В. Потапов - Пособие кислотчику сульфитно-целлюлозного производства

Производительность вращающейся серной печи может быть рассчитана по формуле

Q = kF кг/сутки,

где:

k — съем сгорающей серы с 1 м 2поверхности печи, кг/сутки;

F — поверхность горения, м 2.

k = 200(1 + b),

где Ь — отношение объема камеры дополнительного сгорания к объему печи.

F = DL + ηDL / 2 = 2,5DL м 2,

где:

D — диаметр печи, м;

L — длина печи, м.

Здесь в поверхность горения включается не только зеркало расплавленной серы, но и верхняя полуповерхность цилиндра.

Подставляя полученные значения в первую формулу, находим, что

Q = 200 (1 + b) x 2,5 DL = 500 DL (1 + b)

при b = 2,5 Q = 1750 DL (k = 700 кг/сутки);

при b = 3 Q = 2000 DL (k = 800 кг/сутки);

при b = 5 Q = 3000 DL (k = 1200 кг/сутки);

Характеристика существующих вращающихся серных печей при установке камеры дополнительного сгорания с b = 2,5 в зависимости от тяги приведена в табл. 3.

Таблица 3.

Стационарные серные печи. Стационарная серная печь представляет стальной сварной цилиндр, футерованный внутри огнеупорным кирпичом и имеющий несколько перегородок для лучшего смешения серы с воздухом (рис. 8). Сера подается в печь в расплавленном виде с температурой 120–125° по трубопроводу, снабженному паровой рубашкой. Распыление серы производится через форсунки с помощью сжатого воздуха, пара или насосом для расплавленной серы. Вводимая в печь сера распыляется на мельчайшие капельки и хорошо перемешивается с воздухом.

Печной газ на выхода из стационарных серных печей имеет концентрацию SO 218–19 % и температуру 1300–1500°. Высокая температура внутри печи и незначительный избыток воздуха, подаваемого в печь вентилятором через регулируемые прорези около форсунок, почти полностью исключают образование SO 2.

Рис. 8. Стационарная серная печь:

1 — корпус; 2- футеровка; 3 — перегородки; 4 — подача воздуха; 5 — подача расплавленной серы; 6 — подача мазута; 7 — выход газа; 8 — опоры.

Тепло печных газов может быть использовано для получения пара при установке после печи котла-утилизатора. Количество получаемого пара составляет 3–3,5 кг на 1 кг сжигаемой серы.

Часовая производительность стационарных серных печей составляет 40–50 кг серы на 1 м 3объема печи.

Производительность печи определяется по формуле

где:

К — напряжение печи, равное 80 000–100 000 ккал/м 3ч;

V — объем печи, м 3;

q — тепловой эффект при сгорании 1 кг серы (для чистой серы равен 2211 ккал/кг).

Характеристика стационарных серных печей приведена в табл. 4.

Таблица 4.

Печь для сжигания серы в жидком кипящем слое.В последнее время на Константиновском химическом заводе разработана новая конструкция печи для сжигания серы в жидком кипящем слое, в котором материалом слоя служит сама расплавленная сера. Производительность сконструированной опытно-промышленной печи составляет 20–25 т/сутки по сжигаемой сере. Концентрация SO 217,5–18,6 %. температура на выходе из печи 940°.

Печь состоит из стального вертикального цилиндра, в нижней части переходящего в конус. Внутренняя поверхность печи футерована двумя слоями огнеупорного кирпича. В нижней части печи установлена решетка, состоящая из керамических плиток с мелкими отверстиями, и съемная камера для воздуха.

Подача серы осуществляется шнеком, расположенным выше верхнего уровня кипящего слоя. Печь имеет специальные приспособления для спуска жидкой массы из нижней части кипящего слоя и воздушной камеры. Воздух, необходимый для горения серы, подается тангенциально расположенными соплами.

Для создания кипящего слоя под слой серы через съемную камеру подается небольшое количество воздуха (50–100 м 3/т серы давлением 0,2–0,3 атм). Образующийся в результате сгорания сернистый газ отводится через штуцер в крышке либо сбоку печи.

Пуск печи в работу производится после ее разогрева и накаливания жидкого слоя серы. Путем подачи под слой постоянного количества воздуха температура жидкой массы повышается до 300–380°, при этом верхние слои закипают и происходит интенсивное испарение серы. Регулирование количества испаряемой серы производится изменением количества воздуха, подаваемого в низ печи. Тангенциальная подача воздуха для горения серы создает турбулентное движение паров серы и способствует полному сгоранию без образования сублимированной серы. Для создания завихренного потока по всей высоте печи отношение ее высоты к диаметру должно быть не менее 5:1.

Для поддержания постоянного состава жидкой массы часть ее периодически или непрерывно выводится из слоя и гасится струей воды в желобе.

Циклонные печи для сжигания серы.Другим видом современного оборудования для сжигания серы является изобретенная на Невском химическом заводе циклоннаяпечь, которая компактна и высокопроизводительна. В печи с метром 1 м и длиной 1,5 м можно сжечь до 60 т/сутки серы, а в печи диаметром 1,4 л и длиной 2.5 м — до 150 т/сутки.

Печь (рис. 9) представляет собой стальной сварной цилиндр, футерованный жаростойким кирпичом. Внутри печь сужается и образует так называемый пережим, за которым создается камера дополнительного сгорания серы и гашения турбулентного потока, образуемого в первом отсеке за счет тангенциальной подачи воздуха. Пережим располагают на расстоянии равном 3–4 диаметра его отверстий от заднего торца печи. Снаружи печь защищена металлическим кожухом, создающим кольцевой зазор между ним, и наружной поверхностью корпуса печи по всей ее длине.

Рис. 9. Эскиз печи циклонного типа для сжигания серы:

1- кожух; 2 — корпус; 3 — футеровка; 4 — выход газа; 5 — подача первичного воздуха в печь; 6 — пережим; 7 — подача вторичного воздуха; 8 — штуцер подачи воздуха; 9 — подача расплавленной серы.

Воздух подается под кожух печи, откуда подогреваясь за счет тепла, выделяемого корпусом печи поступает внутрь печи через тангенциально расположенные щели у переднего горца боковой поверхности печи. Часть воздуха подается в пережим через отверстия в корпусе и футеровке.

Расплавленная сера с помощью насоса вбрызгивается через форсунку в печь. Давление серы перед форсункой 3–4 атм. Форсунки располагаются под углом 15° по отношению оси отверстия подачи воздуха. Тангенциальная подача воздуха, кроме создания благоприятных условий для сжигания серы за счет хорошего контакта серы с воздухом, создает на внутренней поверхности печи воздушную подушку, которая способствует снижению температуры обмуровки на 250–350° по сравнению с температурой в ядре газового потока. Снижение температуры обмуровки удлиняет срок ее службы.