制硫燃燒爐是硫磺回收裝置的核心設(shè)備之一，60％—70％的硫化氫在此轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫，控制著1/3的硫化氫轉(zhuǎn)變成二氧化硫與氨和烴類完全燃燒的過程，可以說是聯(lián)合裝置的心臟。因此。制硫燃燒爐的運行直接影響著硫的回收率以及二氧化硫的排放量。影響制硫爐性能優(yōu)劣 的最直接因素之一是爐內(nèi)襯耐火材料，起初設(shè)計的耐火層為剛玉莫來石大磚，隔熱層為輕質(zhì)隔熱澆注料。但是運行初期制硫爐外壁均出現(xiàn)不同程度的超溫現(xiàn)象，其中甚至出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象。
硫磺回收制硫系統(tǒng)采用部分燃燒法。將全部原料氣引入制硫燃燒爐，在制硫爐中按照1/3的硫化氫和氨、烴類完全燃燒所需的氧氣量嚴(yán)格控制配風(fēng)比，使硫化氫燃燒后生成二氧化硫的量滿足H2S/SO2接近于2，大約60％～70％的硫化氫與二氧化硫在爐內(nèi)發(fā)生高溫反應(yīng)生成氣態(tài)硫磺。制硫燃燒爐的運行，直接決定著整個制硫系統(tǒng)硫回收率的高低以及尾氣排放是否達(dá)標(biāo)。原料酸性氣的組分比較復(fù)雜，包含H2S、CO2、 H20、NH3、H2烴類等。在爐內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)亦比較復(fù)雜，主要反應(yīng)及副反應(yīng)如下；
主反應(yīng) ：
H2S+1/202=H20+1/2S2+Q
CH4+202=CO2+2H20+Q
4NH3+302=2N2+H20+Q
4NH3+502=4NO+H20+Q
2NH3=N2+3H2一Q
副反應(yīng) ：
H2S+CO2=COS+HE0一Q
H2S+1/2C02=1/2CS2+H20一Q
H2S+CO2=CO+S+H2O—Q
制硫爐設(shè)計襯里耐火材料應(yīng)具備的條件包括；能夠承受較高的溫度，制硫爐爐膛操作溫度為1250～1400℃，非正常狀態(tài)下可能達(dá)到1600℃；由于原料來量不穩(wěn)定且多數(shù)具有腐蝕性，因此要具備較強的耐腐蝕能力；爐膛內(nèi)沒有取熱面，襯里要具有穩(wěn)定的抗熱震性；具有穩(wěn)定的導(dǎo)熱性，爐壁溫度控制≤300℃；對于直徑過大的爐體，襯里應(yīng)具有良好的高溫穩(wěn)定性；使用壽命長，滿足滿負(fù)荷、長周期運行要求；具有良好的體積穩(wěn)定性；施工方便、工期短。
制硫燃燒爐襯里耐火材料總厚度設(shè)計400mm，前錐段上1/2部位耐火襯里采用雙層襯里結(jié)構(gòu)；200mm氧化鋁空心球澆注料+200mm 剛玉質(zhì)耐火可塑料．酸性氣入口分布環(huán)磚部位為四層襯里結(jié)構(gòu)，即100mm輕質(zhì)隔熱澆注料+150mm剛玉澆注料+150剛玉質(zhì)莫來石磚+酸性氣入口分布環(huán)磚；其余部位均為雙層襯里結(jié)構(gòu)，即220mm 剛玉質(zhì)耐火可塑料+180mm輕質(zhì)隔熱澆注料。錨固系統(tǒng)由錨固磚和材質(zhì)為Cr25Ni20的C型鉤、V型釘組成。花墻磚、環(huán)形通道環(huán)磚、酸性氣入口分布環(huán)磚均采用剛玉質(zhì)莫來石磚砌筑。錨固磚在爐子上2/3布置，相鄰錨固磚中心間距400mm。
施工方法隔熱層采用手工搗打方式施工。材料攪拌使用強制式攪拌機，嚴(yán)格按照配合比加水 攪拌時間一般在3分鐘左右，以顏色均勻一致為準(zhǔn)。攪拌好的材料在10min內(nèi)使用完畢，已經(jīng)硬化的材料嚴(yán)禁加水再次使用。兩層隔熱層的施工縫應(yīng)錯開100mm以上。隔熱層采用 潮濕養(yǎng)護(hù)，至少24h后才可進(jìn)行第二層隔熱層或耐火可塑料的施工。當(dāng)整個搗打施工結(jié)束后，移走模板，修整襯里表面至設(shè)計厚度。膨脹縫應(yīng)按圖紙要求進(jìn)行切割，一般為深60mm、寬 2—3mm。爐頂與爐墻交接處應(yīng)留水平和垂直膨脹縫，縫內(nèi)填塞纖維棉。襯里修整后，要扎
透氣孔，以散發(fā)材料中的濕氣。在烘爐之前及烘爐過程中，不允許汽、水、油污等雜質(zhì)侵蝕可塑。剛玉磚濕砌后應(yīng)自然養(yǎng)護(hù)。嚴(yán)禁接觸水。將原來的膨脹縫擴寬到3mm左右，然后填充含鋯纖維毯。花墻磚及酸性氣入口分布環(huán)磚濕砌，錯縫砌筑，灰漿飽滿度大于9O％。耐火可塑料是預(yù)混并預(yù)壓好的坯狀材料。使用時只需搗打密實即可，不用攪拌、加結(jié)合劑，施 工簡單，現(xiàn)場作業(yè)條件較好。同時由于可塑料屬氣一熱硬性材料，無需養(yǎng)護(hù)。施工工期較短，適用于襯里的快速修復(fù)操作。該襯里結(jié)構(gòu)具有良好的抗熱震性和抵抗熱應(yīng)力的特點。但必須保證施工的連續(xù)性及一致性。