硫磺装置主要是处理上游单元产出的H2S使其转变为可利用的单质硫磺,消除H2S对大气的污染,变害为利。采用局部燃烧法。原则工艺是:酸性气(大部分为S)进炉1燃烧反应,根据配风大小产生单质硫和部分SO2其反应温度1100~1300℃。酸性烟气通过炉2第一次冷却后,再经转1、转2两次转化反应,冷捕1、冷捕2、冷捕3三次冷却捕集,进一步产生并回收大部分硫磺。剩下少量H2S经焚烧妒3焚烧后经烟囱排人大气。
具体原则工艺路线见,其化学反应式为:
2H2S+3O2→2SO2+2H2O
2H2S+O2→2H2O+2S
2H2O+SO2→2S+2H2O
酸性气燃烧炉1是硫磺装置重要设备。由于炉内燃烧和生成介质是H2S、SO酸性气体,发生复杂化学反应,放出大量热量,炉膛温度达13 00 ℃,炉内衬(耐火砖或浇注料) 经常损坏导致装置停工。因此,炉结构和炉衬材料选用和施工,是影响燃烧炉使用寿命和开工周期的重要因素。
损坏情况炉1使用后,由于种种原因损坏多次,初期选用耐火砖作内衬,寿命大约三年即掉落,外壁超温,后改用整体浇注料,损坏更是严重,浇注料脱落,炉壁烧穿,被迫多次紧急停工修补,影响安全生产,造成酸性气污染。分析损坏原因是未留纵向膨胀缝,炉1只有横 向膨胀缝,当炉温度高达1200℃以上时,材料受高温后产生径向膨胀力很大,造成炉衬裂 缝。炉子损坏后检查,发现很多又长又深横向裂纹,而环向裂缝很少,证明这一点。
采用耐火浇注料炉衬施工以后炉壁外温度确实降低了,但是厚度上比耐火砖增加了一倍325mm厚隔热层加260mm厚耐火层,一共585mm厚,温度在120 0 ℃以上时,外层只有65℃,极大温度梯度使里外层膨胀不同步。内层膨胀得多,外层限制内层膨胀,势必造成内层衬里脱落。外壁温度过低,反应气体就会沿裂缝渗入炉壁钢筒H2S、SO2、SO3气体和H2O会产生腐蚀性氢硫磺、亚硫酸、硫酸等,腐蚀炉壁,造成炉衬大面积脱落,以至炉体穿孔。
施工及烘炉原因分析①施工采用卧式分辨方法,未能采用模具支撑振捣压实,衬里料和简体连结不紧密,有间隙,形成一分界层。②在按照烘炉曲线烘炉完成后,仍发现放空水汽量较多,说明该曲线不合理。直接投入生产后,大量水汽化极易造成衬里脱落。③高温胶泥耐高温程度不够花墙砌筑时未按施工要求嵌入耐火层内花墙沿整个流道砌筑受气流冲击压力太大。
解决办法,一是浇注料在燃烧炉的使用条件要比耐火砖更加苛刻,二是必须解决环向热膨胀 的问题,后经过论证、试验重新采取耐火砖砌筑方法。