化工行業生產裝置每年副產大量廢硫酸,特別是烷基化裝置,每生產一噸烴化油都會副產80~100kg廢硫酸,其成分除硫酸外還包括有機物、水分和雜質等。隨著國家環保要求越發嚴格,廢硫酸的處理不僅僅涉及到烷基化工藝的完善,更是適應國家環保要求,關系企業命運的關鍵一環。煉油廠采用熱裂法處理廢硫酸,將廢硫酸高溫裂解為SO2和 O2,然后將SO2生產成潔凈硫酸重新使用。廢硫酸裂解制硫酸可以從根本上解決廢硫酸處理問題,處理成本底,產品收率高,安全可靠,具有良好的環境效益和經濟效益。
裂解爐作為廢硫酸處理的主要爐型,在廢硫酸氧化還原過程中,主要提供了恒定的裂解溫度和氧化還原的空間,目前多采用接觸法,將廢硫酸與熱空氣、燃氣送入到爐內,在高溫1100~1200℃之間進行裂解,最終通過兩轉兩吸的處置過程,提純出濃度98%的硫酸繼續輸入市場使用。
裂解爐的內腔整體多采用耐火磚砌筑,外形屬于臥式筒體,分前墻和后墻。中間設置擋墻,內部耐火磚選用的材質也以剛玉磚、高鋁磚、莫來石磚為主。主要起到抗H2O、H2S、CO、O2氣體侵蝕。從耐火磚材質選擇上分類,堿性耐火磚不適合用于此類爐型,如含MgO、CaO類的產品容易與H2S發生化學反應生成,MgSO4和CaSO4。酸性耐火材料也不適合用于此類爐型,如含有硅磚含SiO2成份比較高的產品。因為爐內的裂解關系屬于氧化氣氛,含有一定的CO2及O2,容易與硅磚發生沉炭,造成含SiO2的酸性耐火材料中Si形成脫氧變為SiO氣體發生分解。
裂解爐內襯耐火磚目前選用比較多的是磷酸鹽產品或者高鋁磚產品,雖然最終都會發生酸侵蝕性的損毀,但是在使用壽命上,這兩種材料相比會更耐用一些。高鋁磚在廢硫酸裂解中的使用比較普遍,采用定制側楔形磚施工砌筑即快捷又方便,但是高鋁磚在使用一段時間后,就會發生脫氧現象,磚層內部出現氣孔增大,磚質密度下降現象,最終發生大面積的剝落。這種情況是共有的現象,所以在強酸反應下沒有任何一種抗酸侵蝕性好的耐火材料。