废硫酸的回收再利用
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浅谈废硫酸处理过程中的回收利用与节能改进摘要:本文就石化企业在废硫酸的回收利用与节能方法改进进行研究。
主要通过在生产环节中的乙炔气体通过浓硫酸来达到净化利用,然后将废硫酸生成浓硫酸从而实现循环回收利用。
另一方面,硫酸是由废硫酸通过“高温裂解”来获得,这就要求裂解过程有持续的高热量。
通常来说会使用天然气作为燃料,本文将以环保与节能为目的,进行燃料的改进。
关键词:废硫酸裂解;环保利用;化工能源;电石炉尾气一、废硫酸的回收处理与利用(一)废硫酸的常规处理方式1.氧化与中和氧化法虽然可以生产浓硫酸(93%),但在实际应用中有诸多弊端。
一方面是由于需要高强氧化性物质的介入,应用的范围与限制有严重的局限;另一方面,这一方法还会产生较多酸雾,污染环境。
中和法在现阶段使用较少,这种方法仅适用于水份与浓度相对较低的废硫酸,最终利用废碱与石灰进行中和,利用率不高。
2.低温浓缩这类方法的问题有以下几点,一是会有固体在浓缩过程中析出;二是会影响热效能降低废硫酸的裂解;三是废酸中的挥发物质会对装置进行影响,尤其是受材质的影响,工作温度必须低于78℃;四是只能处理“稀硫酸”3.高温浓缩这类处理方式的优点是工艺的适应性更高,对于富含杂质的“废硫酸”也有着较强的再生效果,可以进行浓硫酸(95%)的处理。
缺点主要是高温下会产生对人和设备腐蚀危害较大的酸雾,不利于环保和安全。
4.高温焚烧这类处理方式有几方面特点,一是属于近几年的常见技术,工艺简单,设备自动化程度符合企业要求;二是燃料可选范围大,能够获得较高的热利用率;三是硫回收率可以高达95%以上,能够生产工业级浓硫酸(98%)(二)目前企业废硫酸处理的弊端最直接的问题就是两点,一方面是处理成本超高,一般来说,万吨级别的废硫酸处理费用在600万元/年,这直接对化工企业造成了成本上的增加;另一方面废硫酸的需要运送至有资质的第三方机构进行处理,在运送过程中,容易出现泄漏危险,这会对社会、居民和环境造成极大的危害。
工业废硫酸的处理方法
工业废硫酸的处理方法有多种,以下是一些常见的处理方法:
1. 酸碱中和法:通过加入碱性物质,如石灰、氢氧化钠等,将废硫酸中的酸性物质中和掉,使其转化为硫酸盐和水。
这种方法处理后的废水可以达到排放标准。
2. 氧化法:通过加入氧化剂,如双氧水、高锰酸钾等,将废硫酸中的有机物氧化分解成二氧化碳和水。
这种方法处理后的废水也可以达到排放标准。
3. 吸附法:通过使用活性炭、硅藻土等吸附剂吸附废硫酸中的有机物,然后再进行脱附和再生。
这种方法可以有效去除废硫酸中的微量有机物,但处理后的废水可能仍需要进行进一步处理。
4. 生化处理法:通过微生物的作用,将废硫酸中的有机物分解成二氧化碳和水。
这种方法处理后的废水可以达到排放标准,但需要较长的处理时间和适宜的微生物生长条件。
这些方法各有优缺点,企业可以根据实际情况选择适合自己的处理方法。
同时,政府也需要加强监管和管理,确保企业能够按照环保要求处理废硫酸,保护环境和人体健康。
废硫酸的回收再利用废硫酸中硫酸浓度较高,可经处理后回收再用。
处理主要是去除废硫酸中的杂质,同时对硫酸增浓。
处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。
1.1 浓缩法该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中,使其中的有机物发生氧化、聚合等反应,转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去,从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。
这类方法应用较广泛,技术较成熟。
在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法,下面分别加以介绍。
1.1.1 高温浓缩法化工厂三氯乙醛生产过程中有废硫酸产生,其中H2SO4质量分数为65%~75%、三氯乙醛质量分数为1%~3%、其它有机杂质的质量分数为1%。
该厂将其沉淀过滤后,用煤直接加热蒸馏,回收的浓硫酸无色透明,H2SO4质量分数大于95%,无三氯乙醛检出,而沉淀物经碱解、蒸馏和过滤后可回收氯仿。
该厂废硫酸处理量为4000t/a,回收硫酸创利润55万元/a〔1〕。
日本木村-大同化工机械公司的废硫酸浓缩法是用搪玻璃管升膜蒸发和分段真空蒸发相结合,将废硫酸中H2SO4的质量分数从10%~40%浓缩到95%,其工艺可分为3段,前两段采用不透性管加热器蒸发浓缩,后一段采用搪玻璃管升膜蒸发器浓缩,在每一段中H2SO4质量分数渐次升高,分别达到60%、80%和95%。
加热过程采用高温热载体,温度为150~220℃,可将有机物转变为不溶性物质,然后过滤除去,该工艺以2t/h的规模进行中试,5a运转良好。
该工艺适应能力很强,可用于含多种有机杂质的废硫酸的处理〔2〕。
1.1.2 低温浓缩法高温浓缩法的缺点在于:硫酸的强腐蚀性和酸雾对和操作人员的危害很大,实际操作非常麻烦。
因此,近年来开发出了一种改进的浓缩法,称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)〔3〕。
WCG法的原理和工艺如下:将废稀硫酸由储槽用耐酸泵打入循环浓缩塔浓缩,然后经换热器加热后进入造雾器和扩散器强迫雾化并进一步强迫汽化,分离后的气体经高度除雾后进入气体净化器,净化后排放。
工业废硫酸的处理方法工业废弃物处理一直是环境保护领域的重要议题之一。
其中,工业废弃的硫酸是一种常见的有毒废弃物。
硫酸的产生主要源于工业生产过程中的化学反应,如炼油、矿石加工、纸浆制造等。
硫酸废液的不当处理可能会对环境造成严重的危害。
因此,寻找高效、经济、环保的处理方法成为了一项紧迫的任务。
硫酸废液的处理方法应具备以下几个特点:高效、经济、环保。
高效处理可以保证废液中的硫酸得到充分利用或转化,减少浪费;经济处理方法可以降低处理成本,提高处理的可行性;环保处理方法可以减少对环境的污染,保护生态系统的稳定性。
下面将介绍几种常见的工业废硫酸处理方法:1. 中和处理法:中和处理法是一种常见的处理废硫酸的方法。
它通过与碱性物质的反应,将废硫酸中的酸性成分中和为中性或碱性物质。
常用的中和剂有氢氧化钠、氢氧化钙等。
在中和过程中,酸性物质会与碱性物质发生中和反应,产生水和盐。
这种方法可以减少废弃液中的酸性成分,从而达到废弃液的处理目的。
2. 重铬酸处理法:重铬酸处理法是一种将废弃液中的硫酸转化为无害物质的方法。
在这种处理方法中,废弃液首先与重铬酸反应生成铬酸盐,然后通过还原反应将铬酸盐还原为铬离子。
铬离子可以通过沉淀、吸附或其他方法进行处理,从而达到废弃液的处理目的。
3. 蒸发结晶法:蒸发结晶法是一种将废弃液中的硫酸浓缩和回收的方法。
在这种处理方法中,废弃液经过蒸发器的加热作用,使液体中的水分蒸发,从而使废弃液中的硫酸浓缩。
浓缩后的硫酸可以进行回收利用,而蒸发后的水分可以进行处理或再利用。
这种方法可以有效地减少废弃液的体积,减少对环境的污染。
4. 生物处理法:生物处理法是一种利用微生物对废弃液中的硫酸进行降解的方法。
在这种处理方法中,废弃液被引入生物反应器中,通过微生物的作用,废弃液中的硫酸会被分解为无害物质。
这种方法具有环保、经济的特点,可以有效地处理废弃液中的硫酸。
综上所述,工业废弃的硫酸是一种常见的有毒废弃物,对环境造成的危害不容忽视。
硫酸的废弃处置方法硫酸是一种常见的化学物质,广泛应用于工业生产和实验室研究中。
然而,硫酸废弃物的处置是一个重要的环保问题,不当处理会对环境和人类健康造成严重危害。
本文将介绍硫酸的废弃处置方法,以期提高人们对硫酸废弃物处理的认识和意识。
对于小量的硫酸废弃物,可以通过稀释的方式进行处理。
将硫酸溶液逐渐加入大量的水中,搅拌均匀后倒入废液处理设备进行处理。
这种方法可以有效稀释硫酸的浓度,降低其对环境的危害。
对于大量的硫酸废液,可以采用中和的方法进行处理。
选择适当的中和剂,如氢氧化钠、氢氧化钙等碱性物质,逐渐加入硫酸废液中,直到pH值达到中性或碱性。
中和反应将硫酸中的酸性成分转化为盐类,并生成水。
中和后的溶液可以进一步处理或进行安全排放。
对于硫酸废液中含有重金属离子的情况,需要采取特殊的处理措施。
重金属离子对环境和生物体有较强的毒性,因此必须进行有效的去除。
常见的方法包括沉淀法、离子交换法和膜分离法等。
沉淀法通过加入适当的沉淀剂,使重金属离子生成沉淀物,从而实现去除的目的。
离子交换法利用特定的离子交换树脂选择性地吸附和去除重金属离子。
膜分离法则通过半透膜的选择性通透性,将重金属离子与废液分离。
对于硫酸废弃物的固体废物处理,可以采用固化的方法。
将废弃物与适当的固化剂混合,使其形成固体块状物质,从而减少其对环境的危害。
常用的固化剂包括水泥、石膏、聚合物等。
固化后的废物可以进行安全储存或填埋处理。
对于硫酸废液的处理还可以考虑资源化利用的方法。
硫酸可以用于生产硫酸铵、硫酸铜等化学产品,也可以用于废胶片的回收利用过程中。
通过将废弃的硫酸进行资源化利用,不仅可以减少废物的产生,还可以节约资源,降低环境污染。
硫酸废弃物的处理是一个重要且复杂的环境问题。
正确的处理方法可以有效降低硫酸对环境和人类健康的影响。
因此,我们应该加强对硫酸废弃物处理方法的研究和应用,促进环境保护和可持续发展。
硫酸的废弃处置方法
硫酸是一种强酸,对环境和人体有较大的危害。
因此,正确的废弃硫酸的方法非常重要,以下是一些建议的废弃处置方法:
1. 中和:使用碱性物质(如氢氧化钙、氢氧化钠等)与硫酸进行中和反应,生成水和相应的盐。
需要注意的是,中和反应应在控制的条件下进行,以避免反应过程中产生剧烈的放热和喷溅。
2. 稀释:可将硫酸缓慢倒入大量的水中,使其稀释。
注意在稀释过程中应搅拌均匀以避免温度过高。
3. 沉淀:如果硫酸溶液中有沉淀物或悬浮物,可以使用适当的方法(如沉降、过滤等)将其分离出来。
分离后的清液要按照其他方法进行处理。
4. 委托第三方处理:对于大量的硫酸废液,最好委托经过环保认证的专业公司进行处理。
这些公司通常具备专业的废液处理设备和技术,并能确保废液经过安全处理后不会对环境造成危害。
无论采用哪种废弃处置方法,都应确保操作过程中人员的安全,并遵守当地的法律法规、环保标准和操作规程。
废弃浓硫酸的处理方法废弃浓硫酸是一种对环境和人体健康造成很大危害的危险废物,因此它的正确处理非常重要。
接下来,我将详细介绍几种常见的废弃浓硫酸处理方法。
1. 中和法:这是一种常见的废弃浓硫酸处理方法,使用碱性物质中和浓硫酸,将其转化为相对安全且易于处置的盐类。
常用的中和剂包括氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾等碱性物质。
在中和过程中,要小心控制反应的速率,以避免剧烈反应产生的热量和蒸气。
另外,中和后生成的盐类也需要进行适当的处置,以免对环境造成二次污染。
2. 稀释法:稀释是一种相对简单、容易操作的处理方法。
可以将浓硫酸逐渐稀释到一定的浓度以下,再将其排放入废水处理系统。
在进行稀释过程时,需要注意缓慢进行,并且确保有良好的通风设备,以防止浓硫酸蒸气的释放。
但需要注意的是,稀释后的废液仍需经过适当处理,不能直接排放到环境中。
3. 中和絮凝法:中和絮凝法是在中和的基础上,加入絮凝剂,使废液中的固体颗粒形成沉淀,从而实现浓硫酸的处理。
常用的絮凝剂包括铁盐、聚合铝盐等。
这种方法可以将废液中的重金属离子等有害物质与固体颗粒一同沉淀下来,从而降低其对环境的污染。
4. 蒸发结晶法:这种方法适用于含有较高浓度浓硫酸的废液处理。
通过将废液置于蒸发器中进行加热,使其水分逐渐蒸发,剩余的浓硫酸逐渐结晶。
处理后的浓硫酸可进行其他的再利用或安全处置。
但需要注意的是,在使用蒸发结晶法时,要防止浓硫酸蒸气的泄露和中毒危害。
需要强调的是,在处理废弃浓硫酸时,必须遵循安全操作规程和环境法规,确保工作场所的通风和防护设施的完好。
同时,对于高浓度浓硫酸的处理,需要进行封闭操作,减少蒸气的释放。
此外,虽然上述方法可以有效处理废弃浓硫酸,但它们只是对废液进行处理,并不能消除或减少硫酸的危害性。
因此,在废弃浓硫酸处理后,仍需要寻找更好的资源化利用或安全处置方法,以最大限度地减少对环境和人体健康的危害。
废硫酸的处置方案概述废硫酸是工业生产过程中产生的一种常见废弃物。
由于废硫酸具有高度的腐蚀性和有毒性,不当处置会对环境和人体健康造成严重威胁。
因此,正确处理和处置废硫酸是一项重要的环境保护任务。
本文档将介绍几种常用的废硫酸处置方案,包括中和法、再利用法和回收法,并分析它们的优缺点,以供参考。
1. 中和法中和法是一种常见的废硫酸处置方法,通过将废硫酸与碱溶液反应,使其中和为中性溶液。
这种方法的优点是操作简单,成本相对较低。
以下是中和法的具体步骤:1.准备碱溶液:选择合适的碱溶液,如氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钙(Ca(OH)2),并将其稀释至适当浓度。
2.将废硫酸缓慢倒入碱溶液中并充分搅拌。
3.监测溶液PH值,当PH值接近中性(约为7)时,中和反应完成。
4.将中和后的废液送往废水处理厂进行进一步处理。
尽管中和法处理废硫酸相对简单,但也存在一些缺点。
首先,碱溶液可能对环境产生负面影响,特别是当废液中含有其他有害物质时。
其次,中和产生的废液需要进一步处理,可能需要额外的资源和费用。
因此,在选择中和法时,需要综合考虑成本、环境和其他因素。
2. 再利用法再利用法是一种将废硫酸进行再利用的废物处理方法。
通过对废硫酸进行特殊处理,可以将其转化为可再次使用的产品。
这种方法的优点在于最大程度上减少了废弃物的产生,同时还可以节约成本。
以下是再利用法的一般步骤:1.废硫酸预处理:首先,对废硫酸进行预处理,例如过滤或沉淀去除其中的杂质。
2.采用合适的工艺进行再利用:根据废硫酸的质量和组成,选择适当的技术进行再利用,如浓缩、蒸馏或离子交换。
通过这些过程,废硫酸可以转化为可再次使用的产品。
3.对终产物进行检测和质量控制:对再利用后的产品进行必要的检测和质量控制,确保其符合相关标准。
4.将再利用产物合理利用或出售:再利用后的产物可以用于工业生产中的其他环节,或者出售给其他企业进行进一步加工或使用。
再利用法的成功与否取决于废硫酸的质量和成分,以及适用的再利用技术。
高浓度废硫酸利用的原理高浓度废硫酸利用的原理主要有以下几个方面:1. 废硫酸中的硫酸浓度高,可以通过蒸发浓缩的方式进行回收利用。
蒸发浓缩是将废硫酸置于容器中,在加热的作用下,使其蒸发,蒸汽经过冷凝器冷却后,变为液体,即可得到浓缩的硫酸。
这种方法可以将废硫酸中的水分去除,使浓度提高,从而可以在其他工业过程中再利用。
2. 利用化学反应将废硫酸转化为有价值的化合物。
废硫酸可以通过化学反应变为其他有用的化学品。
例如,废硫酸可以与石灰石反应,生成石膏和二氧化碳。
石膏是一种重要的建筑材料,可以用于造纸、建筑和农业等领域。
此外,废硫酸还可以用于金属的脱漆和脱色过程中。
3. 通过电解的方式将废硫酸分解成硫酸和水。
电解是利用电流的作用,将化合物分解成其原子或离子的过程。
在电解过程中,废硫酸中的硫酸会被分解成硫酸根离子和氢氧根离子。
这样可以得到较为纯净的硫酸溶液,可以再次利用于工业生产中。
4. 利用废硫酸进行沉降和沉淀处理。
废硫酸中常常含有悬浮物或不溶于废硫酸的杂质。
通过将废硫酸与沉降剂(如铁盐、石灰石等)混合,可以使杂质沉降到废硫酸的底部,然后通过过滤或离心等方法去除。
这样可以得到相对纯净的硫酸液,以便进行再利用。
5. 利用吸附材料将废硫酸中的有价值成分进行吸附分离。
废硫酸中可能含有稀有金属、有机物等有价值成分。
吸附材料(如活性炭、树脂等)具有吸附性能,可以选择性地将有价值的成分吸附在其中。
通过对吸附剂的再生和吸附物的回收,可以实现对废硫酸中有价值成分的有效利用。
这种方法在废硫酸处理中广泛应用于金属提取和有机物的回收利用等领域。
综上所述,高浓度废硫酸的利用可以通过蒸发浓缩、化学反应、电解、沉降沉淀和吸附分离等多种方式实现。
这些方法可以使废硫酸中的水分去除,提高浓度,转化为有用的化合物,分离废硫酸中的有价值成分,进而实现高浓度废硫酸的再利用。
这不仅可以节约资源,减少环境污染,还能对经济发展起到积极的促进作用。
再生硫酸技术要求及试验方法介绍如下:
再生硫酸是指将废硫酸进行处理,使其达到可以再次使用的目的。
再生硫酸技术要求主要包括以下几点:
1.高效:再生硫酸技术要求具有高效性,即能够高效地将废硫酸
进行处理,使其达到再次使用的标准。
2.环保:再生硫酸技术要求具有环保性,即在处理废硫酸的过程
中不会产生二次污染,对环境不会造成影响。
3.经济:再生硫酸技术要求具有经济性,即处理成本低、操作简
单,能够有效地降低企业的生产成本。
试验方法一般包括以下几个步骤:
1.废硫酸的采集:收集废硫酸,并检查其化学成分和物理性质。
2.净化处理:通过不同的净化方法,如蒸馏、离子交换等,将废
硫酸中的杂质去除。
3.再生处理:通过蒸馏、浓缩等方法,将净化后的废硫酸进行再
生处理,使其达到可以再次使用的标准。
4.检测:对再生后的硫酸进行检测,检查其化学成分和物理性质
是否符合要求。
再生硫酸技术要求和试验方法都需要在实验室和生产实践中进行研究和探索,以满足不同企业的需求。
废硫酸的回收再利用
废硫酸中硫酸浓度较高,可经处理后回收再用。
处理主要是去除废硫酸中的杂质,同时对硫酸增浓。
处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。
1.1 浓缩法
该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中,使其中的有机物发生氧化、聚合等反应,转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去,从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。
这类方法应用较广泛,技术较成熟。
在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法,下面分别加以介绍。
1.1.1 高温浓缩法
淄博化工厂三氯乙醛生产过程中有废硫酸产生,其中H2SO4质量分数为65%~75%、三氯乙醛质量分数为1%~3%、其它有机杂质的质量分数为1%。
该厂将其沉淀过滤后,用煤直接加热蒸馏,回收的浓硫酸无色透明,H2SO4质量分数大于95%,无三氯乙醛检出,而沉淀物经碱解、蒸馏和过滤后可回收氯仿。
该厂废硫酸处理量为4000t/a,回收硫酸创利润55万元/a〔1〕。
日本木村-大同化工机械公司的废硫酸浓缩法是用搪玻璃管升膜蒸发和分段真空蒸发相结合,将废硫酸中H2SO4的质量分数从10%~40%浓缩到95%,其工艺可分为3段,前两段采用不透性石墨管加热器蒸发浓缩,后一段采用搪玻璃管升膜蒸发器浓缩,在每一段中H2SO4质量分数渐次升高,分别达到60%、80%和95%。
加热过程采用高温热载体,温度为150~220℃,可将有机物转变为不溶性物质,然后过滤除去,该工艺以2t/h的规模进行中试,5a运转良好。
该工艺适应能力很强,可用于含多种有机杂质的废硫酸的处理〔2〕。
1.1.2 低温浓缩法
高温浓缩法的缺点在于:硫酸的强腐蚀性和酸雾对设备和操作人员的危害很大,实际操作非常麻烦。
因此,近年来开发出了一种改进的浓缩法,称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)〔3〕。
WCG法的原理和工艺如下:将废稀硫酸由储槽用耐酸泵打入循环浓缩塔浓缩,然后经换热器加热后进入造雾器和扩散器强迫雾化并进一步强迫汽化,分离后的气体经高度除雾后进入气体净化器,净化后排放。
分离后的酸液再度回到循环浓缩塔,经反复循环浓缩蒸馏,达到浓度要求后,用泵打入浓硫酸储罐。
浓硫酸可作为生产原料再利用。
其工艺流程见图1。
WCG法浓缩装置主要由换热器、循环浓缩塔和引风机组成。
换热器材质为石墨,浓缩塔材质为复合聚丙烯,泵及引风机均为耐酸设备。
该法与高温浓缩法相比,蒸发温度低(50~60℃),蒸汽消耗量少,费用低(浓缩每吨稀硫酸耗电和蒸汽的费用约为30~60元)。
上海染化五厂生产分散深蓝H-GL产生的稀硫酸(H2SO4质量分数为20%),上海染化八厂、武汉染料厂、济宁染料厂生产染料中间体产生的稀硫酸,采用WCG法浓缩,都取得了明显的效果。
用WCG法浓缩稀硫酸应注意以下几点:
(1)在浓缩过程中若有固体物析出,会影响传热效果和废酸的分离;
(2)该装置非密闭,废酸中若有挥发性物质,会影响工作环境;
(3)装置的主体材料为复合聚丙烯,工作温度受主体材料的限制,不能超过80℃;
(4)该法仅适用于H2SO4质量分数小于60%的稀硫酸。
1.2 氧化法
该法应用已久,原理是用氧化剂在适当的条件下将废硫酸中的有机杂质氧化分解,使其转变为二氧化碳、水、氮的氧化物等从硫酸中分离
出去,从而使废硫酸净化回收。
常用的氧化剂有过氧化氢、硝酸、高氯酸、次氯酸、硝酸盐、臭氧等。
每种氧化剂都有其优点和局限性。
天津染料八厂采用硝酸为氧化剂对蒽醌硝化废酸进行氧化处理〔2,4〕,其操作过程为:将废酸稀释至H2SO4质量分数为30%,使所含的二硝基蒽醌最大限度地析出,经过滤槽真空抽滤后废酸进入升膜列管式蒸发器,在112℃、88.1kPa条件下浓缩,在旋液分离器中分离水蒸气和酸(此时H2SO4质量分数约为70%),废酸再流入铸铁浓缩釜(280~310℃,真空度为6.67~13.34kPa),用喷射泵带出水蒸气,使H2SO4质量分数达到93%,然后流入搪瓷氧化缸,加入浓硝酸(HNO3质量分数为65%)进行氧化处理,至硫酸呈浅黄色。
反应中产生的一氧化氮气体用碱液吸收。
硫酸在高浓度(H2SO4质量分数为97%~98%)和高温条件下也具有较强的氧化性,它可以将有机物较为彻底地氧化掉。
例如处理苯绕蒽酮废酸、分散蓝废酸及分散黄废酸时,将废酸加热至320~330℃,把有机物氧化掉,部分硫酸被还原成二氧化硫。
这种方法由于硫酸浓度和温度太高,有大量的酸雾产生,会造成环境污染,同时还要消耗一定量的硫酸,使硫酸收率降低,因此其应用受到很大限制。
1.3 萃取法
萃取法是用有机溶剂与废硫酸充分接触,使废酸中的杂质转移到溶剂中来。
对于萃取剂的要求是:
(1)对于硫酸是惰性的,不与硫酸起化学反应也不溶于硫酸;
(2)废酸中的杂质在萃取剂和硫酸中有很高的分配系数;
(3)价格便宜,容易得到;
(4)容易和杂质分离,反萃时损失小。
常见的萃取剂有苯类(甲苯、硝基苯、氯苯)、酚类(杂酚油、粗二苯酚)、卤化烃类(三氯乙烷、二氯乙烷)、异丙醚和N-503等。
大连染料八厂用氯苯对含二硝基氯苯和对硝基氯苯的废硫酸进行一级萃取,使废水中的有机物含量由30000~50000 mg/L下降到200~250mg/L〔2〕。
济南钢铁厂焦化分厂用廉价的C-I萃取剂和P-I吸附剂处理该厂的再生硫酸也得到了良好的效果〔5〕。
该工艺是将再生硫酸经C-I萃取剂萃取分离后再依次用P-I吸附剂和活性炭吸附处理得到纯净的再生硫酸。
为防止腐蚀,萃取罐和吸附罐用铅作内衬。
该厂废硫酸处理量为500t/a,回收硫酸250t,价值7.5万元。
与其它方法相比,萃取法的技术要求较高,萃取剂要同时满足上述4项要求并不容易,而且运行费用也较高。
1.4 结晶法
当废硫酸中含有大量的有机或无机杂质时,根据其特性可考虑选择结晶沉淀的方法除去杂质。
如南京轧钢厂酰洗工序排放的废硫酸中含有大量的硫酸亚铁,可采用浓缩-结晶-过滤的工艺来处理。
经过滤除去硫酸亚铁后的酸液可返回钢材酸洗工序继续使用。
重庆某化工厂将H2SO4质量分数为17%的钛白废酸在常压下浓缩、析出的结晶熟化后过滤,滤渣经打浆及洗涤后即为回收的硫酸亚铁。
滤液再在93.4kPa真空度下浓缩结晶过滤,可得到H2SO4质量分数为80%~85%的浓硫酸,第二次过滤的滤渣也转至打浆工序回收硫酸亚铁。
废硫酸及含硫酸废水的综合利用
编辑本段
从生产中排出的废硫酸或含硫酸废水,如果在原工序中已无法再直接使用,可以考虑用于对硫酸质量要求不高的其它生产工序中,这样既节约资源,又减少废酸的排放量。
另外,一些以硫酸为原料的生产工艺,若对硫酸中的杂质要求不严,也可直接用废硫酸或将废硫酸稍加处理后用作原料。
例Belenkov.D.A利用硫酸厂含砷5.2g/L的废酸液,分别加入8.78g/L Cr2O3、3.26g/L ZnO、3.00g/L CuCO3制成木材防
腐液,该溶液的pH为1.7,松材经该液浸泡后能有效地防止霉菌的生长〔8〕。
匈牙利Toth、Andras等人尝试用炼油厂的硫酸废水与褐煤飞灰混合反应,再加入水后与卜兰特水泥混合,生产具有高强度的混凝土,可用于铺路及建筑行业〔9〕。
Shimko,I.G.利用含硫酸的废气洗涤水与粘胶纤维厂排放的含Al(OH)3的污泥反应,生产
Al2(SO4)3,用作水处理的混凝剂。
该法中硫酸铝的回收率为85%~95%〔10〕。
温州染化总厂利用明矾矿渣与废硫酸为原料,生产工业级硫酸铝,此外,许多硫酸盐工业品也可用废硫酸或硫酸废水进行生产。
如印度的Mokanty、Bibhupada等人利用洗涤剂厂的含硫酸废水在反应塔中与铜粒和铜屑反应,溶液经结晶过滤后可制得硫酸铜晶体〔12〕。
济宁第二化工厂利用废硫酸(H2SO4质量分数为20%)与菱锰矿或软锰矿反应制取工业级硫酸锰,其工艺流程如下:菱锰矿或软锰矿与废硫酸混合进行酸解,将酸解后的料液压滤。
滤渣经打浆和压滤后以废渣的形式排放,洗液返回酸解工序。
滤液经去除杂质、过滤、蒸发结晶、离心分离和干燥后即制得产品硫酸锰〔13〕。
用氨中和废硫酸可制取硫酸铵肥料。
废酸中的有机杂质一般在制得硫酸铵后除去,脱除杂质的方法主要有萃取法、氧化法、盐析法、凝聚法和离子交换法等。
废硫酸及含硫酸废水的中和处理
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对于硫酸浓度很低,水量较大的废水,由于回收硫酸的价值不高,也难以进行综合利用,可用石灰或废碱进行中和,使其达到排放标准或有利于后续的处理。
以上海硫酸厂为例,该厂每天排放3600t含硫酸的废水,pH为2.6,其中还含有少量的砷、氟等。
该厂用电石泥(主要成分为Ca(OH)2)进行中和,以聚丙烯酰胺为混凝剂,以Rs为氧化剂,采用中和-混凝沉淀-氧化工艺治理该废水,既中和了酸,又去除了氟、砷等,出水达到排放标准〔14〕。
结束语
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除上述几种常用方法外,废硫酸及含硫酸废水的处理还有电解法、冷冻法、热解法、渗析法、气提法等〔16~19〕,但在我国,浓缩回收法及中和处理法目前仍是应用最广的方法。
在生产中,应根据废硫酸或含硫酸废水的浓度、所含杂质的组成来选择回收或处理方法。
特别是对精细化工行业产生的废硫酸或硫酸废水来说,由于所含的有机杂质成分极为复杂,硫酸的浓度变化很大,而处理量不大,这就更要注意根据具体情况选择投资较小、收效较大的方法。