一种高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置及其焚烧工艺

技术领域

本发明涉及一种新型高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置及其焚烧工艺，属于废硫酸焚烧装置技术领域。

背景技术

烷基化装置以98％硫酸为催化剂，生产过程有大量90％废硫酸排放，该废酸为一种黑褐色、高酸度且带有强烈刺激性恶臭的液体，无论是从环保还是企业成本考虑，对这些废酸的回收再利用日渐重要和迫切。对废酸进行焚烧再生是一种环保可行的新技术。现有的废酸焚烧炉大多是卧式结构，炉体很长，占地很大。由于燃烧器也是卧置，导致废酸喷洒不均匀，且卧式炉结构简单，功能比较单一。

发明内容

本发明为了解决卧式炉占地面积大、废酸喷洒不均匀、功能单一等技术问题，提出一种新型高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置及其焚烧工艺，具体地说适用于废酸再生装置中废硫酸的热解，能够为废酸再生装置提供废硫酸高效热解场所。

本发明提出一种新型高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置，包括燃烧室、焚烧炉水平连接部分、焚烧炉垂直矩形部分、一级换热器、多组激波吹灰系统和二级换热器，所述燃烧室和焚烧炉垂直矩形部分垂直连接于焚烧炉水平连接部分上，形成U型，所述焚烧炉垂直矩形部分上设置有一级换热器和二级换热器，所述焚烧炉垂直矩形部分的侧壁上设置有多组激波吹灰系统，所述焚烧炉水平连接部分包括第一隔断墙、第二隔断墙和炉体，所述第一隔断墙和第二隔断墙为水平圆筒状，所述第一隔断墙和第二隔断墙能够有效收集从中通过的工艺气体中的灰尘；所述炉体上方设有若干温度传感器，用于实时监测炉温。

优选地，所述燃烧室、焚烧炉水平连接部分和焚烧炉垂直矩形部分的外壳为钢制，内砌耐火砖，外包保温材料，最高设计温度达1400℃。

一种利用高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置的焚烧工艺，具体包括以下步骤：

(1)被加热后的助燃空气吹送至燃烧室中，燃料气直接补充到燃烧室中，用以废酸热解，通过助燃空气的送入量来控制燃烧室内的温度，并调至最佳的酸热解反应温度1000℃，废酸被喷入燃烧室中，随后在1000℃的条件下开始热解反应：

2H

同时，废酸中的有机杂质也被氧化：

CxHy+2(x+y)--＞xCO

(2)废酸热解后的工艺气体经焚烧炉水平连接部分进入到焚烧炉垂直矩形部分中，工艺气在焚烧炉垂直矩形部分中经一级换热器和二级换热器换热，回收焚烧炉垂直矩形部分热量，之后进入下游设备。

优选地，焚烧炉的助燃空气取环境空气。

本发明所述的新型高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置及其焚烧工艺的有益效果为：

(1)设备占地面积小：采用高效和紧凑设计，焚烧炉外型设计为U型，系统布置合理，占地面积小。

(2)氧化效率高：雾化后废酸在炉内分布均匀，炉内工艺气体流速均匀，焚烧炉温度可调节在1000℃以保证废酸热解及废气得到彻底氧化。

(3)杂质灰尘对下游设备影响小：焚烧炉设计为U型，工艺气体由垂直圆柱部分经水平连接部分传输至垂直矩形部分，水平连接部分可以有效收集工艺气体中灰尘，减小对下游设备的影响。

(4)热集成利用：焚烧炉助燃空气取被加热后环境空气，可以大大减少燃料消耗，焚烧炉垂直矩形部分设工艺气体换热器，可回收焚烧炉热量，节能环保。

(5)激波吹灰：长时间运行会在换热器的换热管表面聚集部分灰尘，定期用激波吹灰系统对换热器表面进行冲击波除灰，使受热面上的积灰脱落，提高换热效率。

(6)本发明所述的新型高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置，最高设计温度1400℃，外壳为钢制，内砌耐火砖，外包保温材料，使用寿命长，减少热能损失，焚烧炉垂直矩形部分设换热器回收焚烧炉热量，可降低设备能耗20％左右；焚烧炉水平连接部分可以有效收集工艺气中灰尘，减小灰尘对下游设备的影响；焚烧炉温度调节在1000℃可提高废酸热解率及废气的氧化率10％左右。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明所述的一种新型高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置的结构示意图；

其中，1-燃烧室，2-焚烧炉水平连接部分，3-焚烧炉垂直矩形部分，4-一级换热器，5-激波吹灰系统，6-二级换热器。

图2为本发明所述的一种新型高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置的焚烧炉水平连接部分的结构示意图；

其中，2-1-第一隔断墙，2-2-温度传感器，2-3-第二隔断墙。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

具体实施方式一：参见图1-2说明本实施方式。本实施方式所述的新型高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置，包括燃烧室1、焚烧炉水平连接部分2、焚烧炉垂直矩形部分3、一级换热器4、多组激波吹灰系统5和二级换热器6，所述燃烧室1和焚烧炉垂直矩形部分3垂直连接于焚烧炉水平连接部分2上，形成U型，所述焚烧炉垂直矩形部分3上设置有一级换热器4和二级换热器6，所述焚烧炉垂直矩形部分3的侧壁上设置有多组激波吹灰系统5。

本发明所述的新型高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置，焚烧炉分为燃烧室1(发生废酸裂解反应)、焚烧炉水平连接部分2和焚烧炉垂直矩形部分3(工艺气体换热及换热器的激波清洗系统)3部分，焚烧炉外壳为钢制，内砌耐火砖，外包保温材料，最高设计温度达1400℃，外型设计为U型，减小占地面积，

所述焚烧炉水平连接部分2由第一隔断墙2-1、第二隔断墙2-2、炉体组成的空间构成，第一隔断墙2-1和第二隔断墙2-3中心开有圆形孔，工艺气通过圆形孔进入到垂直段，第一隔断墙2-1和第二隔断墙2-3可以有效收集工艺气体中的灰尘；水平段炉体上方设有温度传感器2-2，用于实时监测炉温。

所述的新型高效焚烧防结垢U型废硫酸焚烧装置的焚烧工艺为：

焚烧炉的助燃空气取环境空气，被加热后的助燃空气吹送至燃烧室1(垂直圆柱部分)中，这样可以大大减少燃料的消耗，燃料气直接补充到燃烧室1中，用以废酸热解。通过助燃空气的送入量来控制燃烧室1内的温度，并调至最佳的反应(酸热解)温度1000℃，废酸被喷入燃烧室1中，随后在1000℃的条件下开始热解反应：

2H

同时，废酸中的有机杂质也被氧化：

CxHy+2(x+y)--＞xCO

废酸热解后的工艺气体经焚烧炉水平连接部分2进入到焚烧炉垂直矩形部分3中，工艺气在焚烧炉垂直矩形部分3中经一级换热器4和二级换热器6换热，回收焚烧炉热量，之后进入下游设备。长时间运行会在换热器的换热管表面聚集部分灰尘，定期用激波吹灰系统对换热器表面进行冲击波除灰，使受热面上的积灰脱落，提高换热效率。

实施例1：

装置规模为1.6万吨/年，原料为2095kg/h 90％(w)的废硫酸。

焚烧炉的助燃空气取环境空气，被加热后的助燃空气温度为400℃，2250kg/h的助燃空气被吹送至燃烧室1中，这样可以大大减少燃料的消耗，151kg/h的燃料气直接补充到燃烧室1中，用以废酸热解。燃烧室温度调节至最佳的反应(酸解热)温度1000℃，2095kg/h的废硫酸被喷人至燃烧室1中，随后在1000℃的条件下开始吸热反应：

2.0H

同时，废酸中的有机杂质也被氧化：

CxHy+2(x+y)-->xCO

在燃烧室1中废酸得到全部热解，废气也得到彻底的氧化，热解后的工艺气温度为1000℃，工艺气体经焚烧炉水平连接部分2进入到焚烧炉矩形部分3中。工艺气体流经水平连接部分2过程中可以有效收集气体中杂质，减少对下游设备的影响，工艺气体在矩形部分3中与焚烧炉内部一级换热器4、二级换热器6进行换热，回收焚烧炉热量。长时间运行会在换热器的换热管表面聚集部分灰尘，定期用激波吹灰系统5对换热器表面进行冲击波除灰，使受热面上的积灰脱落，提高换热效率。工艺气体温度降至495℃出焚烧炉，之后进入下游设备。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。