1.4.2
Плавление комовой серы
Плавление серы производится
в плавильных агрегатах. Плавильный агрегат
представляет собой вертикальный цилиндрический
аппарат с конусным днищем и плоской крышкой,
состоящей из отдельных секций. Для антикоррозийной
защиты его цилиндрическая часть футерована
кислотоупорным кирпичом. Тепло для плавления
серы вводится системой обогревающих
змеевиков, погружённых в жидкую серу.
Каждый змеевик имеет отдельный ввод и
отвод пара. Предусмотрен обогреваемый
воздушник для удаления паров воды из
плавильного агрегата.
Плавильный агрегат оснащен
шнековой мешалкой, которая установлена
через крышу плавильного агрегата на раме
вертикально. Перемешивание серы внутри
плавильного агрегата обеспечивает наиболее
полный контакт поступающей твердой серы
с расплавленной.
Твердая сера подаётся внутрь
плавильного агрегата через загрузочный
бункер. Плавление серы в плавильном агрегате
происходит за счёт непосредственного
контакта твердой серы с нагревательными
элементами и с расплавленной жидкой серой,
которой заполнен плавильный агрегат.
Избыток жидкой серы постоянно перетекает
через два верхних штуцера в фильтр грубой
очистки, а затем в сборник грязной серы.
Фильтр предназначен для удаления из серы
твёрдых включений и отделения крупных
фракций не расплавившейся серы. Внутри
фильтра смонтирована решетка в виде корзины
с ячейкой 26х15 мм. Фильтр имеет наружный
обогрев корпуса. Сборник, в который стекает
жидкая сера из плавильного агрегата,
представляет из себя ёмкость из углеродистой
стали с обогреваемой рубашкой цилиндрической
формы с плоским днищем и плоской крышей.
Полезный объём сборника – 60 м3.
Плавильный агрегат имеет несколько
штуцеров для слива жидкой серы в сборник.
В нижней части корпусов плавильных агрегатов
(на конусах) смонтированы дополнительные
трубопроводы для опорожнения плавильных
агрегатов от жидкой серы минуя фильтр
и штуцера для удаления шламовых накоплений.
Периодически по мере накопления загрязнений
плавильные агрегаты освобождаются от
них через нижний люк, отходы (серный кек)
вывозится на шламонакопитель огарка
№ 2.
Из сборника сера перекачивается
насосами по серопроводу в отделение фильтрации,
а часть серы для интенсификации процесса
плавления насосами возвращается
в плавильный агрегат в виде ретура. Уровень
жидкой серы в сборнике регулируется с
помощью частотного преобразователя.
Для плавления серы в плавильных агрегатах,
обогрева серопроводов, фильтров грубой
очистки, сборника грязной жидкой серы
применяется насыщенный пар из РОУ.
1.4.3
Складирование и фильтрация жидкой серы
Грязная сера из отделения плавления
поступает в отделение фильтрации. Отделение
фильтрации предназначено для очистки
серы от зольных и частично от органических
примесей в фильтрах, передачи чистой
серы в хранилища жидкой серы и печные
отделения систем СК 600-1,2,3 и СК-714.
Фильтрация серы осуществляется
через два последовательно подключенных
фильтра, которые снабжены фильтрующими
перегородками из нержавеющей сетки, по
схеме: сера из сборника перекачивается
насосами в фильтр, затем в сборник, из
него насосом подается через фильтр в
сборник. Схемой предусмотрена работа
4-х фильтров из расчета 2 фильтра в работе,
2 фильтра в резерве.
Фильтр представляет собой
горизонтальный цилиндрический сосуд,
закрытый с одной стороны выпуклым днищем,
с другой – крышкой при помощи байонетного
затвора. Внутри фильтра на общем коллекторе
установлены рамки с натянутой на две
стороны стальной фильтрующей сеткой.
Подвижная фильтрационная система состоит
из 30 сеток, выдвигается и задвигается
механическим приводом, состоящим из электропривода,
зубчатого редуктора и цепной передачи.
Открытие и закрытие байонетного затвора
производится с помощью маслосистемы,
работающей при давлении масла до 10,0 МПа
(100 кгс/см2). В предельных
положениях механизмы открытия и закрытия
байонетного затвора, передвижения фильтрующей
системы выключаются автоматически с
помощью концевых выключателей. Фильтр
обогревается с внешней стороны паровой
рубашкой. Для выпуска воздуха при заполнении
емкости фильтра жидкой серой, в верхней
части корпуса фильтра предусмотрен «воздушник».
Площадь фильтрации одного
фильтра – 60 м2. Объём фильтра
- 7 м3.
Сера в фильтре проходит через
сетки, собирается в коллекторе и самотёком
сливается в воронку серопровода, идущего
в сборник чистой серы.
Отфильтрованная сера с остаточной
зольностью не более 0,005 % собирается в
промежуточный сборник чистой серы, а
затем погружными насосами перекачивается
в хранилища чистой серы или сразу по магистральным
серопроводам в приемные сборники жидкой
серы объемом 500 м3 печных отделений
технологических систем СК 600-1,2,3 и
СК-714.
Передача жидкой серы из хранилищ
чистой серы в приемный сборник расходного
склада и далее на сжигание серы осуществляется
следующим образом:
- сера из хранилища
по одному из серопроводов самотеком
поступает в сборник, откуда насосами
4 перекачивается в приемные сборники
жидкой серы отделений обжига СК 600-1,2,3
и СК-714;
- сера из хранилища
по одному из серопроводов самотеком
поступает в сборник, откуда насосами
перекачивается в приемные сборники
отделений обжига СК 600-1,2,3 и СК-714 по кольцевому
серопроводу.
От линий передача серы в отделения
обжига имеется трубопровод подачи жидкой
серы в отделение плавления для заполнения
плавилок перед началом процесса.
Все аппараты, оборудование,
серопроводы оснащены паровым обогревом,
покрыты теплоизоляционным материалом.
Температура жидкой серы в фильтрах,
серопроводах и сборниках отделения поддерживается
греющим паром при давлении до 0,6 МПа (6
кгс/см2) в пределах
135-145 0С.
В процессе
работы фильтрующие сетки фильтров загрязняются,
это приводит к увеличению давления серы
в фильтре и уменьшению производительности
фильтра. При достижении давления порядка
4,0 кгс/см2 фильтр останавливают, т.е. прекращают
подачу грязной серы, сливают оставшуюся
серу из фильтра в сборник грязной серы.
При падении давления внутри фильтра до
нуля фильтр открывают и выдвигают фильтровальную
систему для очистки сеток. Фильтровальные
сетки очищают вручную деревянными лопатками.
После очистки система осматривается
на отсутствие механических повреждений,
если их нет, система задвигается в фильтр
и после закрытия крышки начинается новый
цикл фильтрации. Фильтр может быть остановлен
и при более низком давлении, если анализы
серы на зольность будут неудовлетворительными.
Кек сбрасывается через воронку в автосамосвальный
прицеп и вывозится на шламонакопитель
огарка №2.
1.5 Сжигание серы
в атмосфере сухого воздуха
и утилизация тепла
с получением энергетического пара
1.5.1
Сжигание серы в атмосфере сухого воздуха
Чистая сера поступает по обогреваемому
трубопроводу с эстакады в сборник. Источником
поступления жидкой серы в отделение обжига
могут являться как узел плавления и фильтрации
комовой серы, так и узел слива и складирования
жидкой серы из железнодорожных цистерн.
Из сборника через промежуточный сборник
вместимостью 32 м3 насосом
по кольцевому серопроводу сера подается
в котлопечной агрегат на сжигание в потоке
осушенного воздуха.
При сгорании серы образуется
диоксид серы по реакции:
S(жид.) + О2(газ.) = SО2(газ) + 362,4 кДж.
Данная реакция протекает с
выделением тепла.
Процесс горения жидкой серы
в атмосфере воздуха зависит от условий
обжига (температуры, скорости газового
потока), от физико-химических свойств
(наличия в ней зольных и битумных примесей
и др.) и состоит из отдельных последовательных
стадий:
смешение капель жидкой серы
с воздухом;
прогрев и испарение капель;
образование газовой фазы и
воспламенение газовой серы;
горение паров в газовой фазе.
Перечисленные стадии неотделимы
друг от друга и протекают одновременно
и параллельно. Происходит процесс диффузионного
горения серы с образованием диоксида
серы, небольшое количество диоксида серы
окисляется до триоксида. При сжигании
серы с повышением температуры газа растет
концентрация SО2, пропорционально
температуре. При сжигании серы также
образуются оксиды азота, загрязняющие
продукционную кислоту и являющиеся загрязняющими
вредными выхлопами. Количество образующихся
оксидов азота зависит от режима сжигания
серы, избытка воздуха и температуры ведения
процесса. С ростом температуры количество
образующихся оксидов азота повышается.
С ростом коэффициента избытка воздуха
количество образующихся оксидов азота
возрастает, достигая максимума при коэффициенте
избытка воздуха от 1,20 до 1,25, затем падает.
Процесс сжигания серы проводят
при расчетной температуре не более
1200 ºС с избытком подачи воздуха в циклонные
топки.
При сжигании жидкой серы образуется
незначительное количество SO3. Суммарная
объемная доля диоксида и триоксида серы
в технологическом газе после котла составляет
до 12,8 %.
За счет поддува холодного осушенного
воздуха в газоход перед контактным аппаратом
производится доохлаждение и разбавление
технологического газа до эксплуатационных
норм (суммарная объемная доля диоксида
и триоксида серы не более 11,0 %, температура
от 390 оС до 420 оС).
Жидкая сера подается на форсунки
циклонных топок агрегата для сжигания
двумя погружными насосами, один из которых
резервный.
Осушенный в сушильной башне
воздух нагнетателем (один – рабочий,
один – резервный) подается в агрегат
на сжигание серы и разбавление газа до
эксплуатационных норм.
Сжигание жидкой серы в количестве от
5 до 15 м3/ч (от 9 до 27 т/ч) производится в 2-х
циклонных топках, расположенных друг
относительно друга под углом 110 град.
и соединенных с котлом соединительной
камерой.
На сжигание поступает жидкая фильтрованная
сера с температурой от 135 оС до 145 оС. Каждая топка имеет по 4 форсунки
для серы с паровой рубашкой и по одной
пусковой газовой горелке.
Регулирование температуры
газа на выходе из энерготехнологического
котла производится дроссельной заслонкой
на горячем байпасе, которая пропускает
газ из камеры догорания циклонных топок,
а также холодным байпасом, перепускающим
часть воздуха мимо котлопечного агрегата
в газоход после котла.
Энерготехнологический агрегат
водотрубный с естественной циркуляцией,
одноходовой по газу предназначен для
охлаждения сернистых газов при сжигании
жидкой серы и выработки перегретого пара
с температурой от 420 оС до 440 °С
при давлении от 3,5 до 3,9 МПа.
Энерготехнологический агрегат
состоит из следующих основных узлов:
барабана с внутрибарабанным устройством,
испарительного устройства с конвективным
пучком, трубчатого охлаждаемого каркаса,
топки, состоящей из двух циклонов и переходной
камеры, портала, каркаса под барабан.
Пароперегреватель 1-ой ступени и экономайзер
1-ой ступени объединены в один выносной
блок, пароперегреватель 2-ой ступени,
и экономайзер 2-ой ступени размещены в
отдельных выносных блоках.
Температура газа после топок
перед испарительным блоком повышается
до 1170 оС. В испарительной
части котла происходит охлаждение технологического
газа от 450 оС до 480 оС, после
холодного байпаса температура газа снижается
от 390 оС до 420 оС. Охлажденный
технологический газ, направляется на
последующую стадию производства серной
кислоты - окисление диоксида серы до триоксида
серы в контактном аппарате.
1.5.2
Утилизация тепла горения серы
с
получением энергетического пара
В технологической схеме получения
серной кислоты из серы для утилизации
тепла сернистых газов предусмотрена
установка котла энерготехнологического
парового стационарного.
Энерготехнологический котел - водотрубный,
с естественной циркуляцией, газоплотный,
рассчитан на работу с «наддувом».
Котел состоит из испарительных устройств
1-ой и 2-ой ступени, экономайзеров 1-ой и
2-ой ступени, пароперегревателей 1-ой и
2-ой ступени, барабана, каркаса трубчатого,
пароохладителя смешивающего типа, конденсатора,
топки сжигания серы, портала, трубопроводов
в пределах котла, запорной регулирующей
и предохранительной арматуры.
Питательная вода поступает
от питательных насосов, установленных
на ТЭЦ, по двум питательным коллекторам
и проходит через узел питания, где установлены
регулирующие устройства, позволяющие
регулировать расход воды, а затем поступает
в конденсатор установленный в экономайзере
1-ой ступени.
Из входного коллектора экономайзера
1-ой ступени питательная вода с температурой
от 102 оС до 105 °С направляется в нижние
секции водяных камер, затем в трубную
систему конденсатора для охлаждения
насыщенного пара с целью получения конденсата
для регулирования температуры перегретого
пара после второй ступени пароперегревателя,
далее питательная вода с температурой
от 105 оС до 120 °С последовательно
поступает в трубки экономайзера 1-ой ступени
для утилизации тепла технологического
газа и нагревается от 180 оС до 195 оС, после чего вода поступает в экономайзер
после 3-го слоя катализатора, где нагревается
от 210 оС до 245 оС и поступает в барабан-сепаратор
котла. В пароперегревателе 1-ой ступени
происходит перегрев насыщенного пара
с температуры от 250 оС до 258 оС до температуры от 275 оС до 310 оС, после чего перегретый пар поступает
в пароперегреватель 2-ой ступени после
первого слоя катализатора и нагревается
до температуры от 430 оС до 480 оС.
Вода из чистого отсека барабана
котла по опускным трубам поступает в
нижний кольцевой коллектор трубчатого
каркаса, из которого по радиально расположенным
трубам диаметром 108х6 мм поступает в нижний
коллектор испарительного блока 1-ой ступени,
и, нагреваясь, пароводяная смесь поднимается
по подъемным трубам в чистый отсек барабана.
Из солевых отсеков барабана котла по
опускным трубам диаметром 133х5 мм вода
поступает в нижний коллектор испарительного
блока 2-ой ступени и, нагреваясь в испарительном
блоке, пароводяная смесь поднимается
по подъемным трубам диаметром 159х7 мм
в барабан котла. К подъемным трубам испарительного
блока II ступени в солевом отсеке барабана
подключены внутрибарабанные циклоны,
на каждую подъемную трубу, т.е. по 4 внутрибарабанных
циклона на каждый солевой отсек. Образовавшийся
насыщенный пар, пройдя внутрибарабанные
сепарационные устройства, поступает
в коллектор насыщенного пара, а затем
по трубопроводу диаметром 273х10 мм подается
в выносной коллектор пароперегревателя
I ступени.