利用硫铁矿制酸焙烧炉处理废硫酸的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废硫酸的处理领域，具体涉及一种利用硫铁矿制酸焙烧炉处理废硫酸的工艺。
【背景技术】
[0002]目前，在石化行业的生产过程中产生的低浓度硫酸，普遍存在着难以回收处理的问题，特别是我国石化炼油厂的硫酸烷基化装置，每生产I吨烃化油要产生80?10kg浓度为85?90%的低浓度硫酸，其成份除硫酸外，还含有5%左右的有机物和10%左右的水份。该低浓度硫酸是一种粘度较大的胶状液体，其色泽呈黑红色，性质不稳定，散发特殊性臭味，很难处理。但是，随着汽油质量升级的迫切需要，烷基化装置不仅需要达产，而且需要进一步扩大生产能力，烷基化的发展与低浓度硫酸能否合理利用密切相关。同时，随着国家对环境保护的日益重视，解决低浓度硫酸的污染问题已经迫在眉捷。
[0003]将废硫酸在裂解炉内高温裂解并进一步处理制备成硫酸，是常见的废硫酸处理方法之一。在废硫酸热裂解过程中，既有热化学还原反应又有热解反应，硫酸热解为SO2和水的反应，一般在340°C开始，500°C以上能顺利进行，850°C以上SO3才能顺利分解为SO2和02，400°C以下SO3容易与水生成酸雾，腐蚀设备。为了获得满意的热裂解速率，裂解炉的操作温度一般不低于950°C，在这一条件下，硫酸裂解所需热量对I顿80%的废酸来说约为2800GJ。因此，用燃料气为裂解炉供热所需能量高，处理过程中造成资源浪费。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于提供一种利用硫铁矿制酸装置中的焙烧炉在制酸过程中产生的热量处理废硫酸的工艺。利用硫铁矿制酸焙烧炉沸腾层物料的热量进行废硫酸裂解，不需要天然气作为加热热源，极大的降低了裂解成本，并可以利用周边工厂产生的废硫磺作为助燃剂，提高裂解能力。
[0005]为此，本发明提供了一种利用硫铁矿制酸焙烧炉处理废硫酸的工艺，其特征在于，包括以下步骤:
[0006](I)通过外热给焙烧炉加热，当温度达到400°C以上时将硫铁矿送入焙烧炉进行燃烧，待温度达到850?1100°C时，将烷基化废硫酸通过酸栗送入焙烧炉，并控制温度保持在850?I100C，废硫酸在此高温下裂解制成302气体，其中的有机物质同时被焚烧为CO2，该混合气体与硫铁矿燃烧产生的SO2气体一同形成炉气，其化学反应如下:H2S04—H20+S03; S03—SO2+I/2O2；
[0007](2)将步骤(I)中制得的炉气经冷却、洗涤、除雾及干燥处理后，制得合格的SO2炉气；
[0008](3)将步骤(2)中的炉气再经转化、吸收，制得合格的硫酸，其化学反应如下:SO2+I /202—SO3 ； H20+S03^H2S04。
[0009]本发明的利用硫铁矿制酸焙烧炉处理废硫酸的工艺，通过低浓度硫酸裂解制酸制取硫酸，在不增加任何污染的情况下，既解决了地方性的废硫酸污染问题，也降低了原矿资源的损耗。同时，利用硫铁矿制酸焙烧炉沸腾层物料的热量进行废硫酸裂解，不需要天然气作为加热热源，极大的降低了裂解成本。
[0010]作为本发明的改进，在硫铁矿制酸装置焙烧炉出口炉气管路上增加一台裂解炉，利用炉气温度将裂解炉炉温提高到900°c以上时喷入废硫酸，用熔融后的废硫磺配入空气补充并保持裂解炉炉温在850?1100°C，废硫磺燃烧产物SO2混入炉气中。在废硫酸量较大的情况下，通过在焙烧炉出口炉气管路上加设裂解炉，利用炉气温度和废硫磺助燃作用裂解废硫酸，从而进一步增加废硫酸的处理能力，同时进一步节约能源。该裂解炉也可以单独设于硫铁矿制酸装置焙烧炉出口炉气管路上，并不限于焙烧炉中是否已裂解废硫酸。
[0011 ]作为本发明的进一步改进，步骤(I)中采用废硫磺作助燃剂。废硫磺作为助燃剂，燃烧产物主要为SO2气体，最后形成目标产物。同时，适当增加废硫磺的加入量，可以提高炉温，提高裂解能力，因此可以根据生产要求改变废酸流量。
[0012 ]作为本发明的另一种改进，步骤(I)中通过调节硫铁矿的投矿量、矿中硫含量、废硫酸加入量及冷却水箱的冷却面积中的一种或几种来控制温度。常规的硫铁矿制硫工艺中通常使用冷却水箱给设备降温，不仅造成热量浪费，而且产生的废气较多，该工艺中通过调控上述多种因素控制温度，使硫铁矿燃烧放热跟废硫酸裂解需热供需相抵，尽可能减少冷却水等外界冷源降温，使能量得到充分利用。
[0013]综上所述，使用上述利用硫铁矿制酸焙烧炉处理废硫酸的工艺，利用专有节能技术和助燃剂，不需要天然气或煤气，处置每吨废硫酸可节约标煤0.54吨或者190立方米天然气，节约硫铁矿资源I.05吨，余热可产生次中压饱和蒸汽，可以用来发电或汽轮机拖动，降低硫酸生产成本，有利于合理利用资源、提高企业整体效益。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面对本发明的【具体实施方式】作详细的说明，工艺流程可参见图1:
[0016]实施例1:通过外热给焙烧炉加热，当温度达到400°C以上时将硫铁矿送入焙烧炉进行燃烧，待温度达到850?1000°C时，将烷基化废硫酸通过酸栗送入焙烧炉，并控制温度保持在850?1000°C，废硫酸在此高温下裂解制成SO2气体，其中的有机物质同时被焚烧为C02，该混合气体与硫铁矿燃烧产生的SO2气体一同形成炉气，然后将制得的炉气经净化精制即冷却、洗涤、除雾及干燥处理后，制得合格的SO2炉气，将该炉气再经转化、吸收，制得合格的硫酸。
[0017]实施例2:通过外热给焙烧炉加热，当温度达到400°C以上时将混入助燃剂废硫磺的硫铁矿送入焙烧炉进行燃烧，待温度达到900?1100°C时，将烷基化废硫酸通过酸栗送入焙烧炉，并通过调节废硫磺的加入量来控制温度使其保持在900?1100°C，废硫酸在此高温下裂解制成SO2气体，其中的有机物质同时被焚烧为CO2，该混合气体与硫铁矿和废硫酸燃烧产生的SO2气体一同形成炉气，然后将制得的炉气经净化精制即冷却、洗涤、除雾及干燥处理后，制得合格的SO2炉气，将该炉气再经转化、吸收，制得合格的硫酸。
[0018]实施例3:通过外热给焙烧炉加热，当温度达到400°C以上时将硫铁矿送入焙烧炉进行燃烧，待温度达到900?1000°C时，将烷基化废硫酸通过酸栗送入焙烧炉，并通过调节硫铁矿的投矿量、矿中硫含量、废硫酸加入量及冷却水箱的冷却面积中的一种或几种来控制温度使其保持在900?1000°C，废硫酸在此高温下裂解制成SO2气体，其中的有机物质同时被焚烧为CO2，该混合气体与硫铁矿燃烧产生的SO2气体一同形成炉气，在硫铁矿制酸装置焙烧炉出口炉气管路上增加一台裂解炉，利用炉气温度将裂解炉炉温提高到900°c以上时喷入废硫酸，用熔融后的废硫磺配入空气补充并保持裂解炉炉温在850?1100°C，废硫磺燃烧产物SO2混入炉气中，然后将制得的炉气经净化精制即冷却、洗涤、除雾及干燥处理后，制得合格的SO2炉气，将该炉气再经转化、吸收，制得合格的硫酸。
[0019]上述实施例中，处置每吨废硫酸可节约标煤0.54吨或者190立方米天然气，节约硫铁矿资源1.05吨，降低硫酸生产成本，有利于合理利用资源、提高企业整体效益。
[0020]上述对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化。
【主权项】
1.一种利用硫铁矿制酸焙烧炉处理废硫酸的工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)通过外热给焙烧炉加热，当温度达到400°C以上时将硫铁矿送入焙烧炉进行燃烧，待温度达到850?1100°C时，将烷基化废硫酸通过酸栗送入焙烧炉，并控制温度保持在850?1100°C，废硫酸在此高温下裂解制成SO2气体，其中的有机物质同时被焚烧为CO2，该混合气体与硫铁矿燃烧产生的SO2气体一同形成炉气，其化学反应如下:H2S04—H20+S03;S034S02+1/202; (2)将步骤(I)中制得的炉气经冷却、洗涤、除雾及干燥处理后，制得合格的SO2炉气； (3)将步骤(2)中的炉气再经转化、吸收，制得合格的硫酸，其化学反应如下:S02+1/202^S03；H20+S03^H2S04o2.根据权利要求1所述的利用硫铁矿制酸焙烧炉处理废硫酸的工艺，其特征在于，在硫铁矿制酸装置焙烧炉出口炉气管路上增加一台裂解炉，利用炉气温度将裂解炉炉温提高到900°C以上时喷入废硫酸，用熔融后的废硫磺配入空气补充并保持裂解炉炉温在850?11000C，废硫磺燃烧产物S02混入炉气中。3.根据权利要求1所述的利用硫铁矿制酸焙烧炉处理废硫酸的工艺，其特征在于，所述步骤(I)中采用废硫磺作助燃剂。4.根据权利要求1所述的利用硫铁矿制酸焙烧炉处理废硫酸的工艺，其特征在于，步骤(I)中通过调节硫铁矿的投矿量、矿中硫含量、废硫酸加入量及冷却水箱的冷却面积中的一种或几种来控制温度。
【专利摘要】本发明涉及一种利用硫铁矿制酸焙烧炉处理废硫酸的工艺，包括以下步骤：通过外热给焙烧炉加热，当温度达到400℃以上时将硫铁矿送入焙烧炉进行燃烧，待温度达到850～1100℃时，将烷基化废硫酸通过酸泵送入焙烧炉，并控制温度保持在850～1100℃，废硫酸在此高温下裂解制成SO2气体，其中的有机物质同时被焚烧为CO2，该混合气体与硫铁矿燃烧产生的SO2气体一同形成炉气，然后将制得的炉气经冷却、洗涤、除雾及干燥处理后，制得合格的SO2炉气，将该炉气再经转化、吸收，制得合格的硫酸。该工艺利用硫铁矿制酸焙烧炉沸腾层物料的热量进行废硫酸裂解，不需要天然气作为加热热源，极大的降低了裂解成本，并可以利用周边工厂产生的废硫磺作为助燃剂，提高裂解能力。
【IPC分类】C01B17/74
【公开号】CN105502306
【申请号】CN201610041456
【发明人】李勇
【申请人】扬州金桃化工设备有限公司, 李勇
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月21日