一种补燃制硫燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及燃烧器领域，具体而言，涉及一种补燃制硫燃烧器。


背景技术：

2.酸性气(主要成分是h2s)制硫磺反应原理如下：
3.3h2s+3/2o2→
2h2s+so2+h2o；2h2s+so2→
3/2s2+2h2o。
4.从反应原理可知，在酸性气燃烧过程中，只能给三分之一的h2s提供氧气，也就是说在欠氧状态下完成，使三分之一的h2s先氧化成so2，剩余三分之二的h2s与前期氧化生成的so2反应，最后生成s2。氧气供应过多，过少，都会影响s2生成率。酸性气在炉子内的整个燃烧反应过程，都是在欠氧状态下完成的。
5.酸性气制硫磺工艺中，酸性气燃烧的火焰温度必须达到950℃以上，酸性气才能稳定燃烧。酸性气燃烧温度，与酸性气中h2s浓度密切相关，酸性气中h2s浓度越高，燃烧温度越高，行业内，酸性气燃烧温度一般在950～1350℃之间。当酸性气中h2s浓度较低时，酸性气燃烧温度达不到950℃以上，酸性气不能持续稳定燃烧，整个制硫工艺不能继续。
6.在煤化工、煤电、合成氨等相关的行业，酸性气制硫装置中，酸性气浓度普遍偏低，最低的酸性气浓度只有20％。这么低的酸性气浓度，在欠氧制硫工艺中，酸性气燃烧温度太低，燃烧反应温度不能达到稳定燃烧温度，制硫工艺不能继续。行业内普遍采取的措施是，通过预热酸性气，预热空气，酸性气分流，富氧、纯氧助燃等方式提高火焰温度，保证酸性气能稳定燃烧，完成制硫工艺。
7.目前存在的问题是，当遇到酸性气浓度偏低时，如果采用预热酸性气和预热助燃空气的方式，需要额外增加换热设备，需要占用更大的占地面积，一次性投入大，酸性气浓度太低时，紧靠预热酸性气和预热助燃空气的方式，仍满足不了工艺要求；如果采用富氧空气或纯氧助燃，一是需要增加制氧设备，增大投资；二是虽然富氧或纯氧与酸性气燃烧，可以有效提高酸性气燃烧反应温度，但制硫炉在升温烘炉期间，燃料气不能用纯氧或富氧助燃，否则，燃料气与纯氧或富氧反应，燃烧温度太高，容易烧坏设备，燃烧器设计，需要同时考虑燃料气与空气燃烧，酸性气与纯氧燃烧，燃烧器结构比较复杂，设备昂贵，对燃烧器操作要求比较高；如果采用酸性气分流的方式，只能小幅度提升炉温。遇到酸性气浓度太低的装置，或需要同时制硫、烧氨的装置，即使上述措施都用上，火焰(炉膛)温度也难以满足要求。
8.万不得已时，行业内也有采取补燃方式提高炉温的措施，但存在较大的弊端。如，欠氧状态下，补充的燃料气不能完全燃烧，燃料热量不能完全释放，不完全燃烧的燃料气，容易生成炭黑，影响硫磺品质。
9.现有技术中申请号cn201621130344.5的专利公开了一种酸性气反应炉燃烧器，包括壳体、补燃燃气喷枪、酸性气喷枪、主燃气喷枪、空气旋流器、隔热衬里和耐火衬里，在壳体的上部设有助燃空气入口，在壳体的内壁上依次设有隔热衬里与耐火衬里，在壳体的内部设有导风筒，在导风筒的末端设有燃烧室，在导风筒内设有助燃室，在助燃室内设有酸性
气喷枪，在酸性气喷枪内设有补燃燃气喷枪，在助燃室内的末端设有喉管，在喉管的外部设有空气旋流器。该专利虽然在一定程度上提高硫回收率，但补燃燃气喷枪设置在导风筒内，导风筒内处于欠氧状态，补充的燃料气不能完全燃烧，燃料热量不能完全释放，不完全燃烧的燃料气，容易生成炭黑，影响硫磺品质。
10.有鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的在于在提出一种补燃制硫燃烧器，以解决现有技术中补燃燃气喷枪设置在导风筒内，导风筒内处于欠氧状态，补充的燃料气不能完全燃烧，燃料热量不能完全释放，不完全燃烧的燃料气，容易生成炭黑，影响硫磺品质的问题。
12.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
13.一种补燃制硫燃烧器，所述补燃制硫燃烧器包括壳体、主燃气枪、酸性气枪、补燃燃气枪和主助燃空气管道，在所述壳体的内部设有导风筒，在导风筒的末端设置主火道，在导风筒内设有助燃室，在助燃室内设置酸性气枪，在酸性气枪内设置主燃气枪，在主火道的四周衬里内设置补燃火道，在补燃火道上设置补燃燃气枪和补燃空气枪，所述补燃燃气枪、补燃空气枪用于枪向所述主火道内提供高温烟气。
14.本实用新型所述的一种补燃制硫燃烧器，在补燃火道上设置补燃燃气枪和补燃空气枪，补燃燃气、补燃空气在进主火道前已在补燃火道内完全燃烧形成高温烟气，燃料热量完全释放，一方面在酸性气制硫原理不变的情况下，使总烟气温度达到制硫工艺要求的温度，提高硫回收率；另一方面完全燃烧的燃气，从而避免生成炭黑，进而提高硫磺品质。
15.进一步的，所述补燃火道包括第一补燃火道和第二补燃火道，在所述第一补燃火道内设置补燃燃气枪，在所述第二补燃火道内设置补燃空气枪。
16.进一步的，在所述壳体上设置主燃气管道，在所述主燃气枪与所述主燃气管道之间设置主燃气开关阀，在所述主燃气管道上设置总燃气入口，所述补燃燃气枪与所述主燃气管道连通。
17.该设置减少燃烧器结构上的改动，成本低，操作简单，不需要额外增加提供补燃燃气的设备，不需要占用更大的占地面积。
18.进一步的，在所述壳体上设置主助燃空气管道，在所述主助燃空气管道上设置总空气入口，所述补燃空气枪与所述主助燃空气管道连通。
19.该设置减少燃烧器结构上的改动，成本低，操作简单，不需要额外增加提供补燃空气的设备，不需要占用更大的占地面积。
20.进一步的，在所述主燃气管道与补燃燃气枪之间设置补燃燃气管道，在所述补燃燃气管道上设置补燃燃气调节阀、补燃燃气流量计和补燃燃气开关阀。
21.该设置便于打开补燃燃气枪，还便于统计和调节进入补燃燃气枪内的补燃燃气的流量。
22.进一步的，在所述主助燃空气管道与补燃空气枪之间设置补燃空气管道，在所述补燃空气管道上设置补燃空气调节阀、补燃空气流量计和补燃空气开关阀。
23.该设置便于打开补燃空气枪，还便于统计和调节进入补燃空气枪5内的补燃空气的流量。
24.进一步的，在所述补燃燃气枪的末端设置补燃燃气喷头，在所述补燃燃气喷头的外部周侧设置第一稳焰器。
25.进一步的，在所述补燃空气枪的末端设置补燃空气喷头，在所述补燃空气喷头的外部周侧设置第二稳焰器。
26.进一步的，在所述补燃燃气管道与补燃燃气枪之间设置补燃环形集气室，在所述补燃空气管道与补燃空气枪之间设置补燃空气环形集气室。
27.进一步的，在所述助燃室内的末端设有喉管，在所述喉管的外部设有空气旋流器。
28.本实用新型的提出一种补燃制硫燃烧器，相对于现有技术而言，本实用新型所述的一种补燃制硫燃烧器具有以下有益效果：
29.1)本实用新型所述的一种补燃制硫燃烧器，补燃燃气、补燃空气在进主火道前已在补燃火道内完全燃烧形成高温烟气，燃料热量完全释放，在酸性气制硫原理不变的情况下，使总烟气温度达到制硫工艺要求的温度，提高硫回收率。
30.2)本实用新型所述的一种补燃制硫燃烧器，完全燃烧的燃气，从而避免生成炭黑，进而提高硫磺品质。
31.3)本实用新型所述的一种补燃制硫燃烧器，对燃烧器的结构改动较小，成本低，操作简单，不需要额外增加换热设备，不需要占用更大的占地面积。
32.4)本实用新型所述的一种补燃制硫燃烧器，补燃燃气、补燃空气在补燃火道内完全燃烧，燃料热量完全释放，产生约1400-1500℃的高温烟气，在满足制硫工艺条件的同时还能够满足烧氨的工艺条件，避免铵盐结晶堵塞和腐蚀设备，减少停车次数。
附图说明
33.图1为本实用新型实施例所述的一种补燃制硫燃烧器的剖视结构示意图；
34.图2为图1中a处的放大结构示意图；
35.图3为本实用新型实施例所述的一种补燃制硫燃烧器的左视结构示意图。
36.附图标记说明：
37.1、主燃气枪；101、总燃气入口；102、主燃气喷头；103、主燃气开关阀；104、主燃气管道；2、补燃燃气枪；201、补燃燃气喷头；202、补燃燃气接口；203、补燃燃气调节阀；204、补燃燃气管道；205、补燃燃气流量计；206、补燃燃气开关阀；207、补燃环形集气室入口；208、补燃环形集气室；209、第一稳焰器；210、第一补燃火道；3、主助燃空气管道；301、总空气入口；4、酸性气枪；401、酸性气入口；402、酸性气喷头；403、酸性气管道；5、补燃空气枪；501、补燃空气接口；502、补燃空气调节阀；503、补燃空气管道；504、补燃空气流量计；505、补燃空气开关阀；506、补燃空气环形集气室入口；507、补燃空气环形集气室；508、补燃空气喷头；509、第二稳焰器；510、第二补燃火道；6、点火枪；7、壳体；8、空气旋流器；9、隔热衬里；10、耐火衬里；11、主火道；12、导风筒；13、喉管。
具体实施方式
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的实施例中所提到的“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限
定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
39.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
40.实施例1
41.本实施例提出一种补燃制硫燃烧器，如图1～3所示，所述补燃制硫燃烧器包括壳体7，主燃气枪1、酸性气枪4、补燃燃气枪2和主助燃空气管道3，在所述壳体7的内部设有导风筒12，在导风筒12的末端设置主火道11，在所述主火道11上设置点火枪6，在导风筒12内设有助燃室，在助燃室内设置酸性气枪4，在酸性气枪4内设置主燃气枪1，在主火道11的四周衬里内设置补燃火道，在补燃火道上设置补燃燃气枪2和补燃空气枪5，所述补燃燃气枪2、补燃空气枪5用于向所述主火道11内提供高温烟气。
42.本实施例所述的一种补燃制硫燃烧器，在主火道11上设置补燃燃气枪2和补燃空气枪5，补燃燃气、补燃空气在进主火道11前已在补燃火道内完全燃烧，燃料热量完全释放，完全燃烧的高温烟气与酸性气燃烧的低温烟气在主火道11内混合，混合后的烟气温度要在950℃以上，或达到1250℃以上的烧nh3温度。第一、在酸性气制硫原理不变的情况下，为酸性气提供的总风量保持不变，制硫工艺仍处于原欠氧状态，使主火道11内总烟气温度达到制硫工艺要求的温度，提高硫回收率；第二、完全燃烧的燃气，从而避免生成炭黑，进而提高硫磺品质；第三、对燃烧器的结构改动较小，成本低，操作简单，不需要额外增加换热设备，不需要占用更大的占地面积；第四、在满足制硫工艺条件的同时还能够满足烧氨的工艺条件，避免铵盐结晶堵塞和腐蚀设备，减少停车次数。
43.具体的，如图1所示，所述补燃火道包括第一补燃火道210和第二补燃火道510，在所述第一补燃火道210内设置补燃燃气枪2，在所述第二补燃火道510内设置补燃空气枪5。
44.补燃燃气枪2和补燃空气枪5的数量具体不做限定。
45.补燃燃气枪2和补燃空气枪5的数量根据燃烧器所需补燃量大小，可设置3～6个。
46.如图1所示，第一补燃火道210和第二补燃火道510在主火道11的圆周上一一对应设置。
47.第一补燃火道210和第二补燃火道510均在主火道11的圆周上均匀分布。
48.具体的，所述补燃燃气枪2的数量不做限定。所述补燃燃气枪2的数量可以设置为三个或四个或五个或六个。在本实施例中，所述补燃燃气枪2的数量设置为四个。
49.具体的，所述补燃空气枪5的数量不做限定。所述补燃空气枪5的数量可以设置为三个或四个或五个或六个。在本实施例中，所述补燃空气枪5的数量设置为四个。
50.具体的，所述补燃燃气枪2、补燃空气枪5在所述主火道11上的设置位置具体不做限定。所述补燃燃气枪2、补燃空气枪5设置在所述主火道11上相对的一侧或所述补燃燃气枪2、补燃空气枪5设置在所述主火道11上相同的一侧。
51.在本实施例中，如图1所示，所述补燃燃气枪2、补燃空气枪5设置在所述主火道11上相对的一侧。该设置便于补燃燃气与补燃空气充分混合燃烧。
52.具体的，如图1所示，在壳体7的上设有总空气入口301和总燃气入口101，在壳体7的内壁上依次设有隔热衬里9与耐火衬里10，在助燃室内的末端设有喉管13，在喉管13的外
部设有空气旋流器8。
53.具体的，如图1所示，在所述壳体7的上设置酸性气管道403，在酸性气管道403上设置酸性气入口401，所述酸性气枪4与所述酸性气管道403连通，在酸性气枪4的末端设有酸性气喷头402。
54.具体的，如图1所示，主燃气枪1的中心轴线与主火道11的中心轴线同心设置。
55.具体的，如图1所示，在所述壳体7上设置主燃气管道104，所述主燃气枪1与所述主燃气管道104连通，在所述主燃气枪1与所述主燃气管道104之间设置主燃气开关阀103，在所述主燃气管道104上设置总燃气入口101，所述补燃燃气枪2与所述主燃气管道104连通。
56.该设置减少燃烧器结构上的改动，成本低，操作简单，不需要额外增加提供补燃燃气的设备，不需要占用更大的占地面积。
57.更具体的，如图1所示，在主燃气枪1的外端设置主燃气管道104，在主燃气枪1的末端设主燃气喷头102。
58.具体的，在所述壳体7上设置主助燃空气管道3，在所述主助燃空气管道3上设置总空气入口301，所述补燃空气枪5与所述主助燃空气管道3连通。
59.该设置减少燃烧器结构上的改动，成本低，操作简单，不需要额外增加提供补燃空气的设备，不需要占用更大的占地面积。
60.更具体的，如图2所示，在所述主燃气管道104、补燃燃气枪2之间设置补燃燃气管道204，所述补燃燃气管道204的一端与所述主燃气管道104连通，所述补燃燃气管道204的另一端与所述补燃燃气枪2连通。如图3所示，在所述补燃燃气管道204上设置补燃燃气调节阀203、补燃燃气流量计205和补燃燃气开关阀206。
61.该设置便于打开补燃燃气枪2，还便于统计和调节进入补燃燃气枪2内的补燃燃气的流量。
62.在所述补燃燃气管道204与所述主燃气管道104连通的一端设置补燃燃气接口202。
63.具体的，在所述主助燃空气管道3与补燃空气枪5之间设置补燃空气管道503，在所述补燃空气管道503与所述主助燃空气管道3连通的一端设置补燃空气接口501。
64.具体的，如图3所示，在所述补燃空气管道503上设置补燃空气调节阀502、补燃空气流量计504和补燃空气开关阀505。
65.该设置便于打开补燃空气枪5，还便于统计和调节进入补燃空气枪5内的补燃空气的流量。
66.具体的，如图2所示，在所述补燃燃气枪2的末端设置补燃燃气喷头201，在所述补燃燃气喷头201的外部周侧设置所述第一稳焰器209。
67.具体的，如图1所示，在所述补燃空气枪5的末端设置补燃空气喷头508、，在所述补燃空气喷头508的外部周侧设置所述第二稳焰器509。
68.具体的，如图1所示，在所述补燃燃气管道204与补燃燃气枪2之间设置补燃环形集气室208。在所述补燃环形集气室208上设置补燃环形集气室入口207。
69.具体的，如图1所示，在所述补燃空气管道503与补燃空气枪5之间设置补燃空气环形集气室507。在所述补燃空气环形集气室507上设置补燃空气环形集气室入口506。
70.对于所述补燃制硫燃烧器而言，除了包括所述壳体7，主燃气枪1、酸性气枪4、主助
燃空气管道3、主火道11、补燃燃气枪2、补燃空气枪5和补燃火道之外还包括其他相关部件，鉴于其相关部件的具体结构以及具体的装配关系均为现有技术，在此不进行赘述。
71.本实施例所述的一种补燃制硫燃烧器，在主火道11的四周衬里内设置补燃火道，在补燃火道内设置补燃燃气枪2和补燃空气枪5，补燃燃气、补燃空气在进主火道11前已在补燃火道内完全燃烧，燃料热量完全释放，产生约1400-1500℃的高温烟气，补燃燃料、补燃空气完全燃烧产生的高温烟气，与酸性气燃烧的低温烟气在主火道11内混合，第一、在酸性气制硫原理不变的情况下，为酸性气提供的总风量保持不变，制硫工艺仍处于原欠氧状态，使主火道11内总烟气温度达到制硫工艺要求的温度，提高硫回收率；第二、完全燃烧的燃气，从而避免生成炭黑，进而提高硫磺品质；第三、对燃烧器的结构改动较小，成本低，操作简单，不需要额外增加换热设备，不需要占用更大的占地面积；第四、在满足制硫工艺条件的同时还能够满足烧氨的工艺条件，避免铵盐结晶堵塞和腐蚀设备，减少停车次数。
72.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。