小型燃硫爐的開發(fā)與性能測試.pdf

1、本文對二氧化硫的制備方法及技術(shù)進行了文獻綜述，對二氧化硫在制糖制溴行業(yè)的作用進行了分析，對制備二氧化硫的關(guān)鍵設(shè)備——燃硫爐的優(yōu)缺點進行了歸納總結(jié)，指出了在制糖制溴時小型燃硫爐出現(xiàn)的問題與不足。針對小型燃硫爐應(yīng)用時出現(xiàn)的問題與不足，研究小型高效且便于控制的燃硫爐，獲得連續(xù)穩(wěn)定且符合濃度要求的SO2氣體，對制糖制溴行業(yè)均具有重要的意義。
　　本論文根據(jù)硫磺燃燒反應(yīng)的熱力學(xué)性質(zhì)，得到了燃燒反應(yīng)體系的焓變和吉布斯自由能變與溫度的關(guān)系，并計

2、算了燃燒反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)；利用動力學(xué)原理研究了主副反應(yīng)的選擇性，分析了燃燒反應(yīng)與其連串副反應(yīng)的溫度效應(yīng)與濃度效應(yīng)，為小型高效燃硫爐的設(shè)計提供了基礎(chǔ)理論依據(jù)。
　　本論文以理論分析為指導(dǎo)，設(shè)計了硫磺燃燒量為1kg/h的蒸發(fā)燃燒式和表面燃燒式燃硫爐。蒸發(fā)燃燒式燃硫爐是由三個相同的不銹鋼圓柱體罐組成，分別是熔硫、汽化及燃燒罐。汽化罐與熔硫罐用連通器相連，與燃燒罐由文丘里喉管相連。實驗研究表明，蒸發(fā)燃燒式燃硫爐存在著安全隱患，對

3、其結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，仍存在著嚴(yán)重的管道堵塞現(xiàn)象，SO2產(chǎn)率僅為10％左右；表面燃燒式燃硫爐是由主燃室及輔燃室組成。主燃室的結(jié)構(gòu)是半球體，輔燃室是立式圓柱體，兩者上下相連。實驗研究表明，表面燃燒式燃硫爐存在著燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，通過增加波紋絲網(wǎng)填料、加熱裝置及二次燃燒室對其結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，硫磺能夠連續(xù)穩(wěn)定地燃燒，產(chǎn)率達到85%以上。經(jīng)比較，表面燃燒式燃硫爐具有較好的燃燒性能。
　　以表面燃燒式燃硫爐為研究對象，氣體出口混合氣中SO2的體積濃度（下

4、同）及燃燒穩(wěn)定性為主要評價指標(biāo)，考察了空氣的通氣量、液硫溫度及燃燒溫度對SO2濃度的影響規(guī)律。在空氣的通入量為4.5m3/h，液硫溫度為360℃，燃燒溫度為480℃，硫磺的投入量為1kg/h的操作條件下，SO2的濃度達到極大值13.53%，產(chǎn)率達到86.98%。在該條件下進行重復(fù)性實驗，產(chǎn)品連續(xù)穩(wěn)定，重復(fù)性好。通過增加原料的投入量，進一步驗證了該燃硫爐的燃燒性能。在通入的氣量為2m3/h（氧氣與空氣的體積比為1:1），液硫溫度為434℃