CN205372576U - 分体烧嘴式废酸裂解炉 - Google Patents

Abstract

分体烧嘴式废酸裂解炉，涉及裂解炉技术领域，包括炉体、挡墙，主烧嘴（15）、废酸喷嘴（14）、辅助烧嘴（19）和防爆门（20），在炉体内部间隔设有多道挡墙，在炉体的一端封头上间隔设有废酸喷嘴（14）与主烧嘴（15），在炉体的另一端封头间隔设有烟气出口（13）和防爆门（20），在相邻的挡墙之间设有外接阻燃风机（16）和辅助烧嘴，所述辅助烧嘴设置在外接阻燃风机（16）的上部；本实用新型能够减小废酸流量或压力变动对雾化效果的影响，处理废酸量为：2000kg/h-4000kg/h，能够避免大量冷空气进入炉膛吸收热量，降低排烟热损失，达到节能降耗的目的。

Description

分体烧嘴式废酸裂解炉

【技术领域】

本实用新型涉及涉及裂解炉技术领域，具体地说本实用新型涉及分体烧嘴式废酸裂解炉。

【背景技术】

公知的，在各种化肥厂、钢铁厂、石油化工厂的生产过程中，用高浓度的硫酸作为催化剂或者进行吸收净化、洗涤等，在其过程中的水分、硫、氮氧化合物以及副反应物不断进入酸相，使得硫酸浓度逐渐降低，最终满足不了生产工艺的要求，这时在生产过程中就会逐步将这些含有大量杂质的硫酸废液排除，被排除的这些含硫废液被称为废硫酸。

我国炼油厂的硫酸烷基化装置，每生产一吨烃化油要产生80~100kg浓度为80~85%的废硫酸，其成份除硫酸外，还含有8~14%的有机物和水份，杂质含量高，直接利用较为困难；处理废硫酸不仅关系到消除废硫酸对生态环境的污染，也可进一步完善硫酸烷基化工艺。炼油厂采用热裂解法处理废硫酸。硫酸热解为SO₃和水的反应一般在340℃开始，500℃以上才能顺利进行，850℃以上才能顺利分解为SO₂和O₂。为了获得满意的热裂解速率，将烷基化废硫酸在1000~1100℃的高温下裂解制成SO₂气体，其中的有机物同时被燃烧为CO₂，然后将制得的SO₂炉气送往原有的硫铁矿制硫系统上重新制造工业硫酸。

目前处理废硫酸的主要设备为以热裂解法为理论基础建设的烷基化废硫酸裂解炉，该技术工艺简单，易于操作，处理废硫酸能力大，不产生二次污染，所以长期以来，废酸裂解炉已成为废硫酸回收系统中的重要部件，因此提出一种能够在稳定运行的前提条件下实现自动化智能控制的废酸裂解炉，就成了本领域技术人员的基本诉求。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了分体烧嘴式废酸裂解炉。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

分体烧嘴式废酸裂解炉，包括炉体、挡墙，主烧嘴、废酸喷嘴、辅助烧嘴和防爆门，在炉体内部间隔设有多道挡墙，在炉体的一端封头上间隔设有废酸喷嘴与主烧嘴，在炉体的另一端封头间隔设有烟气出口和防爆门，在相邻的挡墙之间设有外接阻燃风机和辅助烧嘴，所述辅助烧嘴设置在外接阻燃风机的上部。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，所述的炉体包括外壳体、隔热层衬里、耐火层衬里和外保温层，在外壳体的内部设有隔热层衬里，在隔热层衬里的内部设有耐火层衬里，在外壳体的外部设有外保温层，所述耐火层衬里有两段不同的材质组成，耐火层衬里的前半段选用含锆刚玉莫来石砖，耐火层衬里的后半段采用轻质隔热硅酸铝异形砖模块，在外壳体与隔热层衬里之间设有硅酸铝纤维毡。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，所述挡墙包括三道I型挡墙与三道Ⅱ型挡墙，每道I型挡墙与Ⅱ型挡墙交叉等距设置，在I型挡墙的上部设有开口，在Ⅱ型挡墙的下部设有开口，所述挡墙的端面均设置在耐火层衬里内并在挡墙的周围设置伸缩缝。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，所述主烧嘴包括壳体、主喷枪、消音层、火道砖A、长明灯和外接助燃风机，在壳体的下部设有通过助燃空气入口连接的外接助燃风机，在外接助燃风机上设有气动执行机构A，在外接助燃风机内设有蝶阀A，在壳体的一端内部设有消音层，在壳体的另一端外部设有材质为异性高铝砖的火道砖A，在消音层的一端内部间隔设有主喷枪和长明灯，在主喷枪的外端面上设有燃料气入口A，在长明灯的外端设有点火杆，在点火杆的外部设有推进器，在点火杆的上部设有点火空气入口，在点火杆的下部设有长明灯燃料气入口A，所述主喷枪的喷头设置为两层，外层为环形喷头，内层为鼠笼式喷头，在环形喷头的外部设有旋流器，在旋流器上设有点火电极，在壳体两侧分别设有倾斜设置的紫外频率火焰探测器A与紫外频率火焰探测器B。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，所述的废酸喷嘴包括废酸喷枪和套筒式风门，在废酸喷枪的外部设有套筒式风门，在废酸喷枪的一端设有废酸入口，在废酸喷枪的一端下部设有压缩空气入口，在套筒式风门上设有看火孔B。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，所述辅助烧嘴包括烧嘴壳体、燃气喷枪、火道砖B、长明灯B、气动执行机构B，在烧嘴壳体的下部设有通过助燃空气入口B连接的外接助燃风机，在外接助燃风机上设有气动执行机构B，在外接助燃风机上设有蝶阀B，在烧嘴壳体的内部间隔设有燃气喷枪和长明灯B，燃气喷枪的外端部设有燃料气入口B，在长明灯B的一端外部设有长明灯燃料气入口B，在烧嘴壳体的一端设有火道砖B，在火道砖B的两侧倾斜设有紫外频率火焰探测器C与紫外频率火焰探测器D。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，在炉体的外部间隔设有多个目镜和人孔、在炉体内设置多个热电偶。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，还包括燃烧控制系统，所述燃烧控制系统由可编程控制器PLC与上级中控室DCS系统组成。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优越性：

1、本实用新型所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，通过采用刚玉莫来石砖和轻质隔热硅酸铝异形砖作为耐火衬里、莫来石浇注料作为隔热层衬里，在隔热层衬里与外壳体之间设有硅酸铝纤维毡以吸收径向膨胀力，同时也可避免酸性炉气侵人炉体钢壳内壁，处理废酸量为：2000kg/h-4000kg/h；在炉体上设置目镜以观察火焰轴向燃烧状态，同时在炉体内前后设置多个热电偶用以检测炉体内前后位置的工况温度，并在炉体的负压烟道上加设重力防爆门，当炉子发生爆炸时，防爆门能够及时可靠的被炸开或开启，将炉内过高的压力释放出来，使设备及其系统不至因压力冲击而损坏或造成人员伤亡。

2、本实用新型通过将燃气喷枪设置为双层结构，外层采用环形喷头、内层采用鼠笼式防风结构设计，适应超负荷大风速燃烧，防止熄火事故，旋流配风，强化燃烧，缩短火焰长度，以迅速提升炉膛温度，促进废酸的分解，配合旋流稳焰器，能够适应超负荷大风速燃烧。

3、蝶阀和气动执行机构配合使用用于调节供风量，根据设定的燃/空比例供给助燃风量，避免过剩的冷空气进入炉膛吸收热量，降低排烟热损失。

4、火道砖采用异性高铝砖，约束、组织助燃空气的流动，使燃气与空气在有限的通道空间内相遇混合，改善燃烧效果，同时保持火焰根部的着火温度，确保火焰的稳定性。

【附图说明】

图1是本实用新型分体烧嘴式废酸裂解炉的主视图；

图2是图1的左视图；

图3为图1的A-A剖视图；

图4为图1的B-B剖视图；

图5为主烧嘴的主视图；

图6为图5的左视图；

图7为主烧嘴喷头的仰视图；

图8为废酸喷嘴的主视图；

图9为图8的左视图；

图10为辅助烧嘴的主视图；

图11为图10的左视图；

在图中：1、隔热层衬里；2、热电偶A；3、目镜A；4、目镜B；5、热电偶B；6、外保温层；7、I型挡墙；8、热电偶C；9、Ⅱ型挡墙；10、热电偶D；11、人孔；12、热电偶E；13、烟气出口；14、废酸喷嘴；15、主烧嘴；16、外接阻燃风机；17、外壳体；18、隔火衬里；19、辅助烧嘴；20、防爆门；21、燃料气入口A；22、主喷枪；23、消音层；24、紫外频率火焰探测器A；25、火道砖A；26、点火空气入口；27、推进器；28、点火杆；29、长明灯燃料气入口A；30、长明灯A；31、紫外频率火焰探测器B；32、旋流器；33、看火孔A；34、助燃空气入口A；35、蝶阀A；36、气动执行机构A；37、鼠笼式喷头；38、环形喷头；39、长明灯灯头；40、点火电极；41、废酸入口；42、废酸喷枪；43、压缩空气入口；44、套筒式风门；45、看火孔B；46、燃料气入口B；47、燃气喷枪；48、紫外频率火焰探测器C；49、火道砖B；50、长明灯燃料气入口B；51、长明灯B；52、紫外频率火焰探测器D；53、看火孔B；54、助燃空气入口B；55、蝶阀B；56、气动执行机构B。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本实用新型，本实用新型并不局限于下面的实施例；

结合附图1所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，包括炉体、挡墙，主烧嘴15、废酸喷嘴14、辅助烧嘴19和防爆门20，在炉体内部间隔设有多道挡墙，在炉体的一端封头上间隔设有废酸喷嘴14与主烧嘴15，在炉体的另一端封头间隔设有烟气出口13和防爆门20，在相邻的挡墙之间设有外接阻燃风机16和辅助烧嘴19，所述辅助烧嘴19设置在外接阻燃风机16的上部。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，所述的炉体包括外壳体17、隔热层衬里1、耐火层衬里18和外保温层6，在外壳体17的内部设有隔热层衬里1，在隔热层衬里1的内部设有耐火层衬里18，在外壳体17的外部设有外保温层6，所述耐火层衬里18有两段不同的材质组成，耐火层衬里18的前半段选用含锆刚玉莫来石砖，耐火层衬里18的后半段采用轻质隔热硅酸铝异形砖模块，在外壳体17与隔热层衬里1之间设有硅酸铝纤维毡。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，所述挡墙包括三道I型挡墙7与三道Ⅱ型挡墙9，每道I型挡墙7与Ⅱ型挡墙9交叉等距设置，在I型挡墙7的上部设有开口，在Ⅱ型挡墙9的下部设有开口，所述挡墙的端面均设置在耐火层衬里18内并在挡墙的周围设置伸缩缝，

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，所述主烧嘴包括壳体、主喷枪22、消音层23、火道砖A25、长明灯30和外接助燃风机16，在壳体的下部设有通过助燃空气入口34连接的外接助燃风机16，在外接助燃风机16上设有气动执行机构A36，在外接助燃风机16内设有蝶阀A35，在壳体的一端内部设有消音层23，在壳体的另一端外部设有材质为异性高铝砖的火道砖A25，在消音层23的一端内部间隔设有主喷枪22和长明灯30，在主喷枪22的外端面上设有燃料气入口A21，在长明灯30的外端设有点火杆28，在点火杆28的外部设有推进器27，在点火杆28的上部设有点火空气入口26，在点火杆28的下部设有长明灯燃料气入口29A，所述主喷枪22的喷头设置为两层，外层为环形喷头38，内层为鼠笼式喷头37，在环形喷头38的外部设有旋流器32，在旋流器32上设有点火电极40，在壳体两侧分别设有倾斜设置的紫外频率火焰探测器A24与紫外频率火焰探测器B31。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，所述的废酸喷嘴14包括废酸喷枪42和套筒式风门44，在废酸喷枪42的外部设有套筒式风门44，在废酸喷枪42的一端设有废酸入口41，在废酸喷枪42的一端下部设有压缩空气入口43，在套筒式风门44上设有看火孔B45。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，所述辅助烧嘴19包括烧嘴壳体、燃气喷枪47、火道砖B49、长明灯B51、气动执行机构B56，在烧嘴壳体的下部设有通过助燃空气入口B54连接的外接助燃风机16，在外接助燃风机16上设有气动执行机构B56，在外接助燃风机16上设有蝶阀B55，在烧嘴壳体的内部间隔设有燃气喷枪47和长明灯B51，燃气喷枪47的外端部设有燃料气入口B46，在长明灯B51的一端外部设有长明灯燃料气入口B50，在烧嘴壳体的一端设有火道砖B49，在火道砖B49的两侧倾斜设有紫外频率火焰探测器C48与紫外频率火焰探测器D52。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，在炉体的外部间隔设有多个目镜和人孔11，在炉体内设置多个热电偶。

所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，还包括燃烧控制系统，所述燃烧控制系统由可编程控制器PLC与上级中控室DCS系统组成。

实施本实用新型所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，在使用时，炉体外壳体采用全钢结构，并且在钢壳制成后涂刷两道石墨水玻璃防腐层，防止钢壳在制成后生锈，炉体外部设置目镜A3和目镜A4用以观察火焰轴向燃烧状态，同时在炉内前后设置5个热电偶用以检测炉体内前后位置的工况温度；在炉体的内部设置六道挡墙，辅助烧嘴19共两台，分别安装在炉子的第1、2道挡墙间和第5、6道挡墙间，主烧嘴15和辅助烧嘴19共同工作进行高效的燃烧，释放的热量在裂解炉内形成超过1200℃的高温环境，废酸喷14将废酸用压缩空气雾化形成微小的颗粒，喷入裂解炉内的高温烟气中，使硫酸及其它成分在高温条件下发生裂解或分解，形成SO₂炉气，主烧嘴15的壳体采用不锈钢材料，耐酸性环境腐蚀；内敷硅酸铝纤维棉，可吸收射流噪声降低外壁温度，在主烧嘴15上设置点火一体化式长明灯，长明灯内部配置高能电点火器，电火花能量高，点火可靠，点火杆配置推进器可实现自动伸缩，点火完成后电极头退出高温区，同时长明灯还有高效防风效果，在大风速下保持正常燃烧作为值班火焰对主火焰起持续引燃作用，增加运行安全性；在主烧嘴15和辅助烧嘴19上均设置两个紫外频率火焰检测器，对火焰光谱和火焰闪烁频率进行高速监测，利用火焰特征识别软件包对采集的信号进行光谱和时域的综合计算分析，自动调节放大器的测量增益，使得火焰探测器能够获得最快的相应速度，提高探测灵敏度和抑制非火焰干扰信号，同时将火焰信号上传至DCS，投入连锁，分别对长明灯火焰和主火焰进行时时检控，当燃烧器出现意外熄火时，连锁发出声光报警，同时启动电磁阀，切断燃料供应，确保装置安全；燃烧控制系统：采用PLC程序控制，可与上级DCS系统配合实现集中管理，远程控制，具有运行平稳，操作简便等特点，系统可实现点火控制，燃烧调节控制以及安全保护控制的高智能化自动控制；

一．点火控制：

采用高能点火装置和紫外频率火焰监测，燃烧控制器内装有高能点火器和信号放大器监测模块及时间继电器等组件，燃料管线上装有点火电磁阀和燃料主电磁阀，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；自动点火在尾气燃烧器控制箱面板上进行，采用用手动操作和自动两种操作方法。操作流程中点火、吹扫、间隔等时间均可自由设定；

控制流程：

A、点火条件具备，启动→空气电磁阀打开→推进器进→点火擎点火8S→点火器点2S后燃气电磁阀打开→火焰检测器检测→伴烧有火保持5S→伴烧火信号上传→推进器出→伴烧点火结束；

B、当伴烧无火→燃气电磁阀关闭→空气电磁阀关闭→推进器退→故障输出、检查设备；

C伴烧有火保持5S→主燃气阀打开→大火有火保持5S→正常燃烧→信号上传DCS。

二．燃烧调节控制：

由废酸裂解炉内热电偶采样，温度控制仪表内PID进计数据处理，并同时给助燃空气风门调节执行机构和燃气调节执行机构传输执行命令，通过控制空气风门执行器和燃气调节执行机构的阀门组开度大小来实现自动调节燃嘴前空气量和燃气量从而实现热负荷的按比例自动调节控制。

工作程序：

1、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同时向空气管路和燃气管路上电动执行机构传输开大指令→电动执行机器开大，空气和燃气压力提高，流量增大→燃烧器前空气和燃气按比例同时增大→燃烧器火势加大。

2、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同时向空气管路和燃气管路上电动执行机构传输关小指令→电动执行机器关小，空气和燃气压力降低，流量减小→燃烧器前空气和燃气按比例同时减小→燃烧器火势减小。

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±5℃。

燃烧器前空气侧和燃气侧都配有手动流量调节阀，解决特殊高海拔地区空气中含氧量低的问题。

三．安全保护控制：

（1）联锁保护：

燃烧控制器与鼓风机联锁。即风机启动后或风机供电无故障时，燃烧控制器才能工作，废酸管道电磁阀与燃烧控制器联锁，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。

（2）熄火保护：

当燃烧器在燃烧过程中出现意外熄火时，火焰监测装置能控制可靠的关断燃气及废酸阀门，有效的防止意外事故。

（3）断电保护：

鼓风机或燃烧控制器出现突然断电时，可自动切断燃料及废酸供应，来电手动复位后才可继续运行。

（4）压力保护：

燃气管网出现压力异常时，机械式安全切断阀可有效切断燃气供给，解除故障后手动复位后才继续运行。

（5）声光报警功能：

具有超温报警、熄火报警等功能可提醒司炉人员急时采取措施。

本实用新型未详述部分为现有技术。

为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (8)

1.分体烧嘴式废酸裂解炉，包括炉体、挡墙，主烧嘴（15）、废酸喷嘴（14）、辅助烧嘴（19）和防爆门（20），其特征是：在炉体内部间隔设有多道挡墙，在炉体的一端封头上间隔设有废酸喷嘴（14）与主烧嘴（15），在炉体的另一端封头间隔设有烟气出口（13）和防爆门（20），在相邻的挡墙之间设有外接阻燃风机（16）和辅助烧嘴（19），所述辅助烧嘴（19）设置在外接阻燃风机（16）的上部。

2.根据权利要求1所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，其特征是：所述的炉体包括外壳体（17）、隔热层衬里（1）、耐火层衬里（18）和外保温层（6），在外壳体（17）的内部设有隔热层衬里（1），在隔热层衬里（1）的内部设有耐火层衬里（18），在外壳体（17）的外部设有外保温层（6），所述耐火层衬里（18）有两段不同的材质组成，耐火层衬里（18）的前半段选用含锆刚玉莫来石砖，耐火层衬里（18）的后半段采用轻质隔热硅酸铝异形砖模块，在外壳体（17）与隔热层衬里（1）之间设有硅酸铝纤维毡。

3.根据权利要求1所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，其特征是：所述挡墙包括三道I型挡墙（7）与三道Ⅱ型挡墙（9），每道I型挡墙（7）与Ⅱ型挡墙（9）交叉等距设置，在I型挡墙（7）的上部设有开口，在Ⅱ型挡墙（9）的下部设有开口，所述挡墙的端面均设置在耐火层衬里（18）内并在挡墙的周围设置伸缩缝。

4.根据权利要求1所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，其特征是：所述主烧嘴（15）包括壳体、主喷枪（22）、消音层（23）、火道砖A（25）、长明灯A（30）和外接助燃风机（16），在壳体的下部设有通过助燃空气入口A（34）连接的外接助燃风机（16），在外接助燃风机（16）上设有气动执行机构A（36），在外接助燃风机（16）内设有蝶阀A（35），在壳体的一端内部设有消音层（23），在壳体的另一端外部设有材质为异性高铝砖的火道砖A（25），在消音层（23）的一端内部间隔设有主喷枪（22）和长明灯A（30），在主喷枪（22）的外端面上设有燃料气入口A（21），在长明灯A（30）的外端设有点火杆（28），在点火杆（28）的外部设有推进器（27），在点火杆（28）的上部设有点火空气入口（26），在点火杆（28）的下部设有长明灯燃料气入口A（29），所述主喷枪（22）的喷头设置为两层，外层为环形喷头（38），内层为鼠笼式喷头（37），在环形喷头（38）的外部设有旋流器（32），在旋流器（32）上设有点火电极（40），在壳体两侧分别设有倾斜设置的紫外频率火焰探测器A（24）与紫外频率火焰探测器B（31）。

5.根据权利要求1所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，其特征是：所述的废酸喷嘴（14）包括废酸喷枪（42）和套筒式风门（44），在废酸喷枪（42）的外部设有套筒式风门（44），在废酸喷枪（42）的一端设有废酸入口（41），在废酸喷枪（42）的一端下部设有压缩空气入口（43），在套筒式风门（44）上设有看火孔B（45）。

6.根据权利要求1所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，其特征是：所述辅助烧嘴（19）包括烧嘴壳体、燃气喷枪（47）、火道砖B（49）、长明灯B（51）、气动执行机构B（56），在烧嘴壳体的下部设有通过助燃空气入口B（54）连接的外接助燃风机（16），在外接助燃风机（16）上设有气动执行机构B（56），在外接助燃风机（16）上设有蝶阀B（55），在烧嘴壳体的内部间隔设有燃气喷枪（47）和长明灯B（51），燃气喷枪（47）的外端部设有燃料气入口B（46），在长明灯B（51）的一端外部设有长明灯燃料气入口B（50），在烧嘴壳体的一端设有火道砖B（49），在火道砖B（49）的两侧倾斜设有紫外频率火焰探测器C（48）与紫外频率火焰探测器D（52）。

7.根据权利要求1所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，其特征是：在炉体的外部间隔设有多个目镜和人孔（11），在炉体内设置多个热电偶。

8.根据权利要求1所述的分体烧嘴式废酸裂解炉，其特征是：还包括燃烧控制系统，所述燃烧控制系统由可编程控制器PLC与上级中控室DCS系统组成。