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            H2S制硫磺反應爐應怎樣選用配套型耐火材料

            添加時間:2022年5月25日  瀏覽次數:

            在硫磺反應爐內,H2S燃燒爐工作溫度較高,是設計溫度最高的單體設備之一。在其設計中,為了提高硫磺的回收率,普遍采用對原料氣及空氣進行預熱的辦法來提高爐膛溫度。目前,反應爐的操作溫度從1050℃提高至1450,再加上烷類氣體的助燃,爐膛溫度還有可能達到1600 ℃。所以對爐內所砌筑的耐火材料是很大的挑戰。

            硫磺的制作目前普遍采用克勞斯工藝,從含有H2S的酸性氣體中回收硫磺,這種生產工藝常見于煤氣化或石油化工行業,因為這類行業的生產中H2S是主要的副產物,其工藝原理是將硫磺回收裝置采用部分燃燒法,即將全部酸性氣引入燃燒爐,按烴類完全燃燒和1/3H2S完全燃燒生成SO2進行配風。對H2S來說,反應結果爐內約有65%(質量分數)的H2S轉化為S蒸氣,其余35%(質量分數)的H2S中1/3燃燒成SO2,2/3保持不變,其中反應生成65%的S蒸氣經廢熱鍋爐進行冷凝捕集,而爐內反應剩余H2S和SO2則在轉化器內催化劑作用下發生反應,進一步生成S。

            H2S反應爐結構如下圖。為了反應均勻,防止沖擊廢熱鍋爐熱端,在爐中間砌一花墻。爐內主要介質為H2SSO2蒸氣的高溫過程氣,操作壓力不大于0.05MPa,操作溫度不大 1450。耐火材料砌筑,厚度400mm。


            一:耐火材料砌筑選材難點

            1)爐膛溫度高。工作溫度為1100~1450,是工作溫度較高的爐子,且在偶爾工況下,爐膛溫度有可能達到1600或更高。

            (2)爐膛內存在著H2O以及H2S、SO3、SO2蒸氣等多種腐蝕性組分,H2S具有還原性質,由此對爐襯材料中某些雜質性成分有嚴格的限制要求。

            (3)酸性氣燃燒爐,爐內部沒有取熱面,燃燒情況下任何大的波動對爐襯而言都意味著是一次熱沖擊,為此要求爐襯具有良好的抗熱振性。

            (4)燃燒爐對壁溫要求嚴格,要求爐襯材料的導熱性能良好。

            二:國內主流的幾種耐火材料選用

            2.1剛玉質澆注料材質

            最早,國內外硫磺回收裝置酸性氣反應爐襯里材料普遍采用的是剛玉質澆注料襯里,其原因是剛玉質澆注料襯里不但耐火溫度較高,而且耐磨性能也較好。但由于其抗熱振性能較差,短周期內便有可能出現剝落、脫落等問題,隨著時間逐漸被淘汰。

            2.2高鋁磚+剛玉磚材質

            原酸性氣燃燒爐的襯里材料為高鋁磚剛玉磚材質。其磚縫為最薄弱的環節之一,由于磚縫損壞而導致砌體整體變形、倒塌時有發生。另一方面,高鋁磚、剛玉磚加工制造難度大,難于適合一些異形部位,且成本也較高。

            2.3鋼纖維澆注料材質

            鋼纖維澆注料在催化兩器等場合中由于具有較好的耐火性取得了良好的效果。但在酸性氣燃燒爐場合下,此材質容易出現結塊、深度裂紋等問題。

            2.4澆注料與搗打料組合材質

            澆注料與搗打料相結合是一種非常好的耐高溫襯里,搗打料成分質量分數85%AL2O3+15%SiO2,具有以下顯著特點耐高溫可達1800且強度高。爐壁支撐為吊掛式,不易變形,不易脫落。保溫層為澆注施工,工作層是搗打施工,可制成任何形狀特別是在特殊形狀),施工方便,且其組合結構致密堅實,墻壁無縫隙。襯里由錨固件支撐時,爐壁可經受住剝落和突出,維修方便。襯里材料具有較好抗剝落性,也不會嵌異物。烘爐時間短,施工快且經濟。

            關鍵詞:硫磺   硫酸   反應爐   耐火材料   剛玉磚   剛玉澆注料   高鋁磚   搗打料   
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