废硫酸及含硫酸废水的治理

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工业废硫酸的处理方法

工业废硫酸的处理方法

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。

废酸处理方案

废酸处理方案

废酸处理(不锈钢厂酸洗废水)硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用。

在许多生产过程中,硫酸的利用率很低,大量的硫酸随同含酸废水排放出去。

这些废水如不经过处理而排放到环境中,不仅会使水体或土壤酸化,对生态环境造成危害,而且浪费大量资源。

近年来许多国家已经制定了严格的排放标准,与此同时,先进的治理技术也在世界各地迅速发展起来。

废硫酸和硫酸废水除具有酸性外,还含有大量的杂质。

根据废酸、废水组成和治理目标的差异,目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类:回收再用、综合利用和中和处理。

1 废硫酸的回收再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。

三废处理工程技术手册

三废处理工程技术手册

三废处理工程技术手册“工业三废”是指工业生产所排放的“废水、废渣、废气”。

“工业三废”如未达到规定的排放标准而排放到环境中,就对环境产生了污染,污染物在环境中发生物理的和化学的变化后就又产生了新的物质。

好多都是对人的健康有危害的。

这些物质通过不同的途径(呼吸道、消化道、皮肤)进入人的体内,有的直接产生危害,有的还有蓄积作用,会更加严重的危害人的健康。

工业“三废”排放对环境的影响常是地区工业布局和厂址选择需考虑的重要因素。

如工业企业一般避免布置在城镇居民区的上风向和水源上游;一些污染较大的工业如冶金、化工、造纸要远离城市中心;大工业企业与生活区间要有适当的隔离带以减少环境污染的影响等。

大力采用无污染或少污染的新工艺、新技术、新产品,开展“三废”综合治理,是防治工业“三废”污染,搞好环境保护的重要途径之一。

不同物质会有不同影响,三废治理不是一两句话能说清楚地废气、废水、废渣种类各有不同。

以固体废弃物来说就分为危废和一般废物,危废处理方法一般是焚烧或者是深度填埋等,填埋场的要求很高,建一个大型的填埋场要几个亿投资。

硫酸工业废水处理通常采用中和法,中和法系统的设计,一般分为三个组成部分:中和药剂的制备和投配;中和反应及沉降;污泥处置。

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。

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。

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。

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,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。

三废处理_精品文档

三废处理_精品文档

三废处理一.硫酸三废处理废水硫酸工业废水处理通常采用中和法,中和法系统的设计,一般分为三个组成部分:中和药剂的制备和投配;中和反应及沉降;污泥处置。

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。

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。

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。

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,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。

废气工业硫酸废气处理方法有:1、燃烧法2、吸附法3、吸收法1、燃烧法燃烧法是消除法的一种,是利用有机气相污染物易燃烧性质进行处理的一种方法,把可燃的有机气相污染物当作燃料来燃烧。

该法适合处理高浓度有机气相污染物,燃烧温度控制在1100℃以上,去除效率达95%以上。

催化燃烧法因其净化效率高,工艺简单,是应用最广的一种,也有不少国产装置;但其主要问题是能耗大,尤其是废气浓度低时热回收量少能耗更大;又浓度变化大时适应性不佳等亦限制了其应用。

因而,工程实际使用率并不高。

2、吸附法,吸附法属于回收法的一种。

它主要利用一些具有吸附能力的物质来吸附有害成分,达到消除污染的目的。

解析化工行业中废硫酸处理方法

解析化工行业中废硫酸处理方法

解析化工行业中废硫酸处理方法摘要:近些年来,我国废硫酸处理技术水平已得到了显著提升,在传统处理方法基础上进行了有效改进。

对于废硫酸而言,由于在使用时受到了稀释与污染,因此通常不适合在原生产系统当中再次进行使用。

所以,需要对废硫酸的处理与回收加大重视,有效创新和优化废硫酸处理方法,使传统处理方法的处理不彻底、成本高以及处理周期长等缺点得到弥补,全面提升废硫酸处理效果。

本文针对化工行业中废硫酸处理方法进行分析,介绍了废硫酸的主要来源,并提出具体的处理方法,希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。

关键词:化工行业;废硫酸;处理方法对于我国化工行业的废硫酸处理而言,应用十分广泛的方法主要包括浓缩回收法、中和处理法等。

在化工企业的实际生产过程中,需要结合废硫酸或者含硫酸废水的杂质组成与浓度对回收和处理方法进行选择。

尤其对于精细化工行业,其所产生的废硫酸有机杂质成分十分复杂,具有较大的硫酸浓度变化,因此需要科学合理的选择废硫酸处理方法,从而保证对废硫酸的有效回收与利用。

一、废硫酸的主要来源在化工行业的实际生产过程中,废硫酸来源具体包括以下几种。

首先,石油炼厂。

结合实际发展现状进行分析,在化工炼厂当中通常需要对大量废硫酸进行使用,并将其作为催化剂,从而对相关的石油产品进行制作。

当硫酸处于游离状态时,在受到有机物作用后可以分解成二氧化硫,而且随着时间变化,其成本与性状也会发生相应的改变,当遇到电火花时,可能会引发相关火灾事故。

其次,其他工作部门。

合成洗涤厂在硫化反应中对硫酸进行使用时,通常会有大量废硫酸产生,比较常见的包括发烟硫酸、浓硫酸以及十二烷基苯等。

在实际使用废硫酸时,其特点主要包括以下几方面。

首先,废硫酸的来源十分广泛,应用行业相对分散。

除了钛白粉、钢铁酸洗以及石油加工等行业外,还可以在十多个产品行业当中应用废硫酸。

其次,废硫酸具有较大的总量,而单个企业的废硫酸产生量相对较少,但在具体汇集后,其废硫酸总量相对较大。

硫酸工业“三废”治理

硫酸工业“三废”治理

包括二氧化硫尾气、酸性废水、硫铁矿烧渣和中和渣等废渣。

能量消耗及废热回收
硫酸生产存在一定的消耗,如电(原料破碎及输送设备如鼓风机、泵
消耗)、蒸汽(固体硫磺熔融消耗)和各种辅助燃料等。
硫酸生产是一个放热过程,反应热主要来源有4个部分:含硫原料的 燃烧、二氧化硫的氧化、气体干燥和三氧化硫的吸收。通常,设置 火管或水管废热锅炉回收高温废热生产蒸汽,蒸汽用于发电或直接 应用;设置过热器、省煤器等设备回收中温废热,将中压饱和蒸汽转 变为过热蒸汽和加热锅炉给水,提高了蒸汽的品质和产率。
生存;冶,磷
石膏、硫化氢和废酸裂解气制酸等占有少量的份额。当然,风险依然存在, 因为这一格局包含着对国际硫磺市场过多的依赖,而国际硫磺市场不仅受 资源、生产、消费和运输的影响,而且受经济形势和政治形势的影响,任
何一根杠杆的倾斜都有可能导致供需关系的失衡,况且还存在着诸如自然
灾害等不可预见因素。历史上因硫磺价格飞涨而导致硫酸企业损失惨重的 教训值得记取。从这个意义上来说产业信息化至关重要,及时准确地了解 国际市场信息是企业规避风险的第一道防线,而国家则应最大限度地发挥
宏观调控作用,防止硫磺无序进口,以保持国际市场的供需平衡。与此同时
,要大力提高硫铁矿制酸装置的技术水平,降低消耗,减少污染,提高竞争力 ,使其成为抵御国际硫磺市场风险、保证国民经济正常运转的重要后备资 源。
前国内仅有少数硫酸企业将中和渣制成建筑材料,大部分企业都采用堆存
处理,存在二次污染的问题。
具体工艺分析
具体工艺分析
具体工艺分析
我的建议
国家政策扶持,政府鼓励。
硫酸工业实现节能减排离不开国家政策的扶持和相关法律法规的保障,切实加强节能减
排法规建设,国家制定的各项政策、法规要体现对节能减排的鼓励,如在/硫酸行业清洁 生产评价指标体系的指导下,对硫酸企业实行退税政策,而不是征收排污费政策。在税收 方面,国家应加快制定和完善鼓励节能减排的税收政策,允许将免征增值税的循环经济产 品所耗原料的进项税额作为非循环经济产品的销项税额。在能源政策方面,国家应尽快 建立、健全有效的节能和废热利用激励机制,国家应协调电力部门平等对待发电厂电价 和硫酸装置废热发电电价,对硫酸企业来说,目前发电上网价格仅012元/kWh左右,而用电

人教版化学选修二1.1《硫酸工业生产中“三废”的处理》配套练习和答案解析

硫酸工业生产中“三废”的处理配套练习1.治理“三废”,保护环境最主要的方法是( )A .减少污染严重的工厂B .把“三废”深埋C .提高认识D .变废为宝,综合利用【解析】减少污染应从源头上抓起减少排放,而治理则要变废为宝,综合利用。

【答案】 D2.接触法生产硫酸的过程中,对废气、废水、废渣、废热的处理正确的是( )①尾气用氨水处理 ②污水用石灰乳处理 ③废渣用来造水泥、炼铁 ④设置废热锅炉产生蒸汽、供热或发电A .①②B .①③④C .①②③D .①②③④【解析】硫酸厂尾气中含有SO 2,可用氨水吸收处理;硫酸厂废水中含有硫酸可用石灰乳中和;硫酸厂废渣中含有SiO 2、Fe 2O 3等,可用于制造水泥、炼铁;由于硫酸生产过程中三个化学反应都是放热反应,可以充分利用这些反应放出的热能来降低生产成本。

【答案】 D3.工业上以黄铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N 2、O 2外,还含有SO 2等对环境有较大影响的有害气体。

能用于测定硫酸尾气中SO 2含量的是( )A.NaOH 溶液、酚酞试液B.石灰水、石蕊试液C.碘水、淀粉溶液D.氨水、酚酞试液【解析】测定SO 2含量必须要能跟SO 2反应,而且可以用颜色变化来准确确定反应终点。

A 项和D 项虽然能反应,但A 在完全生成Na 2SO 3时溶液还是碱性,没变色,而D 在SO 2还没与氨水完全反应时就开始变色了。

B 项石灰水中所含溶质较少,且石蕊试液的颜色变化不明显。

【答案】 C4.构建和谐社会的内容之一是人类与环境的和谐发展,而“绿色化学”的内容是指从技术经济上设计可行的化学反应,尽可能减少对环境的副作用,下列化学反应不.符合“绿色化学”概念的是( )A .消除硫酸厂尾气中的SO 2:SO 2+2NH 3+H 2O===(NH 4)2SO 3B .消除硝酸工业尾气的氮氧化物的污染:NO +NO 2+2NaOH===2NaNO 2+H 2OC .制CuSO 4:Cu +2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4+SO 2↑+2H 2O D .制CuSO 4:2Cu +O 2+2H 2SO 4=====△2CuSO 4+2H 2O 【解析】选项中给出的4个反应均符合化学反应规律,从技术上、原理上均是可行的,但C 项会产生污染环境的SO 2气体,不符合“绿色化学”的主旨。

高浓度废硫酸的处理方法分析

高浓度废硫酸的处理方法分析摘要:在化工企业生产过程中,高浓度废硫酸是较为常见的产物,其具有较高的毒性和污染性,若未经处理而随意排放将对人们身体健康和生态环境建设查产生极其不利影响,对高浓度废硫酸的处理办法展开探讨显得尤为重要。

在此背景下,本文提出几项常见的高浓度废硫酸处理技术,以某化工企业为例分析其高浓度废硫酸的处理方法及效果。

关键词:高浓度废硫酸;处理方法;氧化处理;生物电解前言:硫酸是生产颜料、肥料、药物以及电池类产品的重要化工原料,同时也是石油化工行业或金属冶炼产业常用的化学试剂。

其自身特性具有较强的腐蚀性,每年经生产工艺流程而产生的高浓度废硫酸较多,若处理不当不仅会导致硫酸材料的浪费,甚至对生态环境产生破坏,威胁人类的生命安全。

因此,本文简述集中高浓度废硫酸处理技术并以结合实际案例剖析高浓度废硫酸处理流程具有重要意义。

1.常见的高浓度废硫酸处理技术1.1浓缩处理技术三段浓缩与二次固液分离是处理废硫酸的常用方法,一段浓缩过程通过转窑尾气加热,浓缩处理后废硫酸为w(H2S04)30%,并予以固液分离。

二段浓缩利用圆块式石墨换热器,在蒸汽作用下实现两级三效蒸发浓缩,将废硫酸由w(H2S04)30%浓缩至45%和65%,通过冷却结晶将硫酸盐等固体杂质分离出来。

三段浓缩即处于固液分离状态的w(H2S04)65%浓缩至80%[1]。

利用该方法对高浓度废硫酸进行处理具有一定不足之处。

一方面转窑尾气中粉尘的存在能够溶解于废硫酸中,增加废硫酸的黏度,为接下来的蒸发浓缩带来不利。

另一方面二段浓缩时所使用的圆块式石墨换热器,不利于含有结构物质废硫酸的换热,需定期清理结垢。

1.2萃取处理技术对废硫酸通过萃取法进行处理主要原理为相似相溶,促使废硫酸中的有机物质能够向萃取剂所转移,进而分离出硫酸。

其处理流程如下:(1)在高浓度废硫酸中倒入萃取剂,使二者充分混合,废硫酸中的有害物质能够向萃取剂所转移。

(2)分开废液和萃取物即实现废硫酸的处理。

硫酸工业“三废”治理PPT课件

能量消耗及废热回收
硫酸生产存在一定的消耗,如电(原料破碎及输送设备如鼓风机、泵 消耗)、蒸汽(固体硫磺熔融消耗)和各种辅助燃料等。 硫酸生产是一个放热过程,反应热主要来源有4个部分:含硫原料的 燃烧、二氧化硫的氧化、气体干燥和三氧化硫的吸收。通常,设置 火管或水管废热锅炉回收高温废热生产蒸汽,蒸汽用于发电或直接 应用;设置过热器、省煤器等设备回收中温废热,将中压饱和蒸汽转 变为过热蒸汽和加热锅炉给水,提高了蒸汽的品质和产率。
化工生产中的“三废”治理
——以硫酸生产为例
《化学工艺学》课堂讨论
班级: 学生:
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我国硫酸工业的“三废”和能源消耗情况
"三废“情况
我国硫酸生产主要采用硫磺、硫铁矿和冶炼烟气为原料。硫磺制酸 由于原料清洁、工艺流程简单,仅有少量SO2废气排放;硫铁矿和冶 炼烟气制酸受原料特性的限制,生产过程中会产生“三废”,主要 包括二氧化硫尾气、酸性废水、硫铁矿烧渣和中和渣等废渣。
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三、废渣治理
硫铁矿制酸的主要固体废弃物有硫铁矿烧渣和中和渣(主要为石膏),冶炼 烟气制酸固体废弃物主要有铜滤饼、铅滤饼、砷滤饼和中和渣等。硫铁矿 烧渣颗粒细小且带酸性,在堆存运输过程中易形成粉尘外泄,影响工厂卫生 条件和周围环境。目前,硫铁矿制酸生产中完善了矿渣的运输机械,推广使 用了增湿输送的干法排渣工艺,主要有刮板输送机)冷却滚筒(增湿))带式 输送机流程和冷却滚筒加冷却滚筒(增湿))带式输送机流程,减少了粉尘外 泄,使得现场环境总体得到较大改观。硫铁矿烧渣主要用作水泥添加剂,部 分含硫较高硫铁矿制酸的烧渣用作炼铁原料。冶炼烟气制酸生产中的铜滤 饼、铅滤饼、砷滤饼一般经铸渣后送选矿厂回收其中有价金属和砷,大型 冶炼烟气制酸企业有价金属和砷回收率较高,基本没有二次污染问题。目 前国内仅有少数硫酸企业将中和渣制成建筑材料,大部分企业都采用堆存 处理,存在二次污染的问题。

我国硫酸工业之“三废”治理


4对废渣的治理
• 硫酸生产过程中,砷、氟及重金属等杂质从原料转移到烟 气中,再经洗涤净化转移到废水中,废水经中和沉淀处理 将大部分有害杂质固定在废渣中,因此废渣成为这些杂质 的最终载体。在治理废渣上,主要有三个工艺手段:一是 硫铁矿烧渣资源化利用工艺;二是中和渣处理工艺;三是 硫化物渣处理工艺。
5硫酸工业三废治理的技术展望
2.2烟气脱硫技术进展
• 国内外开发的烟气脱硫技术已有上百种,但实现工业化应 用的只有十几种,这些脱硫系统主要应用于电力行业,少 数应用于化工行业。随着环保要求的日益严格,硫酸行业 也开始应用烟气脱硫技术处理废气以进一步减少SO2的排 放。
2.2.1湿式氨法
• 我国从20世纪50年代就开始采用湿式氨法处理硫酸生产 尾气,目前该工艺仍然是硫酸生产尾气最常用的脱硫技术。 根据生产过程和副产物不同,湿式氨法可分为氨一酸法、 氨一亚硫酸铵法和氨一硫酸铵法等工艺,这3种工艺在国 内都有应用,例如云南云天化国际、川化集团、浙江巨化、 铜官山化工、云南铜业、驰宏锌锗等,副产物硫酸铵用作 生产化肥、亚硫酸铵供造纸厂用。湿式氨法最突出的优点: 一是脱硫系统不会发生结垢堵塞、操作容易;二是脱硫效 率高(95%以上);三是不存在二次污染问题并且副产物有 一定经济效益。其缺点:一是脱硫剂氨的价格太高且来源 受限制;二是氨易挥发,损耗较大;三是湿式氨法处理冶 炼烟气时,烟气中少量的砷、铅、锌、铜等杂质最终进入 产品中,影响产品质量。
2.2.5活性焦法
• 活性焦法是上海克硫环保公司新开发的干法脱硫技术,其 突出的优点:一是脱硫剂可加热再生后反复使用;二是脱 硫和除尘效率较高(分别在95%和80%以上);三是适应性 强,处理烟气量可在30%~100%波动;四是副产物SO2气 体浓度较高。其缺点:一是活性焦损耗大,水、电、压缩 空气等消耗较高。二是用于处理冶炼烟气时需对烟气洗涤 净化处理。
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化工环保ENVIRONMENTAL PROTECTION OFCHEMICAL INDUSTRY1999年第19卷 第3期 Vol.19No.31999废硫酸及含硫酸废水的治理吴昌龙 陈金龙摘要 总结了近年来国内外废硫酸和含硫酸废水的各种治理与资源化方法,并把这些方法归纳为回收再用、综合利用和中和处理3大类,着重介绍了废硫酸的回收再用方法。

关键词 废硫酸 含硫酸废水 回收再用 综合利用 中和Recovery and Treatment of Waste Sulfuric Acid andSulfuric Acid-Containing WastewaterWu Changlong and Chen Jinlong(Nanjing University, Nanjing 210093)Abstract:The various methods for recovery and treatment of waste sulfuric acid and sulfuric acid-containing wastewater adopted in the recent years at home and abroad are summarized. They can be classified as recovery and reuse, comprehensive utilization and neutralization. In this paper the processes for recovery and reuse of waste sulfuric acid are focused on.Keywords:waste sulfuric acid, sulfuric acid-containing wastewater, recovery, comprehensive utilization, neutralization. 硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用。

在许多生产过程中,硫酸的利用率很低,大量的硫酸随同含酸废水排放出去。

这些废水如不经过处理而排放到环境中,不仅会使水体或土壤酸化,对生态环境造成危害,而且浪费大量资源。

近年来许多国家已经制定了严格的排放标准,与此同时,先进的治理技术也在世界各地迅速发展起来。

废硫酸和硫酸废水除具有酸性外,还含有大量的杂质。

根据废酸、废水组成和治理目标的差异,目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类:回收再用、综合利用和中和处理。

1 废硫酸的回收再用 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。

图1 WCG法稀硫酸浓缩流程 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[6]。

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[7]。

2 废硫酸及含硫酸废水的综合利用 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。

例如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,其工艺流程见图2[11]。

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]。

图2 用明矾矿渣和废硫酸生产硫酸铝工艺流程、 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]。

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