制硫炉内酸性气燃烧过程的数值模拟

在酸性气燃烧制硫工艺中,酸性气的安全、稳定燃烧对制硫炉的平稳运行具有重要的影响。对制硫炉在3种负荷(30%为低负荷、100%为满负荷、120%为超负荷)条件下的燃烧状况进行数值模拟,采用RNG k-ε模型模拟制硫炉炉膛内的湍流过程,采用涡耗散模型模拟制硫反应过程中的组分运输和化学反应过程,考察制硫炉炉膛内混合气体速度、温度、反应物和生成物浓度的变化情况。结果表明:低负荷条件下,单位时间内硫产量较少,工业应用的性价比较低;超负荷条件下的湍流强度较高,对燃烧室、炉膛,尤其对第一道导流板造成的损耗巨大;因此满负荷最适用于制硫炉。制硫炉炉膛中混合气体的速度、温度分布都比较均匀,主要生成产物S_(2)在炉膛出口的质量分数分别为12.30%、12.38%和12.35%,主要生成物SO_(2)的质量分数为1.59%、1.41%和1.49%,3种负荷条件下燃烧产生的2种主要生成物S_(2)和SO_(2)在炉膛出口处含量占比十分接近,证明制硫炉在设计弹性负荷30%~120%范围内均可以保证稳定燃烧。