本發(fā)明屬于化工環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含鹽廢硫酸回收的裂解工藝。

背景技術(shù)：

我國的各類相關(guān)化工裝置,如涉及到酯化、磺化、水合水解等工藝，每年都會副產(chǎn)大量廢硫酸，尤其是國內(nèi)眾多染料生產(chǎn)廠家的染料和染料中間體裝置在生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生一定量的廢硫酸，該廢硫酸含鹽高，鹽類種類多，難處理，除含有70～80%的硫酸外，還含少量有機(jī)物和水。目前廢硫酸的處理方法主要有以下幾種：1.堿中和法，讓廢硫酸跟各種無機(jī)堿進(jìn)行中和反應(yīng)，制取硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈣等。2.攙燒，是在硫酸生產(chǎn)裝置的沸騰爐或回轉(zhuǎn)窯中噴入廢硫酸進(jìn)行生產(chǎn)。這些處理方法都存在工藝繁復(fù)、處理成本高、產(chǎn)品質(zhì)量不高、鹽類物質(zhì)處理不徹底等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對上述現(xiàn)狀，提出的一種含鹽廢硫酸裂解工藝，適宜處理各種含鹽廢硫酸，尤其適用于染料和染料中間體裝置產(chǎn)生的廢硫酸，通過利用鹽分與裂解后硫酸的相態(tài)的不同，使鹽徹底從酸中分離出并實(shí)現(xiàn)回收；廢硫酸在裂解爐中裂解產(chǎn)生含二氧化硫的煙氣，進(jìn)入后續(xù)制酸系統(tǒng)制取成品硫酸。

本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的：含鹽廢硫酸的處理方法，其特征在于：將燃料和空氣通過燃燒器噴入裂解爐中進(jìn)行燃燒，達(dá)到設(shè)定的爐溫后，通過廢酸噴槍將含鹽廢硫酸霧化噴入裂解爐進(jìn)行高溫裂解，鹽類在裂解爐中形成熔鹽液滴，并最終匯聚成熔鹽流，以液態(tài)形式自動排出，少量隨混合爐氣后移的鹽類在余熱鍋爐以及空氣預(yù)熱器中冷凝析出后通過在線清灰裝置排出；廢硫酸充分裂解后產(chǎn)生的含二氧化硫的爐氣經(jīng)換熱后進(jìn)入后續(xù)制酸系統(tǒng)。

一般地，所述裂解爐中設(shè)有耐火磚擋墻；裂解爐底部帶有導(dǎo)流槽和排鹽口；裂解爐外設(shè)置液態(tài)鹽收集容器。

所述進(jìn)入余熱鍋爐以及空氣預(yù)熱器的鹽分隨煙氣溫度的降低而冷凝析出，在余熱鍋爐以及空氣預(yù)熱器的煙室和換熱管壁以半固態(tài)或固態(tài)聚集，通過余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器的在線清灰裝置清除，并通過余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器的灰斗排出。

所述排出的鹽類通過間接冷卻設(shè)備或自然冷卻定型后，回收再利用。

所述廢酸裂解，裂解溫度≥1000℃；裂解壓力為常壓或微負(fù)壓，煙氣經(jīng)余熱鍋爐換熱后溫度≥700℃。

所述廢酸裂解的操作壓力為-10kPa～0kPa。

所述含鹽廢硫酸是含有多種有機(jī)或無機(jī)雜質(zhì)的廢硫酸，廢硫酸中的硫酸含量≥30%；廢酸中鹽類在高溫下形成液態(tài)顆粒，廢硫酸中鹽含量常溫下在廢硫酸中不出現(xiàn)結(jié)晶析出現(xiàn)象；廢酸噴槍進(jìn)口的廢硫酸和壓縮空氣的壓力≥0.1MPa；廢酸入爐時的溫度在其凝固點(diǎn)以上。

所述廢硫酸中的硫酸含量≥80%；廢酸入爐時的溫度為常溫。

本發(fā)明的最大的特點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了含鹽廢硫酸的硫酸再生與鹽的徹底分離且可回收濃度98%成品硫酸。裂解爐內(nèi)溫度在1000℃以上，配備具有優(yōu)異的霧化效果的廢酸噴槍，進(jìn)一步確保了廢硫酸的分解率，爐氣保證足夠長的停留時間，使得廢硫酸裂解率接近100%。鹽類分離回收率接近100%，且通過裂解爐自流收集液態(tài)鹽、余熱鍋爐和預(yù)熱器在線清灰收集固態(tài)鹽的分階段收集方式，避免在某階段排出量過大而導(dǎo)致設(shè)備堵塞。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明不單可以處理含鹽廢硫酸，還可以生產(chǎn)出濃度可達(dá)到98%以上的硫酸產(chǎn)品，其產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國家級優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)，可以返回原裝置再次使用；

2、通過裂解爐、余熱鍋爐以及空氣預(yù)熱器收集下來的鹽類可視其成分加以利用；應(yīng)用該工藝方法處理廢硫酸徹底，不產(chǎn)生二次污染；

3、廢酸處理量大，單套裂解爐可以做到4萬噸/年的處理量；工藝操作簡單，全部通過DCS控制；

4、裂解所需燃料除天然氣或液化石油氣以外，還可以利用含硫化氫酸性氣、各種有機(jī)廢氣、硫磺等，既減輕了企業(yè)有機(jī)廢氣的處理壓力，又利用了其燃燒產(chǎn)生的熱量；裝置建設(shè)成本大大降低。具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

以下實(shí)施例以含鹽廢硫酸、燃料和空氣為原料，首先將燃料和空氣在燃燒器中充分混合后噴入爐中燃燒，維持爐溫在1000℃以上；通過后續(xù)流程中離心風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)，維持爐內(nèi)適宜的操作壓力；然后采用壓縮空氣將含鹽廢硫酸在廢酸噴槍中進(jìn)行霧化形成酸霧，然后噴入裂解爐中進(jìn)行高溫裂解；最終生成含二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳、水、氮?dú)狻焿m等的混合爐氣，爐氣經(jīng)換熱后進(jìn)入后續(xù)流程制備成品硫酸；而廢硫酸中的鹽類則利用其與混合爐氣相態(tài)不同的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)完全分離，并回收廢硫酸中的鹽類。

鹽的分離收集是這樣實(shí)現(xiàn)的：

1.裂解爐中的鹽分離：裂解爐中設(shè)有多道耐火磚制擋墻，夾帶有液態(tài)鹽粒的爐氣在經(jīng)過擋墻改變流向時，較大粒徑的液態(tài)鹽會被擋墻所捕集，集聚到一定量時形成液態(tài)鹽流，通過裂解爐底部帶有一定匯流角度的導(dǎo)流槽引至裂解爐底部設(shè)置的排鹽口排出。裂解爐外設(shè)置液態(tài)鹽收集容器，不間斷收集裂解爐排出的液態(tài)鹽。

2.余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器中鹽的分離：當(dāng)煙氣經(jīng)過余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器時，煙氣溫度會被冷卻至低于液態(tài)鹽的凝固點(diǎn)，因此，在余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器中鹽是以固體形式存在。余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器都設(shè)置帶有密封功能的清灰孔，且每個清灰孔對應(yīng)一根換熱管，當(dāng)鹽在余熱鍋爐或空氣預(yù)熱器的換熱管中聚集時，可用通針對其進(jìn)行清除，清出的固態(tài)鹽會暫存于余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器前后煙箱的灰斗中，然后根據(jù)需要定期排出系統(tǒng)。

實(shí)施例1

一種以天然氣為燃料裂解含鹽廢硫酸的方法，包括以下步驟：

步驟一：將穩(wěn)壓后的天然氣與預(yù)熱到700℃的空氣在燃燒器內(nèi)充分混合后，經(jīng)點(diǎn)火槍點(diǎn)燃后噴入爐中，形成紡錘形的火焰區(qū)域；

步驟二：待爐溫升到1000℃將濃度為80%的含鹽廢硫酸采用高壓泵輸送機(jī)械霧化與壓縮空氣輔助霧化相結(jié)合的方式,使得所述廢硫酸霧化形成酸霧后噴入裂解爐中。霧化后的廢硫酸在爐內(nèi)高溫環(huán)境下，裂解生成含二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳、水煙塵等的煙氣，經(jīng)余熱回收后進(jìn)入后續(xù)制酸系統(tǒng)。鹽的分離分為如下兩個過程：1裂解爐中的鹽分離：裂解爐中設(shè)有多道耐火磚制擋墻，夾帶有液態(tài)鹽粒的爐氣在經(jīng)過擋墻改變流向時，較大粒徑的液態(tài)鹽會被擋墻所捕集，集聚到一定量時形成液態(tài)鹽流，通過裂解爐底部帶有一定匯流角度的導(dǎo)流槽引至裂解爐底部設(shè)置的排鹽口排出。裂解爐外設(shè)置液態(tài)鹽收集容器，不間斷收集裂解爐排出的液態(tài)鹽。2.余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器中鹽的分離：當(dāng)煙氣經(jīng)過余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器時，煙氣溫度會被冷卻至低于液態(tài)鹽的凝固點(diǎn)，因此，在余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器中鹽是以固體形式存在。余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器都設(shè)置帶有密封功能的清灰孔，且每個清灰孔對應(yīng)一根換熱管，當(dāng)鹽在余熱鍋爐或空氣預(yù)熱器的換熱管中聚集時，可用通針對其進(jìn)行清除，清出的固態(tài)鹽會暫存于余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器前后煙箱的灰斗中，然后根據(jù)需要定期排出系統(tǒng)。

廢硫酸中的鹽類在裂解爐底部以液態(tài)形式分離出大部分，其余部分在余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器中以半固態(tài)和固態(tài)形式得以分離，待冷卻破碎后裝袋輸送至化肥生產(chǎn)裝置利用。 利用本發(fā)明的方法，廢硫酸裂解率99.2%。鹽類分離回收率99.8%。

實(shí)施例2

一種以天然氣為燃料裂解含鹽廢硫酸的方法，包括以下步驟：

步驟一：將穩(wěn)壓后的天然氣與預(yù)熱到700℃的空氣在燃燒器內(nèi)充分混合后，經(jīng)點(diǎn)火槍點(diǎn)燃后噴入爐中，形成紡錘形的火焰區(qū)域；

步驟二：待爐溫升到1200℃將濃度為89%的含鹽廢硫酸采用高壓泵輸送機(jī)械霧化與壓縮空氣輔助霧化相結(jié)合的方式,使得所述廢硫酸霧化形成酸霧后噴入裂解爐中。霧化后的廢硫酸在爐內(nèi)高溫環(huán)境下，裂解生成含二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳、水煙塵等的煙氣，經(jīng)余熱回收后進(jìn)入后續(xù)制酸系統(tǒng)。鹽的分離分為如下兩個過程：1裂解爐中的鹽分離：裂解爐中設(shè)有多道耐火磚制擋墻，夾帶有液態(tài)鹽粒的爐氣在經(jīng)過擋墻改變流向時，較大粒徑的液態(tài)鹽會被擋墻所捕集，集聚到一定量時形成液態(tài)鹽流，通過裂解爐底部帶有一定匯流角度的導(dǎo)流槽引至裂解爐底部設(shè)置的排鹽口排出。裂解爐外設(shè)置液態(tài)鹽收集容器，不間斷收集裂解爐排出的液態(tài)鹽。2.余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器中鹽的分離：當(dāng)煙氣經(jīng)過余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器時，煙氣溫度會被冷卻至低于液態(tài)鹽的凝固點(diǎn)，因此，在余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器中鹽是以固體形式存在。余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器都設(shè)置帶有密封功能的清灰孔，且每個清灰孔對應(yīng)一根換熱管，當(dāng)鹽在余熱鍋爐或空氣預(yù)熱器的換熱管中聚集時，可用通針對其進(jìn)行清除，清出的固態(tài)鹽會暫存于余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器前后煙箱的灰斗中，然后根據(jù)需要定期排出系統(tǒng)。

廢硫酸中的鹽類在裂解爐底部以液態(tài)形式分離出大部分，其余部分在余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器中以半固態(tài)和固態(tài)形式得以分離，待冷卻破碎后裝袋輸送至化肥生產(chǎn)裝置利用。 利用本發(fā)明的方法，廢硫酸裂解率99.5%。鹽類分離回收率99.6%。

實(shí)施例3

一種以天然氣為燃料裂解含鹽廢硫酸的方法，包括以下步驟：

步驟一：將穩(wěn)壓后的天然氣與預(yù)熱到700℃的空氣在燃燒器內(nèi)充分混合后，經(jīng)點(diǎn)火槍點(diǎn)燃后噴入爐中，形成紡錘形的火焰區(qū)域；

步驟二：待爐溫升到1500℃將濃度為90%的含鹽廢硫酸采用高壓泵輸送機(jī)械霧化與壓縮空氣輔助霧化相結(jié)合的方式,使得所述廢硫酸霧化形成酸霧后噴入裂解爐中。霧化后的廢硫酸在爐內(nèi)高溫環(huán)境下，裂解生成含二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳、水煙塵等的煙氣，經(jīng)余熱回收后進(jìn)入后續(xù)制酸系統(tǒng)。鹽的分離分為如下兩個過程：1裂解爐中的鹽分離：裂解爐中設(shè)有多道耐火磚制擋墻，夾帶有液態(tài)鹽粒的爐氣在經(jīng)過擋墻改變流向時，較大粒徑的液態(tài)鹽會被擋墻所捕集，集聚到一定量時形成液態(tài)鹽流，通過裂解爐底部帶有一定匯流角度的導(dǎo)流槽引至裂解爐底部設(shè)置的排鹽口排出。裂解爐外設(shè)置液態(tài)鹽收集容器，不間斷收集裂解爐排出的液態(tài)鹽。2.余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器中鹽的分離：當(dāng)煙氣經(jīng)過余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器時，煙氣溫度會被冷卻至低于液態(tài)鹽的凝固點(diǎn)，因此，在余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器中鹽是以固體形式存在。余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器都設(shè)置帶有密封功能的清灰孔，且每個清灰孔對應(yīng)一根換熱管，當(dāng)鹽在余熱鍋爐或空氣預(yù)熱器的換熱管中聚集時，可用通針對其進(jìn)行清除，清出的固態(tài)鹽會暫存于余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器前后煙箱的灰斗中，然后根據(jù)需要定期排出系統(tǒng)。

廢硫酸中的鹽類在裂解爐底部以液態(tài)形式分離出大部分，其余部分在余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器中以半固態(tài)和固態(tài)形式得以分離，待冷卻破碎后裝袋輸送至化肥生產(chǎn)裝置利用。 利用本發(fā)明的方法，廢硫酸裂解率99.6%。鹽類分離回收率99.7%。