硫磺炉燃烧室的制作方法

本实用新型属于制糖设备技术领域，具体涉及一种硫磺炉燃烧室。

背景技术：

在制糖行业中，二氧化硫是制糖工艺中一种重要的澄清剂，用于和石灰乳反应生成硫酸钙，去除糖汁中的胶体、色素等杂质。制糖厂均设有硫磺炉，燃烧硫磺产生二氧化硫。在硫磺炉中，水套式冷却器应用较多，其作用是把高温的二氧化硫气体与低温的循环水进行热交换，从而达到使二氧化硫气体降低到工艺所需温度，避免二氧化硫因温度过高与空气反应转化成三氧化硫。

现有技术中，水套式冷却器因设计不合理，常常难以达到理想的热交换程度，二氧化硫温度过高，仍有大量二氧化硫转化生成三氧化硫，严重影响到糖汁的澄清效果，二氧化硫冷却效率低，冷却水用量大却未能充分冷却二氧化硫。同时，燃烧得到的二氧化硫中含有大量的升华的硫气体，在冷却过程中极易形成固态硫而将管道堵塞。另外，二氧化硫冷却后产生的固态硫的回收率较低。

技术实现要素：

为解决现有技术中水套式冷却器冷却效率低、固态硫易堵塞管道、固态硫回收率低的问题，本实用新型的目的在于提供一种硫磺炉燃烧室。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：硫磺炉燃烧室，包括依次连接的炉膛、风道和冷却器，上述炉膛与上述风道的入口连接，上述冷却器与上述风道的出口连接；上述炉膛上设有硫磺入口、空气入口和点火口；上述冷却器由上至下包括气室、换热室和沉积室；上述气室包括相互隔离的进气室和出气室，上述进气室与上述风道的出口连接，上述出气室上设有出气口；上述换热室包括由水平隔板隔离的第一换热腔和第二换热腔，在上述换热室一侧的侧壁上，上述第一换热腔设有第一进水口，上述第二换热腔设有第二出水口；在上述换热室对侧的侧壁上，上述第一换热腔设有第一出水口，上述第二换热腔设有第二进水口；上述换热室中设有竖直贯穿上述水平隔板的第一通气管和第二通气管，上述第一通气管的入口与上述进气室连通，上述第一通气管的出口与上述沉积室连通，上述第二通气管的入口与上述沉积室连通，上述第二通气管的出口与上述出气室连通。

本实用新型优选地，上述进气室和上述出气室之间还设有中转气室，上述中转气室分别与进气室、出气室隔离；上述沉积室包括相互隔离的第一沉积室和第二沉积室；上述第一通气管和上述第二通气管之间还设有竖直贯穿上述水平隔板的第三通气管和第四通气管；上述第一通气管的入口与上述进气室连通，上述第一通气管的出口与上述第一沉积室连通；上述第三通气管的入口与上述第一沉积室连通，上述第三通气管的出口与上述中转气室连通；上述第四通气管的入口与上述中转气室连通，上述第四通气管的出口与上述第二沉积室连通；上述第二通气管的入口与上述第二沉积室连通，上述第二通气管的出口与上述出气室连通。

本实用新型优选地，上述第一换热腔中设有第一叶轮，上述第二换热腔中设有第二叶轮，上述第一叶轮的旋转方向与第一换热腔的流水方向相同，上述第二叶轮的旋转方向与第二换热腔的流水方向相同。

本实用新型优选地，上述第一沉积室中设有竖直放置的第一过滤网，上述第一过滤网位于上述第一通气管的出口和上述第三通气管的入口之间；上述第二沉积室中设有竖直放置的第二过滤网，上述第二过滤网位于上述第四通气管的出口和上述第二通气管的入口之间。

本实用新型优选地，上述第一沉积室的外壁设有与上述第一过滤网适配的第一开关门，上述第二沉积室的外壁设有与上述第二过滤网适配的第二开关门。

本实用新型优选地，上述第一通气管、上述第二通气管、上述第三通气管、上述第四通气管与上述水平隔板的连接处均设有密封圈。

炉膛用于燃烧固态硫生成二氧化硫气体。通过硫磺入口将固态硫送入炉膛，通过空气入口将新鲜空气送入炉膛，在点火口点火，则固态硫与空气中的氧气在炉膛中燃烧。

固态硫燃烧生成的二氧化硫经过风道被送入冷却器中，依次经过冷却器的进气室、换热室、沉积室、换热室、出气室，经过降温的二氧化硫最终经过出气室上的出气口排出。

高温二氧化硫由进气室进入换热室中竖直放置的通气管，在换热室中与低温循环水进行热交换，然后进入沉积室将气体中含有的固态硫沉降，之后再次返回换热室中的通气管与低温循环水进行热交换，最后，完成降温过程的二氧化硫进入出气室，由出气室上的出气口排出。

水平隔板将换热室分隔为第一换热腔和第二换热腔，第一通气管和第二通气管贯穿于第一换热腔和第二换热腔中，第一换热腔中的循环水流动方向与第二换热腔中的循环水流动方向相反，这样，分层式的换热腔结构以及相邻各层换热腔水流方向相反的设计，有利于促进高温二氧化硫与低温循环水的热交换效率。

应当注意的是，第一换热腔和第二换热腔的名称仅是区别流水方向不同的两种换热腔，并不是对换热腔数量的限定。可以根据实际的工艺需要，将第一换热腔和第二换热腔沿竖直方向交替设置多组，换热腔设置的数量越多，换热效果越好，二氧化硫的最终温度越低。

在进气室与出气室之间还设有中转气室，将沉积室分隔为相互隔离的第一沉积室和第二沉积室，同时在第一通气管和第二通气管之间设置第二通气管和第四通气管，目的是为了进一步提高降温效果。具体流程为：高温二氧化硫从进气室进入第一通气管，流经交替设置的第一换热腔和第二换热腔与低温循环水进行热交换，然后进入第一沉积室进行沉积；二氧化硫从第一沉积室进入第三通气管，返回换热室中，继续流经交替设置的第一换热腔和第二换热腔与低温循环水进行热交换，然后进入中转气室；二氧化硫从中转气室进入第四通气管，返回换热室中，继续流经交替设置的第一换热腔和第二换热腔与低温循环水进行热交换，然后进入第二沉积室，进行第二次沉积；二氧化硫从第二沉积室进入第二通气管，返回换热室中，继续流经交替设置的第一换热腔和第二换热腔与低温循环水进行热交换，然后进入出气室；最后，经过降温的二氧化硫由出气室上的出气口排出，进入下一步制糖处理工艺。

应当注意的是，第一通气管、第二通气管、第三通气管和第四通气管的名称仅是区别工艺流程先后顺序不同的四种通气管，并不是对通气管数量的限定。可以根据实际的工艺需要，将第一通气管、第二通气管、第三通气管和第四通气管设置多个数量，以提高传热效果，通气管设置的数量越多，换热效果越好，二氧化硫的最终温度越低。

第一叶轮的转动方向与第一换热腔中的流水方向相同，第一叶轮能够加速第一换热腔中循环水的流速，使低温循环水迅速进入第一换热腔，使经过热交换被加热的较高温度的循环水迅速流出第一换热腔，以提高第一换热腔对各通气管中高温二氧化硫的换热效果；同样地，第二叶轮的转动方向与第二换热腔中的流水方向相同，第二叶轮能够加速第二换热腔中循环水的流速，使低温循环水迅速进入第二换热腔，使经过热交换被加热的较高温度的循环水迅速流出第二换热腔，以提高第二换热腔对各通气管中高温二氧化硫的换热效果。

第一沉积室中设有竖直的第一过滤网，且第一过滤网位于第一通气管的出口和第三通气管的入口之间，目的是为了使第一通气管流出的二氧化硫气体中含有的固态硫得到沉积；第二沉积室中设有竖直的第二过滤网，且第二过滤网位于第四通气管的出口和第二通气管的入口之间，目的是为了使第四通气管流出的二氧化硫气体中含有的固态硫得到沉积。

第一沉积室的外壁设有与第一过滤网适配的第一开关门，有利于将干净的第一过滤网放入第一沉积室中对固态硫进行沉积，同时有利于将沉积了大量固态硫的第一过滤网取出；第二沉积室的外壁设有与第二过滤网适配的第二开关门，有利于将干净的第二过滤网放入第二沉积室中对固态硫进行沉积，同时有利于将沉积了大量固态硫的第二过滤网取出。

第一通气管、第二通气管、第三通气管、第四通气管与水平隔板的连接处设有密封圈，防止循环水在相邻的第一换热腔和第二换热腔之间流窜，影响循环水的流动效果和传热效率。

本实用新型至少能够达到一项以下有益效果：

1.传热效率高，传热效果好，通过分层式换热腔和多个通气管的结构设计，大幅度提高了高温二氧化硫与低温循环水的热交换效率，解决了现有技术二氧化硫降温效果差的问题，能够满足制糖工艺对二氧化硫的温度需求；

2.固态硫沉积效果好，沉积后的固态硫可以回收得到重复利用，通过沉积室和过滤网的结构设计提高了固态硫的回收效率。

附图说明

图1是本实用新型基本结构的示意图。

图2是本实用新型实施例6的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的解释说明。

如图1和图2所示，本实用新型包括依次连接的炉膛1、风道2和冷却器，上述炉膛1与上述风道2的入口连接，上述冷却器与上述风道2的出口连接。

实施例1

如图1所示，炉膛1上设有硫磺入口101、空气入口102和点火口103；冷却器由上至下包括气室3、换热室4和沉积室5；气室3包括相互隔离的进气室301和出气室302，进气室301与风道2的出口连接，出气室302上设有出气口3021；换热室4包括由水平隔板6隔离的第一换热腔401和第二换热腔402，在换热室4一侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一进水口4011，第二换热腔402设有第二出水口4022；在换热室4对侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一出水口4012，第二换热腔402设有第二进水口4021；换热室4中设有竖直贯穿水平隔板6的第一通气管7和第二通气管8，第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与沉积室5连通，第二通气管8的入口与沉积室5连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

实施例2

如图2所示，炉膛1上设有硫磺入口101、空气入口102和点火口103；冷却器由上至下包括气室3、换热室4和沉积室5；气室3包括相互隔离的进气室301和出气室302，进气室301与风道2的出口连接，出气室302上设有出气口3021；换热室4包括由水平隔板6隔离的第一换热腔401和第二换热腔402，在换热室4一侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一进水口4011，第二换热腔402设有第二出水口4022；在换热室4对侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一出水口4012，第二换热腔402设有第二进水口4021；换热室4中设有竖直贯穿水平隔板6的第一通气管7和第二通气管8，第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与沉积室5连通，第二通气管8的入口与沉积室5连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

进气室301和出气室302之间还设有中转气室303，中转气室303分别与进气室301、出气室302隔离；沉积室5包括相互隔离的第一沉积室501和第二沉积室502；第一通气管7和第二通气管8之间还设有竖直贯穿水平隔板6的第三通气管9和第四通气管10；第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与第一沉积室501连通；第三通气管9的入口与第一沉积室501连通，第三通气管9的出口与中转气室303连通；第四通气管10的入口与中转气室303连通，第四通气管10的出口与第二沉积室502连通；第二通气管8的入口与第二沉积室502连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

实施例3

如图2所示，炉膛1上设有硫磺入口101、空气入口102和点火口103；冷却器由上至下包括气室3、换热室4和沉积室5；气室3包括相互隔离的进气室301和出气室302，进气室301与风道2的出口连接，出气室302上设有出气口3021；换热室4包括由水平隔板6隔离的第一换热腔401和第二换热腔402，在换热室4一侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一进水口4011，第二换热腔402设有第二出水口4022；在换热室4对侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一出水口4012，第二换热腔402设有第二进水口4021；换热室4中设有竖直贯穿水平隔板6的第一通气管7和第二通气管8，第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与沉积室5连通，第二通气管8的入口与沉积室5连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

进气室301和出气室302之间还设有中转气室303，中转气室303分别与进气室301、出气室302隔离；沉积室5包括相互隔离的第一沉积室501和第二沉积室502；第一通气管7和第二通气管8之间还设有竖直贯穿水平隔板6的第三通气管9和第四通气管10；第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与第一沉积室501连通；第三通气管9的入口与第一沉积室501连通，第三通气管9的出口与中转气室303连通；第四通气管10的入口与中转气室303连通，第四通气管10的出口与第二沉积室502连通；第二通气管8的入口与第二沉积室502连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

第一换热腔401中设有第一叶轮11，第二换热腔402中设有第二叶轮12，第一叶轮11的旋转方向与第一换热腔401的流水方向相同，第二叶轮12的旋转方向与第二换热腔402的流水方向相同。

实施例4

如图2所示，炉膛1上设有硫磺入口101、空气入口102和点火口103；冷却器由上至下包括气室3、换热室4和沉积室5；气室3包括相互隔离的进气室301和出气室302，进气室301与风道2的出口连接，出气室302上设有出气口3021；换热室4包括由水平隔板6隔离的第一换热腔401和第二换热腔402，在换热室4一侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一进水口4011，第二换热腔402设有第二出水口4022；在换热室4对侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一出水口4012，第二换热腔402设有第二进水口4021；换热室4中设有竖直贯穿水平隔板6的第一通气管7和第二通气管8，第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与沉积室5连通，第二通气管8的入口与沉积室5连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

进气室301和出气室302之间还设有中转气室303，中转气室303分别与进气室301、出气室302隔离；沉积室5包括相互隔离的第一沉积室501和第二沉积室502；第一通气管7和第二通气管8之间还设有竖直贯穿水平隔板6的第三通气管9和第四通气管10；第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与第一沉积室501连通；第三通气管9的入口与第一沉积室501连通，第三通气管9的出口与中转气室303连通；第四通气管10的入口与中转气室303连通，第四通气管10的出口与第二沉积室502连通；第二通气管8的入口与第二沉积室502连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

第一换热腔401中设有第一叶轮11，第二换热腔402中设有第二叶轮12，第一叶轮11的旋转方向与第一换热腔401的流水方向相同，第二叶轮12的旋转方向与第二换热腔402的流水方向相同。

第一沉积室501中设有竖直放置的第一过滤网13，第一过滤网13位于第一通气管7的出口和第三通气管9的入口之间；第二沉积室502中设有竖直放置的第二过滤网14，第二过滤网14位于第四通气管10的出口和第二通气管8的入口之间。

实施例5

如图2所示，炉膛1上设有硫磺入口101、空气入口102和点火口103；冷却器由上至下包括气室3、换热室4和沉积室5；气室3包括相互隔离的进气室301和出气室302，进气室301与风道2的出口连接，出气室302上设有出气口3021；换热室4包括由水平隔板6隔离的第一换热腔401和第二换热腔402，在换热室4一侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一进水口4011，第二换热腔402设有第二出水口4022；在换热室4对侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一出水口4012，第二换热腔402设有第二进水口4021；换热室4中设有竖直贯穿水平隔板6的第一通气管7和第二通气管8，第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与沉积室5连通，第二通气管8的入口与沉积室5连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

进气室301和出气室302之间还设有中转气室303，中转气室303分别与进气室301、出气室302隔离；沉积室5包括相互隔离的第一沉积室501和第二沉积室502；第一通气管7和第二通气管8之间还设有竖直贯穿水平隔板6的第三通气管9和第四通气管10；第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与第一沉积室501连通；第三通气管9的入口与第一沉积室501连通，第三通气管9的出口与中转气室303连通；第四通气管10的入口与中转气室303连通，第四通气管10的出口与第二沉积室502连通；第二通气管8的入口与第二沉积室502连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

第一换热腔401中设有第一叶轮11，第二换热腔402中设有第二叶轮12，第一叶轮11的旋转方向与第一换热腔401的流水方向相同，第二叶轮12的旋转方向与第二换热腔402的流水方向相同。

第一沉积室501中设有竖直放置的第一过滤网13，第一过滤网13位于第一通气管7的出口和第三通气管9的入口之间；第二沉积室502中设有竖直放置的第二过滤网14，第二过滤网14位于第四通气管10的出口和第二通气管8的入口之间。

第一沉积室501的外壁设有与第一过滤网13适配的第一开关门，第二沉积室502的外壁设有与第二过滤网14适配的第二开关门。

实施例6

如图2所示，炉膛1上设有硫磺入口101、空气入口102和点火口103；冷却器由上至下包括气室3、换热室4和沉积室5；气室3包括相互隔离的进气室301和出气室302，进气室301与风道2的出口连接，出气室302上设有出气口3021；换热室4包括由水平隔板6隔离的第一换热腔401和第二换热腔402，在换热室4一侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一进水口4011，第二换热腔402设有第二出水口4022；在换热室4对侧的侧壁上，第一换热腔401设有第一出水口4012，第二换热腔402设有第二进水口4021；换热室4中设有竖直贯穿水平隔板6的第一通气管7和第二通气管8，第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与沉积室5连通，第二通气管8的入口与沉积室5连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

进气室301和出气室302之间还设有中转气室303，中转气室303分别与进气室301、出气室302隔离；沉积室5包括相互隔离的第一沉积室501和第二沉积室502；第一通气管7和第二通气管8之间还设有竖直贯穿水平隔板6的第三通气管9和第四通气管10；第一通气管7的入口与进气室301连通，第一通气管7的出口与第一沉积室501连通；第三通气管9的入口与第一沉积室501连通，第三通气管9的出口与中转气室303连通；第四通气管10的入口与中转气室303连通，第四通气管10的出口与第二沉积室502连通；第二通气管8的入口与第二沉积室502连通，第二通气管8的出口与出气室302连通。

第一换热腔401中设有第一叶轮11，第二换热腔402中设有第二叶轮12，第一叶轮11的旋转方向与第一换热腔401的流水方向相同，第二叶轮12的旋转方向与第二换热腔402的流水方向相同。

第一沉积室501中设有竖直放置的第一过滤网13，第一过滤网13位于第一通气管7的出口和第三通气管9的入口之间；第二沉积室502中设有竖直放置的第二过滤网14，第二过滤网14位于第四通气管10的出口和第二通气管8的入口之间。

第一沉积室501的外壁设有与第一过滤网13适配的第一开关门，第二沉积室502的外壁设有与第二过滤网14适配的第二开关门。

第一通气管7、第二通气管8、第三通气管9、第四通气管10与水平隔板6的连接处均设有密封圈。

以实施例6为例，本实用新型具体的工作原理是：

如图2所示，通过硫磺入口101将固态硫送入炉膛1，通过空气入口102将新鲜空气送入炉膛1，在点火口103点火，则固态硫与空气中的氧气在炉膛1中燃烧。

炉膛1中燃烧生成的高温二氧化硫经过风道2流入进气室301，并进一步流入第一通气管7。在换热室4中，第一通气管7中的高温二氧化硫与交替设置的第一换热腔401和第二换热腔402中的低温循环水进行热交换。热交换后，二氧化硫从第一通气管7进入第一沉积室501，通过第一过滤网13流入第三通气管9，二氧化硫中的固态硫在第一过滤网13中得到沉积。二氧化硫进入第三通气管9后，继续与交替设置的第一换热腔401和第二换热腔402中的低温循环水进行热交换。热交换后，二氧化硫从第三通气管9进入中转气室303，并流入第四通气管10。在换热室4中，第四通气管10中的高温二氧化硫与交替设置的第一换热腔401和第二换热腔402中的低温循环水进行热交换。热交换后，二氧化硫从第四通气管10进入第二沉积室502，通过第二过滤网14流入第二通气管8，二氧化硫中的固态硫在第二过滤网14中得到沉积。第二通气管8中的高温二氧化硫与交替设置的第一换热腔401和第二换热腔402中的低温循环水进行热交换。热交换后，低温二氧化硫从第二通气管8进入出气室302，经出气口3021排出，进入下一步制糖工艺。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进均应视为落入要求保护的本实用新型范围内。