CN104828783B - 一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法及装置，属于酸性气处理技术领域。裂解炉上共有三组喷枪，一是将含氨酸性气连接至主燃料气喷枪，主燃料气喷枪上还连接有燃料气；二是将清洁酸性气连接至裂解炉备用喷枪；三是利用废酸喷枪向裂解炉内喷废酸。空气风机设置空气跨线进一步降低炉温。裂解炉温度达到1000℃以上后，首先引清洁酸性气进炉，缓慢开大进废酸裂解炉酸性气流量，同时减少废酸裂解炉燃料气用量，待清洁酸性气流量稳定后，再引进含氨酸性气。本发明增加酸性气加工量约20‑30％，增加了转化工段的SO2气体浓度，使电炉功率降低，大大降低了加工成本，提高了烟气的温度，避免空气预热器的露点腐蚀。

Description

一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法及装置
技术领域
本发明属于酸性气处理技术领域，具体涉及一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法及装置。
背景技术
当今世界环境污染问题日渐突出，随着愈加严格的环境监查标准的产生，洁净能源和清洁工艺的研究日益重要，而对于废气的处理利用也成为科研焦点。近年来，由于环保方面的要求，尾气处理和天然气净化在化工过程中引起了人们的广泛关注，其中酸性气回收工艺是化工净化过程中不可或缺的研究内容，而该过程的工艺开发应用也占据重要地位。化工工艺过程中酸性组分的存在，特别是硫化氢组分的存在，对设备、管线腐蚀严重，威胁着化工企业的生产安全。不仅如此，酸性组分对环境也有严重的影响，中型石油化工厂每年排放的各种废气量多达数百万立方米，其中造成大气污染的物质以非烃物质最为严重，燃料燃烧生成的SOx，是形成酸雨的主要因素，而CO2则是典型的温室气体之一，是世界环境保护方面的重点研究对象。因此，酸性气回收装置是大型天然气净化厂、炼油厂尾气处理、天然气生产过程中不可缺少的配套装置。天然气中通常会混有H2S、CO2和有机硫化合物，它们统称为酸性组分(或称为酸性气体)。这些气相杂质的存在会造成金属材料腐蚀，也会污染环境。当天然气作为化工原料使用时，它们还可能会导致催化剂中毒。在化工过程中，天然气、油田气、炼厂气和煤制合成气的净化都涉及酸性气体的脱除问题。
处理酸性气的常规方法除了采用克劳斯法回收硫磺外，还可以采用湿法或干法工艺生产硫酸。公告号为CN102371108A的中国专利公开了一种含硫化氢酸性气富氧空气焚烧生产硫酸的方法，但对于提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量方面的技术并未提及。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法及装置，利用废酸裂解炉及后续的转换工段，将酸性气引进废酸装置裂解焚烧，此部分SO2完全利用并转换成硫酸。在此过程中由于受裂解炉炉温限制，导致酸性气进料量无法提高，通过将入炉空气加设跨线，降低入炉空气温度，从而降低裂解炉炉温，达到提高酸性气量的目的；同时利用废酸喷枪将废酸喷入炉内，一方面既可以处理掉废酸，另一方面又可以利用废酸裂解的吸热过程，进一步使裂解炉温度降低，提高进裂解炉酸性气量。
本发明所采用的技术方案是：
一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的装置，包括依次连接的裂解炉、废热锅炉、空气预热器、净化工段、干燥工段、转化工段和吸收工段，废酸缓冲罐连接地下槽，裂解炉设置主燃料气喷枪和废酸喷枪，空气预热器进风口连接空气风机，空气预热器出风口连接主燃料气喷枪，地下槽管路通过废酸泵连接裂解炉的废酸喷枪，所述的裂解炉设置裂解炉备用喷枪，裂解炉备用喷枪连通清洁酸性气管线，裂解炉的主燃料气喷枪设置燃料口，燃料口连通含氨酸性气管线，清洁酸性气管线和含氨酸性气管线设置阻火器；所述的空气风机设置空气跨线，连接空气预热器出风口和主燃料气喷枪，空气跨线设置空气调节阀及流量计阀组。
裂解炉上共有三组喷枪，将两股酸性气分别引至废酸裂解炉前，其中两股酸性气分别为含氨酸性气和清洁酸性气，然后分别增设两组阻火器阀组，两股酸性气分别经过阻火器阀组后，一是将含氨酸性气连接至主燃料气喷枪，主燃料气喷枪上还连接有燃料气；二是将清洁酸性气连接至裂解炉备用喷枪；三是利用废酸喷枪向裂解炉内喷废酸。
所述的燃料口设置在主燃料气喷枪的燃料进口一侧，并且在热风进口之前。
所述的地下槽管路设置废酸流量计控制阀组。
一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法，将含氨酸性气和清洁酸性气分别引至废酸裂解炉前，将含氨酸性气连接至主燃料气喷枪，与原有燃料气共喷，将清洁酸性气连接至裂解炉备用喷枪，并且利用废酸喷枪向裂解炉内喷废酸，其顺序为：裂解炉温度达到1000℃以上后，首先引清洁酸性气进炉，缓慢开大进废酸裂解炉酸性气流量，同时减少废酸裂解炉燃料气用量，待清洁酸性气流量稳定后，再引进含氨酸性气。
引进含氨酸性气前，控制裂解炉炉温稳定在1225℃-1275℃，优选1250℃左右。
控制裂解炉炉温的方法为通过空气跨线的空气调节阀及流量计阀组，调节冷空气量，控制冷空气流量在1500-1800Nm3/h，降低入炉空气温度，从而降低裂解炉炉温，控制在1250℃。
主燃料气喷枪上连接有入炉热空气，入炉热空气是冷空气经过空气风机增压后，再经过空气预热器与出炉烟气换热后所得。由于受裂解炉炉温(达到1300℃)限制，导致酸性气进料量达到370Nm3/h后无法提高，将入炉空气增设空气跨线，空气跨线上增设空气调节阀及流量计阀组，通过调节冷空气量，控制冷空气流量在1500-1800Nm3/h，降低入炉空气温度，从而降低裂解炉炉温，控制在1250℃，达到提高酸性气量60-70Nm3/h的目的；同时增设空气跨线后，提高了烟气的温度，可达到300℃，避免了空气预热器的露点腐蚀。
废酸自废酸缓冲罐来进入地下槽，经废酸泵加压后经新增废酸流量计控制阀组控制流量在300-400kg/h,然后进入废酸喷枪，通过废酸喷枪将废酸喷入炉内，一方面既可以处理掉废酸，另一方面又可以利用废酸裂解的吸热过程，进一步使裂解炉温度降低，提高进裂解炉酸性气量50-60Nm3/h。
酸性气在裂解炉内与燃料气、空气混合燃烧，喷入的废酸在高温下发生裂解反应，产生的烟气先经过废热锅炉，再经过空气预热器，依次进入后续的净化工段、干燥工段、转化工段、吸收工段。其中转化工段中，设置有转化器，转化器的热源通过电炉加热，SO2气体浓度偏低(5.0％左右)时，转化反应温度偏低，需增大电炉功率，加工成本增加，通过提高酸性气量后，进一步增加了转化工段的SO2气体浓度(增加至6.5％左右)，转化反应温度上升，电炉功率降低，大大降低了加工成本。
本发明的有益效果是：
1、增加酸性气加工量约20-30％。
2、增加了转化工段的SO2气体浓度，使电炉功率降低，大大降低了加工成本。
3、提高了烟气的温度，避免了空气预热器的露点腐蚀。
附图说明
图1是改造前工艺流程图；
图中，1.裂解炉，2.主燃料气喷枪，3.废酸喷枪，4.地下槽，5.废酸泵，6.裂解炉备用喷枪，7.废热锅炉，8.空气预热器，9.空气风机，10.净化工段，11.干燥工段，12.转化工段，13.吸收工段，14.转化器，15.电炉。
图2是改造后工艺流程图；
图中，1.裂解炉，2.主燃料气喷枪，3.废酸喷枪，4.地下槽，5.废酸泵，6.裂解炉备用喷枪，7.废热锅炉，8.空气预热器，9.空气风机，10.净化工段，11.干燥工段，12.转化工段，13.吸收工段，14.转化器，15.电炉，16.含氨酸性气线，17.清洁酸性气线，18.阻火器，19.空气跨线，20.空气调节阀及流量计阀组，21.废酸流量计控制阀组。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的实施例进行详细阐述：
实施例1：
一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的装置，包括依次连接的裂解炉1、废热锅炉7、空气预热器8、净化工段10、干燥工段11、转化工段12和吸收工段13，废酸缓冲罐连接地下槽4，裂解炉1设置主燃料气喷枪2和废酸喷枪3，空气预热器8进风口连接空气风机9，空气预热器8出风口连接主燃料气喷枪2，地下槽4管路通过废酸泵5连接裂解炉1的废酸喷枪3，裂解炉1设置裂解炉备用喷枪6，裂解炉备用喷枪6连通清洁酸性气管线17，裂解炉1的主燃料气喷枪2设置燃料口，燃料口连通含氨酸性气管线16，清洁酸性气管线和含氨酸性气管线设置阻火器18。
裂解炉1上共有三组喷枪，将两股酸性气分别引至废酸裂解炉前，其中两股酸性气分别为含氨酸性气和清洁酸性气，然后分别增设两组阻火器18阀组，两股酸性气分别经过阻火器18阀组后，一是将含氨酸性气连接至主燃料气喷枪2，主燃料气喷枪2上还连接有燃料气；二是将清洁酸性气连接至裂解炉备用喷枪6；三是利用废酸喷枪3向裂解炉1内喷废酸。
燃料口设置在主燃料气喷枪2的燃料进口一侧，并且在热风进口之前。
空气风机9设置空气跨线19，连接空气预热器8出风口和主燃料气喷枪2，空气跨线设置空气调节阀及流量计阀组20。
地下槽4管路设置废酸流量计控制阀组21。
实施例2：
一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法，将含氨酸性气和清洁酸性气分别引至废酸裂解炉前，将含氨酸性气连接至主燃料气喷枪，与原有燃料气共喷，将清洁酸性气连接至裂解炉备用喷枪6，并且利用废酸喷枪3向裂解炉1内喷废酸，其顺序为：裂解炉温度达到1000℃以上后，首先引清洁酸性气进炉，缓慢开大进废酸裂解炉酸性气流量，同时减少废酸裂解炉燃料气用量，待清洁酸性气流量稳定后，再引进含氨酸性气。
引进含氨酸性气前，控制裂解炉炉温稳定在1225℃-1275℃，优选控制裂解炉炉温稳定在1250℃左右。
控制裂解炉1炉温的方法为通过空气跨线的空气调节阀及流量计阀组20，调节冷空气量，控制冷空气流量在1500-1800Nm3/h，降低入炉空气温度，从而降低裂解炉1炉温，控制在1250℃。
主燃料气喷枪2上连接有入炉热空气，入炉热空气是冷空气经过空气风机9增压后，再经过空气预热器8与出炉烟气换热后所得。由于受裂解炉1炉温(达到1300℃)限制，导致酸性气进料量达到370Nm3/h后无法提高，将入炉空气增设空气跨线19，空气跨线19上增设空气调节阀及流量计阀组20，通过调节冷空气量，控制冷空气流量在1500-1800Nm3/h，降低入炉空气温度，从而降低裂解炉1炉温，控制在1250℃，达到提高酸性气量60-70Nm3/h的目的；同时增设空气跨线19后，提高了烟气的温度，可达到300℃，避免了空气预热器8的露点腐蚀。
废酸自废酸缓冲罐来进入地下槽4，经废酸泵5加压后经废酸流量计控制阀组21控制流量在300-400kg/h,然后进入废酸喷枪3，通过废酸喷枪3将废酸喷入炉内，一方面既可以处理掉废酸，另一方面又可以利用废酸裂解的吸热过程，进一步使裂解炉温度降低，提高进裂解炉酸性气量50-60Nm3/h。
酸性气在裂解炉1内与燃料气、空气混合燃烧，喷入的废酸在高温下发生裂解反应，产生的烟气先经过废热锅炉7，再经过空气预热器8，依次进入后续的净化工段10、干燥工段11、转化工段12、吸收工段13。其中转化工段12中，设置有转化器14，转化器14的热源通过电炉15加热，SO2气体浓度偏低(5.0％左右)时，转化反应温度偏低，需增大电炉15功率，加工成本增加，通过提高酸性气量后，进一步增加了转化工段的SO2气体浓度(增加至6.5％左右)，转化反应温度上升，电炉15功率降低，大大降低了加工成本。

Claims (7)

1.一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的装置，包括依次连接的裂解炉、废热锅炉、空气预热器、净化工段、干燥工段、转化工段和吸收工段，废酸缓冲罐连接地下槽，裂解炉设置主燃料气喷枪和废酸喷枪，空气预热器进风口连接空气风机，空气预热器出风口连接主燃料气喷枪，地下槽管路通过废酸泵连接裂解炉的废酸喷枪，其特征在于：
所述的裂解炉设置裂解炉备用枪，裂解炉备用枪连通清洁酸性气管线，裂解炉的主燃料气喷枪设置燃料口，燃料口连通含氨酸性气管线，清洁酸性气管线和含氨酸性气管线设置阻火器；
所述的空气风机设置空气跨线，连接空气预热器出风口和主燃料气喷枪，空气跨线设置空气调节阀及流量计阀组。
2.根据权利要求1所述的一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的装置，其特征是，所述的燃料口设置在主燃料喷枪的燃料进口一侧，并且在热风进口之前。
3.根据权利要求1所述的一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的装置，其特征是，所述的地下槽管路设置废酸流量计控制阀组。
4.一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法，其特征是，将含氨酸性气和清洁酸性气分别引至废酸裂解炉前，将含氨酸性气连接至主燃料气喷枪，与原有燃料气共喷，将清洁酸性气连接至裂解炉备用喷枪，并且利用废酸喷枪向裂解炉内喷废酸，其顺序为：裂解炉温度达到1000℃以上后，首先引清洁酸性气进炉，缓慢开大进废酸裂解炉酸性气流量，同时减少废酸裂解炉燃料气用量，待清洁酸性气流量稳定后，再引进含氨酸性气。
5.根据权利要求4所述的一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法，其特征是，所述的引进含氨酸性气前，控制裂解炉炉温稳定在1225℃-1275℃。
6.根据权利要求5所述的一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法，其特征是，所述的引进含氨酸性气前，控制裂解炉炉温稳定在1250℃。
7.根据权利要求6所述的一种提高酸性气制硫酸装置酸性气处理量的方法，其特征是，所述的控制裂解炉炉温的方法为通过空气跨线的空气调节阀及流量计阀组，调节冷空气量，控制冷空气流量在1500-1800Nm3/h，降低入炉空气温度，从而降低裂解炉炉温，控制在1250℃。
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