CN202993205U - 一种克劳斯硫磺回收逆向旋流烧氨燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种克劳斯硫磺回收逆向旋流烧氨燃烧器，烧嘴组件包括第一空气接头、第二空气接头、第一空气管、燃气接头、燃气管、酸性气体接头以及酸性气体管所述酸性气体管的出口端与燃气管出口端连接，酸性气体管的出口端位于燃烧室内，酸性气体管固定在燃烧器壳体上，燃气管与酸性气体管之间形成酸性气体通道，酸性气体接头设置在酸性气体管入口端且与酸性气体通道相通，酸性气体通道内设置有酸性气旋流装置。本实用新型的硫磺回收的燃烧器采用了空气与酸性气各设置一个旋流装置的方式，经过的流体将发展成为具有一定旋流强度的紊流，延长了具有旋流特征的高动量的空气和酸性气体在扩张段中的冲击时间，使得空气和酸性气混合更加充分。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及一种克劳斯硫磺回收燃烧器，属于硫磺回收燃烧器燃烧技术领域。
背景技术
克劳斯硫磺回收工艺是由一系列化学反应过程和冷凝分离过程所组成。酸性含硫气体H2S经克劳斯反应生成元素硫，回收得到硫磺。经过逐步的改进，发展演变形成了各种流程，但基本上都包括以下几部分：H2S的高温燃烧与冷却，H2S与SO2的催化反应（克劳斯反应），反应后气体的冷却与气态硫的冷凝，反应气的再加热，气态硫的冷凝及含硫废气的进一步处理。因此在其整个工艺流程中，合理组织控制酸性气体的燃烧过程和降低有害废气的排放是整个硫磺回收装置成功运行的关键技术。
但是通常情况下，由于酸性气中含有氨气、氰、硫醇等杂质气体，这些杂质气体在贫氧环境下很难得到完全分解，没有被分解的杂质气体会与H2S发生反应，产生的积碳和铵盐会堵塞硫磺回收装置的催化剂反应器、硫凝结器、换热器等下游设备。因此，燃烧器是硫磺回收装置中的核心关键设备，主要技术水平体现在燃烧器的烧氨能力上。当燃烧火焰温度达到1350℃以上时，杂质气体才有可能得到完全分解。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本实用新型提供了一种混合性能优越，燃烧充分，火焰刚性强、稳定性好且火焰温度高的硫磺回收逆向旋流燃烧器。
本实用新型的技术方案是：
一种用于硫磺回收的逆向旋流燃烧器，包括壳体组件、烧嘴组件以及点火装置，
所述壳体组件包括燃烧器壳体、燃烧室以及设置在燃烧室和燃烧器壳体之间的耐火层，
所述烧嘴组件包括第一空气接头、第二空气接头、第一空气管、燃气接头、燃气管、酸性气体接头以及酸性气体管，
所述第一空气管内为第一空气通道，所述第一空气接头设置在第一空气管的入口端且与第一空气通道相通，
所述燃气管的出口与第一空气管的出口端连接，所述燃气管和第一空气管之间形成燃气通道，所述燃气管的出口端位于燃烧室内，所述第一空气管的出口端设置有稳焰器7，所述燃气接头设置在燃气管入口端上且与燃气通道相通，
所述酸性气体管的出口端与燃气管出口端连接，所述酸性气体管的出口端位于燃烧室内，所述酸性气体管固定在燃烧器壳体上，所述燃气管与酸性气体管之间形成酸性气体通道，所述酸性气体接头设置在酸性气体管入口端且与酸性气体通道相通，所述酸性气体通道内设置有酸性气旋流装置12，
所述酸性气体管与燃烧器壳体之间形成第二空气通道，所述第二空气接头设置在燃烧器壳体上且与第二空气通道相通，所述第二空气通道内设置有空气旋流装置3，所述第二空气通道与燃烧室相通，
所述点火装置11固定在燃烧器壳体上，所述点火装置的点火端位于燃烧室内。
上述燃烧室包括依次相通设置的渐缩段6、扩张段5以及燃烧室段8，所述渐缩段6设置在酸性气体管与耐火层之间且与第二空气通道相通，所述渐缩段6的直径从空气管到扩张段5逐渐变小，所述扩张段5的直径从渐缩段6到燃烧室段逐渐变大，所述燃烧室段8的直径等于扩张段5的最大直径。
上述空气旋流装置3包括固定环31以及多个安装在固定环外表面上的第一叶片32，所述第一叶片与固定环成一定安装角度圆周均布；所述酸性气旋流装置12包括第一固定板121、第二固定板123以及设置在第一固定板和第二固定板之间的多个第二叶片122，第二叶片与第一固定板以一定安装角度圆周均布在第一固定板和第二固定板之间；所述空气旋流装置3的旋流方向和酸性气旋流装置12的旋流方向相反。
上述稳焰器7的外缘直径与燃气管内径相同，酸性气体需经稳焰器7的外缘扩散后进入扩张段5中。
上述空气旋流装置3的外侧设置有环状的耐火材料支撑筒10，所述耐火材料支撑筒10侧壁面圆周方向上均匀开有矩形孔。
本实用新型所具有的优点：
1、本实用新型的硫磺回收的燃烧器采用了空气与酸性气各设置一个旋流装置的方式，经过的流体将发展成为具有一定旋流强度的紊流，延长了具有旋流特征的高动量的空气和酸性气体在扩张段中的冲击时间，增加了燃烧器的混合扩散性能，使得空气和酸性气混合更加充分，燃烧火焰稳定性更强，温度更高，酸性气中的杂质气体在燃烧中将分解更加完全，提高了硫磺回收的转化率和设备工作的可靠性。
2、本实用新型中空气旋流装置3的旋流方向与酸性气旋流装置12的旋流方向相反，在混合时，由于旋流方向不同，气流进行剧烈冲击并得到了充分的混合。这种逆向旋流燃烧方式的混合性能好，着火速度快，火焰刚性强，火焰长度短，温度高，燃烧稳定性好。
3、本实用新型易于控制调节，污染物排放水平低，制造及运行成本低，设备使用寿命长，工作中安全可靠，极其适合于硫磺回收装置。
附图说明
图1是本实用新型的用于硫磺回收燃烧器的剖视示意图；
图2是图1的空气旋流装置结构示意图；
图3是图1的酸性气旋流装置结构示意图。
其中附图标记为：1-第一空气接头，111-第一空气管，2-酸性气体接头，3-空气旋流装置，31-固定环，32-第一叶片，4-燃烧器壳体，5-扩张段，6-渐缩段，7-稳焰器，8-燃烧室段，9-耐火层，10-耐火材料支撑筒，11-点火装置，12-酸性气旋流装置，121-第一固定板，123-第二固定板，122-第二叶片，13-第二空气接头，131-酸性气体管，21-燃气管，211-燃气接头。
具体实施方式
下面结合附图，将对本实用新型的具体实施方式进行详细叙述。
如图1所示，一种用于硫磺回收的逆向旋流燃烧器，包括壳体组件、烧嘴组件以及点火装置，
壳体组件包括燃烧器壳体4、燃烧室以及设置在燃烧室和燃烧器壳体之间的耐火层9，
烧嘴组件包括第一空气接头1、第二空气接头13、第一空气管111、燃气接头、燃气管21、酸性气体接头以及酸性气体管，
第一空气管111内为第一空气通道，第一空气接头1设置在第一空气管的端部且与第一空气通道相通，
燃气管21的一端与第一空气管111的一端连接，燃气管21和第一空气管之间形成燃气通道，燃气管的另一端位于燃烧室内，第一空气管的出口端设置有稳焰器7，稳焰器位于燃烧室内，燃气接头211设置在燃气管上且与燃气通道相通，
酸性气体管131的一端与燃气管连接，酸性气体管的另一端位于燃烧室内，酸性气体管固定在燃烧器壳体上，燃气管与酸性气体管之间形成酸性气体通道，酸性气体接头2设置在酸性气体管上且与酸性气体通道相通，酸性气体通道内设置有酸性气旋流装置12，
酸性气体管与燃烧器壳体之间形成第二空气通道，所述第二空气接头设置在燃烧器壳体上且与第二空气通道相通，第二空气通道内设置有空气旋流装置3，第二空气通道与燃烧室相通，点火装置11固定在燃烧器壳体上，点火装置的点火端位于燃烧室内。
燃烧室包括依次相通设置的渐缩段6、扩张段5以及燃烧室段8，渐缩段6设置在酸性气体管与耐火层之间且与第二空气通道相通，渐缩段6的直径从空气管到燃烧室段8逐渐变小，扩张段5的直径从渐缩段6到燃烧室段逐渐变大，所述燃烧室段8的直径等于扩张段5的最大直径。
空气旋流装置3的旋流方向和酸性气旋流装置12的旋流方向相反。
稳焰器7的外缘直径与燃气管内径相同，酸性气体需经稳焰器7的外缘扩散后进入扩张段5中。
空气旋流装置3的外侧设置有环状的耐火材料支撑筒10，耐火材料支撑筒10侧壁面圆周方向上均匀开有矩形孔。
如图3所示，空气旋流装置3包括固定环31以及多个安装在固定环外表面上的第一叶片32，第一叶片与固定环成一定安装角度圆周均布。
如图2所示，酸性气旋流装置12包括第一固定板121、第二固定板123以及设置在第一固定板和第二固定板之间的多个第二叶片122，第二叶片与第一固定板以一定安装角度圆周均布在第一固定板和第二固定板之间。
空气旋流装置3的外围设有耐火料支撑筒10，耐火料支撑筒10上沿圆周方向均匀开有方形孔，可以保证进入空气旋流装置3的空气流量在其圆周方向上分布均匀，保证炉膛中火焰不会形成偏烧而冲击炉墙。另外，通过对内外旋流装置的旋流强度进行联合控制，在强化空气和酸性气混合扩散的同时，还可以控制混合气体的回流比例，防止发生回火而烧坏燃烧器。动能较低的酸性气经稳焰器7八字形的外缘出来后也将在扩张段5中向四周旋转扩散，在此过程中，酸性气体将会受到从渐缩段6出来的高速逆向旋转空气的冲击和卷吸，产生强烈的紊流扩散混合，并在被点燃后迅速膨胀以更高的动能向下游的燃烧室段8中扩散燃烧。在此过程中，两股气流的混合扩散能力得到增强，使混合气体的掺混更加均匀，更有利于燃烧稳定，温度场分布均匀，使火焰短而有刚性。在此作用下，使得该新型硫磺回收燃烧器能够最大限度地将酸性气中的杂质气体转化为对设备无害的气体，提高了硫磺回收的转化率和设备工作的可靠性。
本实用新型硫磺回收烧氨燃烧器混合性能好，着火速度快，火焰刚性强，长度短，温度高，燃烧稳定性好。易于控制调节，污染物排放水平低，制造及运行成本低，设备使用寿命长，工作中安全可靠，极其适合于硫磺回收装置。
Claims (5)
1.一种用于硫磺回收的逆向旋流燃烧器，包括壳体组件、烧嘴组件以及点火装置，
所述壳体组件包括燃烧器壳体、燃烧室以及设置在燃烧室和燃烧器壳体之间的耐火层，
所述烧嘴组件包括第一空气接头、第二空气接头、第一空气管、燃气接头、燃气管、酸性气体接头以及酸性气体管，
所述第一空气管内为第一空气通道，所述第一空气接头设置在第一空气管的入口端且与第一空气通道相通，
所述燃气管的出口与第一空气管的出口端连接，所述燃气管和第一空气管之间形成燃气通道，所述燃气管的出口端位于燃烧室内，所述第一空气管的出口端设置有稳焰器（7），所述燃气接头设置在燃气管入口端上且与燃气通道相通，
所述酸性气体管的出口端与燃气管出口端连接，所述酸性气体管的出口端位于燃烧室内，所述酸性气体管固定在燃烧器壳体上，所述燃气管与酸性气体管之间形成酸性气体通道，所述酸性气体接头设置在酸性气体管入口端且与酸性气体通道相通，所述酸性气体通道内设置有酸性气旋流装置（12），
所述酸性气体管与燃烧器壳体之间形成第二空气通道，所述第二空气接头设置在燃烧器壳体上且与第二空气通道相通，所述第二空气通道内设置有空气旋流装置（3），所述第二空气通道与燃烧室相通，
所述点火装置（11）固定在燃烧器壳体上，所述点火装置的点火端位于燃烧室内。
2.根据权利要求1所述的用于硫磺回收的逆向旋流燃烧器，其特征在于：所述燃烧室包括依次相通设置的渐缩段（6）、扩张段（5）以及燃烧室段（8），所述渐缩段（6）设置在酸性气体管与耐火层之间且与第二空气通道相通，所述渐缩段（6）的直径从空气管到扩张段（5）逐渐变小，所述扩张段（5）的直径从渐缩段（6）到燃烧室段逐渐变大，所述燃烧室段（8）的直径等于扩张段（5）的最大直径。
3.根据权利要求1或2所述的用于硫磺回收的逆向旋流燃烧器，其特征在于：所述空气旋流装置（3）包括固定环（31）以及多个安装在固定环外表面上的第一叶片（32），所述第一叶片与固定环成一定安装角度圆周均布；所述酸性气旋流装置（12）包括第一固定板（121）、第二固定板（123）以及设置在第一固定板和第二固定板之间的多个第二叶片（122），第二叶片与第一固定板以一定安装角度圆周均布在第一固定板和第二固定板之间；所述空气旋流装置（3）的旋流方向和酸性气旋流装置（12）的旋流方向相反。
4.根据权利要求3所述的用于硫磺回收的逆向旋流燃烧器，其特征在于：所述稳焰器（7）的外缘直径与燃气管内径相同，酸性气体需经稳焰器（7）的外缘扩散后进入扩张段（5）中。
5.根据权利要求3所述的用于硫磺回收的逆向旋流燃烧器，其特征在于：所述空气旋流装置（3）的外侧设置有环状的耐火材料支撑筒（10），所述耐火材料支撑筒（10）侧壁面圆周方向上均匀开有矩形孔。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104075323A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-10-01 | 苏州博能炉窑科技有限公司 | 一种新型燃烧火焰加热装置 |
| CN105927981A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-07 | 北京航天动力研究所 | 一种用于硫回收制酸工艺的低压酸性气一体式燃烧器 |
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2012
- 2012-12-08 CN CN 201220672872 patent/CN202993205U/zh not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: XI'AN AEROSPACE YUAN DONGLI ENGINEERING Co.,Ltd. Assignor: The 11th Research Institute of the Sixth Research Institute of China Aerospace Science and Technology Corporation Contract record no.: 2015610000005 Denomination of utility model: Claus sulfur recovery reverse rotational flow ammonia burning combustor Granted publication date: 20130612 License type: Exclusive License Record date: 20150316 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170523 Address after: 710100 No. 289 Feitian Road, Changan District Aerospace base, Shaanxi, Xi'an Patentee after: XI'AN AEROSPACE YUAN DONGLI ENGINEERING Co.,Ltd. Address before: 710100 Xi'an, Shaanxi Province, box No. 11, No. 15 box Patentee before: The 11th Research Institute of the Sixth Research Institute of China Aerospace Science and Technology Corporation |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130612 |
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| CX01 | Expiry of patent term |