ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Печи для сжигания серы

Для сжигания серы применяют печи различных кон­струкций. Наиболее распространена печь для сжигания жидкой серы в распыленном состоянии — форсуночная

7 1 г j t

Печь. Устройство ее очень простое. Она представляет со­бой горизонтальный стальной футерованный огнеупор­ным кирпичом цилиндр 1 (рис. 26). Серу подают в тор­цевую часть печи форсунки 6. Сюда же вводится воздух для горения. Дополнительный (вторичный) воздух по­ступает через отверстие в корпусе печи. Сера сгорает во всем объеме печи, а для лучшего перемешивания газа внутри печи установлены перегородки 4 из огнеупорного кирпича.

Применяются также печи для сжигания расплавлен­ной серы в параллельном потоке воздуха при движении серы сверху вниз по насадке — вертикальные форсуноч­ные печи и печи отражательного типа, где сера в виде паров сгорает в токе воздуха между двумя сводами с раскаленными решетками, под нижним из которых нахо­дится расплавленная сера.

Плавление серы производится в отдельных плавилках, снабженных паровыми змеевиками или рубашками, ко­торые обогреваются паром или подогретым воздухом.%

Со склада сера, предварительно раздробленная до кусков размером 40—50 мм, ленточными транспортера­ми подается в общий приемный бункер, из которого за­гружается в бункер-плавилку, обогреваемую паром. Расплавленная сера при 130—140° С по серопроводу сте­кает в ванну-отстойник. Бункера-плавилки снабжены змеевиками, по которым идет нар, или рубашками, обо­греваемыми также паром или подогретым воздухом.

В настоящее время для сжигания расплавленной се­ры широко применяются циклонные печи. Поток воздуха и жидкая сера вводятся в эти печи тангенциально (по касательной) со скоростью 100—120 м/с. Это способст: вует хорошим условиям массо - и теплообмена паров серы с воздухом. Скорость горения при этом повышается. Благодаря тому что процесс сжигания ведется с неболь­шим избытком воздуха (а=1,15—1,2), получают газ с концентрацией 16—18% SO2. Интенсивность таких печей в 30—40 раз выше, чем печей форсуночных. Достоинства­ми циклонных печей являются еще постоянство концен­трации газа, простота регулирования процесса сжигания и простота схемы автоматизации его. Однако высокая температура в таких печах (1200—1400° С) создает слож­ности при конструировании и использовании их в про­мышленности. Таким образом, концентрация SO2 в га­зе после циклонной печп зависит от температуры газа, определяемой стойкостью футеровки.

Циклонная печь для сжигания серы (рис. 27) состоит из двух горизонтальных цилиндров — форкамеры / и двух камер дожигания 3 и 5. Печь имеет воздушный ко­роб (рубашку) 2 для снижения температуры наружной обшивки печи н предупреждения утечки сернистого ан­гидрида. В форкамеру через две группы сопл 7 танген­циально подается воздух, через форсунку механического типа 8 также тангенциально подается расплавленная сера.

Образующийся при сжигании жидкой серы обжиго­вый газ вместе с парами серы поступает через пережим- ное кольцо 6 из форкамеры в первую камеру дожигания 5 (диаметр 1,5 м), в которой также расположены воздуш­ные сопла 9 и форсунки для подачи серы 10. Из первой камеры дожигания газ через пережимные кольца 4 по­ступает во вторую камеру дожигания 3, где сгорают ос­татки серы (между пережимными кольцами 4 к газу до­бавляют воздух).

Из печи обжиговый газ поступает в котел-утилизатор и далее в последующую аппаратуру.

Циклонная печь для сжигания серы разработана в СССР и впервые была внедрена на отечественных заво- дах в нескольких вариантах, отличающихся числом ка­мер, способом ввода вторичного воздуха, устройством пережимных колец и др. Общая особенность этих печей состоит в том, что как в форкамере, так и в камерах до­жигания создается вращательное движение газа, обес­печивающее хорошее перемешивание паров серы с воз­духом и высокую скорость горения серы.

В последние годы создан серный энерготехнологиче­ский агрегат циклонного типа производительностью 100 т серы в сутки, включающий циклонную топку и ко - тел-утилизатор. Этот агрегат назван СЭТА-Ц-100.

Печи для сжигания серы экономически более выгод­ны, чем печи для сжигания колчедана, так как проще по конструкции. Кроме того, при сгорании серы не образу­ется огарка, удаление которого представляет трудоемкую операцию.

Содержание примесей в сере может привести к ухуд­шению теплопередачи в плавилках и засорению форсу­нок, а также к засорению контактной массы (в случае, когда серная кислота получается по короткой схеме). Поэтому расплавленная сера отстаивается и фильтрует­ся. За границей иногда фильтруют не серу, а газ. полу­чаемый при ее сжигании. Для этого используют пористые газовые фильтры.

В последние годы все более широко применяют очист­ку серы на месте ее добычи с последующей перевозкой жидкой серы (подогретой до 140° С) в цистернах и тан­керах. Однако не достаточно освободиться только от твердых примесей в расплавленной сере. Содержание в сере органических примесей приводит к образованию во­ды при сгорании их в печи. При этом в короткой схеме, в которой газ перед контактным аппаратом ие осушива - ется, в абсорбционном отделении образуется туман сер­ной кислоты и абсорбция «газит». Иногда на фильтрую­щий слой наносятся специальные добавки, дающие воз­можность снизить в сере содержание органических веществ. Например, фильтрация серы через специальные вещества (палыгарскит) позволяет снизить в абсорбци­онном отделении образование тумана.

Серу сжигают и в печах КС, в которые подают твер­дую серу. Эти печи похожи на печи КС для сжигания колчедана. Преимущества такого сжигания серы заклю­чаются в более простом аппаратурном оформлении — отсутствуют плавилка и насосы для жидкой серы.