在硫磺反應(yīng)爐內(nèi)，H2S燃燒爐工作溫度較高，是設(shè)計(jì)溫度最高的單體設(shè)備之一。在其設(shè)計(jì)中，為了提高硫磺的回收率，普遍采用對(duì)原料氣及空氣進(jìn)行預(yù)熱的辦法來提高爐膛溫度。目前，反應(yīng)爐的操作溫度從1050℃提高至1450℃，再加上烷類氣體的助燃，爐膛溫度還有可能達(dá)到1600 ℃。所以對(duì)爐內(nèi)所砌筑的耐火材料是很大的挑戰(zhàn)。
硫磺的制作目前普遍采用克勞斯工藝，從含有H2S的酸性氣體中回收硫磺，這種生產(chǎn)工藝常見于煤氣化或石油化工行業(yè)，因?yàn)檫@類行業(yè)的生產(chǎn)中H2S是主要的副產(chǎn)物，其工藝原理是將硫磺回收裝置采用部分燃燒法，即將全部酸性氣引入燃燒爐，按烴類完全燃燒和1/3H2S完全燃燒生成SO2進(jìn)行配風(fēng)。對(duì)H2S來說，反應(yīng)結(jié)果爐內(nèi)約有65％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的H2S轉(zhuǎn)化為Ｓ蒸氣，其余35%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的H2S中1/3燃燒成SO2，2/３保持不變，其中反應(yīng)生成65%的Ｓ蒸氣經(jīng)廢熱鍋爐進(jìn)行冷凝捕集，而爐內(nèi)反應(yīng)剩余H2S和SO2則在轉(zhuǎn)化器內(nèi)催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步生成Ｓ。
H2S反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)如下圖。為了反應(yīng)均勻，防止沖擊廢熱鍋爐熱端，在爐中間砌一花墻。爐內(nèi)主要介質(zhì)為H2S＋SO2＋含Ｓ蒸氣的高溫過程氣，操作壓力不大于0.05MPa，操作溫度不大 于1450℃。耐火材料砌筑，厚度400mm。
一：耐火材料砌筑選材難點(diǎn)
（１）爐膛溫度高。工作溫度為1100~1450℃，是工作溫度較高的爐子，且在偶爾工況下，爐膛溫度有可能達(dá)到1600℃或更高。
（２）爐膛內(nèi)存在著H2O以及H2S、SO3、SO2及Ｓ蒸氣等多種腐蝕性組分，H2S具有還原性質(zhì)，由此對(duì)爐襯材料中某些雜質(zhì)性成分有嚴(yán)格的限制要求。
（３）酸性氣燃燒爐，爐內(nèi)部沒有取熱面，燃燒情況下任何大的波動(dòng)對(duì)爐襯而言都意味著是一次熱沖擊，為此要求爐襯具有良好的抗熱振性。
（４）燃燒爐對(duì)壁溫要求嚴(yán)格，要求爐襯材料的導(dǎo)熱性能良好。
二：國內(nèi)主流的幾種耐火材料選用
2.1剛玉質(zhì)澆注料材質(zhì)
最早，國內(nèi)外硫磺回收裝置酸性氣反應(yīng)爐襯里材料普遍采用的是剛玉質(zhì)澆注料襯里，其原因是剛玉質(zhì)澆注料襯里不但耐火溫度較高，而且耐磨性能也較好。但由于其抗熱振性能較差，短周期內(nèi)便有可能出現(xiàn)剝落、脫落等問題，隨著時(shí)間逐漸被淘汰。
2.2高鋁磚＋剛玉磚材質(zhì)
原酸性氣燃燒爐的襯里材料為高鋁磚＋剛玉磚材質(zhì)。其磚縫為最薄弱的環(huán)節(jié)之一，由于磚縫損壞而導(dǎo)致砌體整體變形、倒塌時(shí)有發(fā)生。另一方面，高鋁磚、剛玉磚加工制造難度大，難于適合一些異形部位，且成本也較高。
2.3鋼纖維澆注料材質(zhì)
鋼纖維澆注料在催化兩器等場合中由于具有較好的耐火性取得了良好的效果。但在酸性氣燃燒爐場合下，此材質(zhì)容易出現(xiàn)結(jié)塊、深度裂紋等問題。
2.4澆注料與搗打料組合材質(zhì)
澆注料與搗打料相結(jié)合是一種非常好的耐高溫襯里，搗打料成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為85%AL2O3+15%SiO2，具有以下顯著特點(diǎn)：①耐高溫（可達(dá)1800℃）且強(qiáng)度高。②爐壁支撐為吊掛式，不易變形，不易脫落。③保溫層為澆注施工，工作層是搗打施工，可制成任何形狀（特別是在特殊形狀），施工方便，且其組合結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)實(shí)，墻壁無縫隙。④襯里由錨固件支撐時(shí)，爐壁可經(jīng)受住剝落和突出，維修方便。⑤襯里材料具有較好抗剝落性，也不會(huì)嵌異物。⑥烘爐時(shí)間短，施工快且經(jīng)濟(jì)。
