制硫燃燒爐是硫磺回收裝置的核心設備之一,60%—70%的硫化氫在此轉化成單質硫,控制著1/3的硫化氫轉變成二氧化硫與氨和烴類完全燃燒的過程,,可以說是聯(lián)合裝置的心臟,。因此。制硫燃燒爐的運行直接影響著硫的回收率以及二氧化硫的排放量。影響制硫爐性能優(yōu)劣 的最直接因素之一是爐內襯耐火材料,,起初設計的耐火層為剛玉莫來石大磚,隔熱層為輕質隔熱澆注料,。但是運行初期制硫爐外壁均出現(xiàn)不同程度的超溫現(xiàn)象,,其中甚至出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象。
硫磺回收制硫系統(tǒng)采用部分燃燒法,。將全部原料氣引入制硫燃燒爐,,在制硫爐中按照1/3的硫化氫和氨、烴類完全燃燒所需的氧氣量嚴格控制配風比,,使硫化氫燃燒后生成二氧化硫的量滿足H2S/SO2接近于2,,大約60%~70%的硫化氫與二氧化硫在爐內發(fā)生高溫反應生成氣態(tài)硫磺。制硫燃燒爐的運行,,直接決定著整個制硫系統(tǒng)硫回收率的高低以及尾氣排放是否達標,。原料酸性氣的組分比較復雜,包含H2S,、CO2,、 H20、NH3,、H2烴類等,。在爐內發(fā)生的化學反應亦比較復雜,主要反應及副反應如下,;
主反應 :
H2S+1/202=H20+1/2S2+Q
CH4+202=CO2+2H20+Q
4NH3+302=2N2+H20+Q
4NH3+502=4NO+H20+Q
2NH3=N2+3H2一Q
副反應 :
H2S+CO2=COS+HE0一Q
H2S+1/2C02=1/2CS2+H20一Q
H2S+CO2=CO+S+H2O—Q
制硫爐設計襯里耐火材料應具備的條件包括,;能夠承受較高的溫度,制硫爐爐膛操作溫度為1250~1400℃,,非正常狀態(tài)下可能達到1600℃,;由于原料來量不穩(wěn)定且多數具有腐蝕性,因此要具備較強的耐腐蝕能力,;爐膛內沒有取熱面,,襯里要具有穩(wěn)定的抗熱震性;具有穩(wěn)定的導熱性,,爐壁溫度控制≤300℃,;對于直徑過大的爐體,襯里應具有良好的高溫穩(wěn)定性,;使用壽命長,,滿足滿負荷、長周期運行要求,;具有良好的體積穩(wěn)定性,;施工方便,、工期短。
制硫燃燒爐襯里耐火材料總厚度設計400mm,,前錐段上1/2部位耐火襯里采用雙層襯里結構,;200mm氧化鋁空心球澆注料+200mm 剛玉質耐火可塑料.酸性氣入口分布環(huán)磚部位為四層襯里結構,即100mm輕質隔熱澆注料+150mm剛玉澆注料+150剛玉質莫來石磚+酸性氣入口分布環(huán)磚,;其余部位均為雙層襯里結構,,即220mm 剛玉質耐火可塑料+180mm輕質隔熱澆注料。錨固系統(tǒng)由錨固磚和材質為Cr25Ni20的C型鉤,、V型釘組成,。花墻磚,、環(huán)形通道環(huán)磚,、酸性氣入口分布環(huán)磚均采用剛玉質莫來石磚砌筑。錨固磚在爐子上2/3布置,,相鄰錨固磚中心間距400mm。
施工方法隔熱層采用手工搗打方式施工,。材料攪拌使用強制式攪拌機,,嚴格按照配合比加水 攪拌時間一般在3分鐘左右,以顏色均勻一致為準,。攪拌好的材料在10min內使用完畢,,已經硬化的材料嚴禁加水再次使用。兩層隔熱層的施工縫應錯開100mm以上,。隔熱層采用 潮濕養(yǎng)護,,至少24h后才可進行第二層隔熱層或耐火可塑料的施工。當整個搗打施工結束后,,移走模板,,修整襯里表面至設計厚度。膨脹縫應按圖紙要求進行切割,,一般為深60mm,、寬 2—3mm。爐頂與爐墻交接處應留水平和垂直膨脹縫,,縫內填塞纖維棉,。襯里修整后,要扎
透氣孔,,以散發(fā)材料中的濕氣,。在烘爐之前及烘爐過程中,不允許汽,、水,、油污等雜質侵蝕可塑,。剛玉磚濕砌后應自然養(yǎng)護。嚴禁接觸水,。將原來的膨脹縫擴寬到3mm左右,,然后填充含鋯纖維毯�,;▔Υu及酸性氣入口分布環(huán)磚濕砌,,錯縫砌筑,灰漿飽滿度大于9O%,。耐火可塑料是預混并預壓好的坯狀材料,。使用時只需搗打密實即可,不用攪拌,、加結合劑,,施 工簡單,現(xiàn)場作業(yè)條件較好,。同時由于可塑料屬氣一熱硬性材料,,無需養(yǎng)護。施工工期較短,,適用于襯里的快速修復操作,。該襯里結構具有良好的抗熱震性和抵抗熱應力的特點。但必須保證施工的連續(xù)性及一致性,。