Топки для сжигания серосодержащих газов

При сжигании в топке газов, содержащих соединения серы (сероводород, элементарная сера, другие соединения), возникают два основных вида воздействия на футеровки и металлический корпус:

• низкотемпературное воздействие со стороны конденсата, содержащего серную кислоту;
• высокотемпературное воздействие со стороны оксидов серы, приводящее к образованию сульфатов и сульфидов.

Оксиды серы, образующиеся при горении серосодержащего топлива, при взаимодействии с парами воды образуют сернистые кислоты, конденсирующиеся в бетонной футеровке и на металлическом корпусе, когда температура становится ниже точки росы. В зависимости от концентрации оксидов серы и воды конденсация кислоты может происходить при температуре 60-160°С. Во избежание этого, футеровку следует проектировать таким образом, чтобы температура корпуса при работе топки составляла 150-250°С. При невозможности соблюдения этого требования (например, из-за необходимости соблюдения правил техники безопасности или из-за частых остановок топки) металлический корпус защищают специальными органическими покрытиями с высокой адгезией и низкой проницаемостью, которые эффективно экранируют обечайку вплоть до температуры 200°С.

Поскольку температура в топках такого типа очень высока, для их футеровки традиционно используют высокоогнеупорные корундовые бетоны. Однако, при выборе материала для футеровки следует учитывать также химическое воздействие на футеровку. При высоких температурах серосодержащие газы могут реагировать с компонентами огнеупорного бетона с образованием сульфатов и сульфидов, конденсирующихся в порах футеровки. Наименьшей термодинамической устойчивостью в среде кислых газов обладают основные оксиды, поэтому содержание в футеровке СаО и Na2O должно быть минимальным. Очевидно, низкоцементные бетоны АЛКОРИТ, содержащие незначительное количество СаО и имеющие плотную низкопористую структуру, что затрудняет проникновение агрессивных газов в поры футеровки, обладают более высокой стойкостью к высокотемпературной коррозии, чем классические бетоны с высоким содержанием цемента и, соответственно, СаО.

Для достижения наименьшей пористости важен также способ изготовления бетона. С этой точки зрения нанесение рабочего слоя футеровки путем заливки в опалубку предпочтительнее торкретирования из пушки. На рис.3 показаны элементы топки установки элементарной серы, успешно работающие сегодня. Аналогичный подход может быть использован для изготовления футеровок для дожига кислых газов и жидкостей.

Рисунок 3. Вкладыши топки установки элементарной серы.