CN112010267A - 一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉，包括炉体、气体分布器、燃烧器、雾化喷枪、振动器、排渣阀、一次风入口、检修孔、二次风入口和SO2炉气出口。炉体的燃烧室分为一次燃烧室和二次燃烧室，低品质硫膏及脱硫废液制取的硫浆经雾化喷枪雾化后先进入一次燃烧室，随高温炉气自下而上快速移动，在上升过程中与空气中的氧气燃烧生成SO2炉气进入二次燃烧室，SO2炉气中未燃尽的硫磺/硫化物在二次燃烧室缓慢下降过程中继续燃烧直至燃尽，可保证物料充分燃烧的同时，避免了常规焚硫炉中硫磺/硫化物粉状物易沉积在焚硫炉底部而造成堵塞的问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤焦化工技术领域，特别是涉及一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉。
背景技术
在焦化企业中，低品质硫膏及脱硫废液焚烧制取硫酸工艺一般由预处理工序、焚烧工序、净化工艺、干吸工艺、转化工序和尾吸工序组成。在预处理工序，将低品质硫膏与浓缩后的脱硫废液均匀混合制取液-固两相的硫浆送入焚烧工序的焚硫炉内，经雾化喷枪雾化后，在高温下与空气中的氧气燃烧，反应生成SO2炉气，再参与后续吸收和转化工序。
目前，用于低品质硫膏及脱硫废液的焚硫炉一般为卧式圆筒形结构(见图1)，将雾化喷枪5组合在焚硫炉端部的燃烧器4内部。焦炉煤气进入焚硫炉与空气燃烧，炉膛温度控制在1000～1250℃间，然后再将低品质硫膏及脱硫废液制取的硫浆被雾化喷枪5雾化后，在高温炉膛内与空气中的氧气燃烧。由于混合气体密度大，部分硫磺/硫化物未来得及燃烧，在重力作用下沉积在焚硫炉的底部常常造成设备和管道的堵塞。为此，通常需要定期组织人员清理，严重影响整个制酸工艺流程的稳定性和安全性。
发明内容
为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉，其燃烧室分为一次燃烧室和二次燃烧室，低品质硫膏及脱硫废液制取的硫浆经雾化喷枪雾化后先进入一次燃烧室，随高温炉气自下而上快速移动，在上升过程中与空气中的氧气燃烧生成SO2炉气进入二次燃烧室，SO2炉气中未燃尽的硫磺/硫化物在二次燃烧室缓慢下降过程中继续燃烧直至燃尽，可保证物料充分燃烧的同时，避免了常规焚硫炉中硫磺/硫化物粉状物易沉积在焚硫炉底部而造成堵塞的问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉，包括炉体、气体分布器、燃烧器、雾化喷枪、振动器、排渣阀、一次风入口、检修孔、二次风入口和SO2炉气出口，其特征在于，所述炉体内腔设有隔墙将其分为一次燃烧室和二次燃烧室；所述气体分布器设置在一次燃烧室的下部；所述燃烧器设置在气体分布器上方的炉体上，其垂直正上方炉体上设有雾化喷枪，雾化喷枪入口分别连接有脱硫废液管和雾化空气管；所述气体分布器下方炉体锥段侧壁上设有一次风入口；所述一次燃烧室的底端设有检修口；所述二次燃烧室的底端设有排渣阀，顶端设有二次风入口，下部炉体直段设有斜向上的SO2炉气出口；所述振动器设置在二次燃烧室下部炉体锥段的侧壁上。
所述一次燃烧室的横截面为正方形，炉膛内壁的长：宽：高的比值为1：1：(5～8)，设计取燃烧室内炉气的流速大于3～5倍的硫磺/硫化物颗粒的沉降速度。
所述二次燃烧室的横截面为长方形，炉膛内壁的长：宽：高的比值为(2～5)：1：(5～8)。
所述SO2炉气出口与炉体之间的夹角a为20～30°。
一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉焚烧工艺，包括以下步骤：
1)一次空气由一次风入口引入，经气体分布器均匀进入一次燃烧室内，同时煤气进入燃烧器，与空气燃烧产生的高温炉气快速向上流动，控制一次燃烧室温度在1000～1250℃之间；
2)低品质硫膏及脱硫废液制取的硫浆经雾化喷枪雾化后喷入一次燃烧室与向上流动的高温炉气混合；由于沉降速度远小于炉气流速，硫磺/硫化物粉状物随高温炉气快速向上移动，在上升过程中与空气中的氧气燃烧；
3)来自一次燃烧室的SO2炉气自上而下进入二次燃烧室，与同时来自二次风入口补入的空气混合，使未燃尽的硫磺/硫化物粉状物在二次燃烧室继续燃烧直至燃尽；
4)SO2炉气向下至二次燃烧室的底部沉降区，在重力作用下气固分离，灰渣由排渣阀定期排出，分离后的炉气由斜向上的SO2炉气出口送余热锅炉回收热量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)炉体为立式，且燃烧室分隔成一次燃烧室和二次燃烧室，分两次燃烧确保硫磺/硫化物粉状物燃烧充分直至被燃尽；
2)一次燃烧室的横截面积小，高温炉气的流速远大于常规焚硫炉的流速，雾化喷枪雾化出的硫磺/硫化物粉状物由于最大沉降速度比炉气流速小很多，随着高温炉气快速向上移动，在上升过程中与空气中的氧气燃烧，因而解决了硫磺/硫化物粉状物易沉积在焚硫炉底部造成堵塞的问题；
3)二次燃烧室的横截面积大，增加SO2炉气的停留时间，保证了所有的硫磺/硫化物粉状物在二次燃烧室内能够燃烧充分，弥补了一次燃烧室因流速快，停留时间短，硫磺/硫化物粉状物难以燃烧充分缺陷；
4)具有结构简单，运行周期长的特点。
附图说明
图1是现有卧式圆筒形结构焚硫炉的结构原理示意图；
图2是本发明的结构原理示意图。
图中：1-一次燃烧室 2-二次燃烧室 3-气体分布器 4-燃烧器 5-雾化喷枪 6-振动器 7-排渣阀 8-一次风入口 9-检修孔 10-二次风入口 11-SO2炉气出口 12-隔墙
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图2所示，本发明涉及的一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉，包括炉体、气体分布器3、燃烧器4、雾化喷枪5、振动器6、排渣阀7、一次风入口8、检修孔9、二次风入口10和SO2炉气出口11，所述炉体内腔设有隔墙12将其分为一次燃烧室1和二次燃烧室2；所述气体分布器3设置在一次燃烧室1的下部；所述燃烧器4设置在气体分布器3上方的炉体上，其垂直正上方炉体上设有雾化喷枪5，雾化喷枪5入口分别连接有脱硫废液管和雾化空气管；所述气体分布器3下方炉体锥段侧壁上设有一次风入口8；所述一次燃烧室1的底端设有检修口9；所述二次燃烧室2的底端设有排渣阀7，顶端设有二次风入口10，下部炉体直段设有斜向上的SO2炉气出口11；所述振动器6设置在二次燃烧室2下部炉体锥段的侧壁上。
所述一次燃烧室1的横截面为正方形，炉膛内壁的长：宽：高的比值为1：1：(5～8)，设计使燃烧室内炉气流速要远大于常规焚硫炉，取大于3～5倍的硫磺/硫化物颗粒的沉降速度。
所述二次燃烧室2的横截面为长方形，炉膛内壁的长：宽：高的比值为(2～5)：1：(5～8)，增加燃烧室的横截面积，延长了硫磺/硫化物颗粒停留时间，确保其充分燃烧直至被燃尽。
所述SO2炉气出口11与炉体之间的夹角a为20～30°。
一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉焚烧工艺，包括以下步骤：
1)一次空气由一次风入口8引入，经气体分布器3均匀进入一次燃烧室1内，同时煤气进入燃烧器4，与空气燃烧产生的高温炉气快速向上流动，控制一次燃烧室1温度在1000～1250℃之间；
2)低品质硫膏及脱硫废液制取的硫浆经雾化喷枪雾化后喷入一次燃烧室1与向上流动的高温炉气混合；由于沉降速度远小于炉气流速，硫磺/硫化物粉状物随高温炉气快速向上移动，在上升过程中与空气中的氧气燃烧，可解决硫磺/硫化物粉状物易沉积在焚硫炉底部造成堵塞的问题；
3)来自一次燃烧室1的SO2炉气自上而下进入二次燃烧室2，与同时来自二次风入口10补入的空气混合，使未燃尽的硫磺/硫化物粉状物在二次燃烧室2内继续燃烧直至燃尽，由于二次燃烧室的横截面积大，延长SO2炉气在燃烧室内的停留时间，保证残余的硫磺\硫化物充分燃烧；
4)SO2炉气向下至二次燃烧室2的底部沉降区，在重力作用下气固分离，灰渣由排渣阀7定期排出，分离后的炉气由斜向上的SO2炉气出口11送余热锅炉回收热量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉，包括炉体、气体分布器、燃烧器、雾化喷枪、振动器、排渣阀、一次风入口、检修孔、二次风入口和SO2炉气出口，其特征在于，所述炉体内腔设有隔墙将其分为一次燃烧室和二次燃烧室；所述气体分布器设置在一次燃烧室的下部；所述燃烧器设置在气体分布器上方的炉体上，其垂直正上方炉体上设有雾化喷枪，雾化喷枪入口分别连接有脱硫废液管和雾化空气管；所述气体分布器下方炉体锥段侧壁上设有一次风入口；所述一次燃烧室的底端设有检修口；所述二次燃烧室的底端设有排渣阀，顶端设有二次风入口，下部炉体直段设有斜向上的SO2炉气出口；所述振动器设置在二次燃烧室下部炉体锥段的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉，其特征在于，所述一次燃烧室的横截面为正方形，炉膛内壁的长：宽：高的比值为1：1：(5～8)，设计取燃烧室内炉气的流速大于3～5倍的硫磺/硫化物颗粒的沉降速度。
3.根据权利要求1所述的一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉，其特征在于，所述二次燃烧室的横截面为长方形，炉膛内壁的长：宽：高的比值为(2～5)：1：(5～8)。
4.根据权利要求1所述的一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉，其特征在于，所述SO2炉气出口与炉体之间的夹角a为20～30°。
5.实现权利要求1所述的一种处理低品质硫膏及脱硫废液的立式焚硫炉焚烧工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)一次空气由一次风入口引入，经气体分布器均匀进入一次燃烧室内，同时煤气进入燃烧器，与空气燃烧产生的高温炉气快速向上流动，控制一次燃烧室温度在1000～1250℃之间；
2)低品质硫膏及脱硫废液制取的硫浆经雾化喷枪雾化后喷入一次燃烧室与向上流动的高温炉气混合；由于沉降速度远小于炉气流速，硫磺/硫化物粉状物随高温炉气快速向上移动，在上升过程中与空气中的氧气燃烧；
3)来自一次燃烧室的SO2炉气自上而下进入二次燃烧室，与同时来自二次风入口补入的空气混合，使未燃尽的硫磺/硫化物粉状物在二次燃烧室继续燃烧直至燃尽；
4)SO2炉气向下至二次燃烧室的底部沉降区，在重力作用下气固分离，灰渣由排渣阀定期排出，分离后的炉气由斜向上的SO2炉气出口送余热锅炉回收热量。
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