一種新型的克勞斯燃燒爐花牆結構的製作方法

2023-05-08 03:02:46

專利名稱：一種新型的克勞斯燃燒爐花牆結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於天然氣淨化廠硫磺回收裝置的新型的克勞斯燃燒爐花 牆結構。
背景技術：
克勞斯燃燒爐是克勞斯類硫磺回收工藝中最關鍵的設備，其火焰穩定性及爐內溫 度對燃燒爐性能乃至整個工藝流程起到重要的影響。保證火焰穩定性不僅可以減小火焰區 高溫對爐襯的傷害，更有利於酸氣充分混合、燃燒。燃燒爐內溫度一般要控制在930°C以上， 理想的反應溫度為1250°C左右(部分燃燒法)，受耐火材料材質及汙染物生成的限制，爐內 溫度一般不能超過1500°C。在克勞斯燃燒爐後部合理的設置花牆是非常必要的，它不僅能 夠提高並穩定反應爐溫度，也使過程氣有一個穩定且充分接觸的反應空間，同時使過程氣 流也能均勻的進入廢熱鍋爐。其次，花牆結構對燃燒室內流場分布影響較大，好的花牆結構 還可以促進爐內火焰穩定性。很多天然氣淨化廠所使用的燃燒爐內花牆結構多採用內置孔 道的管狀耐火磚堆砌而成。燃燒室內燃燒過後的過程氣通過耐火磚內置孔道及各耐火磚連 接處的縫隙進入燃燒爐後部。現有燃燒爐內花牆結構多採用管狀耐火磚堆砌而成，其結構形式存在以下幾個缺佔.
^ \\\ ·(1)花牆結構流道孔整體設計不對稱，上部空隙較下部空隙大，可能誘導火焰出現 偏燒；(2)大量流體通過爐襯與最外側耐火磚之間的縫隙進入燃燒爐後部，在通過貼近 爐襯處的流道空隙時，流體流速加快將減小爐襯使用壽命；(3)花牆結構靠人工堆砌而成，安裝質量等不確定因素也將影響到爐內流體流動 特性；(4)花牆結構缺少固定裝置，受高溫及流體衝刷作用，底部耐火磚受損之後可能導 致花牆整體出現較大程度的傾斜從而導致爐內流場、溫度分布不均勻。
發明內容本發明的目的是為了改進現有天然氣淨化設備燃燒爐中花牆結構所存在的缺 點，提高爐內火焰穩定性，延長爐襯使用壽命，特提供一種新型的克勞斯燃燒爐花牆結構。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種新型的克勞斯燃燒爐花牆結 構，由外側導流面，中心分流面、外側導流孔、保護腔，中心孔、內側孔、花孔、花牆迎面、花牆 背面、保護孔和其它流道孔組成，其結構特徵是，花牆結構是由耐火材料整體燒制而成，安 裝在燃燒爐內後部；花牆整體外徑為D，D為900-1200mm/，中心孔直徑為D/23，外側導流孔 直逕取D/18，內側孔取D/15、花孔圓弧段直逕取D/12 ；在花牆背面與爐襯接觸的地方設置 保護腔，保護腔厚度取D/42，保護腔內周向均布M個保護孔；在中心孔與內側孔之間設置 中心分流面，中心分流面是8 12°的坡面結構，爐內氣體流速高時取大角度，流速低時取小角度；在花牆迎面與爐襯連接地方設置外側導流面，外側導流面的斜面與花牆迎面的夾 角取η /5 ；外側導流孔安置於外側導流面斜面上，斜面周向均布M個外側導流孔；花孔安 置在外側導流面與中心分流面之間，且緊鄰外側流面。本實用新型用於硫磺回收工藝的燃燒爐內。新型花牆結構設置的外側導流面一 方面起導流作用，另一方面起「鈍體」效應；中心孔及中心分流面的設置可以提高中心線附 近流體混合效應；花牆採用整體式安裝，可以避免採用單根耐火磚時帶來的安裝質量問題； 花牆整體結構完全對稱，能夠保證在燃燒室內部形成規則的流場，提高火焰穩定性。通過設 置保護腔及保護孔結構，可以減小爐襯因受熱不均帶來的熱膨脹問題。本實用新型的有益效果是採用新型花牆結構可以提高火焰穩定性，減小高溫和 高速流體對爐襯結構的衝刷，延長爐襯使用壽命，並且在燃燒室內形成更加規則的流體區 域。

圖1為本實用新型克勞斯燃燒爐花牆結構的主視圖；圖2為本花牆結構的左視圖；圖中所示1外側導流面，2中心分流面，3外側導流孔，4保護腔，5中心孔，6內側 孔，7花孔，8花牆迎面，9花牆背面，10保護孔，11其它流道孔。
具體實施方式
結合附圖，說明本實用新型的具體實施方式
。如圖1、圖2所示，本實用新型包括外側導流面1，中心分流面2、外側導流孔3、保 護腔4，中心孔5、內側孔6、花孔7、花牆迎面8、花牆背面9、保護孔10及其它流道孔11組 成。按照某天然氣淨化廠所使用的燃燒爐結構參數對花牆進行設計。花牆外逕取920mm，中 心孔5直逕取40mm，外側導流孔3直逕取50mm，內側孔6直逕取60mm，花孔7弧度直逕取 78mm,保護腔4厚度取22mm，中心分流面坡面角度取8° (燃燒室內流體速度為30m/s)，保 護孔10的弧度為π /15，外側導流面1的斜面與花牆迎面8夾角取π /5。某天然氣淨化廠內燃燒爐正常運行時爐內溫度一般維持在1100°C左右，氣體流至 花牆時流速為30m/s。高溫高速氣體到達花牆迎面8後。在外側導流面1的作用下大部分 流體分流進入花孔7、外側導流孔3和其他流道孔11。小部分流體在貼近爐襯處形成細長 的回流區。燃燒室中心線附近的流體小部分進入中心孔5，大部分在中心分流面2的作用下 進入外側流道。流體流經花牆背面9後，小部分流體返流進入保護腔4、保護孔10與爐襯所 形成的空間內。在以上孔道布置下，燃燒室內的流場分布更加規則。流體流經花牆結構可 形成較為明顯的回流區，靜止區以及在燃燒爐出口處實現加速混合最終達到提高火焰穩定 性，延長爐襯使用壽命的作用。
權利要求1.一種新型的克勞斯燃燒爐花牆結構，由外側導流面、中心分流面、外側導流孔、保護 腔、中心孔、內側孔、花孔、花牆迎面、花牆背面及保護孔組成，其特徵在於花牆結構是耐火 材料整體燒制而成，安裝在燃燒爐內後部；花牆整體外徑為D，在花牆背面(9)與爐襯接觸 的地方設置保護腔G)，保護腔⑷厚度取D/42，保護腔(4)內周向均布M個保護孔(10)； 在中心孔(5)與內側孔(6)之間設置中心分流面(2)，中心分流面⑵是8 12°的坡面結 構；在花牆迎面(8)與爐襯連接地方設置外側導流面(1)，它與花牆迎面(8)夾角取π/5 ； 外側導流孔C3)安置於外側導流面(1)斜面上，斜面周向均布M個外側導流孔；花孔(7) 安置在外側導流面(1)與中心分流面( 之間，且緊鄰外側導流面。
2.根據權利要求1所述的燃燒爐花牆結構，其特徵是花牆整體外徑為D，D為 900-1200mm,中心孔(5)直徑為D/23，外側導流孔(3)直逕取D/18，內側孔(6)取D/15 ；花 孔(7)圓弧段直逕取D/12。
專利摘要本實用新型涉及一種用於天然氣淨化廠硫磺回收裝置的新型克勞斯燃燒爐花牆結構。它能提高爐內火焰穩定性，延長爐襯使用壽命。其技術方案是花牆結構由耐火磚材料整體燒制而成，安裝在燃燒爐內後部；在花牆背面與爐襯接觸處設置保護腔，保護腔內周向均布24個保護孔；在中心孔與內側孔之間設置中心分流面，中心分流面是8～12°的坡面結構；在花牆與爐襯連接地方設置外側導流面，它與花牆迎面夾角取π/5；外側導流孔安置於外側導流面斜面上，斜面周向均布24個外側導流孔；花孔安置在外側導流面與中心分流面之間，且緊鄰外側導流面；本實用新型可提高火焰穩定性，減小高溫和高速流體對爐襯的衝刷，延長爐襯使用壽命，用於天然氣淨化廠硫磺回收裝置。
文檔編號F23M5/00GK201819240SQ20102051255
公開日2011年5月4日 申請日期2010年8月28日 優先權日2010年8月28日
發明者何金龍, 吳昌, 常宏崗, 遊國慶, 艾志久, 蔣靜, 陳昌介 申請人:西南石油大學