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废酸处理剂

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摘要

废酸,又称废硫酸,在工业生产中,废酸或产生于有机物的硝化、酯化、磺化、烷基化、催化和气体干燥等过程,或产生于钛白粉生产、钢铁酸洗和气体干燥等过程。

产品介绍

废酸,又称废硫酸,在工业生产中,废酸或产生于有机物的硝化、酯化、磺化、烷基化、催化和气体干燥等过程,或产生于钛白粉生产、钢铁酸洗和气体干燥等过程。

我国工业废酸具有以下特点:

①来源广泛、行业分散,除了钛白粉、芳烃硝化、染料、石油加工和钢铁酸洗等主要行业外,还有其他几十种化工产品生产中有废硫酸产出;

②废硫酸总量较大,但单个企业产出的废硫酸量不大,废硫酸量高于5 kt/a以上的企业较少,许多企业每年的废硫酸产出量仅几百吨;

③废硫酸浓度普遍偏低,杂质含量偏高;④废硫酸大多含有机物,直接利用较为困难

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废硫酸处理主要有废硫酸浓缩、高温裂解、化学氧化、萃取、结晶、生产化肥和中和处理等工艺。各企业一般根据废硫酸量、废硫酸浓度、杂质成分及含量、处理后硫酸的用途等采取不同的处理工艺,有时需要几种工艺配合使用。这些方法中,只有中和处理法不能再生硫酸。处理废硫酸主要是去除废硫酸中的杂质,同时对硫酸增浓。

废硫酸浓缩工艺适合处理数量较小的废酸,在加热浓缩稀废硫酸的过程中,废硫酸中的无机物杂质(如硫酸亚铁)会结晶析出;有机物杂质则会发生氧化、聚合等反应,转变为深色胶状物或悬浮物,一般采用过滤除去这些杂质,从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。废硫酸浓缩工艺技术较为成熟,应用较广,2013年有150多套装置。

从生产实践来看,我国废硫酸浓缩存在4个问题:①废硫酸浓缩对设备材质要求高,通常采用钛制常压蒸发或搪瓷减压薄膜蒸发器,设备投资较大;②蒸汽、水、电消耗量大,运行费用高;③操作复杂,维修困难且费用高;④废硫酸处理量小,蒸发管道极易堵塞,运行不太稳定。

对于杂质含量高而不能采用浓缩工艺回收的高浓度废硫酸,可将其热分解为含SO2或SO3气体,然后生产硫酸。高温裂解可分为高温还原分解工艺、高温非还原分解工艺和废硫酸掺烧工艺。高温裂解法工艺成熟、可靠,是清洁、彻底的废硫酸处理方法,其废硫酸处理量大,并可处理废硫酸铵。该法可直接生产w(H2SO4)98%硫酸或发烟硫酸,这一优点是浓缩法无法比拟的。高温裂解法的缺点是投资大、能耗高;另外,由于废硫酸中的F-、Cl-及金属离子(特别是Na+)容易造成设备和管道的腐蚀及堵塞,因此高温裂解法不太适合处理氟、氯及金属盐含量很高的废硫酸。

化学氧化法应用已久,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,再从硫酸中分离出去,从而使废硫酸净化回收。常用的氧化剂有过氧化氢、硝酸、次氯酸、硝酸盐和臭氧等。每种氧化剂都有其优点和局限性。硫酸在高浓度[w(H2SO4)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。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,同时还要消耗一些量的硫酸,使硫酸收率降低、生产成本高,因此其应用受到很大限制,一般需与其他工艺配合使用。国内有部分企业采用该工艺处理蒽醌类废硫酸、染料废硫酸和含酚废硫酸。

萃取法是用有机溶剂与废硫酸充分接触,使废硫酸中的杂质转移到溶剂中来,从而得到净化的硫酸。与其他方法相比,萃取法的技术要求较高、对萃取剂的要求苛刻、运行费用较高。因此,国内基本无工业化应用。常见的萃取剂有苯类、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,价格远高于硫酸。

当废硫酸中含有大量有机或无机杂质时,根据其特性可考虑选择结晶沉淀的方法除去杂质。

对于浓度很低的废硫酸采用碱性物质中和处理是一种行之有效的方法,其中常用的中和剂是石灰。中和处理的优点是设备投资少、操作简便、成本较低,特别是在硫酸价格较低(约200 元/t)的情况下低成本更明显。传统中和处理工艺中废硫酸与石灰石反应生成的石膏(CaSO4·2H2O)副产品质量较差,难以满足相关行业的使用要求,并且石膏产物大多为粒径小于10 μm的微晶体,导致后续的沉降、过滤和脱水等过程都极为困难,这种微细石膏晶体的回收和堆放都将产生新的环境问题。


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