CN109502558A - 一种环保型废硫酸裂解工艺 - Google Patents

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芮立新
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Abstract

本发明公开了一种环保型废硫酸裂解工艺,包括以下步骤:空气预热至500℃以上送入裂解炉,热空气送入燃煤区与燃料反应产生高温烟气,高温烟气进入反应区将喷入反应区的废硫酸裂解为SO2、O2和H2O;由于裂解炉内为氧化性环境,其它有毒有害杂质也同时被分解;待裂解炉内温度降低后,将气体送入除尘,除去燃煤所产生的烟尘;将除尘后的气体进一步降温;将进一步降温后的气体送入转化,含SO2的气体在催化剂的作用下与后续送入的空气中的O2反应,生成含SO3气体;将含SO3的气体充入低浓度的硫酸中,低浓度的硫酸将其吸收,产生工业硫酸。本发明将残留在废酸中有毒有害物质也分解,不形成二次污染,产生合格的工业硫酸。

Description

一种环保型废硫酸裂解工艺
技术领域
本发明属于硫酸裂解技术领域,特别涉及一种环保型废硫酸裂解工艺。
背景技术
硫酸是一种重要的工业原料,在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂,在最终合成产品的同时产酸大量废硫酸,在这些废硫酸中同时含有毒有害物质,因此不能通过酸碱中和的方式处理。目前比较使用较多的处理工艺是采用天然气在裂解炉中焚烧,将废硫酸和其它有毒有害物质分解为SO2 、O2、 H2O,再通过除尘净化工序去除固体杂质,再用常规的干法制酸工艺将S02催化氧化为SO3,用硫酸干吸收工艺吸收SO3转化为可再次使用的工业硫酸。使用该工艺处理废硫酸可以同时分解有毒有害介质,循环使用硫酸,洁净环保。但采用该工艺处理废硫酸需要使用天然气为燃料,处理成本高,且有些地区天然气供应则须长短运输危险化学品硫酸,也增加了处理成本。
发明内容
本发明提供了一种环保型废硫酸裂解工艺,以解决现有技术中的问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种环保型废硫酸裂解工艺,采用煤为燃料的裂解炉,所述裂解炉分为燃煤区、反应区和停留区,工艺包括裂解、除尘、降温、转化和干吸。
一种环保型废硫酸裂解工艺,包括以下步骤:
S1、裂解,空气预热至500℃以上送入裂解炉,热空气送入燃煤区与燃料反应产生高温烟气,高温烟气进入反应区将喷入反应区的废硫酸裂解为SO2 、O2和H2O;由于裂解炉内为氧化性环境,其它有毒有害杂质也同时被分解;
S2、除尘,待裂解炉内温度降低后,将气体送入除尘,除去燃煤所产生的烟尘;
S3、降温,将除尘后的气体进一步降温;
S4、转化,将进一步降温后的气体送入转化,含SO2的气体在催化剂的作用下与后续送入的空气中的O2反应,生成含SO3气体;
S5、干吸,将含SO3的气体充入低浓度的硫酸中,低浓度的硫酸将其吸收,产生成品工业硫酸。
进一步的,所述步骤S1中,裂解炉内反应温度为1000-1100℃。
进一步的,所述步骤S2中,待裂解炉内温度降低至630-650℃。
进一步的,所述步骤S2中,除尘采用过滤网,除去气体中的烟尘。
进一步的,所述步骤S3中,将除尘后的气体进一步降温至280-300℃。
进一步的,所述燃料煤包括块煤、水煤浆和煤粉其中的一种或多种的混合物。
进一步的,所述工艺处理浓度≥60%的废硫酸。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明通过燃烧使废酸分解的同时将残留在废酸中有毒有害物质也分解,不形成二次污染,且能够产生合格的工业硫酸,而众多化工合成工艺中的硫酸可以循环使用,减少环境污染。然而由于天然气价格逐年升高且部分地区无天然气供应,使废硫酸裂解处理工艺推广范围较小。本发明主要解决废硫酸裂解处理工艺燃料供应的瓶颈,用燃煤裂解废硫酸,使废硫酸处理装置的原料来源更为广泛,原料价格更为低廉,通过工艺系统的处理解决了燃煤时生硫氧化物和氮氧化物对环境的污染,同时将硫氧化物转化为用途广泛的工业硫酸。而我国煤炭资源丰富而天然气资源较为短缺,采用本发明有利于减少天然气消耗。采用本发明可降低废硫酸处理的成本,有利于裂解处理废硫酸工艺得以更广泛的推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
一种环保型废硫酸裂解工艺,采用煤为燃料的裂解炉,所述裂解炉分为燃煤区、反应区和停留区,工艺包括裂解、除尘、降温、转化和干吸。
一种环保型废硫酸裂解工艺,包括以下步骤:
S1、裂解,空气预热至500℃以上送入裂解炉,热空气送入燃煤区与燃料反应产生高温烟气,高温烟气进入反应区将喷入反应区的废硫酸裂解为SO2 、O2和H2O;由于裂解炉内为氧化性环境,其它有毒有害杂质也同时被分解;
S2、除尘,待裂解炉内温度降低后,将气体送入除尘,除去燃煤所产生的烟尘;
S3、降温,将除尘后的气体进一步降温;
S4、转化,将进一步降温后的气体送入转化,含SO2的气体在催化剂的作用下与后续送入的空气中的O2反应,生成含SO3气体;
S5、干吸,将含SO3的气体充入低浓度的硫酸中,低浓度的硫酸将其吸收,产生成品工业硫酸。
所述步骤S1中,裂解炉内反应温度为1000℃。
所述步骤S2中,待裂解炉内温度降低至630℃。
所述步骤S2中,除尘采用过滤网,除去气体中的烟尘。
所述步骤S3中,将除尘后的气体进一步降温至280℃。
所述燃料煤为水煤浆和煤粉的混合物。
所述工艺处理浓度≥60%的废硫酸。
实施例2
一种环保型废硫酸裂解工艺,采用煤为燃料的裂解炉,所述裂解炉分为燃煤区、反应区和停留区,工艺包括裂解、除尘、降温、转化和干吸。
一种环保型废硫酸裂解工艺,包括以下步骤:
S1、裂解,空气预热至500℃以上送入裂解炉,热空气送入燃煤区与燃料反应产生高温烟气,高温烟气进入反应区将喷入反应区的废硫酸裂解为SO2 、O2和H2O;由于裂解炉内为氧化性环境,其它有毒有害杂质也同时被分解;
S2、除尘,待裂解炉内温度降低后,将气体送入除尘,除去燃煤所产生的烟尘;
S3、降温,将除尘后的气体进一步降温;
S4、转化,将进一步降温后的气体送入转化,含SO2的气体在催化剂的作用下与后续送入的空气中的O2反应,生成含SO3气体;
S5、干吸,将含SO3的气体充入低浓度的硫酸中,低浓度的硫酸将其吸收,产生成品工业硫酸。
所述步骤S1中,裂解炉内反应温度为1050℃。
所述步骤S2中,待裂解炉内温度降低至640℃。
所述步骤S2中,除尘采用过滤网,除去气体中的烟尘。
所述步骤S3中,将除尘后的气体进一步降温至290℃。
所述燃料煤包括块煤。
所述工艺处理浓度≥60%的废硫酸。
实施例3
一种环保型废硫酸裂解工艺,采用煤为燃料的裂解炉,所述裂解炉分为燃煤区、反应区和停留区,工艺包括裂解、除尘、降温、转化和干吸。
一种环保型废硫酸裂解工艺,包括以下步骤:
S1、裂解,空气预热至500℃以上送入裂解炉,热空气送入燃煤区与燃料反应产生高温烟气,高温烟气进入反应区将喷入反应区的废硫酸裂解为SO2 、O2和H2O;由于裂解炉内为氧化性环境,其它有毒有害杂质也同时被分解;
S2、除尘,待裂解炉内温度降低后,将气体送入除尘,除去燃煤所产生的烟尘;
S3、降温,将除尘后的气体进一步降温;
S4、转化,将进一步降温后的气体送入转化,含SO2的气体在催化剂的作用下与后续送入的空气中的O2反应,生成含SO3气体;
S5、干吸,将含SO3的气体充入低浓度的硫酸中,低浓度的硫酸将其吸收,产生成品工业硫酸。
所述步骤S1中,裂解炉内反应温度为1100℃。
所述步骤S2中,待裂解炉内温度降低至650℃。
所述步骤S2中,除尘采用过滤网,除去气体中的烟尘。
所述步骤S3中,将除尘后的气体进一步降温至300℃。
所述燃料煤是块煤、水煤浆和煤粉的混合物。
所述工艺处理浓度≥60%的废硫酸。
实施例4
一种环保型废硫酸裂解工艺,采用煤为燃料的裂解炉,所述裂解炉分为燃煤区、反应区和停留区,工艺包括裂解、除尘、降温、转化和干吸。
一种环保型废硫酸裂解工艺,包括以下步骤:
S1、裂解,空气预热至500℃以上送入裂解炉,热空气送入燃煤区与燃料反应产生高温烟气,高温烟气进入反应区将喷入反应区的废硫酸裂解为SO2 、O2和H2O;由于裂解炉内为氧化性环境,其它有毒有害杂质也同时被分解;
S2、除尘,待裂解炉内温度降低后,将气体送入除尘,除去燃煤所产生的烟尘;
S3、降温,将除尘后的气体进一步降温;
S4、转化,将进一步降温后的气体送入转化,含SO2的气体在催化剂的作用下与后续送入的空气中的O2反应,生成含SO3气体;
S5、干吸,将含SO3的气体充入低浓度的硫酸中,低浓度的硫酸将其吸收,产生成品工业硫酸。
所述步骤S1中,裂解炉内反应温度为1100℃。
所述步骤S2中,待裂解炉内温度降低至650℃。
所述步骤S2中,除尘采用过滤网,除去气体中的烟尘。
所述步骤S3中,将除尘后的气体进一步降温至300℃。
所述燃料煤为水煤浆。
所述工艺处理浓度≥60%的废硫酸。
实施例5
一种环保型废硫酸裂解工艺,采用煤为燃料的裂解炉,所述裂解炉分为燃煤区、反应区和停留区,工艺包括裂解、除尘、降温、转化和干吸。
一种环保型废硫酸裂解工艺,包括以下步骤:
S1、裂解,空气预热至500℃以上送入裂解炉,热空气送入燃煤区与燃料反应产生高温烟气,高温烟气进入反应区将喷入反应区的废硫酸裂解为SO2 、O2和H2O;由于裂解炉内为氧化性环境,其它有毒有害杂质也同时被分解;
S2、除尘,待裂解炉内温度降低后,将气体送入除尘,除去燃煤所产生的烟尘;
S3、降温,将除尘后的气体进一步降温;
S4、转化,将进一步降温后的气体送入转化,含SO2的气体在催化剂的作用下与后续送入的空气中的O2反应,生成含SO3气体;
S5、干吸,将含SO3的气体充入低浓度的硫酸中,低浓度的硫酸将其吸收,产生成品工业硫酸。
所述步骤S1中,裂解炉内反应温度为1100℃。
所述步骤S2中,待裂解炉内温度降低至650℃。
所述步骤S2中,除尘采用过滤网,除去气体中的烟尘。
所述步骤S3中,将除尘后的气体进一步降温至300℃。
所述燃料煤为煤粉。
所述工艺处理浓度≥60%的废硫酸。
采用燃煤法废硫酸裂解装置设置有裂解工序,除尘净化工序、转化工序和干吸工序。在裂解工序燃煤通过输送设备送入燃煤裂解炉,燃煤裂解炉结构上分为燃煤区、反应区、停留区,燃煤区分为加煤系统、送风系统、排渣系统。燃煤室通过调整給煤速度、控制空气风量,使废酸裂解反应区的温度控制在1000-1100℃,废酸在反应区分解,为保证废硫酸能充分分解,在反应区后面设有停留区,是没有充分反应的废硫酸在该区域得到充分的反应。为保证操作安全和系统中有较高的SO2浓度,裂解工段系统控制在微负压状态,排渣系统采用水封机构,燃煤燃烧产生的烟气全部进入后面的制酸系统中,不会造成烟气外溢污染环境。废硫酸用硫酸泵经废酸雾化喷入废酸裂解炉内,在高温下裂解生成SO2 、O2、 H2O及少量SO3。炉内温度在炉中部设有二次空气口以调节炉内氧含量,保证炉内气氛为氧化性气氛,减少碳和一氧化碳的生成。
在处理80%废硫酸时,采用天然气为燃料的废酸裂解装置处理每处理1吨废酸需消耗350Nm3左右的天然气,而采用燃煤法的废酸裂解装置每吨酸的耗煤量为580kg左右,按照当前的能源市场价格,采用燃煤法的废酸裂解工艺较现有燃气裂解工艺燃料成本节约60%,而且煤更容易运输和存储,从而使废硫酸裂解工艺得到更广泛的推广。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种环保型废硫酸裂解工艺,其特征在于:采用煤为燃料的裂解炉,所述裂解炉分为燃煤区、反应区和停留区,工艺包括裂解、除尘、降温、转化和干吸。
2.根据权利要求1所述的环保型废硫酸裂解工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1、裂解,空气预热至500℃以上送入裂解炉,热空气送入燃煤区与燃料反应产生高温烟气,高温烟气进入反应区将喷入反应区的废硫酸裂解为SO2 、O2和H2O;由于裂解炉内为氧化性环境,其它有毒有害杂质也同时被分解;
S2、除尘,待裂解炉内温度降低后,将气体送入除尘,除去燃煤所产生的烟尘;
S3、降温,将除尘后的气体进一步降温;
S4、转化,将进一步降温后的气体送入转化,含SO2的气体在催化剂的作用下与后续送入的空气中的O2反应,生成含SO3气体;
S5、干吸,将含SO3的气体充入低浓度的硫酸中,低浓度的硫酸将其吸收,产生成品工业硫酸。
3.根据权利要求1所述的环保型废硫酸裂解工艺,其特征在于,所述步骤S1中,裂解炉内反应温度为1000-1100℃。
4.根据权利要求1所述的环保型废硫酸裂解工艺,其特征在于,所述步骤S2中,待裂解炉内温度降低至630-650℃。
5.根据权利要求1所述的环保型废硫酸裂解工艺,其特征在于,所述步骤S2中,除尘采用过滤网,除去气体中的烟尘。
6.根据权利要求1所述的环保型废硫酸裂解工艺,其特征在于,所述步骤S3中,将除尘后的气体进一步降温至280-300℃。
7.根据权利要求1所述的环保型废硫酸裂解工艺,其特征在于,所述燃料煤包括块煤、水煤浆和煤粉其中的一种或多种的混合物。
8.根据权利要求1所述的环保型废硫酸裂解工艺,其特征在于,所述工艺处理浓度≥60%的废硫酸。
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