廢硫酸裂解制酸的關鍵設備是廢硫酸裂解爐,該裂解爐工況復雜,要求爐內耐火磚及隔熱材料具有耐高溫、耐沖刷、耐酸腐蝕等特點。
在化工生產中大部分硫酸只用作反應介質而不進入最終產品,它們被稀釋到不同濃度,并或多或少含有各種雜質。根據硫酸用途不同,所含雜質為少量的揮發性有機物、較多的重有機物或無機物等。對于雜質含量高并含有碳氫化合物的烷基化廢硫酸,只有通過高溫裂解才能徹底處理。
在化工生產中大部分硫酸只用作反應介質而不進入最終產品,它們被稀釋到不同濃度,并或多或少含有各種雜質。根據硫酸用途不同,所含雜質為少量的揮發性有機物、較多的重有機物或無機物等。對于雜質含量高并含有碳氫化合物的烷基化廢硫酸,只有通過高溫裂解才能徹底處理。
廢硫酸裂解爐設計條件
進爐原料：廢硫酸80~90、碳氫化合物5-10、水5-8
爐膛內設計溫度：1200℃
爐膛設計壓力：小于6kPa
裂解爐燃料：天然氣或瓦斯氣
裂解爐內襯結構
裂解爐內襯是構成爐體的重要組成部分。根據裂解爐的特點,選用高溫隔熱、耐酸性的輕質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。
為防止爐體在運行過程中產生露點腐蝕,在安裝內襯結構前,爐體內壁應涂刷2遍石墨玻璃水或防露點腐蝕專用涂料。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,以吸收爐體與內襯的徑向膨脹力。
隔熱襯里
產品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械化或手工涂抹、工期短、成本低等優點。產品的性能指標見表1。
輕質隔熱澆注料的體積會隨溫度的變化而膨脹或收縮。因此,在爐內進行大面積澆注時,一定要留設膨脹縫,防止溫度變化時產生不規則的裂縫。這些不規則裂縫會深入到爐殼,影響爐體的封閉性,而且會使耐火磚產生不規則位移,影響耐火磚的質量,嚴重時會造成裂解爐內襯結構倒塌。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內的應用還很少,在選用耐火磚時應十分慎重。
考慮到廢硫酸中含有較多雜質,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耐火磚造成腐蝕和磨損,爐膛前半段耐火磚選用復合磷酸鹽剛玉高溫材料。剛玉質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,對耐火磚腐蝕已較小,因此爐膛后半段耐火磚可選用價格相對低廉的高鋁水泥重質材料。按照工藝要求,裂解爐采用臥式結構,且爐膛較長。為確保爐體在高溫狀態時的襯里質量,隔熱襯里采用澆注形式,而耐火磚須預制成楔形的預制塊,運到現場再進行砌筑。膠泥采用與母材相同的耐酸黏結劑,砌筑完畢后經高溫燒結,使耐火磚成為一個整體。
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