一种富氧助燃的废酸裂解工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境保护技术领域，适用于烷基化废酸的循环利用，具体涉及一种富氧助燃的废酸裂解工艺。
【背景技术】
[0002]目前，国内烷基化炼油生产过程中，产生大量废弃硫酸。这不仅在资源上造成了大量的浪费，也对环境构成了巨大的破坏。
[0003]国内外对该种烷基化废酸处理基本有两种技术，一种是干法制酸，另一种是湿法制酸。国内偏向于干法制酸，该方法简单可靠。国外则偏向于湿法制酸，该方法热利用充分。
[0004]与本发明相关的技术有:
[0005]1.国内技术
[0006]1.1 200910212787低浓度硫酸裂解制取高浓度硫酸的方法。本发明属于废弃物综合利用化工技术领域，涉及以含低浓度硫酸混合物裂解法制取高浓度硫酸的方法。是以含硫酸重量百分浓度大于80%的硫酸混合物为原料，通过裂解法制取高浓度硫酸的方法，即利用热源，如天然气、煤气或瓦斯气和空气燃烧来加热裂解含硫酸的混合物，经过裂解，得到主要含S02、SO3, CO2和水蒸气的高温炉气，此气体经过余热回收、封闭酸洗净化降温除湿、炉气干燥、采用两转两吸工艺生产工业级硫酸。
[0007]1.2 CN 1751984 A烷基化废硫酸经高温裂解生产硫酸处理工艺。本发明涉及废硫酸高温裂解、绝热增湿酸洗净化、两转两吸工艺，即烷基化废硫酸经高温裂解生产硫酸处理工艺，分废酸裂解净化工段、转化工段、干吸工段三部分，通过废酸处理工艺，使废硫酸在1000?1100°C高温下裂解，经过酸洗净化、两次接触法转化及两次吸收，生产出合格的硫酸产品，以供烷基化装置再次使用，同时达到保护环境的目的，本工艺过程所使用的原料是单一的85?90%的烷基化废硫酸，废硫酸回收率可达到90%。
[0008]2.国外技术
[0009]英国专利GB596386仅介绍把酸雾化再把酸雾喷入加热炉，然后对废硫酸进行热分解方法，没有详细介绍下一步的工艺。美国专利US1995-544046介绍废硫酸再生可以先在炉内分解成各个组分，然后回收二氧化硫，将二氧化硫氧化成三氧化硫、三氧化硫水化形成硫酸。分解步骤:将脱水的生物固体(含<85%的水)达到所要的状态以加强生物固体在高温下的分解和燃烧，将废硫酸、富氧空气、符合要求状态的生物固体及燃料导入炉内，温度维持在Horeg2000° F，控制硫酸、生物固体、燃料和空气的量，实现废硫酸的完全分解和生物固体的完全焚烧。上述工艺介绍的是使生物固体物质在废酸裂解炉中得到燃烧的工艺过程。美国专利US1994-228238介绍从废硫处理装置中回收含SO2气体，将此气体与含H2S气体一起送入克劳斯装置的热反应器中，至少部分含302气体与富氧气体混合物反应，最后从装置中回收的是硫产品。俄罗斯《Zhurnal Prikladnoi Khimii》杂志，干Ij号ISSN0044-4618介绍温度700-800°时石英沙流化床中废H2SO4热分解过程中气体的形成不凝分解物被验证是S02、0)2和CO。日本专利介绍由烷基化产生的废H #04可通过与含氧气体和助燃物(例如液态S和/或H2S) —起燃烧进行热分解，产生含H2SOj^气体，这种气体的一部分与含氧气体一起循环使用。通过吸附一分离获得的高浓度氧气浓度是50-100%(体积)。日本专利JP61251502介绍了在1140°C，表压为0.5kg/cm2条件下，用空气和气体(体积百分含量为H2S 91.8,CH4 3.8和H2O 4.4)的火焰燃烧烷基化废硫酸(H2SO4 88%、油7.3%、水 4.5%和 SO2 0.2% )，含 CO2 5.4% (体)、SO2 21.5% (体)、SO3 150ppm，O2无，平衡N2 (以干基)和灰尘lmg/m3的生成气通过克劳斯装置，回收S。美国专利US3773917介绍了废酸中含有水和聚合烃，把它与来自H2SO4回收工艺废酸(它含低浓度的H2SO4和高浓度的烃)混合起来。该混合物在酸渣转化装置中燃烧，不加较多的燃料，生成SO2，再把它加速氧化成SO3。
[0010]国内方法只论述了硫酸在高温下裂解后，用于制取高浓度硫酸。对如何能充分燃烧都未叙述。
[0011]国外技术提到了富氧技术，但它的空气全部是富氧的，这会破坏裂解所需要的弱氧气氛。
【发明内容】
[0012]为解决上述技术问题，本发明提供一种富氧助燃的废酸裂解工艺，不仅环保而且具有经济价值。
[0013]本发明主要是利用增加火焰中心的氧含量，局部改善燃烧条件，保证燃料的燃烧效率，同时又不破坏裂解所需要的弱氧气氛。
[0014]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0015]一种富氧助燃的废酸裂解工艺，其特征在于:富氧设备制得氧气浓度25% (体积)以上的富氧空气，直接供给燃烧器，燃烧器在裂解炉中燃烧，燃烧产生的高温烟气用于废酸裂解；同时裂解炉内保持弱氧气氛，裂解后的烟气出炉经过降温后进入制酸系统制取浓硫酸。
[0016]所述燃烧器内同时通入燃料气、普通空气和富氧空气，富氧空气量为进入空气总量的1%?5%。
[0017]所述富氧空气补充进入燃烧器的火焰中心，助燃范围在火焰中心。
[0018]所述弱氧气氛保持出炉烟气中氧气浓度含量不超过6% (体积)。
[0019]所述裂解后的烟气进入制酸系统制取浓硫酸的浓度> 92% (质量)。
[0020]一种富氧助燃的废酸裂解设备，其特征在于:包括裂解炉，所述裂解炉的一侧设置有燃烧器和废酸喷枪，所述裂解炉的另一侧为烟气出口，烟气出口依次连接降温装置和制酸系统；所述燃烧器同时设置有燃料气入口、普通空气入口和富氧空气入口，所述燃料气和普通空气从外管通入，所述富氧空气从内管通入，所述内管插入外管内，内管的出口直接通到火焰的中心。
[0021]裂解炉内氧含量控制在6%以下，炉温控制在1000°C以上。
[0022]裂解炉出来的高温烟气经降温后进入制酸系统，制取浓硫酸，硫酸浓度> 92%，放空的尾气SO2排放浓度< 140ppm。
[0023]普通废酸裂解由于燃料燃烧不完全，带来结碳、升华硫等问题，严重的由于生成CO，甚至在制酸系统引起爆炸。本发明不仅不影响裂解效率，还会大幅度提高燃烧效率，从而带来的经济效益是非常明显的；并且还提高了系统的安全性。
[0024]本发明的有益效果是:
[0025]本发明提供的富氧助燃的废酸裂解工艺，利用富氧空气局部改善燃烧条件，保证燃料的燃烧效率，同时又不破坏裂解所需要的弱氧气氛，提高了系统的安全性。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的设备示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0028]如图1所示，富氧助燃的废酸裂解设备，包括裂解炉3，裂解炉3的一侧设置有燃烧器I和废酸喷枪2，裂解炉3的另一侧为烟气出口 6，烟气出口 6依次连接降温装置4和制酸系统5 ;燃烧器I同时设置有燃料气入口、普通空气入口和富氧空气入口，燃料气和普通空气从外管通入，富氧空气从内管通入，内管插入外管内，内管的出口直接通到火焰的中心。
[0029]以2万吨/年规模的烷基化废酸裂解装置为例。氧浓度为25%以上的富氧空气经过燃烧器，进入燃料燃烧的火焰中心，极大的促进了燃料的燃烧。同时通过氧表控制裂解炉出口氧含量在6%以下，来控制整体的加入空气量，从而控制炉内的弱氧气氛。废酸由废酸喷枪喷入炉内，在1000?1100°C的条件下进行裂解；出裂解炉的高温烟气经降温装置降温，同时每小时可副产蒸汽2.5吨；降温后的烟气进入制酸系统，每年产98%以上浓度的硫酸1.8万吨。整个系统无废渣产生，废水、废气均达标排放。
[0030]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种富氧助燃的废酸裂解工艺，其特征在于:富氧设备制得氧气浓度25% (体积)以上的富氧空气，直接供给燃烧器，燃烧器在裂解炉中燃烧，燃烧产生的高温烟气用于废酸裂解；同时裂解炉内保持弱氧气氛，裂解后的烟气出炉经过降温后进入制酸系统制取浓硫酸。
2.根据权利要求1所述的富氧助燃的废酸裂解工艺，其特征在于:所述燃烧器内同时通入燃料气、普通空气和富氧空气，富氧空气量为进入空气总量的1%?5%。
3.根据权利要求2所述的富氧助燃的废酸裂解工艺，其特征在于:所述富氧空气补充进入燃烧器的火焰中心，助燃范围在火焰中心。
4.根据权利要求1所述的富氧助燃的废酸裂解工艺，其特征在于:所述弱氧气氛保持出炉烟气中氧气浓度含量不超过6% (体积)。
5.根据权利要求1所述的富氧助燃的废酸裂解工艺，其特征在于:所述裂解后的烟气进入制酸系统制取浓硫酸的浓度> 92% (质量)。
6.一种富氧助燃的废酸裂解设备，其特征在于:包括裂解炉，所述裂解炉的一侧设置有燃烧器和废酸喷枪，所述裂解炉的另一侧为烟气出口，烟气出口依次连接降温装置和制酸系统；所述燃烧器同时设置有燃料气入口、普通空气入口和富氧空气入口，所述燃料气和普通空气从外管通入，所述富氧空气从内管通入，所述内管插入外管内。
【专利摘要】本发明提供一种富氧助燃的废酸裂解工艺，属于环境保护技术领域，富氧设备制得氧气浓度25％(体积)以上的富氧空气，直接供给燃烧器，燃烧器在裂解炉中燃烧，燃烧产生的高温烟气用于废酸裂解；同时裂解炉内保持弱氧气氛，裂解后的烟气出炉经过降温后进入制酸系统制取浓硫酸。本发明提供的富氧助燃的废酸裂解工艺，利用富氧空气局部改善燃烧条件，保证燃料的燃烧效率，同时又不破坏裂解所需要的弱氧气氛，提高了系统的安全性。
【IPC分类】C01B17-69
【公开号】CN104876190
【申请号】CN201510185566
【发明人】黄帮义
【申请人】安徽海德石油化工有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月17日