CN203781844U - 一种用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于工业废硫酸综合利用的技术领域，具体的涉及一种用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置。该装置是通过与传统的石膏制硫酸联产水泥装置结合来实现的，包括煅烧窑、与煅烧窑窑尾管道连接的硫酸制备系统以及与煅烧窑窑头相连的水泥磨制系统，所述煅烧窑的窑头设有煤枪和酸枪Ⅰ；煅烧窑的窑尾设有酸枪Ⅱ，该装置是依托石膏制硫酸和水泥的装置来经济回收处理烷基化等废硫酸的联合生产装置，无需额外添置裂解装置，利用现有资源既能有效快速的处理大量废硫酸，同时能将废硫酸变废为宝，使其循环产生新的资源，环保经济。
Description
技术领域
本实用新型属于工业废硫酸综合利用的技术领域，具体的涉及一种用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置。
背景技术
现有石膏制硫酸与水泥技术是利用工业石膏或天然石膏为原料生产，由90%左右的石膏和粘土、还原剂（一般用焦炭）等配制成生料，生料加入煅烧窑内，向窑内喷加燃料（煤粉或燃料油），石膏分解煅烧成SO2和CaO， SO2窑气至硫酸系统制成硫酸，固相CaO与SiO2等煅烧成水泥熟料，水泥熟料进行磨制水泥。
目前，在石化行业的生产过程中产生的废硫酸，普遍存在难以回收处理的问题，特别是在石油加工烷基化过程中，每生产1t轻烃化油要产生80～100kg的废硫酸，其成分除含80～95%的H2SO4外，还含有3～8%的有机物、2～8%的水。该废硫酸是一种粘度较大的胶状液体，其色泽呈黑红色，散发特殊性臭味，很难处理，对人畜危害大；有机物含近300种物质，主要是高分子烯烃、二烯烃、烷基磺酸、硫酸酯、硫醇、硫化氢等，性质不稳定。
我国每年烷基化排出废硫酸100多万t，随着油品质量升级的需要，烷基化装置需要
进一步扩大生产能力，排放的废硫酸逐年增加。目前解决的办法一般是建设裂解装置，用天然气将废硫酸裂解后再制硫酸，该工艺目前存在两种技术，一是湿气制酸（WSA）法，二是干法制酸法。干法与湿法的主要区别是出裂解炉的酸性气体经过一个净化工段后再去制酸，以上工艺控制废硫酸裂解温度＜1100℃，低温时燃烧不稳定，致使分解率低，裂解后气体浓度SO2为5.5～7.5%、SO3为0.03～0.05%，SO2气浓低会增加后续硫酸生产难度和投资，SO3会形成酸雾腐蚀设备。因废硫酸裂解装置投资大、运行费用高、亏损严重，处理企业没有积极性，经常发生偷偷外排现象，对环境造成巨大污染和资源浪费。随着国家对环境保护和资源利用的日益重视，解决工业生产废硫酸的经济回收利用问题迫在眉睫。
发明内容
本实用新型的目的在于针对目前废硫酸排放量大、难处理，同时现有处理技术因需要单独安置裂解装置投资大、运行费用高、亏损严重，处理企业没有积极性的问题，现提供一种用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置，该装置是通过与传统的石膏制硫酸联产水泥装置结合来实现的，是依托石膏制硫酸和水泥的装置来经济回收处理烷基化等废硫酸的联合生产装置，无需额外添置裂解装置，利用现有资源既能有效快速的处理大量废硫酸，同时能将废硫酸变废为宝，使其循环产生新的资源，环保经济。
本实用新型的技术方案为：一种用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置，包括煅烧窑、与煅烧窑窑尾管道连接的硫酸制备系统以及与煅烧窑窑头相连的水泥磨制系统，，所述煅烧窑的窑头设有煤枪和酸枪Ⅰ；煅烧窑的窑尾设有酸枪Ⅱ。
所述酸枪Ⅰ与酸枪Ⅱ均为四通道。
所述四通道由里层至外层分别为通道Ⅰ、通道Ⅱ、通道Ⅲ、通道Ⅳ。
所述酸枪Ⅰ与酸枪Ⅱ的四通道采用4层套管构成。
所述通道Ⅰ和通道Ⅲ为废硫酸通道，通道Ⅱ为高压空气通道、通道Ⅳ为蒸汽通道。
所述通道Ⅰ和通道Ⅲ出口处设有扰动螺旋。
所述煅烧窑为预热器窑或中空长窑。在生料加入量不变的情况下，视分解废硫酸的多少，若采用预热器窑其窑尾SO2含量可由8～11%提高到12～15%；若采用中空长窑其窑尾SO2含量可由6～8%提高到9～11%。
本实用新型的有益效果为：本实用新型是在将生料加入煅烧窑进行正常煅烧的同时，利用酸枪Ⅰ与酸枪Ⅱ、分别使用0.35～0.95MPa的压缩空气和蒸汽，按1t生料配不高于0.7t废硫酸的比例分别从窑头和窑尾向窑中雾化喷入煅烧窑，从窑头和窑尾分别加入的目的是增加喷酸量和提升雾化效果。这样向煅烧窑中喷入烷基化等工业废硫酸，废硫酸中有机物充分燃烧提供热量，硫酸分解成SO2与石膏分解的SO2至硫酸制备系统，对硫酸和水泥产品无影响，无二次污染，是经济处理废硫酸的绝佳方法。
废硫酸分解原理为：
H2SO4→SO3+H2O；
SO3→SO2+O2；
CnH2n+2+O2→CO2+H2O。
以上第一个反应在325～340℃开始，第二个反应在500℃开始，都是吸热反应，第三个反应是有机物燃烧放热。
所述酸枪Ⅰ与酸枪Ⅱ均采用4层套管，由里层至外层分别为通道Ⅰ、通道Ⅱ、通道Ⅲ、通道Ⅳ，其中通道Ⅰ和通道Ⅲ为废硫酸通道，通道Ⅱ为高压空气通道、通道Ⅳ为蒸汽通道，通道Ⅰ和通道Ⅲ出口处设有扰动螺旋。高压空气和扰动螺旋的作用是雾化硫酸，蒸汽的作用一是提高废硫酸温度，提高流动和雾化性；二是降低喷枪温度，起保护作用。
目前硫磺及有色冶炼制硫酸成本低，每吨成本在250～320元，传统的裂解处理烷基化废硫酸制硫酸每吨成本高达680元，单纯石膏制硫酸每吨成本在330～380元。利用本实用新型技术，在石膏制硫酸装置处理废硫酸，既处理废酸又处理石膏废渣，成本可控制在每吨300元以下。
附图说明
图1为本实用新型用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置结构示意图。
图2为酸枪Ⅰ、酸枪Ⅱ的结构示意图。
其中，1为煅烧窑，2为硫酸制备系统，3为水泥磨制系统，4为窑头，5为窑尾，6为煤枪，7为酸枪Ⅰ，8为酸枪Ⅱ，9为通道Ⅰ，10为通道Ⅱ，11为通道Ⅲ，12为通道Ⅳ，13为套管，14为扰动螺旋。
具体实施方式
现通过具体实施例对本实用新型进行详细的描述，其中实施例中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置，包括煅烧窑1、与煅烧窑1窑尾5管道连接的硫酸制备系统2以及与煅烧窑1窑头4相连的水泥磨制系统3，所述煅烧窑1的窑头4设有煤枪6和酸枪Ⅰ7；煅烧窑1的窑尾5设有酸枪Ⅱ8。所述酸枪Ⅰ7与酸枪Ⅱ8均采用4层套管13，由里层至外层分别为通道Ⅰ9、通道Ⅱ10、通道Ⅲ11、通道Ⅳ12，其中通道Ⅰ9和通道Ⅲ11为废硫酸通道，通道Ⅱ10为高压空气通道、通道Ⅳ12为蒸汽通道，通道Ⅰ9和通道Ⅲ11出口处设有扰动螺旋14。
采用该装置在将生料加入煅烧窑1进行正常煅烧的同时，利用酸枪Ⅰ7与酸枪Ⅱ8、分别使用0.35～0.95MPa的压缩空气和蒸汽，按1t生料配不高于0.7t废硫酸的比例分别从窑头4和窑尾5向窑中雾化喷入煅烧窑1，废硫酸中有机物充分燃烧提供热量，硫酸分解成SO2与石膏分解的SO2至硫酸制备系统2，对硫酸和水泥产品无影响，无二次污染，是经济处理废硫酸的绝佳方法。
分解煅烧生成的SO2窑气从窑尾5经换热回收余热后，降至不低于400℃（露点以上）至与煅烧窑1窑尾5管道连接的硫酸制备系统2生产硫酸，熟料由窑头4经冷却机冷却后进入与煅烧窑1窑头4相连的水泥磨制系统3，供磨制水泥。
下面以生产实例进一步说明。
在年产20万t石膏制硫酸联产30万t水泥大型装置上喷烧烷基化废硫酸，其分解煅烧设备采用￠4×75m预热器窑，配备四级旋风预热器和余热回收锅炉，硫酸为酸洗净化、两转两吸工艺。
将磷石膏、粘土、焦炭沫配制成生料，控制生料配制中C/SO2摩尔比为0.60；以煤粉作燃料，通过煤枪6喷加；生料经窑气预热后从窑头4加入，加入量由原58t/h减量至29t/h；将浓度为86%烷基化废硫酸、0.4MPa压缩空气和0.35MP蒸汽利用四通道的酸枪Ⅰ7与酸枪Ⅱ8分别从窑头4和窑尾5喷入窑中，废酸喷加量为16.1t/h；控制煤粉燃烧的过剩空气系数为1.04、窑内烧成温度1350℃、窑内气氛O2为1.03%、CO为0.54%。经监测窑尾SO2含量由原10.20%提高到13.18%，窑尾风量减少，硫酸日产量还是保持在原来660t，但水泥熟料由原日产660t减少至330t。本生产过程熟料热耗增加3%，生产稳定，其它指标无明显变化。
本实施例保持了硫酸产量不变，熟料产能减少了一半，废硫酸喷加量很高。
Claims (7)
1.一种用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置，包括煅烧窑、与煅烧窑窑尾管道连接的硫酸制备系统以及与煅烧窑窑头相连的水泥磨制系统，其特征在于，所述煅烧窑的窑头设有煤枪和酸枪Ⅰ；煅烧窑的窑尾设有酸枪Ⅱ。
2.根据权利要求1所述用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置，其特征在于，所述酸枪Ⅰ与酸枪Ⅱ均为四通道。
3.根据权利要求2所述用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置，其特征在于，所述四通道由里层至外层分别为通道Ⅰ、通道Ⅱ、通道Ⅲ、通道Ⅳ。
4.根据权利要求2所述用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置，其特征在于，所述酸枪Ⅰ与酸枪Ⅱ的四通道采用4层套管构成。
5.根据权利要求3所述用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置，其特征在于，所述通道Ⅰ和通道Ⅲ为废硫酸通道，通道Ⅱ为高压空气通道、通道Ⅳ为蒸汽通道。
6.根据权利要求3或5所述用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置，其特征在于，所述通道Ⅰ和通道Ⅲ出口处设有扰动螺旋。
7.根据权利要求1所述用于化学分解废硫酸和石膏综合利用联合工艺的装置，其特征在于，所述煅烧窑为预热器窑或中空长窑。
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| CN113429140A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-09-24 | 安徽檀松建筑工程有限公司 | 一种建筑石膏板快速干燥煅烧机 |
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