廢酸回收處理和再生
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更新時(shí)間:2019-11-12 09:56:11
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廢酸回收處理主要有廢硫酸濃縮、高溫裂解、化學(xué)氧化、萃取、結(jié)晶、生產(chǎn)化肥和中和處理等工藝。各企業(yè)一般根據(jù)廢硫酸量、廢硫酸濃度、雜質(zhì)成分及含量、處理后硫酸的用途等采取不同的處理工藝,有時(shí)需要幾種工藝配合使用。這些方法中,只有中和處理法不能再生硫酸。廢酸回收處理主要是去除廢硫酸中的雜質(zhì),同時(shí)對(duì)硫酸增濃。
廢酸回收處理濃縮工藝適合處理數(shù)量較小的廢酸,在加熱濃縮稀廢硫酸的過(guò)程中,廢硫酸中的無(wú)機(jī)物雜質(zhì)(如硫酸亞鐵)會(huì)結(jié)晶析出;有機(jī)物雜質(zhì)則會(huì)發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng),轉(zhuǎn)變?yōu)樯钌z狀物或懸浮物,一般采用過(guò)濾除去這些雜質(zhì),從而達(dá)到去除雜質(zhì)、濃縮稀硫酸的雙重目的。廢硫酸濃縮工藝技術(shù)較為成熟,應(yīng)用較廣,2013年有150多套裝置。
從生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)看,我國(guó)廢硫酸濃縮存在4個(gè)問(wèn)題:①?gòu)U硫酸濃縮對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求高,通常采用鈦制常壓蒸發(fā)或搪瓷減壓薄膜蒸發(fā)器,設(shè)備投資較大;②蒸汽、水、電消耗量大,運(yùn)行費(fèi)用高;③操作復(fù)雜,維修困難且費(fèi)用高;④廢硫酸處理量小,蒸發(fā)管道很容易堵塞,運(yùn)行不太穩(wěn)定。
對(duì)于雜質(zhì)含量高而不能采用濃縮工藝回收的高濃度廢硫酸,可將其熱分解為含SO2或SO3氣體,然后生產(chǎn)硫酸。高溫裂解可分為高溫還原分解工藝、高溫非還原分解工藝和廢硫酸摻燒工藝。高溫裂解法工藝成熟、可靠,是較清潔的廢硫酸處理方法,其廢硫酸處理量大,并可處理廢硫酸銨。該法可直接生產(chǎn)w(H2SO4)98%硫酸或發(fā)煙硫酸,這一優(yōu)點(diǎn)是濃縮法無(wú)法比擬的。高溫裂解法的缺點(diǎn)是投資大、能耗高;另外,由于廢硫酸中的F-、Cl-及金屬離子(特別是Na+)容易造成設(shè)備和管道的腐蝕及堵塞,因此高溫裂解法不太適合處理氟、氯及金屬鹽含量很高的廢硫酸。
化學(xué)氧化法應(yīng)用已久,原理是用氧化劑在適當(dāng)?shù)臈l件下將廢硫酸中的有機(jī)雜質(zhì)氧化分解,使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸肌⑺?、氮的氧化物,再?gòu)牧蛩嶂蟹蛛x出去,從而使廢硫酸凈化回收。常用的氧化劑有過(guò)氧化氫、硝酸、高氯酸、次氯酸、硝酸鹽和臭氧等。每種氧化劑都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。硫酸在高濃度[w(H2SO4)為97%~98%]和高溫條件下也具有較強(qiáng)的氧化性,它可以將有機(jī)物較為完全氧化。這種方法由于硫酸濃度和溫度太高,有大量的酸霧產(chǎn)生,會(huì)造成環(huán)境污染,同時(shí)還要消耗一定量的硫酸,使硫酸收率降低、生產(chǎn)成本高,因此其應(yīng)用受到很大限制,一般需與其他工藝配合使用。目前國(guó)內(nèi)有部分企業(yè)采用該工藝處理蒽醌類廢硫酸、染料廢硫酸和含酚廢硫酸。
萃取法是用有機(jī)溶劑與廢硫酸充分接觸,使廢硫酸中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到溶劑中來(lái),從而得到凈化的硫酸。與其他方法相比,萃取法的技術(shù)要求較高、對(duì)萃取劑的要求苛刻、運(yùn)行費(fèi)用較高。因此,國(guó)內(nèi)基本無(wú)工業(yè)化應(yīng)用。常見(jiàn)的萃取劑有苯類、酚類、鹵化烴類、異丙醚和N-503等,價(jià)格遠(yuǎn)高于硫酸。
當(dāng)廢硫酸中含有大量有機(jī)或無(wú)機(jī)雜質(zhì)時(shí),根據(jù)其特性可考慮選擇結(jié)晶沉淀的方法除去雜質(zhì)。
對(duì)于濃度很低的廢硫酸采用堿性物質(zhì)中和處理是一種行之有效的方法,其中常用的中和劑是石灰。中和處理的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少、操作簡(jiǎn)便、成本較低,特別是在目前硫酸價(jià)格較低(約200元/t)的情況下低成本更明顯。傳統(tǒng)中和處理工藝中廢硫酸與石灰石反應(yīng)生成的石膏(CaSO4·2H2O)副產(chǎn)品質(zhì)量較差,難以滿足相關(guān)行業(yè)的使用要求,并且石膏產(chǎn)物大多為粒徑小于10 μm的微晶體,導(dǎo)致后續(xù)的沉降、過(guò)濾和脫水等過(guò)程都很困難,這種微細(xì)石膏晶體的回收和堆放都將產(chǎn)生新的環(huán)境問(wèn)題。
從我國(guó)廢硫酸處理技術(shù)應(yīng)用情況看,大部分廢硫酸中和處理,少部分生產(chǎn)化肥,很少部分采用廢硫酸濃縮、高溫裂解等工藝資源化利用。