废硫酸回收新工艺

谢书杰（武汉兴天宇环境股份有限公司，湖北武汉430000）

废硫酸回收新工艺

谢书杰（武汉兴天宇环境股份有限公司，湖北武汉430000）

相比于传统的锅式浓缩或鼓式浓缩工艺，真空浓缩工艺有着可靠性高、能耗低及排放量少等特点。因此工艺中蒸发器所选用的主要耐蚀材料为具有突出耐蚀性的钽材，大大提升了整个系统的可靠性。经过对新型废硫酸回收装置的运行实践检验得知，系统技术性能已达世界先进水平。

废硫酸回收；环境保护；化工工艺

化工生产中，脱水、干燥及硝化等工艺过程已较为常见与普遍，每年硫酸消耗量巨大，而且还会产生多为硫酸，另含诸如化合物、有机物等杂志的工业废水。通常，此种废水当中含硫酸量大于20%，若直接外排，则会严重破坏环境，唯一解决办法即为回收利用。本文选取了集中硫酸浓缩工艺，对比分析其各自特点，提出以全新废硫酸污染治理方案。

1 两种常用型废硫酸回收工艺

1.1 锅式浓缩回收工艺

针对锅式浓缩技术工艺而言，其突出特点即把硫酸防止口径大的铸铁锅内，燃油或燃煤对铸铁锅进行加热，蒸发其中水分，得到浓硫酸。蒸发器即为铁锅，经过加热而蒸发的气相，则于吸收塔内便已被吸收，然后有冷却器进行冷却，完成后外排。在所排出的废酸、废水当中，往往具有较高的有机物、废酸含量。针对锅式浓缩工艺来讲，其突出优点就是操作简便，投资小，工艺流程简单。缺点为吸收塔及铁锅易损坏，浓缩锅使用寿命较短。系统运行中，因维修频繁，使得工人有着较大的维修强度，且需承担较高的维修费用。此外，在实际检修时，因废硫酸的泄露或排放，会加剧环境污染。由于铁与硫酸经反应而生成的硫酸铁，会沉淀，进而造成系统堵塞，严重影响生产的正常开展。锅式浓缩系统的技术指标：稀酸体积分数 67%，成品酸体积分数 90%，成品酸收率为98.5%，吨成品酸耗重油为50kg。

1.2 鼓式浓缩回收工艺

此工艺实际就是运用燃油，加热压缩空气，使之维持在高温度状态，输送至稀硫酸鼓泡器，实施鼓泡操作，用热空气将稀硫酸当中的水分带出。对于此工艺而言，生产工艺简单为其优点，成品酸收率达98.4%，具有较高的成品酸浓度，而缺点即为占地面积大。在实际生产过程中，SO2含量与烟气温度均比较高。因具有较强的腐蚀性，且组分复杂，所以多选用衬铅及铅材料，易造成严重污染，具有较高的系统能耗。此工艺技术指标：吨成品酸耗重油为60kg，成品酸收率98.4%，成品酸体积分数 93～98%，稀酸体积分数 67%。

2 新型废硫酸回收工艺

2.1 工艺特点

基于原锅式浓缩，较大改进了工艺设备与流程，成功研发了新型的废硫酸回收工艺，也就是真空浓缩工艺。与真空环境中，运用蒸汽将稀硫酸加热，对于蒸发的气相，通过洗涤塔，经过洗涤知乎，外排。相比于鼓式浓缩及锅式浓缩，排出的废气、废水当中，具有较低的有机物、硫酸含量，其技术指标为：蒸汽消耗700kg°t-1，成品酸收率为99.5%，成品酸体积分数 90%，稀酸体积分数 25%。对于真空浓缩而言，工艺流程较复杂为其缺点，因选用了重金属材料，如不锈钢、钽、钛等，因此，系统具有较高的造价。优点为能耗低，三废排放量少，具有较长的系统连续运行周期，占地面积仅为锅式浓缩的一半。

2.2 真空浓缩系统的构成

（1）废硫酸浓缩。经废硫酸储罐而输送来的稀硫酸，首先会被输送至废硫酸预热器，与成品酸（蒸发器中）进行热交换，然后经加热处于高温状态的废硫酸，被输送至硫酸蒸发器，通过加热蒸发，水蒸气便会自蒸发器顶部排气口而外排；若硫酸浓度与所需浓度相吻合后，便会排出于蒸发器另一端，此时，处于成品状态的硫酸温度为170～200℃，高温状态的成品酸会相继被输送至硫酸冷却器及废硫酸预热器，进行降温处理，使之维持在50℃以下，最后进至成品酸储罐。（2）含酸废气处理。对于含酸废气而言，其多产生于硫酸蒸发器，蒸发中，大量水蒸气掺杂着少量硫酸，经蒸发器排气口，进至吸收塔的底部，当蒸汽上升时，则会相遇于吸收塔上部喷淋下来的水，诸多硫酸由此被水吸收，对于处于未凝结状态的水蒸气，便会在吸收塔当中二次循环，从而进一步降低废气当中的硫酸含量，直至满足标准与要求。（3）含酸废水处理。吸收塔下部乃是含酸废水的主要来源地，当这些含酸废水进至碱液槽之后，便会中和，当其满足排放标准之后，便可外排。

2.3 蒸发器结构

蒸发器由两部分构成，其一为蒸发室，其二为加热器。对于蒸发室而言，其乃为搪玻璃容器，而加热器则为有着独特结构的卧式钽管设备。因加热器的工作环境为高温硫酸下，所以，其较多采用的耐蚀材料为钽材。金属钽所具有的相对独特的耐蚀性能，主要因为钽材表面有一层坚固且致密的氧化膜，此层膜能够为基体金属提供保护，使之免受侵蚀。于高温硫酸当中，钽同样具有较好的耐蚀性，硫酸中钽材的腐蚀数据见表1。当温度为200℃以下时，钽材几乎无腐蚀。

表1 Ta1在硫酸中的腐蚀速率（mm/a）

3 结语

新型废硫酸回收工艺装置能够明显减少废气、废水的排放量，将传统工艺中超标排放问题得以有效解决，有助于环境保护。新系统有着比较紧凑的结构，运用了诸多工艺措施，降低了能耗，系统热效率明显提高。蒸发器材料多为钽材，设备可靠性得到提升，大大延长了系统持续运行时间。

[1]伊允金,YIYunjin.40kt/a烷基化废硫酸回收装置的设计和运行[J].硫酸工业,2014(4):62-65.

谢书杰（1988-），性别:男，民族：汉，籍贯:湖北省武汉市，学历：本科

研究方向：化学工程与工艺。