專利名稱：一種燃硫爐及三氧化硫制備系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及化工設備技術領域，尤其涉及一種用于燃燒液體硫以生成二氧化硫的 燃硫爐。本發明還涉及一種具有上述燃硫爐的三氧化硫制備系統。
背景技術：
三氧化硫是一種常用的化工產品，其廣泛應用于磺化、硫酸、化肥、環保等領域。目前，通常采用在三氧化硫制備系統中燃燒液體硫來來生產三氧化硫。現有技術 中，常用的三氧化硫制備系統通常包括燃硫爐、轉化塔、液硫輸送管、氣流輸送管，液硫輸送 管與燃硫爐的液硫入口連通，氣流輸送管與燃硫爐的進風口連通，燃硫爐的出風口與轉化 塔的進風口連通。具有一定溫度的液體硫(本申請中簡稱液硫)經過液硫輸送管進入燃硫爐的上 部，具有一定溫度的氣流經過氣流輸送泵進入燃燒爐的底部，液硫通過噴燃的方式與空氣 流混合并燃燒，液硫燃燒形成二氧化硫、空氣等的混合氣體，混合氣體再進入轉化塔內，轉 化塔內設有多層、多段催化劑，在催化劑的作用下，混合氣體中的二氧化硫轉化成三氧化 硫，三氧化硫氣體從轉化塔的出風口排出。這種結構的三氧化硫制備系統，液硫在燃硫爐內通過噴燃的方式進行燃燒，所噴 出的液硫的量較大，液硫與空氣的比例較大，容易產生燃燒不完全現象，燃燒不完全的液硫 容易產生液硫升華形成氣態硫；由于液硫的量比較大，所產生的二氧化硫的量也較大，即使 得所述混合氣體內的二氧化硫的濃度較高；液硫升華使得所述混合氣體中含有較大量的氣 態硫。硫的燃燒屬于放熱反應，二氧化硫轉化成三氧化硫也屬于放熱反應，由于進入轉 化塔的混合氣體中二氧化硫的濃度較高，混合氣體中含有氣態硫，二氧化硫轉化成三氧化 硫將釋放較多的熱量，而且氣態硫燃燒也將釋放較多的熱量，放熱反應激烈，溫度容易超出 催化劑的最佳轉化溫度，為了提高轉化率，現有技術中設置多段催化劑，在層與層之間、段 與段之間設置間隔，通入空氣進行冷卻；或者在混合氣體進入轉化塔之前，先對混合氣體進 行冷卻，即在燃硫爐與轉化塔之間的管路上設有氣體冷卻設備。這樣就使得三氧化硫制備 系統的設備龐大、結構復雜、工藝繁瑣、轉化率較低、催化劑用量大且壽命短、能耗較高。另外，液硫輸送管內的液硫通常采用離心泵進行輸送，液硫的流量靠調節閥調節， 這種輸送方式存在液硫流量控制精度低、能耗大的缺點，而且由于液硫粘性較大，調節閥容 易出現堵塞等故障。因此，如何提高液硫的燃燒效率、減少液硫升華，成為本領域技術人員亟待解決的 技術難題。
發明內容
本發明的第一個目的是提供一種燃硫爐，該燃硫爐可提高液硫的燃燒效率、減少 液硫升華量、提高二氧化硫的轉化率。本發明的第二個目的是提供一種具有上述燃硫爐的三氧化硫制備系統。為了實現上述第一個目的，本發明提供了一種燃硫爐，用于燃燒液體硫以生成二 氧化硫，包括燃硫爐殼體，該燃硫爐殼體的上部設有液硫入口、下端設有進風口，所述燃硫 爐殼體內設有供液硫順流的燃燒臺。優選的，所述燃燒臺為呈階梯狀的圓臺。優選的，所述燃燒臺的下方設有不少于一層的氣流均布板，該氣流均布板上設有 均布的多個氣流孔。優選的，所述氣流均布板的數量不少于兩層，相鄰氣流均布板上的氣流孔交錯設置。本發明提供的燃硫爐，在燃硫爐殼體內設有供液硫順流的燃燒臺，從液硫輸送管 進入燃硫爐殼體的液硫噴至燃燒臺的上端，并順著燃燒臺的側面逐層流下，在此過程液硫 逐層燃燒，燃燒臺提供了足夠大的表面積、液硫可與空氣充分接觸，以保證液硫能夠完全燃 燒，可使得液硫升華的量減小，進而使得進入轉化塔內的混合氣體中氣態硫的量較小，可減 小因氣態硫燃燒所產生的熱量，可使得轉化塔內的溫度不易超出催化劑的最佳轉化溫度， 不需在混合氣體進入轉化塔之前對混合氣體進行冷卻，也不需在轉化塔內設置多段催化 劑，更不需在層與層、段與段之間設置間隔，可使得三氧化硫制備系統的設備結構簡單、所 需空間變小、占地面積減小、工藝簡單、二氧化硫的轉化率較高、催化劑用量減小且壽命延 長、能耗較低。液硫的燃燒率較高，可減小進入燃硫爐的液硫的流量，使得所產生的二氧化硫的 量減小，進而使得從燃硫爐排出的混合氣體中二氧化硫的濃度較低，進而使得在轉化塔內 二氧化硫轉化成三氧化硫時，所產生的熱量較少，可使得轉化塔內的溫度不易超出催化劑 的最佳轉化溫度。為了實現上述第二個目的，本發明還提供了一種三氧化硫制備系統，包括燃硫爐、 轉化塔、液硫輸送管、氣流輸送管，所述液硫輸送管與所述燃硫爐的液硫入口連通，所述氣 流輸送管與所述燃硫爐的進風口連通，所述燃硫爐的出風口與所述轉化塔的進風口連通， 所述燃硫爐為上述的燃硫爐。由于上述的燃硫爐具備上述技術效果，具有該燃硫爐的三氧 化硫制備系統也應具備相應的技術效果。優選的，所述液硫輸送管設有由泵變頻器進行變頻調速的硫磺泵。優選的，所述氣流輸送管上設有由風機變頻器進行變頻調速的風機。優選的，所述液硫輸送管包括液硫管和蒸汽管，所述液硫管套裝在所述蒸汽管內。優選的，所述轉化塔包括轉化塔殼體，所述轉化塔殼體內由上而下依次并排設有 低溫催化劑層和高溫催化劑層。 優選的，所述低溫催化劑層的上方設有耐火瓷球層。
圖1為本發明所提供的燃硫爐的一種具體實施方式
的結構示意圖；圖2為圖1中燃硫爐的A-A向結構示意圖；圖3為本發明所提供的三氧化硫制備系統的原理框圖；圖4為圖3中轉化塔的一種具體實施方式
的結構示意其中，圖1-圖4中燃硫爐1、燃硫爐殼體10、液硫入口 11、進風口 12、出風口 13、燃燒臺14、第一氣流 均布板15、氣流孔151、第二氣流均布板16 ；轉化塔2、轉化塔殼體20、進風口 21、出風口 22、耐火瓷球層23、低溫催化劑層對、 高溫催化劑層25 ；液硫輸送管3、硫磺泵31、泵變頻器32、液硫流量計33、電動閥34、液硫溫度檢測裝 置35、氣流輸送管4、空氣過濾器41、風機42、空氣流量計43、電加熱器44、氣流溫度檢測裝 置45、風機變頻器46、控制器5、溫度檢測裝置51、溫度檢測裝置52、溫度檢測裝置53。
具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步的詳細說明。請參看圖1、圖2，圖1為本發明所提供的燃硫爐的一種具體實施方式
的結構示意 圖；圖2為圖1中燃硫爐的A-A向結構示意圖。如圖1、圖2所示，本發明所提供的燃硫爐包括燃硫爐殼體10，燃硫爐殼體10的空 腔內具有一定的容積，燃硫爐1可以呈圓筒狀也可以其他形狀，該燃硫爐殼體10的上部設 有液硫入口 11，液硫可通過該液硫入口 11進入燃硫爐殼體10內，燃硫爐殼體10的下部設 有進風口 12，氣流可通過該進風口 12進入燃硫爐殼體10內、向燃硫爐1內補充空氣，燃硫 爐殼體10上還設有出風口 13，混合氣體可從出風口 13排出；燃硫爐殼體10內還設有具有 一定高度的供液硫順流的燃燒臺14，從液硫入口 11進入的液硫噴至該燒熱臺后，液硫可順 著燃燒臺14的側面緩慢流下。優選方案中，燃燒臺14可以呈圓臺狀、也可以呈梯形狀，凡側面可供液硫緩慢流 下的結構均可作為本發明的燃燒臺14。更優的方案中，燃燒臺14可以為階梯狀的圓臺，液硫可順著該圓臺逐層流下，在 液硫逐層流下時，液硫也逐層燃燒，液硫具有較高的燃燒效率。本發明提供的燃硫爐，在燃硫爐殼體10內設有供液硫順流的燃燒臺14，從液硫輸 送管3進入燃硫爐殼體10的液硫噴至燃燒臺14的上端，并順著燃燒臺14的側面逐層流 下，在此過程液硫逐層燃燒，燃燒臺14提供了足夠大的表面積、液硫可與空氣充分接觸，以 保證液硫能夠完全燃燒，可使得液硫升華的量減小，進而使得進入轉化塔內的混合氣體中 氣態硫的量較小，可減小因氣態硫燃燒所產生的熱量，可使得轉化塔內的溫度不易超出催 化劑的最佳轉化溫度，不需在混合氣體進入轉化塔之前對混合氣體進行冷卻，也不需在轉 化塔內設置多段催化劑，更不需在層與層、段與段之間設置間隔，可使得三氧化硫制備系統 的設備結構簡單、所需空間變小、占地面積減小、工藝簡單、二氧化硫的轉化率較高、催化劑 用量減小且壽命延長、能耗較低。液硫的燃燒率較高，可減小進入燃硫爐1的液硫的流量，使得所產生的二氧化硫 的量減小，進而使得從燃硫爐1排出的混合氣體中二氧化硫的濃度較低，進而使得在轉化 塔2內二氧化硫轉化成三氧化硫時，所產生的熱量較少，可使得轉化塔2內的溫度不易超出 催化劑的最佳轉化溫度。優選的方案中，燃燒臺14的下方可設有不少于一層的氣流均布板，氣流均布板上設有多個氣流孔，從進風口 12進入燃硫爐殼體10內的空氣流需經過氣流均布板才可上升 至燃燒臺14，才可與液硫接觸，氣流均布板可對空氣流起到擾流和均布的作用，可使得空氣 均勻與液硫接觸，避免出現因空氣不均出現液硫燃燒不充分的問題。更優的方案中，氣流均布板的數量不少于兩層，相鄰氣流均布板上的氣流孔交錯 設置。如圖1所示，燃燒臺14的下方設有第一氣流均布板15和第二氣流均布板16，第一 氣流均布板15上的氣流孔151與第二氣流均布板16的氣流孔錯位設置，即第一氣流均布 板15上的氣流孔151與第二氣流均布板16上的氣流孔的中心不在同一軸線上，可以使得 穿過第一氣流均布板15、第二氣流均布板16的空氣更加均勻地與液硫接觸。本發明還提供了一種三氧化硫制備系統，以下實施例結合附圖對其進行簡單介 紹。請參看圖3，圖3為本發明所提供的三氧化硫制備系統的原理框圖。如圖3所示，本發明提供的三氧化硫制備系統包括燃硫爐1、轉化塔2、液硫輸送管 3、氣流輸送管4，液硫輸送管3與所述燃硫爐1的液硫入口 11連通，所述氣流輸送管4與 所述燃硫爐1的進風口連通，所述燃硫爐1的出風口與所述轉化塔2的進風口連通，燃硫爐 1為上述實施例所述的燃硫爐1。由于上述的燃硫爐1具備上述技術效果，具有該燃硫爐1 的三氧化硫制備系統也應具備相應的技術效果。具體的方案中，由于從燃硫爐1排出的混合氣體中含氣態硫較少、二氧化硫的濃 度較低，混合氣體進入轉化塔2之前不需要進行冷卻降溫處理，燃硫爐1的出風口 13直接 與轉化塔2的進風口連通，二者直接不需要安裝冷卻降溫設備，可減小三氧化硫制備系統 的體積和成本。進一步的方案中，由于從燃硫爐1排出的混合氣體中含氣態硫較少、二氧化硫的 濃度較低，轉化塔2內不需設置多段催化劑，如圖4所示，轉化塔2可包括轉化塔殼體20，轉 化塔殼體20上設有進風口 21和出風口 22，所述轉化塔殼體20內由上而下依次并排設有低 溫催化劑層M和高溫催化劑層25，低溫催化劑層M和高溫催化劑層25之間可不設置任何 間隔，二者可貼緊設置，可使得轉化塔2的結構簡單化，轉化塔2所需的空間變小、其占地面 積減小，同時也可提高二氧化硫的轉化率，僅設置有低溫催化劑層M和高溫催化劑層25即 可，催化劑用量減小且催化劑的使用壽命延長，能耗較低。優選的方案中，為了充分利用催化劑，使得混合氣體中的二氧化硫與催化劑充分 接觸，提高二氧化硫的轉化率，可在低溫催化劑層M的上方設有耐火瓷球層23，耐火瓷球 層23上具有多個耐火瓷球，各耐火瓷球間具有一定的空隙，混合氣體通過上述空隙后均勻 流向低溫催化劑層對，可使得混合氣體中的二氧化硫與催化劑充分接觸，提高二氧化硫的
轉化率。優選的方案中，液硫輸送管3可以包括液硫管和蒸汽管，液硫管套裝在蒸汽管內， 液硫在液硫管內輸送，蒸汽管內的介質為具有一定溫度的蒸汽，蒸汽可對液硫進行加熱保 溫，使得以保證液硫始終處于所需溫度范圍內。優選方案中，在液硫輸送管3上設有硫磺泵31，硫磺泵31可采用定量泵，該硫磺泵 31可采用泵變頻器32進行變頻調速，通過泵變頻器32改變硫磺泵31的輸出流量，進而可 控制進入燃硫爐1的液硫的流量，這種方案可使得液硫的流量控制準確，而且不需采用調 節閥即可調整液硫的流量，不會出現液硫堵塞調節閥的現象。
進一步的方案中，液硫輸送管3上還可以設有液硫流量計33，液硫流量計33可檢 測液硫輸送管3內液硫的流量大小；液硫輸送管3上還可以設有電動閥34，電動閥34可控 制液硫輸送管3內液硫的流量大小；液硫輸送管3靠近燃硫爐1的液硫入口 11處還可設有 液硫溫度檢測裝置35，以檢測進入燃硫爐1內的液硫的溫度，該液硫溫度檢測裝置35可以 為溫度傳感器。優選的方案中，氣流輸送管4上可設有由變頻器進行變頻調速的風機42，通過變 頻器的變頻調速可控制進入燃硫爐1內空氣流的流量。優選方案中，空氣流進入風機42之前對可采用空氣濾清器41對空氣進行過濾，以 防止雜質進入燃硫爐1內。進一步的方案中，氣流輸送管4上可設有空氣流量計43，空氣流量計43可檢測氣 流輸送管4內空氣的流量大小；氣流輸送管4上還可設有電加熱器44，電加熱器44可對要 進入燃硫爐1的空氣進行加熱；氣流輸送管4上還設有氣流溫度檢測裝置45，以檢測進入 燃硫爐1內的液硫的溫度，該液硫溫度檢測裝置35可以為溫度傳感器。本發明提供的三氧化硫制備系統在制備三氧化硫的過程中，可通過控制系統控制 各生產工藝流程，該控制系統可包括控制器5，具體地，該控制器5可以PLC控制器，例如，該 控制器5可接收液硫流量計33的發出的液硫流量信號，根據該流量信號控制泵變頻器32 變頻調整硫磺泵31的排量；該控制器5可接收空氣流量計43的發出的空氣流量信號，根據 該流量信號控制風機變頻器46變頻調整硫磺泵31的排量。控制器5還可與電動閥34、液硫溫度檢測裝置35、氣流溫度檢測裝置45相連，接 收相應的檢測信號，根據相應的控制策略控制相應的部件進行動作。控制器5還可以接收用于檢測燃硫爐1內溫度的溫度檢測裝置51、用于檢測轉化 塔2進風口處溫度的溫度檢測裝置52、用于檢測轉化塔2出風口處溫度的溫度檢測裝置53 發出的溫度信號。以上所述僅是發明的優選實施方式的描述，應當指出，由于文字表達的有限性，而 在客觀上存在無限的具體結構，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原 理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種燃硫爐，用于燃燒液體硫以生成二氧化硫，包括燃硫爐殼體，該燃硫爐殼體的上 部設有液硫入口、下端設有進風口，其特征在于，所述燃硫爐殼體內設有供液硫順流的燃燒臺。
2.根據權利要求1所述的燃硫爐，其特征在于，所述燃燒臺為呈階梯狀的圓臺。
3.根據權利要求1所述的燃硫爐，其特征在于，所述燃燒臺的下方設有不少于一層的 氣流均布板，該氣流均布板上設有均布的多個氣流孔。
4.根據權利要求3所述燃硫爐，其特征在于，所述氣流均布板的數量不少于兩層，相鄰 氣流均布板上的氣流孔交錯設置。
5.一種三氧化硫制備系統，包括燃硫爐、轉化塔、液硫輸送管、氣流輸送管，所述液硫輸 送管與所述燃硫爐的液硫入口連通，所述氣流輸送管與所述燃硫爐的進風口連通，所述燃 硫爐的出風口與所述轉化塔的進風口連通，其特征在于，所述燃硫爐為權利要求1-4任一 項所述的燃硫爐。
6.根據權利要求5所述的三氧化硫制備系統，其特征在于，所述液硫輸送管設有由泵 變頻器進行變頻調速的硫磺泵。
7.根據權利要求5所述的三氧化硫制備系統，其特征在于，所述氣流輸送管上設有由 風機變頻器進行變頻調速的風機。
8.根據權利要求5所述的三氧化硫制備系統，其特征在于，所述液硫輸送管包括液硫 管和蒸汽管，所述液硫管套裝在所述蒸汽管內。
9.根據權利要求5所述的三氧化硫制備系統，其特征在于，所述轉化塔包括轉化塔殼 體，所述轉化塔殼體內由上而下依次并排設有低溫催化劑層和高溫催化劑層。
10.根據權利要求9所述的三氧化硫制備系統，其特征在于，所述低溫催化劑層的上方 設有耐火瓷球層。
全文摘要
本發明涉及化工設備技術領域，公開了一種燃硫爐，用于燃燒液體硫以生成二氧化硫，包括燃硫爐殼體，該燃硫爐殼體的上部設有液硫入口、下端設有進風口，所述燃硫爐殼體內設有供液硫順流的燃燒臺。本發明提供的燃硫爐，在燃硫爐殼體內設有供液硫順流的燃燒臺，從液硫輸送管進入燃硫爐殼體的液硫噴至燃燒臺的上端，并順著燃燒臺的側面逐層流下，在此過程液硫逐層燃燒，燃燒臺提供了足夠大的表面積、液硫可與空氣充分接觸，以保證液硫能夠完全燃燒，可使得液硫升華的量減小。本發明還公開一種具有上述燃硫爐的三氧化硫制備系統。
文檔編號C01B17/80GK102079510SQ20101059097
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月15日 優先權日2010年12月15日
發明者劉全輝, 張芳全, 林琳, 陳文瑞 申請人:福建龍凈環保股份有限公司