克劳斯燃烧炉花墙结构改进

燃烧炉的花墙结构有助于提高燃烧炉中硫的产率。为深入探究燃烧炉中花墙结构对反应物的流动、传热和反应速率的影响,针对扼流圈结构和花墙结构分别建立了燃烧炉的数学模型,应用Fluent对燃烧炉的混合燃烧情况进行数值模拟。采用realizablek-ε湍流模型和组分运输模型探究花墙结构的优势所在,并在此基础上,对花墙结构提出改进。结果表明,花墙结构与扼流圈结构相比,加强了气体的混合效果,延长了气体的停留时间,将硫的产率提升了1%。进一步研究表明花墙结构的位置以及其导流方式能够使燃烧炉炉膛温度稳定的区域在流动方向增大3m,并且使稳定后的炉膛温度提升23K,进一步延长气体的停留时间,使硫的产率提升7.6%。研究试图通过改进花墙结构来定制燃烧炉的内部流场以提高硫的产率,为克劳斯燃烧炉的优化设计提供理论依据。

克劳斯燃烧炉补酸气工艺优化

为了有效利用克劳斯燃烧炉内体积并提高燃烧炉中硫单质的产率,提出利用花墙结构定制燃烧炉内流场,并优化补酸气工艺,提高燃烧炉的效率。花墙结构与扼流圈结构相比,加强了气体的混合效果,延长了气体的停留时间,缩短了炉内反应的有效反应长度。定义补充酸气入口进料量与入口酸气的进料量的比值为优化变量研究补酸气工艺,得到比值为0.3时为最优的酸气补充方式。相对于扼流圈结构,出口SO_(2)的质量分数下降了50%,酸气处理量增加了30%,出口处硫单质的产率增加了8.9%。结果表明,通过花墙定制流场和优化补酸气工艺,可以提高燃烧炉的空间利用率并提高炉内硫单质的产率。

克劳斯燃烧炉流场定制

克劳斯燃烧炉是脱硫工艺中重要的设备,克劳斯燃烧炉的结构对炉内气体的流动和反应有显著影响。对扼流圈结构、常规工艺和补酸气工艺下不同花墙结构的燃烧炉进行数值模拟,对比停留时间及混合程度,找出最优的燃烧炉结构。结果表明:花墙结构明显增加了炉内气体的混合程度并延长了停留时间。对于不同花墙结构,孔板延长的双旋花墙结构的克劳斯燃烧炉炉内气体混合效果最好,停留时间相对于扼流圈结构增加了6.32 s。补酸气工艺可以降低燃烧炉出口SO2的质量分数并提高硫单质的产率。通过选取最优的克劳斯燃烧炉结构,对克劳斯燃烧炉进行流场定制,有利于燃烧炉内反应的充分进行。