廢硫酸裂解制酸的關(guān)鍵設(shè)備是廢硫酸裂解爐,該裂解爐工況復(fù)雜,要求爐內(nèi)耐火磚及隔熱材料具有耐高溫、耐沖刷、耐酸腐蝕等特點(diǎn)。
在化工生產(chǎn)中大部分硫酸只用作反應(yīng)介質(zhì)而不進(jìn)入最終產(chǎn)品,它們被稀釋到不同濃度,并或多或少含有各種雜質(zhì)。根據(jù)硫酸用途不同,所含雜質(zhì)為少量的揮發(fā)性有機(jī)物、較多的重有機(jī)物或無機(jī)物等。對(duì)于雜質(zhì)含量高并含有碳?xì)浠衔锏耐榛瘡U硫酸,只有通過高溫裂解才能徹底處理。
在化工生產(chǎn)中大部分硫酸只用作反應(yīng)介質(zhì)而不進(jìn)入最終產(chǎn)品,它們被稀釋到不同濃度,并或多或少含有各種雜質(zhì)。根據(jù)硫酸用途不同,所含雜質(zhì)為少量的揮發(fā)性有機(jī)物、較多的重有機(jī)物或無機(jī)物等。對(duì)于雜質(zhì)含量高并含有碳?xì)浠衔锏耐榛瘡U硫酸,只有通過高溫裂解才能徹底處理。
廢硫酸裂解爐設(shè)計(jì)條件
進(jìn)爐原料：廢硫酸80~90、碳?xì)浠衔?-10、水5-8
爐膛內(nèi)設(shè)計(jì)溫度：1200℃
爐膛設(shè)計(jì)壓力：小于6kPa
裂解爐燃料：天然氣或瓦斯氣
裂解爐內(nèi)襯結(jié)構(gòu)
裂解爐內(nèi)襯是構(gòu)成爐體的重要組成部分。根據(jù)裂解爐的特點(diǎn),選用高溫隔熱、耐酸性的輕質(zhì)隔熱襯里做為隔熱材料,選用高溫耐磨、耐酸性的耐火磚作為耐火磚。
為防止?fàn)t體在運(yùn)行過程中產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕,在安裝內(nèi)襯結(jié)構(gòu)前,爐體內(nèi)壁應(yīng)涂刷2遍石墨玻璃水或防露點(diǎn)腐蝕專用涂料。另外,在隔熱材料與爐體之間還貼有一層1~3 mm厚的石棉板或高鋁纖維紙,以吸收爐體與內(nèi)襯的徑向膨脹力。
隔熱襯里
產(chǎn)品A隔熱耐磨襯里材料是由各類骨料、粉料、固化劑、添加劑按一定配方混合成的雙組分澆注料,具有便于筑爐施工機(jī)械化或手工涂抹、工期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品的性能指標(biāo)見表1。
輕質(zhì)隔熱澆注料的體積會(huì)隨溫度的變化而膨脹或收縮。因此,在爐內(nèi)進(jìn)行大面積澆注時(shí),一定要留設(shè)膨脹縫,防止溫度變化時(shí)產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫。這些不規(guī)則裂縫會(huì)深入到爐殼,影響爐體的封閉性,而且會(huì)使耐火磚產(chǎn)生不規(guī)則位移,影響耐火磚的質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成裂解爐內(nèi)襯結(jié)構(gòu)倒塌。一般情況下,相距1.5~2 m隔熱襯里的伸縮縫為5 mm寬、70 mm厚。
耐火磚
目前廢硫酸裂解爐在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還很少,在選用耐火磚時(shí)應(yīng)十分慎重。
考慮到廢硫酸中含有較多雜質(zhì),甚至還有一些固體顆粒,為防止組合噴槍噴出的廢硫酸酸霧對(duì)耐火磚造成腐蝕和磨損,爐膛前半段耐火磚選用復(fù)合磷酸鹽剛玉高溫材料。剛玉質(zhì)材料具有良好的耐腐蝕性和耐磨性。
由于酸霧在爐膛后半段大部分已裂解為二氧化硫和水蒸氣,對(duì)耐火磚腐蝕已較小,因此爐膛后半段耐火磚可選用價(jià)格相對(duì)低廉的高鋁水泥重質(zhì)材料。按照工藝要求,裂解爐采用臥式結(jié)構(gòu),且爐膛較長(zhǎng)。為確保爐體在高溫狀態(tài)時(shí)的襯里質(zhì)量,隔熱襯里采用澆注形式,而耐火磚須預(yù)制成楔形的預(yù)制塊,運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)再進(jìn)行砌筑。膠泥采用與母材相同的耐酸黏結(jié)劑,砌筑完畢后經(jīng)高溫?zé)Y(jié),使耐火磚成為一個(gè)整體。
