JPS5837246B2 - 硫黄燃焼炉 - Google Patents

硫黄燃焼炉

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JPS5837246B2
JPS5837246B2 JP50028565A JP2856575A JPS5837246B2 JP S5837246 B2 JPS5837246 B2 JP S5837246B2 JP 50028565 A JP50028565 A JP 50028565A JP 2856575 A JP2856575 A JP 2856575A JP S5837246 B2 JPS5837246 B2 JP S5837246B2
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sulfur
furnace
ultrasonic
combustion
front wall
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JP50028565A
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カーナー ウオルタ
マーラー フリードリツヒ
ピーターズ ヘインリツチ
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Davy McKee AG
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Davy McKee AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/48Sulfur dioxide; Sulfurous acid
    • C01B17/50Preparation of sulfur dioxide
    • C01B17/54Preparation of sulfur dioxide by burning elemental sulfur
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0692Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by a fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硫黄燃焼炉の改良に関する。
SO2含有ガスの製法は種々知られている。
空気によって硫黄を燃焼させる際の発生ガス中の理論上
のS02濃度は20.8容量%であるにもかかわらず、
実際の長期操業において液状硫黄を噴霧ノズルを使用し
て燃焼させると発生ガス中のSO2含量は14−15容
量%、最大で16−17容量%程度であった。
噴霧ノズルを用いて液体の圧力によって操業する場合に
は良好な噴霧状態を得るために微小な噴出口を有する噴
霧ノズルを使用しなければならない。
しかしこの場合には、作業能率が低下しかつ噴霧ノズル
が閉塞し易いという欠点があった。
この種の噴霧ノズルの場合には、純度99.5%以上の
硫黄を使用しなければならず、その上、長期の実操業に
よれば、硫黄の完全燃焼を行なうには、空気と高純度の
硫黄小滴との混合によって決定的に支配されることがわ
かっている。
長期操業においては極めて高い硫黄/空気の割合を維持
することは不可能であり、不都合な閉塞または重量低下
によって噴霧効率は低下する。
それ故、硫黄の完全燃焼は起りえないのである。
このような場合には、硫黄燃焼生成物中に硫黄昇華生成
物が含まれている。
ガス状噴霧媒体を使用する噴霧装置を用いる場合には硫
黄の純度および重量変動はさして大きな意味を有さない
噴霧媒体としては低圧蒸気又は圧縮空気が使用できる。
長期操業のためには乾燥したSO2ガスが必要であり、
多犬の出費は避けられない。
なぜなら、液状硫黄の粘度故に、それは最低150゜C
には保持されかつ、乾燥空気は約200℃に加熱されか
つ1〜3気圧に圧縮されなければならない。
この方法によれば、噴霧のためには圧力および液滴の大
きさに応じて硫黄1kgあたり約0. 5 − 0.
8 N m3の空気が必要である。
また、この噴霧ノズルによっても本質的に高いSO2含
量を有する燃焼ガスは得られない。
したがって、この噴霧方法は微小な噴出口を有する加圧
噴霧ノズルによる方法と比較して本質的に優れていると
はいえない。
本発明の課題は、高濃度、たとえば、固体分の混入した
硫黄をも、許容しうる最大の重量変動において、非常に
微細に噴霧し、硫黄/空気の高い割合のとき長期操業下
、硫黄の完全燃焼が行なわれることを保証することに存
する。
この課題は、本発明にしたがって、液状硫黄のための加
熱供給路と、該供給路の開口部近傍に設けられかつ環状
共鳴室、搬送ガス(超音波発生のための作動体)の供給
のための導管および該共鳴室の搬送ガスを漏向させるた
めの反転体を備えた超音波発生器とよりなる超音波噴霧
器を硫黄の噴霧に使用することによって解決される。
超音波発生器を使用したこの種の噴霧器は超音波重油燃
焼器として知られている。
そして廃硫酸を噴霧するための噴霧器は本出願人によっ
てすでに別途出願されている。
そして硫黄噴霧の場合に,液状硫黄の粗い噴霧の超音波
煙霧化が、従来使用された硫黄噴霧器で達成され動9転
所望程度の燃焼をもたらすことが見い出された。
研究の結果、燃料油および重油における従来からの種々
の技術的仮説にもかかわらず、改良した超音波燃焼ノズ
ルの使用による完全燃焼によって硫黄燃焼ガスにおいて
19容量%以上の極めて高いSO2含量が得られること
を見い出した。
硫黄1kgを噴霧するのに0.07−0.40好ましく
は、0. 1− 0. 3 N mでかつ約0. 5
− 1. 0気圧の圧力を有する乾燥冷却空気が必要で
あった。
操業の幅を全重量のIO%から100%までひろげるこ
とができ、かつ噴霧性能および燃焼様式を本質的に一定
に保つことができる。
液状硫黄はわずかに加圧された状態で供給路を案内され
、噴出口においてわずかな圧力損失が生ずる。
硫黄供給路は最小の内径として3〜9朋を有しているの
で、固体分を含んだ高濃度の硫黄が通過することができ
る。
このような操業条件下で最低3000Hzの周波数で作
動する超音波噴霧器は液状硫黄を非常に微細に噴霧する
とともに搬送ガスと二次空気とを強力に混合し、その結
果、燃焼ガス中に19容量%以上のSO2を含む完全燃
焼を保証する。
超音波領域の周波数は3〜1000kHz特に20〜1
00kHzが好ましい。
噴霧による硫黄の粒径は10−3〜2X10−’mmの
範囲である。
超音波発生器の作動には、空気噴霧ノズルにおいて、同
量の硫黄を噴霧するのに必要な空気の小量のみ必要であ
る。
作動体流は非常に速い速度で反転体を通過して環状共鳴
室に流れ、そこで励起されて超音波振動を発生する。
この高エネルギーの超音波は、煙霧化される硫黄の粗い
噴霧上にビームとして導かれ、超音波界の影響下で硫黄
は非常に微細化される。
本発明の一実施例によれば、超音波発生器は液状硫黄の
供給路の噴出口によって囲まれている。
本発明の他の実施例によれば、液状硫黄の供給路の噴出
口は超音波発生器の中央部、特に反転部の軸方向に設け
られる。
本発明の好ましい実施例によれば、液体硫黄の供給路の
壁は蒸気で加熱可能な二重壁として形威されている。
蒸気加熱によって、硫黄が約140160°C1特に約
150℃の温度で噴霧ノズルから放出されることが可能
となる。
硫黄供給路のその他の加熱、特に電気加熱も同様に可能
である。
噴霧ノズルは外筒および該外筒内に軸方向に移動可能に
設けられた内簡によって好適に形成されるが、この場合
、硫黄供給路は内筒内または外筒と内筒との間の空間に
設けられる。
本発明に係る硫黄燃焼炉は、炉の前壁には超音波発生器
が設けられ、かつ炉壁には第2空気孔が形或され、そし
て、前壁の直径の1〜7倍、特に1.5〜3倍の距離を
おいて燃焼空間狭窄部が配置されていることを特徴とす
るものである。
該燃焼炉は略内筒状で、特に水平に配置される。
好ましくは、炉前壁の中央部の超音波噴霧器と炉前壁近
傍の第2空気孔とが切線方向かつ直角方向に設けられる
本発明によれば、超音波発生器と燃焼空間狭窄部の配列
は燃焼空間狭窄部から炉前壁までの軸方向の炉空間と、
炉前壁からガス流を導く狭窄部までの炉空間の容量とに
よって決定される。
それ故、硫黄の完全燃焼は小さい炉容量においても達戒
される。
よって従来の燃焼炉に比較して炉容量の減少を行なうこ
とができる。
次いで本発明の一実施例を添付図面にもとずいて説明す
る。
第1図において、噴霧ノズルは蒸気加熱内筒1と、その
前端部に設けられた反転体2と、蒸気加熱外筒4を有し
ている。
該外筒4の補強端部には共鳴室形或体5が設けられてい
る。
該内筒1は、孔3aを有する支持体3を介して外筒4に
相対向するように形成されている。
超音波発生のための作動体の供給は導管6を介して共鳴
室5aを通り反転乎面2bまで行なわれる。
液状硫黄の噴霧は蒸気加熱内筒1の中央孔7を介して行
なわれかつ、共鳴室5aからの超音波領域において反転
体2の噴出口2aにおける圧力損力が発生する。
第2図は他の実施態様の噴霧ノズルを示すもので、該噴
霧ノズルは蒸気加熱外筒4と、該外筒4の内部に配設さ
れるとともにその前端部に共鳴室形或体5を設けた内筒
1とを有している。
該内筒1は孔3aを有する支持体3を介して外筒4に相
対して設けられ、かつ外筒4内に設けられた調整ネジに
よって移動可能とされている。
前記共鳴室形戒体5は共鳴室5aは反転体2の反転千面
2bと協同的に作用する。
反転体2は中心軸を有し、該軸は支持体2c内のネジ山
2fを介して締めつけられる。
該支持体2cは間隙2dを有している。該反転体2はネ
ジ山2fを介して支持体2c内に位置し、それによって
共鳴室5に対して移動可能とされている。
超音波発生用の作動体は中央孔6を介して導かれかつ反
転千面2bに沿って移動し、共鳴室5aまで達する。
液状硫黄の噴霧は環状路7、孔3および環の割れ目とし
て形或された噴出口2aを介して共鳴室5aから発生し
た超音波領域において行なわれる。
第3図は水平硫黄燃焼炉11を示す。
該炉11の前壁11aには超音波噴霧器12が突設され
ている。
該超音波噴霧器12には空気および硫黄供給用の接合部
分12aおよび12bが形成され、さらに加熱蒸気供給
用の接合部分12cおよび12dが設けられている。
前壁11aの近傍の炉壁11bの第2空気供給用の接合
部分13は切線方向に形威されている。
狭窄i11cは前壁11aから一定の距離、すなわち炉
空間の直径の2.5倍離れて炉空間内に位置している。
管13からの第2空気は切線方向の流れを生じ、狭窄部
11cに向って、その流体の回転は弱くなり、その中心
部の減圧力も弱くなるが、管13からの第2空気の切線
流れ導入部の横断面の中心部分がもつとも減圧が大きく
ガス流体の一部分は逆循環する。
逆循環するガス流体は第2空気により非常に乱される。
超音波噴霧器から形成した硫黄の煙霧は逆循環するガス
流体によって気化され、かつ燃焼する。
狭窄環11cの後側の炉空間11dにおいて、いまだ残
存せる硫黄気体が狭窄i11cを介する移動によって燃
焼空気と充分に混合されて場合によっては後燃焼が生ず
ることがありうる。
以下に本発明の実施態様を列挙する。
1)前記超音波発生器5,2が液状硫黄の供給路γの噴
出口2aで囲まれていることを特徴とする前記特許請求
の範囲記載の硫黄燃焼炉。
2)液状硫黄の供給路7の噴出口2aが超音波発生器の
中央部、特に反転体2の軸方向に形成されていることを
特徴とする前記特許請求の範囲記載の硫黄燃焼炉。
3)液状硫黄の供給路7の壁が蒸気加熱可能な二重壁で
形成されていることを特徴とする前記特許請求の範囲お
よび上記第1項および第2項に記載の硫黄燃焼炉。
4)外筒4および該外筒中で軸方向に移動可能な内筒1
とを有し、そして硫黄供給路7が内筒1または外筒と内
筒との間の環状空間に位置するようにしたことを特徴と
する前記特許請求の範囲および上記第1項〜第3項記載
の硫黄燃焼炉。
5)炉11の前壁11aには超音波噴霧器12が設けら
れ、かつ炉壁1lbには第2空気孔13が形或され、モ
して前壁11aの直径の1〜7倍、特に1.5〜3倍の
距離をおいて燃焼空間狭窄部11cが配設されているこ
とを特徴とする前記特許請求の範囲および上記第1項〜
第4項記載の硫黄燃焼炉。
6)炉前壁11aの中央部の超音波噴霧器12と炉前壁
11a近傍の第2空気孔13とが切線方向かつ直角方向
に設けられていることを特徴とする上記第5項に記載の
硫黄燃焼炉。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の超音波噴霧ノズルの一実施例を示す断
面図、第2図は本発明の超音波噴霧ノズルの他の実施例
を示す断面図、第3図は本発明に係る硫黄燃焼炉の軸方
向概略断面図である。 1は内筒、2は反転体、4は外筒、6は導管、7は液状
硫黄惧給路、 11は炉である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 超音波発生器を液状硫黄の供給路7の開口部2aの
    付近に位置させ、該超音波発生器は共鳴室5a1該発生
    器のための作動体流を供給するための供給管6、および
    共鳴室5aの中へ供給管6からの作動体流の流れを偏向
    するための反転体2を有し、該超音波発生器によって超
    音波界を生威し、粗い硫黄噴霧を該界に通過させる、該
    発生器を炉の前壁11aに設け、かつ炉壁1lbには第
    2空気孔13を形成し、そして前壁11aの直径の1〜
    7倍の距離において燃焼空間狭窄部11cを配設した硫
    黄燃焼炉。
JP50028565A 1974-03-07 1975-03-07 硫黄燃焼炉 Expired JPS5837246B2 (ja)

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FI58318B (fi) 1980-09-30
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