CN102951616B

CN102951616B - 废酸裂解炉

Info

Publication number: CN102951616B
Application number: CN201210474729.3A
Authority: CN
Inventors: 金月昶; 薛健; 李柏; 曾蓬; 付会娟; 申凤玉; 贾宝全; 都浩; 林丽丽; 范洪波; 单忠民; 许立军
Original assignee: Luoyang Xinpu Petrochemical Equipment Development Co Ltd; LIAONING BRANCH CHINA HUANQIU ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: Luoyang Xinpu Petrochemical Equipment Development Co Ltd; LIAONING BRANCH CHINA HUANQIU ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: CN102951616A

Abstract

本发明是一种废酸裂解炉，包括燃气烧嘴、废酸喷嘴、自动点火与熄火保护系统、燃烧调节控制系统、鼓风机，燃气烧嘴安装在废酸裂解炉的头部，燃气烧嘴，燃气喷头呈环状均匀设置于火盆与中心通道形成的环形通道中，每只喷头设置一碗型稳焰罩，构成一个独立的燃烧装置，从喷头喷出的燃气在火盆中燃烧形成环状火焰，围绕在废酸喷嘴喷出的废酸雾四周围，在其中一个燃气喷头旁边设置点火用的长明灯，废酸喷嘴设置在燃气烧嘴的中心通道中，通道出口处设置一旋流器，喷嘴喷出的废酸雾中的可燃组分与一次风混合燃烧，而废硫酸组分在燃气燃烧的火焰中受热裂解。本发明集燃气燃烧、废酸雾化、燃烧调节与控制、以及运行安全保护于一体，实现全自动运行。

Description

废酸裂解炉

技术领域

本发明涉及废酸裂解炉技术领域，确切的说是一种废酸裂解炉。采用新型废酸裂解炉及全自动裂解燃烧技术。解决了原来废酸裂解过程中的效率低，粉尘量大，影响后序装置的正常操作及粉尘排放对环境污染等问题。

技术背景

随着工业技术的不断发展，工业生产的不断扩大，环境污染日益严重。有些企业使用硫酸作生产辅助原料所产生的废硫酸无法处理，有的采用酸碱综合处理，有的采用囤积储存的方法，既浪费资源又会对环境造成污染。使用废酸裂解炉来处理废硫酸，裂解产生二氧化硫气体再生硫酸，既节约资源又保护了环境。采用新型废酸裂解炉及全新裂解燃烧新技术，优点自动化程度高，裂解的效率高，生产安全性能高等。

发明内容

本发明的目的是提供一种废酸裂解炉。

再生装置废酸裂解炉自动控制与调节燃烧器的作用是将燃气与空气混合进行高效的燃烧反应，用其释放的热量在裂解炉内形成1150℃以上高温环境，然后将废酸用空气雾化形成微小的颗粒，使其中的硫酸及其它成分在炉内高温条件下发生裂解。燃烧器实施的技术方案：用燃气烧嘴、电点火器、火焰检测器、废酸喷嘴、热电偶、鼓风机、调节/切断阀门等组成一套具备自动吹扫点火、燃气燃烧放热、废酸雾化裂解、炉膛温度控制、空/燃比例调节、熄火自动保护功能的、完整的废酸裂解炉自动控制与调节燃烧器。各部分原理说明如下：

燃气烧嘴具有独立的燃烧系统：由烧嘴砖、燃气喷嘴、长明灯及将它们集成于一体的壳体构成：四只或六只喷嘴呈环状均匀布置于提供燃料气燃烧所需助燃空气的环形二次风通道中，每只喷嘴都是一个独立的燃烧装置，喷嘴头向二次风中喷射出弥散状燃气射流，着火燃烧形成火焰，每只喷头处设置一碗型稳焰罩，以稳定燃烧防止熄火。这样的设计可以形成短粗的燃烧火焰，迅速提高裂解炉炉头处的温度，促进废酸的分解。

废酸喷嘴安装在燃气烧嘴的中心通道中，采用内混式空气雾化喷嘴结构，以保证废酸的雾化效果。中心通道供入一次风，提供废酸中可燃组分燃烧所需的空气，一次风为可调节流量的旋流风，以强化废酸与空气的混合效果，利于其中可燃组分的燃烧。

自动点火与熄火保护系统：采用高能电点火及紫外线监测火焰。燃烧器上配有点火杆和监测探头。控制器内装有监测模块、点火变压器和时间继电器等组件。燃料气进口处装有燃气电磁阀。实现炉前吹扫、自动点火、火焰监测、熄火保护和快速切断的功能。

自动点火与熄火保护系统工作程序：按下燃烧控制器上点火按钮，系统开始以下操作：吹扫→点火杆发出高压火花→燃气电磁阀打开→烧嘴点燃→监测器检测到火焰→燃烧器进入正常工作状态。如果监测器未检测到火焰→延时7s后燃气电磁阀自动关闭。按下燃烧控制器上复位按钮，吹扫3分钟后才能重新点火。正常工作中燃烧器熄火，监测器检测不到火焰，燃气电磁阀自动关闭。

燃烧调节控制系统：采用空/燃比例自动调节。即：由废酸裂解炉内热电偶采样，温度控制仪表内PID进行数据处理，并给空气执行机构传输执行命令，空/燃比例调节阀按比例调节燃气。

燃烧调节控制系统工作程序：设炉内热电偶采集温度低于温度控制仪表上设定温度，温控仪内PID向空气管路上电动执行机构传输开大指令→电动执行机器开大，空气压力提高，流量增大→燃烧器前空/燃比例调节阀空气侧通过引压管压力提高，燃气侧也按比例提高燃气压力，燃气流量增大。

设炉内热电偶采集温度高于温度控制仪表上设定温度，温控仪内PID向空气管路上电动执行机构传输关小指令→电动执行机器关小，空气压力降低，流量减小→燃烧器前空/燃比例调节阀空气侧通过引压管压力降低，燃气侧也按比例降低燃气压力，燃气流量减小。经自动反复调节，使炉温衡定在温度控制仪表设定温度上，控温精度为±50℃。温度控制仪可显示、控制；还可带记录仪，并可将记录仪上的数据传输到中心控制计算机上。

3.安全保护系统：

3.1燃烧控制器与鼓风机自锁。即风机启动后或风机供电无故障时，燃烧控制器才能工作。

3.2废酸管道电磁阀与燃烧控制器自锁，即燃烧控制器启动后或无故障时，废酸管道电磁阀才能工作。

3.3配有超温报警装置，如果炉膛温度超温、向控制室发送报警信号。

1.该燃烧器集燃气燃烧、废酸雾化、燃烧调节与控制、以及运行安全保护于一体，实现全自动运行，其功能如下：

1.1 开工前自动吹扫、点火、火焰监测、运行调节控制；

1.2燃烧器运行采用空/燃比例自动调节：由废酸裂解炉内热电偶采样，温度控制仪表内PID进行数据处理，并给空气执行机构传输执行命令，燃烧器与供风板阀联锁，根据供风量的大小，调节供风板阀的开度，空/燃比例调节阀按比例调节燃气流量，实现高效燃烧。

1.3燃烧器运行安全保护：

a. 熄火自动保护。在燃烧器意外熄火时快速切断燃气和废酸向炉内的的供应，防止发生爆炸，并进行声光报警。

b. 燃烧控制器与鼓风机自锁。即风机启动后或风机供电无故障时，燃烧控制器才能工作。

c. 废酸管道电磁阀与燃烧控制器自锁，即燃烧控制器启动后或无故障时，废酸管道电磁阀才能工作。

d. 配有炉膛温度超温报警装置。

本发明的优点是

1.该燃烧器集燃气燃烧、废酸雾化、燃烧调节与控制、以及运行安全保护于一体，实现全自动运行。

1.1 开工前自动吹扫、点火、火焰监测、运行调节控制；

1.3燃烧器运行安全保护：

d. 配有炉膛温度超温报警装置。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明中燃气烧嘴结构示意图。

图3是图2的A向视图，显示燃气喷头与稳焰罩的布置。

图中：1、废酸裂解炉，2、燃气烧嘴，3、主火焰检测器，4、长明灯火焰检测器，5、废酸喷嘴，6、高能电点火器，7、自动点火与熄火保护控制器，8、长明灯燃气电磁阀，9、雾化空气电磁阀，10、废酸电磁阀，11、主燃气电磁阀，12、长明灯燃气压力表，13、雾化空气压力表，14、废酸压力表，15、主燃气压力表，16、长明灯燃气管线，17、废酸雾化空气管线，18、废酸管线，19、主燃气管线，20、鼓风机，21、助燃空气压力表，22、空气电动调节阀，23、温度控制仪，24、炉膛超温报警器，25、空/燃比例调节阀，26、热电偶，27、空气修正调节阀，28、熄火报警器，29、长明灯，30、燃气喷头，31、火盆，32、中心通道，33、稳焰罩，34、旋流器，35、防风套管。

具体实施方式

实施例1：

如图1结合图２所示，该燃烧器由主要燃气烧嘴、废酸喷嘴、自动点火与熄火保护系统、燃烧调节控制系统、安全保护系统、鼓风机等组成。

燃气烧嘴2安装在废酸裂解炉1的头部。在燃气烧嘴2中，四只或六只燃气喷头30呈环状均匀设置于火盆31与中心通道32形成的环形通道中，每只喷头30设置一碗型稳焰罩33，构成一个独立的燃烧装置，从喷头30喷出的燃气在火盆31中燃烧形成环状火焰，围绕在废酸喷嘴5喷出的废酸雾四周围，在其中一个燃气喷头30旁边是点火用的长明灯29。

废酸喷嘴5设置在燃气烧嘴2的中心通道32中，通道出口处设置一旋流器34，使一次风形成旋流风，喷嘴5喷出的废酸雾中的可燃组分与一次风混合燃烧，而废硫酸组分在燃气燃烧的火焰中受热裂解。

自动点火与熄火保护系统中各部件功能由控制器7进行调节控制。电点火器6与长明灯29组合放置于一防风套管35内，电点火器6通过一进退机构推进到长明灯29的喷头前部，启动后在头部发出高能电火花，在这同时长明灯29的燃气电磁阀8打开送入燃气，燃气从长明灯29头部喷出被电火花点燃，产生点火火焰。长明灯火焰检测器4检测到点火火焰后打开主燃气管线电磁阀11，主燃气从喷头30喷出着火燃烧。主火焰检测器3检测到喷头30的火焰后，确认燃烧器点火成功。

如果运行过程中燃气喷头30的火焰意外熄灭，主火焰检测器3检测不到火焰信号，将关闭长明灯燃气电磁阀8、主燃气电磁阀11及废酸电磁阀10，并向控制室报警器28发送信号报警。

燃烧调节控制系统包括温度控制仪23、空/燃比例调节阀25、空气电动调节阀22、废酸裂解炉1内的测温热电偶26。热电偶26采集废酸裂解炉1内的温度信号，温度控制仪23内PID进行数据处理与设定温度值对比，根据温度比值大小给空气电动调节阀22传输执行命令，开大或关小自鼓风机20送出的空气流量，燃气流量则由空/燃比例调节阀25调节，使炉膛温度接近设定值。温度控制仪23显示、记录这些数据并传输到中心控制计算机上。

当炉膛温度达到工艺设定的数值时，温度控制仪23首先开启雾化空气电磁阀9，向废酸喷嘴5中通入雾化空气，然后开启废酸电磁阀10通入废酸，雾化后的废酸喷入炉膛在燃气火焰的高温环境中发生裂解。

安全保护系统包含的内容是：

在燃烧器点火及正常运行过程中，自动点火与熄火保护控制器7及温度控制仪23与鼓风机20自锁，只有鼓风机20启动后或供电无故障时，二者才能正常工作。

废酸管道电磁阀10与温度控制仪23自锁，即温度控制仪23启动后或无故障时，废酸管道电磁阀10才能工作。

如果热电偶26检测到炉膛温度超温、则向控制室报警器24发送信号报警。

长明灯燃气管线16、废酸雾化空气管线17、废酸管线18及主燃气管线19上均设置有压力表，分别显示长明灯燃气压力12、废酸雾化空气压力13、废酸压力14及主燃气压力15，压力信号接入自动点火与熄火保护控制器7用于点火控制。

整个燃烧器运行程序如下：

当装置具备开工点火条件后，按动燃烧器点火按钮，燃烧器将按程序自动完成以下动作：

1. 自动点火与熄火保护控制器7检测到长明灯燃气压力信号12、主燃气压力信号11和鼓风机20启动等信号，打开空气电动调节阀22，对裂解炉炉膛1进行吹扫。

2. 吹扫10分钟后，电点火器6启动，在长明灯29头部产生连续的电火花，同时燃料气电磁阀8打开，点燃引火长明灯29。

3. 控制器7中的计时器从电点火器6启动开始计时：

3.1 到达设定的时间后，如果火焰检测器4未监测出火焰，则向DCS提供另一开关量控制信号去参与关闭主燃料气阀门11，同时电点火器6断电，点火燃料气电磁阀8关闭，“点火失败”指示灯亮、电铃发出警告。炉膛进行吹扫，整个程序退回到起始状态。

3.2 到达设定的时间后，如果火焰监测器4监测出火焰正常，则点火器6停止打火，“点火成功”指示灯亮，同时向DCS 提供一开关量控制信号去打开主燃料气电磁阀11，“主燃料气阀开”指示灯亮，燃料器进入运行状态。

4. 火焰点火成功后将点火器6退出炉膛以防止受热损坏。

5. 燃烧器运行调节工作程序：

采用空/燃比例自动调节。即：由废酸裂解炉1内热电偶26采样，温度控制仪23内PID进行数据处理，并给空气电动调节阀22传输执行命令，空/燃比例调节阀21按比例调节燃气：

5.1 设炉内热电:26采集温度低于温度控制仪23上设定温度，温控仪内PID向空气管路上电动调节阀22传输开大指令→电动执行机器开大，空气压力提高，流量增大→燃烧器前空/燃比例调节阀21空气侧通过引压管压力提高，燃气侧也按比例提高燃气压力，燃气流量增大。

5.2 设炉内热电偶采集温度高于温度控制仪23上设定温度，温控仪内PID向空气管路上电动调节阀22传输关小指令→电动执行机器关小，空气压力降低，流量减小→燃烧器前空/燃比例调节阀21空气侧通过引压管压力降低，燃气侧也按比例降低燃气压力，燃气流量减小。

经自动反复调节，使炉温衡定在温度控制仪23设定温度上，控温精度为±5℃。

6. 当炉膛温度达到工艺设定的数值时，雾化空气管线电磁阀9打开，首先向废酸喷嘴5通入雾化空气，然后废酸管线电磁阀10打开，向废酸喷嘴5通入废酸，废酸经过喷嘴头雾化后喷入裂解炉1炉膛裂解。为保证废酸获得较好的雾化效果，要求废酸压力达到0.8MPa(绝)、雾化空气压力达到0.8MPa(绝)。

7. 在燃烧器正常运行过程中如果火焰意外熄灭，主火焰检测器3检测不到火焰信号，将关闭长明灯燃气电磁阀8、主燃气电磁阀11及废酸电磁阀10，并向控制室报警器28发送信号报警。

Claims

1.废酸裂解炉，包括燃气烧嘴、废酸喷嘴、自动点火与熄火保护系统、燃烧调节控制系统、安全保护系统、鼓风机，其特征在于：燃气烧嘴(2)安装在废酸裂解炉(1)的头部，燃气烧嘴(2)，四只或六只燃气喷头(30)呈环状均匀设置于火盆(31)与中心通道(32)形成的环形通道中，每只喷头(30)设置一碗型稳焰罩(33)，构成一个独立的燃烧装置，从喷头(30)喷出的燃气在火盆(31)中燃烧形成环状火焰，围绕在废酸喷嘴(5)喷出的废酸雾四周围，在其中一个燃气喷头(30)旁边设置点火用的长明灯(29)，废酸喷嘴(5)设置在燃气烧嘴(2)的中心通道(32)中，通道出口处设置一旋流器(34)，使一次风形成旋流风，喷嘴(5)喷出的废酸雾中的可燃组分与一次风混合燃烧，而废硫酸组分在燃气燃烧的火焰中受热裂解，自动点火与熄火保护系统中各部件功能由控制器(7)进行调节控制，电点火器(6)与长明灯(29)组合放置于一防风套管(35)内，电点火器(6)通过一进退机构推进到长明灯(29)的喷头前部，启动后在头部发出高能电火花，在这同时长明灯(29)的燃气电磁阀(8)打开送入燃气，燃气从长明灯(29)头部喷出被电火花点燃，产生点火火焰，长明灯火焰检测器(4)检测到点火火焰后打开主燃气管线电磁阀(11)，主燃气从喷头(30)喷出着火燃烧，主火焰检测器(3)检测到喷头(30)的火焰后，确认燃烧器点火，如果运行过程中燃气喷头(30)的火焰意外熄灭，主火焰检测器(3)检测不到火焰信号，将关闭长明灯燃气电磁阀(8)、主燃气电磁阀(11)及废酸电磁阀(10)，并向控制室报警器(28)发送信号报警。

2.根据权利要求1所述的废酸裂解炉，其特征在于：燃烧调节控制系统包括温度控制仪（23)、空/燃比例调节阀（25）、空气电动调节阀（22）、测温热电偶（26），其中热电偶（26）安装在废酸裂解炉1内采集废酸裂解炉1内的温度信号，传给温度控制仪（23）内PID进行数据处理与设定温度值对比，根据温度比值大小给空气电动调节阀（22）传输执行命令，开大或关小自鼓风机（20）送出的空气流量，燃气流量则由空/燃比例调节阀（25）调节，使炉膛温度接近设定值，温度控制仪（23）显示、记录这些数据并传输到中心控制计算机上，当炉膛温度达到工艺设定的数值时，温度控制仪（23）首先开启雾化空气电磁阀(9），向废酸喷嘴(5)中通入雾化空气，然后开启废酸电磁阀(10)通入废酸，雾化后的废酸喷入炉膛在燃气火焰的高温环境中发生裂解。