謝書杰（武漢興天宇環(huán)境股份有限公司，湖北武漢430000）

廢硫酸回收新工藝

謝書杰（武漢興天宇環(huán)境股份有限公司，湖北武漢430000）

相比于傳統(tǒng)的鍋式濃縮或鼓式濃縮工藝，真空濃縮工藝有著可靠性高、能耗低及排放量少等特點(diǎn)。因此工藝中蒸發(fā)器所選用的主要耐蝕材料為具有突出耐蝕性的鉭材，大大提升了整個系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)過對新型廢硫酸回收裝置的運(yùn)行實(shí)踐檢驗(yàn)得知，系統(tǒng)技術(shù)性能已達(dá)世界先進(jìn)水平。

廢硫酸回收；環(huán)境保護(hù)；化工工藝

化工生產(chǎn)中，脫水、干燥及硝化等工藝過程已較為常見與普遍，每年硫酸消耗量巨大，而且還會產(chǎn)生多為硫酸，另含諸如化合物、有機(jī)物等雜志的工業(yè)廢水。通常，此種廢水當(dāng)中含硫酸量大于20%，若直接外排，則會嚴(yán)重破壞環(huán)境，唯一解決辦法即為回收利用。本文選取了集中硫酸濃縮工藝，對比分析其各自特點(diǎn)，提出以全新廢硫酸污染治理方案。

1 兩種常用型廢硫酸回收工藝

1.1 鍋式濃縮回收工藝

針對鍋式濃縮技術(shù)工藝而言，其突出特點(diǎn)即把硫酸防止口徑大的鑄鐵鍋內(nèi)，燃油或燃煤對鑄鐵鍋進(jìn)行加熱，蒸發(fā)其中水分，得到濃硫酸。蒸發(fā)器即為鐵鍋，經(jīng)過加熱而蒸發(fā)的氣相，則于吸收塔內(nèi)便已被吸收，然后有冷卻器進(jìn)行冷卻，完成后外排。在所排出的廢酸、廢水當(dāng)中，往往具有較高的有機(jī)物、廢酸含量。針對鍋式濃縮工藝來講，其突出優(yōu)點(diǎn)就是操作簡便，投資小，工藝流程簡單。缺點(diǎn)為吸收塔及鐵鍋易損壞，濃縮鍋使用壽命較短。系統(tǒng)運(yùn)行中，因維修頻繁，使得工人有著較大的維修強(qiáng)度，且需承擔(dān)較高的維修費(fèi)用。此外，在實(shí)際檢修時，因廢硫酸的泄露或排放，會加劇環(huán)境污染。由于鐵與硫酸經(jīng)反應(yīng)而生成的硫酸鐵，會沉淀，進(jìn)而造成系統(tǒng)堵塞，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常開展。鍋式濃縮系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)：稀酸體積分?jǐn)?shù) 67%，成品酸體積分?jǐn)?shù) 90%，成品酸收率為98.5%，噸成品酸耗重油為50kg。

1.2 鼓式濃縮回收工藝

此工藝實(shí)際就是運(yùn)用燃油，加熱壓縮空氣，使之維持在高溫度狀態(tài)，輸送至稀硫酸鼓泡器，實(shí)施鼓泡操作，用熱空氣將稀硫酸當(dāng)中的水分帶出。對于此工藝而言，生產(chǎn)工藝簡單為其優(yōu)點(diǎn)，成品酸收率達(dá)98.4%，具有較高的成品酸濃度，而缺點(diǎn)即為占地面積大。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，SO2含量與煙氣溫度均比較高。因具有較強(qiáng)的腐蝕性，且組分復(fù)雜，所以多選用襯鉛及鉛材料，易造成嚴(yán)重污染，具有較高的系統(tǒng)能耗。此工藝技術(shù)指標(biāo)：噸成品酸耗重油為60kg，成品酸收率98.4%，成品酸體積分?jǐn)?shù) 93～98%，稀酸體積分?jǐn)?shù) 67%。

2 新型廢硫酸回收工藝

2.1 工藝特點(diǎn)

基于原鍋式濃縮，較大改進(jìn)了工藝設(shè)備與流程，成功研發(fā)了新型的廢硫酸回收工藝，也就是真空濃縮工藝。與真空環(huán)境中，運(yùn)用蒸汽將稀硫酸加熱，對于蒸發(fā)的氣相，通過洗滌塔，經(jīng)過洗滌知乎，外排。相比于鼓式濃縮及鍋式濃縮，排出的廢氣、廢水當(dāng)中，具有較低的有機(jī)物、硫酸含量，其技術(shù)指標(biāo)為：蒸汽消耗700kg°t-1，成品酸收率為99.5%，成品酸體積分?jǐn)?shù) 90%，稀酸體積分?jǐn)?shù) 25%。對于真空濃縮而言，工藝流程較復(fù)雜為其缺點(diǎn)，因選用了重金屬材料，如不銹鋼、鉭、鈦等，因此，系統(tǒng)具有較高的造價。優(yōu)點(diǎn)為能耗低，三廢排放量少，具有較長的系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行周期，占地面積僅為鍋式濃縮的一半。

2.2 真空濃縮系統(tǒng)的構(gòu)成

（1）廢硫酸濃縮。經(jīng)廢硫酸儲罐而輸送來的稀硫酸，首先會被輸送至廢硫酸預(yù)熱器，與成品酸（蒸發(fā)器中）進(jìn)行熱交換，然后經(jīng)加熱處于高溫狀態(tài)的廢硫酸，被輸送至硫酸蒸發(fā)器，通過加熱蒸發(fā)，水蒸氣便會自蒸發(fā)器頂部排氣口而外排；若硫酸濃度與所需濃度相吻合后，便會排出于蒸發(fā)器另一端，此時，處于成品狀態(tài)的硫酸溫度為170～200℃，高溫狀態(tài)的成品酸會相繼被輸送至硫酸冷卻器及廢硫酸預(yù)熱器，進(jìn)行降溫處理，使之維持在50℃以下，最后進(jìn)至成品酸儲罐。（2）含酸廢氣處理。對于含酸廢氣而言，其多產(chǎn)生于硫酸蒸發(fā)器，蒸發(fā)中，大量水蒸氣摻雜著少量硫酸，經(jīng)蒸發(fā)器排氣口，進(jìn)至吸收塔的底部，當(dāng)蒸汽上升時，則會相遇于吸收塔上部噴淋下來的水，諸多硫酸由此被水吸收，對于處于未凝結(jié)狀態(tài)的水蒸氣，便會在吸收塔當(dāng)中二次循環(huán)，從而進(jìn)一步降低廢氣當(dāng)中的硫酸含量，直至滿足標(biāo)準(zhǔn)與要求。（3）含酸廢水處理。吸收塔下部乃是含酸廢水的主要來源地，當(dāng)這些含酸廢水進(jìn)至堿液槽之后，便會中和，當(dāng)其滿足排放標(biāo)準(zhǔn)之后，便可外排。

2.3 蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)

蒸發(fā)器由兩部分構(gòu)成，其一為蒸發(fā)室，其二為加熱器。對于蒸發(fā)室而言，其乃為搪玻璃容器，而加熱器則為有著獨(dú)特結(jié)構(gòu)的臥式鉭管設(shè)備。因加熱器的工作環(huán)境為高溫硫酸下，所以，其較多采用的耐蝕材料為鉭材。金屬鉭所具有的相對獨(dú)特的耐蝕性能，主要因?yàn)殂g材表面有一層堅(jiān)固且致密的氧化膜，此層膜能夠?yàn)榛w金屬提供保護(hù)，使之免受侵蝕。于高溫硫酸當(dāng)中，鉭同樣具有較好的耐蝕性，硫酸中鉭材的腐蝕數(shù)據(jù)見表1。當(dāng)溫度為200℃以下時，鉭材幾乎無腐蝕。

表1 Ta1在硫酸中的腐蝕速率（mm/a）

3 結(jié)語

新型廢硫酸回收工藝裝置能夠明顯減少廢氣、廢水的排放量，將傳統(tǒng)工藝中超標(biāo)排放問題得以有效解決，有助于環(huán)境保護(hù)。新系統(tǒng)有著比較緊湊的結(jié)構(gòu)，運(yùn)用了諸多工藝措施，降低了能耗，系統(tǒng)熱效率明顯提高。蒸發(fā)器材料多為鉭材，設(shè)備可靠性得到提升，大大延長了系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行時間。

[1]伊允金,YIYunjin.40kt/a烷基化廢硫酸回收裝置的設(shè)計(jì)和運(yùn)行[J].硫酸工業(yè),2014(4):62-65.

謝書杰（1988-），性別:男，民族：漢，籍貫:湖北省武漢市，學(xué)歷：本科

研究方向：化學(xué)工程與工藝。