘口11清理过滤板上的杂质灰尘，避免网孔堵塞。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，包括燃烧炉和热量交换装置，其特征在于：所述燃烧炉包括连通的第一燃烧室与第二燃烧室，所述第一燃烧室的底部设有第一过滤板，所述第二燃烧室的顶部设有第二过滤板，第一燃烧室和第二燃烧室通过第二过滤板隔离，所述第一燃烧室与第一过滤板相对侧的侧壁上设有一次进气口，所述第一燃烧室的顶部设有进料口，所述第二燃烧室与第二过滤板相对侧的侧壁上设有出气口，所述出气口的下方设有二次进气口，所述热量交换装置连接所述出气口；所述热量交换装置包括通过交错布置的二氧化硫挡板形成的二氧化硫通道以及利用迂回管道形式设置于所述二氧化硫通道内的空气管道，所述二氧化硫通道连通所述燃烧炉的出气口，所述空气管道的热空气出口连通所述燃烧炉的二次进气口，所述二次进气口设有导流板，所述导流板为弧形向下弯曲结构，设置于所述二次进气口的上端。
2.根据权利要求1所述的一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，其特征在于：所述一次进气口设有钝体。
3.根据权利要求2所述的一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，其特征在于：所述钝体包括圆环本体及在所述圆环本体环面均匀分布的导流片。
4.根据权利要求1所述的一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，其特征在于：所述第一过滤板和第二过滤板的高度为炉高的3/4~4/5。
5.根据权利要求1所述的一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，其特征在于：所述第一过滤板和第二过滤板为筛网。
6.根据权利要求1所述的一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，其特征在于：所述燃烧炉的底部，位于所述第一过滤板及第二过滤板的下方，靠近一次进气口侧均设有排尘口。
7.根据权利要求1所述的一种用于生成二氧化硫的硫磺燃烧系统，其特征在于：所述第一燃烧室和第二燃烧室的顶部均设有点火装置。
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