反应炉总成以及含硫废弃物处理系统的制作方法

1.本发明涉及含硫废弃物的处理，具体地涉及一种反应炉总成以及含硫废弃物处理系统。


背景技术：

2.石油化工与有机合成工业广泛使用浓硫酸做催化剂，该过程将产生大量的废硫酸。一些有机合成工艺，如合成甲基丙烯酸甲酯(mma)和丙烯晴(an)，除产生废硫酸外还产生约30wt％～45wt％的废硫酸铵。这些含硫废弃物对环境有严重的污染，因此有必要对工业废酸和含硫废液进行净化处理并尽可能的回收利用。
3.含硫废弃物的处理方法主要有高温浓缩、溶剂萃取、碱中和以及化学氧化、高温燃烧裂解等。目前，虽然高温燃烧的方法比较彻底和清洁，但是，高温燃烧方法存在燃烧效率低、运行成本高以及操作复杂的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种反应炉总成以及含硫废弃物处理系统，该反应炉总成能够提高燃烧效率，降低运行成本。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种反应炉总成，所述反应炉总成包括用于含硫废弃物混合液进行燃烧反应的炉膛，所述炉膛呈圆筒状结构，所述反应炉总成设有与所述炉膛连通的燃料气入口和工艺气体出口，所述燃料气入口和所述工艺气体出口沿所述炉膛的轴向方向间隔设置在所述炉膛的两端，所述燃料气入口配置为能够向所述炉膛中提供沿所述炉膛的轴向方向流动的燃料气体；所述反应炉总成包括助燃空气供给机构，所述助燃空气供给机构配置为能够向所述炉膛中提供沿所述炉膛的内壁的周向流动的助燃空气。
6.可选的，所述助燃空气供给机构包括助燃空气入口组，所述助燃空气入口组包括分别与所述炉膛连通的第一助燃空气入口和第二助燃空气入口，所述第一助燃空气入口和所述第二助燃空气入口配置为能够沿所述炉膛的切线方向分别向所述炉膛中提供助燃空气，所述第一助燃空气入口提供的助燃空气的流动方向与所述第二助燃空气入口提供的助燃空气的流动方向相同。
7.可选的，所述第一助燃空气入口和所述第二助燃空气入口相对于所述炉膛的轴线对称设置。
8.可选的，所述第一助燃空气入口的开口方向和所述第二助燃空气入口的开口方向均朝向所述燃料气入口倾斜。
9.可选的，所述助燃空气供给机构包括多个所述助燃空气入口组，多个所述助燃空气入口组沿所述炉膛的轴向间隔分布设置。
10.可选的，所述助燃空气供给机构包括加热炉和气源，所述加热炉设有气流通道，所述气流通道的入口与所述气源连通，所述气流通道的出口与所述助燃空气入口组连通。
11.可选的，所述助燃空气供给机构配置为能够调节向所述炉膛提供的助燃空气的气
流量。
12.可选的，所述反应炉总成包括液体喷枪，所述液体喷枪配置为能够向所述炉膛中提供雾化的含硫废弃物混合液。
13.通过上述技术方案，由于燃料气体能够通过所述燃料气入口进入所述炉膛中并沿着所述炉膛的轴向方向流动，与此同时，所述助燃空气供给机构向所述炉膛中提供的助燃空气沿着所述炉膛的内壁的周向流动，这使得燃料气体和助燃空气的混合气体以螺旋状的形式向所述工艺气体出口流动，因此，在以螺旋状形式的流动过程中，混合气体在所述炉膛中的停留时间更加充裕，得以充分地与含硫废弃物混合液进行燃烧反应，提高了反应炉总成的燃烧效率，并且，由于混合气体能够在所述炉膛中停留更久的时间，因此可以相对缩短所述燃料气入口和所述工艺气体出口之间的距离，使得本发明的反应炉总成能够得以小型化。
14.本发明还提供一种含硫废弃物处理系统，所述含硫废弃物处理系统包括转化器和上述的反应炉总成，所述反应炉总成的工艺气体出口用于向所述转化器提供工艺气体，所述转化器内部设有用于与工艺气体反应的催化剂。
15.可选的，所述含硫废弃物处理系统包括设置在所述工艺气体出口与所述转化器之间的旋风过滤器。
16.所述含硫废弃物处理系统与上述反应炉总成相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
17.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.图1是本发明的反应炉总成的一种实施方式的示意图；
19.图2是本发明的反应炉总成的炉膛的侧视图；
20.图3是本发明的反应炉总成的炉膛的正视图；
21.图4是本发明的含硫废弃物处理系统的一种实施方式的示意图。
22.附图标记说明
23.100-反应炉总成，110-炉膛，120-燃料气入口，130-工艺气体出口，141-第一助燃空气入口，142-第二助燃空气入口，143-加热炉，144-气源，150-液体喷枪，200-转化器，300-旋风过滤器
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
25.如图1至图3所示，本发明的反应炉总成包括用于含硫废弃物混合液进行燃烧反应的炉膛110，炉膛110呈圆筒状结构，反应炉总成设有与炉膛110连通的燃料气入口120和工艺气体出口130，燃料气入口120和工艺气体出口130沿炉膛110的轴向方向间隔设置在炉膛110的两端，燃料气入口120配置为能够向炉膛110中提供沿炉膛110的轴向方向流动的燃料气体；反应炉总成包括助燃空气供给机构，助燃空气供给机构配置为能够向炉膛110中提供沿炉膛110的内壁的周向流动的助燃空气。
26.在本发明中，由于燃料气体能够通过燃料气入口120进入炉膛110中并沿着炉膛110的轴向方向流动，与此同时，助燃空气供给机构向炉膛110中提供的助燃空气沿着炉膛110的内壁的周向流动，这使得燃料气体和助燃空气的混合气体以螺旋状的形式(如图2所示)向工艺气体出口130流动，因此，在以螺旋状形式的流动过程中，混合气体在炉膛110中的停留时间能够更加地充裕，得以充分地与含硫废弃物混合液进行燃烧反应，进而提高反应炉总成的燃烧效率，并且，由于混合气体能够在炉膛110中停留更久的时间，因此可以相对缩短燃料气入口120和工艺气体出口130之间的距离，使得本发明的反应炉总成能够得以小型化。
27.应当理解的是，助燃空气供给机构可以设计为多种形式以驱使助燃空气在炉膛110中沿炉膛110的内壁的周向流动，例如，助燃空气供给机构可以包括助燃空气喷嘴和导流风机，助燃空气喷嘴用于向炉膛110中提供助燃空气，导流风机设置在炉膛110中以改变助燃空气的流动方向，使得助燃空气从助燃空气喷嘴出来后能够在导流风机的引导下沿着炉膛110的内壁的周向流动。为了能够进一步节省成本，简化反应炉总成的结构，在本发明的一种实施方式中，助燃空气供给机构包括助燃空气入口组，助燃空气入口组包括分别与炉膛110连通的第一助燃空气入口141和第二助燃空气入口142，第一助燃空气入口141和第二助燃空气入口142配置为能够沿炉膛110的切线方向分别向炉膛110中提供助燃空气，第一助燃空气入口141提供的助燃空气的流动方向与第二助燃空气入口142提供的助燃空气的流动方向相同。由于第一助燃空气入口141和第二助燃空气入口142都是沿着炉膛110内壁的切线方向开设的，因此从第一助燃空气入口141和第二助燃空气入口142喷出的助燃空气都能够沿着炉膛110内壁的周向方向流动，这样就节省了其他部件，简化了结构的同时，还便于维护。
28.当然，助燃空气入口组也可以不仅仅包括第一助燃空气入口141和第二助燃空气入口142，还可以包括第三助燃空气入口、第四助燃空气入口等等，这些助燃空气入口都位于炉膛110的相同的径向平面中，并且都沿着同一方向(即同为顺时针或逆时针)开口设置，这样也可以保证混合气体在炉膛110中形成螺旋状流动形式。
29.为了尽可能地方便生产以及维护，在本发明的一种实施方式中，第一助燃空气入口141和第二助燃空气入口142相对于炉膛110的轴线对称设置。这样设置能够使得由第一助燃空气入口141喷入炉膛110中的助燃空气在经过第二助燃空气入口142时被加速，从而保证助燃空气沿周向流动时的流动速度。
30.需要说明的是，在本发明的一种实施方式中，如图2和图3所示，第一助燃空气入口141的开口方向和第二助燃空气入口142的开口方向均垂直于炉膛110的轴线方向，也就是说燃料气体的流动方向垂直于助燃空气的流动方向所形成的平面。而在本发明的另一种实施方式中，第一助燃空气入口141的开口方向和第二助燃空气入口142的开口方向均朝向燃料气入口120倾斜，这样设置的好处是，助燃空气进入炉膛110的流动方向与燃料气体的流动方向相逆，使得助燃空气与燃料气体能够混合的更加充分，并且使得混合气体的流动速度减慢，进一步增加了混合气体在炉膛110中的流动时间，从而能够使反应炉总成的体积更加小型化。当然，第一助燃空气入口141的开口方向和第二助燃空气入口142的开口方向只需要稍微朝向燃料气入口120倾斜一点即可，例如可以朝向燃料气入口120倾斜20～40
°
。
31.为了更加充分地提供助燃空气，在本发明的一种实施方式中，如图2所示，助燃空
气供给机构包括多个助燃空气入口组，多个助燃空气入口组沿炉膛110的轴向间隔分布设置。
32.进一步的，助燃空气供给机构还可以包括加热炉143和气源144，加热炉143设有气流通道，气流通道的入口与气源144连通，气流通道的出口与助燃空气入口组连通。这样设置的好处是，能够使助燃空气在经过加热炉143时升高温度，从而使进入炉膛110中的助燃空气的温度能够达到600～650℃，进一步提高了混合气体的燃烧效率。
33.为了能够进一步提高燃烧效率，在本发明的一种实施方式中，助燃空气供给机构配置为能够调节向炉膛110提供的助燃空气的气流量，也就是说，通过调节助燃空气和燃料气体的比例而达到调节并提高燃烧效率的目的。
34.为了使含硫废弃物混合液能够更加充分地与混合气体进行混合，使得燃烧更加充分、彻底，在本发明的一种实施方式中，反应炉总成包括液体喷枪150，液体喷枪150配置为能够将含硫废弃物混合液充分地雾化，从而向炉膛110中提供雾化的含硫废弃物混合液。
35.通过上述实施方式中关于助燃空气供给机构以及液体喷枪的设计，本发明的反应炉总成能够极大地提高燃烧效率，同时使得反应炉总成尽可能地小型化，降低运行成本。
36.如图4所示，本发明还提供了一种含硫废弃物处理系统，含硫废弃物处理系统包括转化器和上述的反应炉总成100，反应炉总成100的工艺气体出口130用于向转化器200提供工艺气体，转化器200内部设有用于与工艺气体反应的催化剂。
37.工艺气体在经过转化器200时充分地转化，使得最终经过吸收塔之后的工艺气体实现so2浓度≤100mg/nm3，nox浓度≤100mg/nm3，酸雾≤30mg/nm3，颗粒物浓度≤30mg/nm3。
38.进一步的，在本发明的一种实施方式中，含硫废弃物处理系统还可以包括设置在工艺气体出口130与转化器200之间的旋风过滤器300，旋风过滤器300用于去除从工艺气体出口130排出的工艺气体中的金属尘埃。
39.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。