CN110242969B - 一种焚硫炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焚硫炉，包括炉体，在该炉体上开设有进气口、进料口和出气口，进气口位于炉体侧壁上且靠近炉体底部；进料口位于进气口之上；在炉体内部装有具有通气结构的气体自分布支撑装置，该气体自分布支撑装置将炉体内部的空腔分为上下两个部分，上部分为焚烧室，下部分为进气室；在气体自分布支撑装置上散布有能够吸收并储存热量的耐火蓄热器，在炉体的内壁设有碳纤维隔热层，在炉体的进料口与进气口上设有旋转阀门，在出气口部位设有滤网层，在进气口与气体自分布支撑装置之间设的炉壁上有燃气喷嘴和氧气喷嘴或吹风喷嘴。该焚硫炉具有结构简单、使用便捷、热能损耗小，物料燃烧充分，经久耐用等特点。

Description

一种焚硫炉
技术领域
本发明涉及用焦化厂回收硫磺为原料制备硫酸的技术领域，具体涉及一种焚硫炉。
背景技术
在现有技术中，制备硫酸时，通常采用如图1所示的卧式焚硫炉来焚烧液态的硫磺，以生成SO2(二氧化硫)气体。液态硫磺被喷入焚硫炉后，在焚硫炉内部的空腔中焚烧，由于密度较大，液态硫磺在焚烧过程中会有部分还未来得及充分燃烧就因重力作用落到焚硫炉的底部，无法充分燃烧。同样的，在这样的焚硫炉中焚烧粉状的含硫混合物生成SO2气体来制备硫酸时，含硫混合物中的单质硫熔融变为液态，未经充分燃烧而落到焚硫炉的底部；含硫混合物以及硫铁矿中的部分粉状含硫的混合物也会因密度较大而未经充分燃烧就落到焚硫炉的底部，从而导致粉状的含硫混合物及粉状的硫铁矿中的硫都无法充分燃烧。这样，就会导致硫元素的转化率低，进而导致经济效益低。
另外现有的焚硫炉的进料口、进气口均为敞口状态，这样既不利于炉体内的保温，又会对环境造成污染，设置在炉壁上的钢板或淘气层也很容易受到算的腐蚀而过早报废。而敞开的出气口也会使得燃烧不够充分的杂质物料由排气口被热气流带出。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、使用便捷、热能损耗小，物料燃烧充分，经久耐用的一种焚硫炉。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种焚硫炉，所述焚硫炉包括炉体，在该炉体上开设有进气口、进料口和出气口，所述进气口位于炉体侧壁上且靠近炉体底部；在高度上，所述进料口位于所述进气口之上；在炉体内部装有具有通气结构的气体自分布支撑装置，该气体自分布支撑装置将炉体内部的空腔分为上下两个部分，上部分为焚烧室，下部分为进气室；在所述气体自分布支撑装置上散布有能够吸收并储存热量的耐火蓄热器，在所述炉体的内壁设有碳纤维隔热层，在所述炉体的进料口与进气口上设有旋转阀门，在所述出气口部位设有滤网层，在所述进气口与气体自分布支撑装置之间设的炉壁上有燃气喷嘴和氧气喷嘴或吹风喷嘴。
为了提高炉体的保温性能及耐腐蚀能力，优选的技术方案是，所述碳纤维隔热层包括两层碳纤维布层和一层夹持在两层碳纤维布层之间的石英片或云母片层。
为了避免炉体内的污染物及热能的泄露，进一步优选的技术方案是，所述旋转阀门包括与进料口和进气口的管壁铰接的转轴，转轴上至少连接有4片呈放射式分布的门扇片，门扇片的一侧与转轴连接另一侧与管壁贴合。
为了避免燃烧不充分的物料有出口处排出炉体外并使其能够落回到路体内继续燃烧，进一步优选的技术方案还有，所述滤网层的滤网为陶瓷滤网，陶瓷滤网的网孔呈上端小下端大的锥孔状。
为了使得物料在炉体能得到均匀充分的燃烧，进一步优选的技术方案还有，所述燃气喷嘴和氧气喷嘴或吹风喷嘴在炉壁上沿炉壁周边均布有若干个。
为了避免燃烧不充分的物料有出口处排出炉体外并使其能够落回到路体内继续燃烧，进一步优选的技术方案还有，在所述炉体内气体自分布支撑装置位于所述进气口和所述进料口之间，且位于所述出气口之下；所述耐火蓄热器的外形尺寸大于所述通气结构的通透尺寸，所述耐火蓄热器以其吸收并储存的热量使落在其上面或附近的硫或含硫物燃烧。这样的焚硫炉在焚烧液态硫磺、粉状的含硫混合物时，当有未充分燃烧的硫磺或含硫物质落向炉体底部时，会落在炉体内部的气体自分布支撑装置上或散布在其上的耐火蓄热器上。由于耐火蓄热器能够吸收并储存热量，具有很高的温度，因而能够使落下的硫磺或含硫物质进行二次燃烧或分解，从而使之燃烧或分解充分，提高了硫元素的转化率和经济效益。
为了便于气体自分布支撑装置的加工制作，进一步优选的技术方案还有，所述气体自分布支撑装置是由碳钢材料、不锈钢材料或陶瓷材料中的任意一种材料制成的具有通气结构的平面板或波浪板，所述通气结构的形状为圆形、多边形、椭圆形或扇形中的任意一种。这样的气体自分布支撑装置既可以耐高温，又不会与燃烧材料产生化学反应。同时，还可以对从进气室升入焚烧室的空气进行分布，以使空气分布均匀的进入焚烧室中，为处在焚烧室中不同位置燃烧的硫磺或者含硫物质提供充足的氧气，以使其充分燃烧生成SO2。
为了便于蓄热器的安装，以及提高蓄热器的耐用性能，进一步优选的技术方案还有，所述耐火蓄热器是由碳钢材料、不锈钢材料或者陶瓷材料中的任意一种材料制成的球体或者长方体。这样的蓄热器既可以耐高温，又不会与燃烧材料产生化学反应。
为了能够是呢物料得到充分的燃烧，进一步优选的技术方案还有，所述焚烧室的高度大于所述进气室的高度。这样，在硫磺或含硫混合物落下前，可以较充分地燃烧，以减少需要二次燃烧的含硫物的量。
进一步优选的技术方案还有，在所述气体自分布支撑装置上还设置有一层或多层气体自分布支撑装置，在所述气体自分布支撑装置上散布有至少一层所述耐火蓄热器。这样，可以避免未充分燃烧熔融成液态的硫磺或未充分燃烧的粉状的含硫物经过气体自分布支持装置的通气结构直接落到炉体底部，可以避免下落的硫或含硫物质直接从所述气体自分布支撑装置上的通气结构中通过并继续下落。
本发明的优点和有益效果在于：所述焚硫炉具有结构简单、使用便捷、热能损耗小，物料燃烧充分，经久耐用等特点。
附图说明
图1是现有技术中制备硫酸常用的焚硫炉的结构示意图；
图2是本发明焚硫炉的主剖视结构示意图；
图3是图1的俯视图；
图4是本发明卧式焚硫炉的结构示意图；
图5是本发明焚硫炉中气体自分布支撑装置之一的俯视图；
图6是本发明焚硫炉中气体自分布支撑装置之二的俯视图；
图7是本发明焚硫炉中气体自分布支撑装置之三的主视图；
图8是本发明焚硫炉中气体自分布支撑装置之三的俯视图；
图9是本发明焚硫炉中旋转门的结构示意图。
图中：1、进气口；2、进料口；3、人孔；4、观察孔；5、出气口；6、气体自分布支撑装置；7、通气孔；8、耐火蓄热器；9、通气缝；10、碳纤维隔热层；11、旋转阀门；12、滤网层；13、燃气喷嘴；14、吹风喷嘴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图2～4所示，本发明一种焚硫炉的炉体由圆筒状且顶部呈圆锥台状的外部壳体和内部衬里构成，并在炉体侧壁上设置有进气口1、进料口2、人孔3和观察孔4，在炉体顶部设有开口作为出气口5以排出炉体内的含有SO2的混合气体。在所述炉体的内壁设有碳纤维隔热层10，在所述炉体的进料口2与进气口1上设有旋转阀门11，在所述出气口5部位设有滤网层12，在所述进气口1与气体自分布支撑装置6之间设的炉壁上有燃气喷嘴13和氧气喷嘴或吹风喷嘴14。
为了提高炉体的保温性能及耐腐蚀能力，本发明优选的实施方案是，所述碳纤维隔热层10包括两层碳纤维布层和一层夹持在两层碳纤维布层之间的石英片或云母片层。这样腐蚀气体和高温就很难传到炉体的内外。
如图9所示，为了避免炉体内的污染物及热能的泄露，本发明进一步优选的实施方案是，所述旋转阀门11包括与进料口和进气口的管壁铰接的转轴，转轴上至少连接有4片呈放射式分布的门扇片，门扇片的一侧与转轴连接另一侧与管壁贴合。旋转阀门11中的转轴与门扇片均可用耐高温、耐腐蚀的金属材料制成。
为了避免燃烧不充分的物料有出口处排出炉体外并使其能够落回到路体内继续燃烧，本发明进一步优选的实施方案还有，所述滤网层12的滤网为陶瓷滤网，陶瓷滤网的网孔呈上端小下端大的锥孔状。
为了使得物料在炉体能得到均匀充分的燃烧，本发明进一步优选的实施方案还有，所述燃气喷嘴13和氧气喷嘴或吹风喷嘴14在炉壁上沿炉壁周边均布有若干个。
所述焚硫炉的壳体是由碳钢材料制成的，所述衬里还可以由石棉板形成的隔热保温层和由耐火砖形成的耐火层构成，其中，隔热层位于耐火层和钢壳之间，且与二者紧密贴合。所述进气口1水平开通炉体左侧壁且靠近炉体底部。可选用由碳钢材料制成的无缝钢管作为进气口管道，并在所述无缝钢管位于炉体外部的开口端设置有法兰。所述进料口2倾斜设置在进气口1的竖直上方，且位于炉体中部偏上处。所述进料口2在炉体外部的开口端斜向上方，与竖直方向的夹角为锐角，优选30°～60°，以避免进入炉体内部的硫或含硫物质集中在靠近炉体侧壁的位置，不利于充分燃烧。当然，所述进料口2在炉体外部的开口端也可以斜向下方，并在所述开口端设有喷嘴，将硫或含硫物喷入炉体内部。可采用碳钢材料制成的无缝钢管作为进料口2管道，并在钢管位于炉体外部的开口端设置有法兰。所述人孔3水平设置在炉体右侧且位于炉体中部，以便于工作人员进入炉体内部进行维护或维修。还可根据需要，在炉体上的不同位置设置多个人孔。在所述人孔3位于炉体外部的开口处设有人孔盖，以便于在使用焚硫炉时，将人孔封闭。所述观察孔是倾斜设置在炉体右侧的圆柱状通孔，且位于人孔的竖直上方。所述观察孔4位于炉体外部的开口端斜向上方，也可以斜向下方，与竖直方向的夹角为锐角，优选30°～60°。可采用碳钢制成的无缝钢管作为观察孔管道。在所述观察孔4位于炉体外部的开口处设有由云母材料制成的视镜口。可根据焚硫炉的规格和观察需要调整观察孔的个数和位置。
如图2所示，在炉体内部设置有如图4所示的气体自分布支撑装置6，优选水平设置。所述气体自分布支撑装置6为有一定厚度的、由陶瓷材料制成的平面板，并在所述平面板上均匀分布有多个大小相同的圆形通气孔7。所述气体自分布支撑装置6位于炉体中部偏下处，且处在进气口1和进料口2之间，优选在人孔3的下方，将炉体内部的腔体分为上下两个部分，其中，上部分为焚烧室，下部分为进气室，且焚烧室的高度大于进气室的高度。在所述气体自分布支撑装置6上散布有长方体的耐火蓄热器8。所述的耐火蓄热器的外形尺寸大于通气孔的直径，因此不至于经由通气孔落下。所述耐火蓄热器为能够吸收并储存热量的蜂窝陶瓷，在高温下能够使落在其表面及附近的没有充分燃烧的硫和含硫物质二次燃烧或分解。
如图4所示，在卧式焚硫炉的炉体左端的侧壁上开有进气口1，所述进气口1靠近炉体底部；在靠近左端的前侧壁上设有进料口2，在竖直方向上，所述进料口2位于炉体中部偏上处，所述进料口还可以设置在炉体顶部，优选设置在炉体顶部的中央；在靠近右端的前侧壁上设有人孔3，在竖直方向上，所述人孔3位于炉体中部；在右端的侧壁上开有出气口5，在竖直方向上，所述出气口5位于炉体中部，所述出气口也可以设置在炉体顶部，优选设置在靠近右端的炉体顶部。在炉体内部装设有如图6所示的气体自分布支撑装置6，优选水平设置。所述气体自分布支撑装置6为有一定厚度的由碳钢材料制成的平面板，并在该平面板上设置有若干条形缝隙作为通气缝9，优选宽度相同，且任意相邻的两个之间的间距相等的通气缝。所述气体自分布支撑装置6位于炉体中部偏下处，位于进气口1和进料口2之间，且位于出气口5之下，优选在人孔3的下面，将炉体内部的腔体分为上下两个部分，且上部分焚烧室的高度大于下部分进气室的高度。在所述气体自分布支撑装置6上散布有球体的耐火蓄热器8。所述耐火蓄热器8为由陶瓷材料制成的能够吸收并储存热量的瓷球。所述瓷球的直径大于通气缝的宽度。这样的耐火蓄热器既能够在高温下使落在其表面及附近的没有充分燃烧的硫或含硫物质二次燃烧，又能够避免蓄热器与硫磺、含硫混合物在高温下发生化学反应。
在具体实施时，在焚硫炉内可装设多个气体自分布支撑装置，以避免未充分燃烧而熔融成液态的硫磺或粉状的含硫物经过气体自分布支持装置的通气结构直接落到炉体底部。
在气体自分布支撑装置上铺放耐火蓄热器时，可铺放多层，以避免下落的硫或含硫物直接从所述气体自分布支撑装置上的通气结构中通过并继续下落。
当然在具体实施时，所述耐火蓄热器还可选用碳钢材料或不锈钢材料，其形状可以是任意形状，比如球体、多面体、圆柱体、圆锥体、圆锥台、椭圆柱、椭圆锥、椭圆体或不规则形状。所述耐火蓄热器的外形尺寸可根据其形状和通气结构的通透尺寸调整，所述通透尺寸是指通气孔的直径或通气缝的宽度等，以所述耐火蓄热器不能通过通气结构下落为准。
在具体实施时，还可以采用如下结构的气体自分布支撑装置。
如图7和8所示，所述气体自分布支撑装置为有一定厚度的、由不锈钢材料制成的波浪板，其波峰与波谷可以是线状的，也可以是平面状的，波峰与波谷之间为坡面，该坡面可以是平面，也可以是弧面。在波峰两侧的坡面上均匀地分布有多个大小相同的圆形通孔作为通气孔7，所述通气孔7还可以以其他方式排列。当然，所述通气孔还可以是其他任意形状的，比如多边形、椭圆形、扇形或环形。当然地，在这样的气体自分布支撑装置上也散布有耐火蓄热器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种焚硫炉，所述焚硫炉包括炉体，在该炉体上开设有进气口、进料口和出气口，所述进气口位于炉体侧壁上且靠近炉体底部；在高度上，所述进料口位于所述进气口之上；在炉体内部装有具有通气结构的气体自分布支撑装置，该气体自分布支撑装置将炉体内部的空腔分为上下两个部分，上部分为焚烧室，下部分为进气室；在所述气体自分布支撑装置上散布有能够吸收并储存热量的耐火蓄热器，其特征在于，在所述炉体的内壁设有碳纤维隔热层，所述碳纤维隔热层包括两层碳纤维布层和一层夹持在两层碳纤维布层之间的石英片或云母片层，在所述炉体的进料口与进气口上设有旋转阀门，所述旋转阀门包括与进料口和进气口的管壁铰接的转轴，转轴上至少连接有4片呈放射式分布的门扇片，门扇片的一侧与转轴连接另一侧与管壁贴合，在所述出气口部位设有滤网层，所述滤网层的滤网为陶瓷滤网，陶瓷滤网的网孔呈上端小下端大的锥孔状，在所述进气口与气体自分布支撑装置之间设的炉壁上有燃气喷嘴和氧气喷嘴或吹风喷嘴，所述燃气喷嘴和氧气喷嘴或吹风喷嘴在炉壁上沿炉壁周边均布有若干个。
2.如权利要求1所述的焚硫炉，其特征在于，在所述炉体内气体自分布支撑装置位于所述进气口和所述进料口之间，且位于所述出气口之下；所述耐火蓄热器的外形尺寸大于所述通气结构的通透尺寸，所述耐火蓄热器以其吸收并储存的热量使落在其上面或附近的硫或含硫物燃烧。
3.如权利要求2所述的焚硫炉，其特征在于，所述气体自分布支撑装置是由碳钢材料、不锈钢材料或陶瓷材料中的任意一种材料制成的具有通气结构的平面板或波浪板，所述通气结构的形状为圆形、多边形、椭圆形或扇形中的任意一种。
4.如权利要求2所述的焚硫炉，其特征在于，所述耐火蓄热器是由碳钢材料、不锈钢材料或者陶瓷材料中的任意一种材料制成的球体或者长方体。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的焚硫炉，其特征在于，所述焚烧室的高度大于所述进气室的高度。
6.如权利要求1至4中任意一项所述的焚硫炉，其特征在于，在所述气体自分布支撑装置上还设置有一层或多层气体自分布支撑装置，在所述气体自分布支撑装置上散布有至少一层所述耐火蓄热器。
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