В шахте печи на высоте 1,5 м над уровнем кипящего слоя под утлом 10° к радиусу установлены четыре сопла для подачи вторичного воздуха. Воздух поступает в сопла из кольцевого коллектора.
Для отвода от кипящего слоя избыточного тепла применяются охлаждающие элементы (змеевики из труб). В охлаждающие элементы подается свежая умягченная вода. Тепло, отбираемое от кипящего слоя, может быть использовано на получение пара высокого или низкого давления или на нагревание воды до 60 °C.
В шахте печи над кипящим слоем установлены два сопла для подачи воды на случай внезапного подъема температуры в кипящем слое (при выходе из строя охлаждающих элементов).
Рис 11. Колчеданная печь тип УРКС:
1 — вариант с плоским сводом из жароупорного бетона; 2 — вариант со сферическим свода из шамота.
Подача в печь колчедана осуществляется электровибрационным питателем, установленным на высоте 260 мм над уровнем кипящего слоя под углом 4° к горизонту. Часть питателя, находящегося внутри печи, защищена водяной рубашкой. Питатель обеспечивает равномерную подачу колчедана и исключает необходимость применения течки и форкамеры, что имеет место у печи конструкции Гипрохим. Над питателем устанавливается бункер объемом 1,5 м3 с электровибрационным встряхивателем по избежание зависания материала.
Выгрузка огарка из печи производится по течке сечением 200 x 200 мм, расположенной диаметрально противоположно загрузке колчедана. Низ течки выполнен на одном уровне с подом печи, что предупреждает накапливание на поде крупных кусков. Количество огарка, выходящего из кипящего слоя, регулируется секторным затвором, который выпускает огарок через заданные промежутки времени.
Рис. 12. График зависимости производительности печей типа УРКС от концентрации газов.
На верхнем уровне кипящего слоя установлена течка диаметром 120 мм с углом наклона 45° к горизонту, позволяющая регулировать и контролировать высоту уровня кипящего слоя.
Отвод газа из печи производится через боковой штуцер, расположенный под верхним сводом печи.
Для пускового разогрева печи предусмотрены мазутные форсунки.
Основные параметры и размеры печей типа УРКС приведены в табл. 8.
Основные параметры и размеры печей типа УРКС
Таблица 8.
Границы производительности печей УРКС-60, УРКС-100, УРКС-140 и УРКС-200 в зависимости от получаемой крепости газа (от 10 до 15 %), а также количество необходимого воздуха показаны на рис. 12. Оптимальная производительность печей обозначена штрих-пунктирной линией.
Оборудование для охлаждения и очистки печных газов
В сульфитно-целлюлозном производстве широкое применение нашли различного рода промывные аппараты. Это промывалки системы Доренфельда, Лурги и др.
Промывалка системы Доренфельда, применяемая для охлаждения и очистки газа после механических полочных печей, состоит из наружного металлического корпуса диаметром 1,2–1,5 м и высотой 3,5÷4,0 м и внутреннего свинцового цилиндра диаметром 0,8÷1,0 м и высотой 3,0÷3,5 м. Между цилиндрами циркулирует холодная вода, подаваемая в систему снизу и отбираемая сверху. Газ подается по чугунному газоходу сверху во внутренний цилиндр, в верхней части которого имеются спрыски для подачи промывной воды (давлением 30÷40 м вод. ст.) Промывка газа, т. е. очистка его от примесей, происходит тем лучше, чем больше воды поступает в промывалку при условии ее хорошего разбрызгивания. Но при этом возрастают и потери сернистого газа. Для снижения их при промывке газа необходимо применять оборотную воду, очищенную от огарковой пыли.
В промывалках Доренфельда газ охлаждается с 450–500 до 150–120°. Сопротивление таких промывалок 10–15 мм вод. ст. Производительность промывалки 8–12 т колчедана в сутки. Эффект очистки от пыли 50–60 %, от SO3 30–40 %.
В промывалках системы Лурги устранен прямоток (недостаток промывалок Доренфельда), когда газ и промывная вода движутся в одном направлении. При прямотоке эффект очистки газа значительно меньше, чем при противотоке.
Промывалка Лурги представляет железобетонную башню, облицованную внутри кислотоупорными шамотными плитками. Газ подводится сверху в центральную трубу, не доходящую до дна промывалки, затем газ изменяет направление и движется вверх навстречу промывной воде, подаваемой к спрыскам под давлением 1,5–2,5 атм. Расход воды 2,5–4,2 м3/ч.
В настоящее время для охлаждения и промывки печного газа применяются скрубберы I и II ступени.
Скруббер I ступени (полый) служит для охлаждения газа 1200 до 350 °C. Корпус скруббера стальной, футерованный кислотоупорным кирпичом (рис. 13). В нижней его части, где возможно скопление промывной воды, на высоту 0,4–0,7 м под футеровку укладывается свинцовая прокладка для защиты корпуса от возможного воздействия серной кислоты. Штуцера также защищены под слоем кислотоупорного кирпича свинцовым вкладышем.
Газ входит в нижнюю часть скруббера и выходит через штуцер, расположенный в верхней крышке или в боковой стенке.
В средней средней части скруббера имеются два ряда спрысков для охлаждения газа. Некоторые конструкции скрубберов имеют в нижней части сужение сечения скруббера, создаваемого футеровкой. Нижний ряд спрысков располагается над этим сужением, благодаря чему обеспечивается более интенсивное перемешивание по-тока газа с водой. Для орошения используется горячая оборотная вода с температурой 60–70°. Количество подаваемой воды, а следовательно, и температуру газа следует регулировать отключением отдельных форсунок. Работу каждой форсунки следует проверять не реже одного раза в сутки.
Расчетный расход воды при охлаждении газов, полученных в серной печи, с 1200 до 350° составляет 0,1 м3/ч на 1 т сжигаемой серы в сутки.
Рис 13. Скруббер I ступени:
1 — корпус; 2 — футеровка; 3 — штуцер для газа; 4 — распылитель; 5 — трубопровод воды; 6 — окно смотровое; 7 — промывной штуцер.
Техническая характеристика полого скруббера I ступени
Производительность по сжигаемой сере в сутки, т ……………… 30
Начальная температура газа, °С ……………… 1300
Конечная температура газа, °С ……………… 300
Диаметр корпуса, мм ……………… 2500
Высота корпуса, мм ……………… 10 200
Диаметр входного патрубка дли газа (в свету), мм ……………… 1300
Диаметр выходного патрубка для газа (в свету), мм мм ……………… 1000
Спрыски мм ……………… 2 ряда по 3 шт.
Скруббер с насадкой II ступени. Посадочный скруббер служит для охлаждения газа после полого скруббера с 350 до 35°.
Скруббер (рис. 14) представляет стальной цилиндр, футерованный внутри кислотоупорным кирпичом на диабазовой замазке. Между корпусом и кирпичом прокладывается слой полиизобутилена.
Рис 14. Скруббер II ступени:
1 — корпус; 2 — футеровка; 3 — штуцер для газа; 4 — брызгало; 5 — площадка; 6 — насадка из колец Рашига; 7 — колосниковая решетка; 8 — люк; 9 — промывной штуцер.
В нижней части скруббера находится сборник оборотной воды. Штуцера входа и выхода газа защищены, кроме полиизобутилена, свинцовыми вкладышами Для укладки керамической насадки (кольца Рашига) в скруббере имеется колосниковая решетка, выполненная из андезитового камня.
В некоторых конструкциях скрубберов насадка укладывается в два яруса, каждая на свою колосниковую решетку. Это дает возможность в случае забивания нижнего ряда насадки сублимированной серой заменить часть насадки, не разгружая весь скруббер.
В скруббере используется принцип противотока: газ входит в нижнюю часть скруббера под колосниковую решетку, а выходит в верхней части корпуса. Орошающая вода подается на насадку сверху. Для работы скруббера большое значение имеет степень орошения насадки, причем существует много различных устройств для орошения насадок. Плотность орошения скруббера с насадкой обычно находится в пределах 18–25 м3 воды на 1 м2 сечения скруббера в час.
Скруббер имеет несколько люков, расположенных на различной высоте корпуса и служащих для укладки и замены насадки.
По орошающей воде для уменьшения потерь SO2 скруббер должен быть замкнут на себя, т. е. оборотная вода из нижней части скруббера с температурой 60–70° направляется в тепло-обменник и, охладившись в нем до температуры 20–30°, подастся на орошение в верхнюю часть. Характеристика оборотной воды приведена в табл. 9.
Характеристика оборотной воды
Таблица 9.
