ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Печи для сжигания твердой серы из "Технология серной кислоты" В процессе сжигания твердой серы исключаются ее предварительное плавление и последующие трудоемкие операции отстаивания и очистки. Однако содержащиеся в твердой сере примеси и загрязнения затрудняют процесс сжигания, снижая его интенсивность. [c.107] Сжигание твердой серы в печах — двухстадийный процесс. Вначале происходит плавление твердой серы, а затем ее испарение и взаимодействие паров серы с кислородом вбздуха. Тепла, выделяющегося при горении паров серы, более чем достаточно для расплавления и испарения поступающей в печь твердой серы. [c.107] По конструктивным особенностям печи для сжигания твердой серы можно разделить на ванные (отражательные, с барбо-тажным слоем), с псевдоожиженным (кипящим) слоем, комбинированные и т.п. [c.107] Ванная отражательная серная печь представляет собой футерованную камеру (ванну), где находится расплавленная сера. Негорючие примеси, находящиеся в сере, постепенно накапливаются и загрязняют под камеры. Для получения из загрязненных сортов серы относительно чистого диоксида серы используют печи ванного типа с барботажным слоем. [c.107] Первичный воздух ( 1 % ) должен иметь скорость, обеспечивающую интенсивное барботирование и турбулизацию слоя жидкой серы. Барботажный слой представляет собой систему, в которой жидкая сера является сплошной фазой, а воздух — дисперсной. Частицы серы, попадающие в этот слой, быстро нагреваются и плавятся. Температура барботажного слоя находится в пределах 300—380 °С, лишь на границе фаз жидкая сера — парогазовая смесь она достигает 440—450 °С. При этой температуре начинается испарение серы с поверхности. Относительно невысокая температура, которая поддерживается в слое расплавленной серы, ограничивает горение тяжелых фракций органических соединений (температура горения выше 300—380 °С), содержащихся в сере. [c.107] Для сжигания паров серы над уровнем барботажного слоя вводят вторичный воздух — через коллектор по тангенциально направленным каналам. Чтобы обеспечить турбулизацию газового потока по всей высоте печи соотношение последней к диаметру выдерживают в пределах 4 1—5 1. Для этой же цели на некоторых ванных печах с барботажным слоем предусмотрен пережим. [c.107] Вследствие удаления загрязнений со шлаком серные пары получаются более чистыми, чем в ванных печах, работающих на загрязненной сере. Для удаления шлака предусмотрено переливное устройство. В выгружаемом шлаке содержится до 50% серы, поэтому его можно использовать в качестве кислотоупорного строительного материала или сжигать в других печах. При тепловом напряжении камеры горения 7,123-10 кДж [1,7-10 ккал/(м -ч)] получают газ устойчивой концентрации 14—15% SO2. [c.107] Для сжигания загрязненной серы (содержащей до 0,5% мышьяка) успешно используется печь с жидким кипящим слоем (ЖКС) на химическом заводе в Эстонской ССР. Конструкция печи показана на рис. 32. Так как температура возгонки соединений мышьяка, а также селена и некоторых углеводородов, лежит выше температуры кипения серы, отгоняемые пары серы сжигаются, а примеси остаются в шламе, который непрерывно выводится из печи. [c.108] Для сжигания твердой серы иногда применяют печи КС, используя для создания взвешенного слоя песок, шамотную крошку. Печи КС применяют и для сжигания твердой серы в смеси с цинковым концентратом в любых соотношениях. [c.108] В зарубежных разработках технологии сжигания твердой серы особое внимание уделяют использованию турбулентного смешения частиц твердой серы с потоками воздуха [65]. Соотношение между массами подаваемых а печь воздуха и серы поддерживают в пределах от 4,3 до 13.-Содержание серы с размерами кусков менее 0,18 мм составляет 80%, а массовое соотношение между серой и воздухом составляет от 3 до 7з. Такое соотношение обеспечивает достаточное распыление серы и предохраняет от возможности взрыва. Смесь твердой серы с воздухом подают с такой скоростью, чтобы обеспечить устойчивое пламя горелки. Как и в случае сжигания жидкой серы, скорость газа выбирают не ниже 4,7—5,5 кг/(м -с), что позволяет сжигать твердую серу в печах малого объема [0,24-10- м (кг-с)]. Критерий Рейнольдса должен быть вМше критического — в пределах 30 ООО—50 ООО Г59]. [c.108] Для подачи и дозирования твердой серы в печи (ванные, кипящего слоя) обычно применяют стационарные и передвижные шнековые питатели пли герметичные роторные питатели. [c.108] Шнековый питатель полностью заполняется серой, что уменьшает проникновение в пего газа. Помимо того, в бункере над винтом шнека создается затвор из кусковой серы высотой не менее 0,5—0,8 м. Тарельчатые питатели для подачи кусковой серы не применяют, поскольку возможно загорание серы в питателе и выброс ее нз бункера. [c.108] Для полученпя при обжиге серы чистого и сухого газа в НИУИФе разработана [69] нечь принципиально новой конструкции—ПГС (предварительной газификации серы —рис. 33). [c.108] Печь представляет собой футерованный вертикальный цилиндрический реактор с конической нижней частью, снабженной штуцером для вывода шлама. Первичный воздух поступает в ванну для расплавленной серы, вторичный — подается в кадванное пространство. Реактор снабжен установленным соосно с ним цилиндрическим обечайкой-плавильником, образующим со стенкой реактора кольцевой зазор. В верхней части обечайки-плавильника, выведенной из печи, имеются отверстия для загрузки серы и вывода водяных паров и возгонов, нижняя часть, закрытая решеткой, помещена в ванне. [c.109] Температура в испарителе 350—400 °С, в зоне обжига — 600—1100°С. Расход воздуха на испарение 1 т серы 100—280 м ч, на сжигание — первичного II вторичного — по 2700—2500 м7ч. Концентрация 80г в газе 13—14%. [c.109] Печь работает следующим образом. После обычного разогрева ее заполняют жидкой серой до заданного уровня, затем подают первичный н вторичный воздух. Прн этом в зависимости от давления, под которым работает печь, в обечайке-плавильнике устанавливают определенный уровень жидкой серы, который превышает уровень серы в корпусе печи на величину, соответствующую избыточному давлению. Таким образом образуется гидрозатвор. [c.109] ЧТО позволяет без герметизации узла загрузки питать печь твердой серой. [c.110] Нагрев и плавление серы ведут за счет тепла обжиговых газов, омывающих обечайку-плавильник, и частично за счет тепла горячей серы (340—360 °С), находящейся в нижнем конце этого аппарата. При этом происходит интенсивное образование паров серы, которые затем сжигают до ЗОз в токе вторичного воздуха в кольцевом зазоре между корпусом печи и обечайкой-плавильником. Твердая сера, проходя обечайку сверху вниз, нагревается и плавится, а содержащиеся в ней влага и возгоны, например легколетучие органические примеси, испаряются и выводятся из верхней части обечайки-плавильника, не смещиваясь с обжиговым газом. Минеральные и высококипящие примеси постепенно оседают и скапливаются в конической части, откуда выводятся в виде шлама. [c.110] Таким образом, печь имеет сравнительно простую конструкцию, компактна, может работать на любой сере, вплоть до сильно загрязненной, под давлением до 9,81 кПа (1000 мм вод. ст.) и давать практически чистый и сухой газ. [c.110] Для получения высококонцентрированного диоксида серы прн сжигании серы в кислороде разработан способ, предусматривающий газификацию серы в барботажном слое и последующее сжигание ее паров в кипящем слое инертного материала. [c.110] Вернуться к основной статье