CN200955738Y - 一种用于硫磺回收的燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于硫磺回收的燃烧器。这种燃烧器包括烧嘴、点火装置、燃烧室、空气风箱，燃烧室是包括入口和出口的空腔，烧嘴的尾部和点火装置的点火端分别靠近燃烧室的入口，设有进空气孔的空气风箱套在燃烧室外面，其中在燃烧室的入口处设有环状的内置旋流装置，其由与圆周方向相切的多组叶片焊接而成。由于这种混合气体的燃烧器采用了内置旋流装置，从而保证了经过的流体发展成为具有一定旋流强度的紊流，同时延长了具有旋流特征的高动量空气和低动量的燃料在燃烧室内的混合时间，增强燃烧器的混合扩散性能和燃烬效果并使得火焰稳定。

Description

一种用于硫磺回收的燃烧器
技术领域
本实用新型涉及一种用于硫磺回收的燃烧器，包括烧嘴、点火装置、燃烧室、空气风箱。
背景技术
在硫磺回收克劳斯(CLAUS)工艺过程中，合理的组织控制酸性气体燃烧过程和降低污染物排放是整个装置成功运行的关键技术保证。约三分之一的酸性气(含H2S)和其他的可燃物如氢气、烃类、一氧化碳、氨气、氰化物、硫醇等被烧掉，生成的二氧化硫(SO2)又进一步和剩余的硫化氢(H2S)反应生成单质硫。
Figure Y20062012277700041
        SO2+2H2S＝3S+2H2O
由于氨气、氰化物、硫醇的存在，使燃烧过程变的复杂，因为这些成分在欠氧的气氛下很难被燃烧完全。没有被氧化的氨气和氰化物会同H2S发生化学反应，产生的化合物会堵塞装置的下游设备：催化剂反应器、硫凝结器、换热器和液态硫出口等。因此，氨气和氰化物在燃烧过程中被完全分解至关重要。含氨酸性气中的氨气必须完全被分解，转化为无害的氮气。还要完全分解其它污染物。
为达到上述目的，优化燃料和空气的混合性能，增强燃烧器的混合扩散和燃烬效果并最大限度的分解氨气和氰化物并转化为无害的气体，传统的燃烧器采取在燃烧室内表面加装“麻花”导向机构或通过切向进风延长烟气在燃烧室内的停留时间，强化混合和燃烧效果。其主要缺陷在于：燃料气、酸性气体和空气的混合性能差，燃烧不充分，火焰不稳定。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供了一种混合性能优越、燃烧充分、火焰稳定的用于硫磺回收的燃烧器。
本实用新型的技术方案是：这种用于硫磺回收的燃烧器包括烧嘴、点火装置、燃烧室、空气风箱，燃烧室是包括入口和出口的空腔，烧嘴的尾部和点火装置的点火端分别靠近燃烧室的入口，设有进空气孔的的空气风箱套在燃烧室外面，其中在燃烧室的入口处设有穿过烧嘴和点火装置的环状的内置旋流装置，其由与圆周方向相切的多组叶片焊接而成。
由于这种用于硫磺回收的燃烧器采用了内置旋流装置，从而保证了经过的流体发展成为具有一定旋流强度的紊流，同时延长了具有旋流特征的高动量空气和低动量的燃料在燃烧室内的混合时间，增强燃烧器的混合扩散性能和燃烬效果并使得火焰稳定。
附图说明
图1是本实用新型的用于硫磺回收的燃烧器的剖视图；
图2是图1的内置旋流装置的叶片的放大的结构图。
具体实施方式
下面参照附图，将详细叙述本实用新型的具体实施方式。
图1是本实用新型的用于硫磺回收的燃烧器的剖视图。本实用新型的燃烧器包括烧嘴1、点火装置7、燃烧室6、空气风箱5，燃烧室6是包括入口和出口的空腔，烧嘴1的尾部和点火装置7的点火端分别靠近燃烧室6的入口，设有进空气孔的空气风箱5套在燃烧室6外面，其中在燃烧室6的入口处设有环状的内置旋流装置3，其由与圆周方向相切的多组叶片焊接而成。如图2所示，所述内置旋流装置3的每个叶片在相邻叶片上的投影长度l大于等于两个相邻叶片之间的最小间距ε的四倍。
此外，在所述内置旋流装置的外围设有环状的分配器4。烧嘴1设有燃料气通道和酸性气体通道，二者是套管式连接。烧嘴1的尾部设有稳焰器2，其由与圆周径向的方向相切的多组叶片焊接而成。所述燃烧室6的入口的外侧呈向出口渐缩的八字形，入口的内侧呈向入口的外侧渐缩的八字形。所述的空气风箱5与烧嘴1通过法兰10来连接。还设有火焰检测器8，其一端伸入空气风箱5。
烧嘴1可以实现油气或气气单烧、混烧等变换组合，从而达到起炉或停炉时烧燃料气或燃料油，正常运行时燃烧酸性气体，满足处理副产酸性气并回收硫磺的特殊工艺要求。分配器4由多孔状的筛板圈制焊接而成，从而保证助燃空气进入旋流装置之前沿圆周方向分布均匀，从而进一步保证燃烧室6内产生的火焰居中，避免火焰舔炉墙。风箱5的前部配有螺栓连接的法兰接口，因而具有供风和检修口的双重功能。内置旋流装置3由与圆周方向相切的多组叶片焊接而成，烧嘴的尾部设置的稳焰器2由与径向方向相切的多组叶片焊接而成，保证相邻叶片的重合区域面积和最小间隔尺寸，从而保证经过的流体发展成为具有一定旋流强度的紊流，同时延长具有旋流特征的高动量空气和低动量的燃料在燃烧室内的混合时间，增强燃烧器的混合扩散性能和燃烬效果并最大限度的分解氨气和氰化物并转化为无害的气体，产生温度较高而且均匀的温度场，提高硫磺回收转化率。通过联合控制内置旋流装置3和稳焰器2的旋流强度和回流的比例，可以达到既预热燃料和空气混合物的目的，又强化燃料混合扩散和燃烬效果，同时增强火焰的稳定性和刚性；流体通过入口进入燃烧室，可以有效减小空气阻力，防止发生回火。经过内置旋流装置3后产生较高的切向和径向方向动能通过入口9进入燃烧室，所述燃烧室6的入口的外侧呈向出口渐缩的八字形，入口的内侧呈向入口的外侧渐缩的八字形，具有较低动能的辅助燃料或主燃料以旋流方式经喷嘴喷出后，被具有较高的切向和径向方向动能的助燃空气冲击和卷吸，产生充分的混合和扩散效应，空气和燃料的混合物被点燃并剧烈燃烧，形成的烟气迅速膨胀以更高的动能继续以旋流方式从燃烧室向下游扩散，同时在燃烧室中心区域产生较低的负压区，导致回流效应，回流的高温烟气再次预热喷入的燃料和助燃空气混合物；同时产生强烈的局部紊流继续扩散到旋流运动的混合物中，进一步相互作用，强化混合扩散效果；燃烧室出口的温度场趋于均匀，形成稳定刚劲的短火焰有利于安全、稳定、经济运行；整个剧烈的燃烧反应是在强烈紊流、强力旋流以及回流的综合作用下瞬间完成的化学反应。
本实用新型着火特性好，稳焰能力强，混合扩散均匀，燃烧室出口温度场均匀，火焰易于控制，污染排放物低，销毁有害物充分彻底，燃烧器负荷调节比例大，燃料适应性强，设备使用寿命延长，运行费用低，运行安全可靠，特别适用于石油化工、天然气处理和煤化工领域。

Claims (9)

1、一种用于硫磺回收的燃烧器，包括烧嘴(1)、点火装置(7)、燃烧室(6)、空气风箱(5)，燃烧室(6)是包括入口和出口的空腔，烧嘴(1)的尾部和点火装置(7)的点火端分别靠近燃烧室(6)的入口，设有进空气孔的空气风箱(5)套在燃烧室(6)外面，其特征在于：在燃烧室(6)的入口处设有环状的内置旋流装置(3)，其由与圆周方向相切的多组叶片焊接而成。
2、按照权利要求1所述的用于硫磺回收的燃烧器，其特征在于：所述空气风箱(5)与燃烧室(6)之间存在空隙。
3、按照权利要求2所述的用于硫磺回收的燃烧器，其特征在于：所述内置旋流装置(3)的每个叶片在相邻叶片上的投影长度大于等于两个相邻叶片之间的最小间距的四倍。
4、按照权利要求3所述的用于硫磺回收的燃烧器，其特征在于：在所述内置旋流装置的外围设有环状的分配器(4)。
5、按照权利要求1或2所述的用于硫磺回收的燃烧器，其特征在于：烧嘴(1)设有燃料气通道和酸性气体通道，二者是套管式连接。
6、按照权利要求5所述的用于硫磺回收的燃烧器，其特征在于：烧嘴(1)的尾部设有稳焰器(2)，其由与圆周径向的方向相切的多组叶片焊接而成。
7、按照权利要求1或2所述的用于硫磺回收的燃烧器，其特征在于：所述燃烧室(6)的入口(9)的外侧呈向出口渐缩的八字形，入口(9)的内侧呈向入口的外侧渐缩的八字形。
8、按照权利要求1或2所述的用于硫磺回收的燃烧器，其特征在于：所述的空气风箱(5)与烧嘴(1)通过法兰(10)来连接。
9、按照权利要求1或2所述的用于硫磺回收的燃烧器，其特征在于：还设有火焰检测器(8)，其一端伸入空气风箱(5)。
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