淺析汽化旋風(fēng)燃硫爐進(jìn)風(fēng)量對(duì)清混汁純度差的影響

韋信冰，何金艷，羅永寧，俞林林（來(lái)賓東糖桂寶有限公司，廣西來(lái)賓546100）

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淺析汽化旋風(fēng)燃硫爐進(jìn)風(fēng)量對(duì)清混汁純度差的影響

韋信冰，何金艷，羅永寧，俞林林
（來(lái)賓東糖桂寶有限公司，廣西來(lái)賓546100）

摘 要：燃硫爐內(nèi)硫磺的燃燒情況與進(jìn)風(fēng)量密切相關(guān)，而燃硫爐產(chǎn)生二氧化硫的品質(zhì)直接影響澄清汁的質(zhì)量，本文旨在通過(guò)生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)用探討控制汽化旋風(fēng)燃硫爐進(jìn)風(fēng)量對(duì)清混汁純度差的影響，為生產(chǎn)中使用燃硫爐調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量提供參考。

關(guān)鍵詞：燃硫爐；風(fēng)量控制；清混汁純度差

0 概述

亞硫酸法制糖工藝是以二氧化硫作為主要的澄清劑，將二氧化硫通入蔗汁中，與蔗汁中的水反應(yīng)生成亞硫酸，再與石灰反應(yīng)生成CaSO3沉淀，除去蔗汁中雜質(zhì)得到清汁。SO2質(zhì)量的好壞，直接影響到蔗汁的澄清效果。糖廠SO2的供應(yīng)是通過(guò)燃硫爐（又稱硫磺爐）燃燒硫磺的方法獲得的，硫磺在燃燒過(guò)程中若進(jìn)風(fēng)量控制不好，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生SO3或最終硫氣中殘留升華硫S2，對(duì)制糖生產(chǎn)過(guò)程造成很大的危害。燃硫爐進(jìn)風(fēng)量不足易生成升華硫S2冷卻后又重新凝結(jié)成固體，沉積在管路設(shè)備中，甚至將管路堵塞；進(jìn)風(fēng)量過(guò)大會(huì)使SO2進(jìn)一步氧化形成的SO3溶于水生成H2SO4，與Ca2+反應(yīng)生成的CaSO4較CaSO3更易溶于清汁中，在蒸發(fā)濃縮時(shí)析出成為罐垢，且部分鈣鹽直接進(jìn)入后工段，影響產(chǎn)品的回收及質(zhì)量，因此，硫磺燃燒的控制非常重要，糖廠使用的燃硫爐要盡量減少SO3的生成和最終硫氣中殘留的升華硫S2。提高清混汁純度差對(duì)提高煮煉收回起著重要的作用，因此SO2質(zhì)量的好壞是衡量澄清效果好壞的主要指標(biāo)之一，減少CaSO4的生成是提高清混汁純度差的有效方法之一。

1 燃硫爐燃燒狀況數(shù)理分析

1.1 燃燒動(dòng)力學(xué)分析[1]

二次燃燒室內(nèi)液態(tài)硫和空氣要快速混合均勻，實(shí)現(xiàn)燃燒過(guò)程均相反應(yīng)。若混合不均勻，SO2濃度高的區(qū)域，容易生成SO3；SO2濃度低的區(qū)域，容易殘留未燃燒的升華硫。

1.2 燃燒溫度分析[2]

溫度對(duì)SO2進(jìn)一步氧化為SO3的過(guò)程有重要的影響，如圖1所示。

圖1 溫度對(duì)SO2氧化為SO3的影響

從圖1可見，在600～900℃范圍，SO2容易進(jìn)一步氧化生成SO3，因此，燃燒室溫度要均且宜低于600℃。當(dāng)溫度高于1000℃時(shí)，雖然也可以減少SO3的生成，但因溫度過(guò)高，冷卻過(guò)程不可避免地與金屬接觸，容易造成金屬容器的嚴(yán)重腐蝕，而且在冷卻過(guò)程中，當(dāng)硫氣經(jīng)歷600～900℃范圍時(shí)，會(huì)使一部分SO2氧化生成SO3。

圖2 過(guò)量空氣系數(shù)a與出口SO2的摩爾分?jǐn)?shù)關(guān)系曲線

從圖2、圖3可看出，增大過(guò)量空氣系數(shù)a可以提高燃燒產(chǎn)物中SO2的量 ,相應(yīng)降低S2、SO3的量，但是當(dāng)a增大到一定程度后，不能再提高SO2的量，也不能降低S2、SO3的量，而且增大a,增加了大量的N2氣體，導(dǎo)致出口氣體中SO2的摩爾濃度相對(duì)降低。綜合考慮各種因素，工業(yè)生產(chǎn)中取a為1.4～1.6較為合適。

1.3 空氣過(guò)量系數(shù)的分析[3]

過(guò)量空氣系數(shù)大，空氣過(guò)量多，SO2容易進(jìn)一步氧化生成SO3；過(guò)量空氣系數(shù)小，空氣不足，燃燒不充分，濃度低的區(qū)域，容易殘留有未燃燒的升華硫。圖2、圖3為過(guò)量空氣系數(shù)與出口SO2、S2、SO3的關(guān)系。

圖3 過(guò)量空氣系數(shù)a與出口S2、SO3的摩爾分?jǐn)?shù)關(guān)系曲線

2 實(shí)際生產(chǎn)中燃硫爐風(fēng)量控制對(duì)清混汁純度差的影響分析

我廠目前采用的燃硫爐為EP-S8000A型汽化旋風(fēng)式燃硫爐，配備的一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量為5.11 m3/min，二次風(fēng)機(jī)風(fēng)量為2074～2650 m3/h，硫磺的燃燒工況根據(jù)一、二次風(fēng)機(jī)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，圖4為SO2制取工藝流程圖。

一、二次風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量的調(diào)節(jié)直接影響SO2的濃度或SO3生成的速率，形成的SO3會(huì)對(duì)清混汁純度差造成影響。由于導(dǎo)致清混汁純度差變化的因素較多，為確定燃硫爐進(jìn)風(fēng)量對(duì)純度差造成的影響，在分析記錄前將澄清各工藝參數(shù)穩(wěn)定，只更改一、二次風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量，記錄并得出表1、表2數(shù)據(jù)。

圖4 SO2制取工藝流程圖

表1 7500 t/d榨量燃硫爐進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)記錄表

表2 8000 t/d榨量燃硫爐進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)記錄表

從表1表2可知，在澄清各工藝參數(shù)基本恒定的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)燃硫爐一、二次風(fēng)量會(huì)對(duì)清混汁純度差造成較大影響，在風(fēng)量過(guò)量的情況下，二次燃燒室溫度過(guò)高，生成SO3速率增快，造成清混汁純度差降0.3個(gè)百分點(diǎn)左右。

3 結(jié)語(yǔ)

硫磺在一次燃燒室內(nèi)，液態(tài)硫磺過(guò)量并保持一定的液位，少量的空氣通入一次燃燒室內(nèi)使部分硫磺燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量同時(shí)使周圍的硫磺汽化變?yōu)榱蛘羝^(guò)量的空氣會(huì)造成液硫汽化沸騰，一次燃燒室溫度升高，加快硫蒸汽的生成速率，使硫蒸汽在進(jìn)入二燃室與空氣混合很不均勻，導(dǎo)致燃燒不均勻，從而使出口硫氣中存在大量的升華硫S2和SO3；在硫蒸汽混合物進(jìn)入二次燃燒室，同時(shí)通入過(guò)量的二次空氣會(huì)使硫蒸汽進(jìn)一步氧化生成SO3，進(jìn)入中和汁后生成可溶性較高的CaSO4，造成清混汁純度差下降。因此，合理的進(jìn)風(fēng)量按7500 t/d榨蔗量應(yīng)調(diào)節(jié)在一次風(fēng)頻率16～18 Hz，二次風(fēng)頻率18～20 Hz；8000 t/d榨蔗量調(diào)節(jié)一次風(fēng)頻率19～20 Hz，二次風(fēng)頻率20～22 Hz較為適宜，一、二次風(fēng)頻率差為1.5 Hz左右。

參考文獻(xiàn)

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(本篇責(zé)任編校：朱滌荃)

The Influence of Vaporization Whirlwind Brimstone Furnace Air Volume Control on Purity Difference Value between Clarified Juice and Mixed Juice

WEI Xin-bing, HE Jin-yan, LUO Yong-ning, YU Lin-lin
(Laibin Dongtang Guibao Co. Ltd., Laibin, Guangxi 546100)

Abstract:Burning sulfur was closely related to air supply rate in the brimstone furnace, and the quality of sulphur dioxide produced by brimstone furnace directly affected the quality of clarified juice. This paper studied the influence of the air volume control of vaporization whirlwind brimstone furnace on purity difference value between clarified juice and mixed juice through actual production application, and provided the production reference for controlling the air volume of brimstone furnace.

Keywords:Brimstone furnace; Air volume control; Purity difference value between clarified juice and mixed juice

收稿日期：2015-11-06；修回日期：2016-01-08

中圖分類號(hào)：TS244+.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1005-9695(2016)01-0012-04

引文格式：韋信冰，何金艷，羅永寧，等. 淺析汽化旋風(fēng)燃硫爐進(jìn)風(fēng)量對(duì)清混汁純度差的影響[J]. 甘蔗糖業(yè)，2016(1)：12-15.