[发明专利]一种含有机物废硫酸的处理系统及其处理方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于废弃物资源化的环保技术领域，涉及一种含有机物废硫酸的处理系统及其处理方法和用途。

背景技术

现今，众多化工工艺过程中都采用浓硫酸作为催化剂或脱水剂。在此过程中，硫酸变成“使用过的酸”-废酸，即酸浓度降低的同时硫酸也被污染。在少数情况下，这些废酸可被安全地处理或用于其他工艺；但通常情况下，废酸必须再生变成杂质含量相对较少和浓度较高的硫酸，并在主工艺装置中重复使用。这些工艺装置包括提高汽油辛烷值的烷基化装置、硫酸法乙炔净化装置、生产出炸药和农药的硝化装置，以及丙烯腈-AN和甲基丙烯酸甲酯-MMA装置等。

在电石法生产乙炔过程中，电石水解反应产生的粗乙炔气一般用清净技术除去其中的硫、磷等有害杂质，使用浓硫酸作为清净乙炔的介质，运行稳定，操作弹性大，脱除粗乙炔气中的硫、磷彻底，因此得到了广泛的应用；但是每生产1吨PVC需要质量浓度98wt％酸25kg，最终形成大量的质量浓度为80～90wt％的废酸。而炼油工业的烷基化工艺中每生产1t烷基化油就要产生80～100kg质量浓度约为90wt％的废硫酸。乙炔净化废酸和烷基化废酸均粘度较大，极为浑浊，性质不稳定，散发特殊性臭味，很难处理，给生态环境带来严重污染。其成分除硫酸外，还含有质量百分数为10％的有机物(聚合油)和水分，成分复杂，回收利用十分困难。

现有废酸处理主要分为以下几类：废硫酸再生、废硫酸浓缩、废硫酸净化、中和处理及废硫酸资源化。

(1)废硫酸再生

废硫酸再生一般是将废硫酸分解成二氧化硫和水蒸汽，经适当净化后，将二氧化硫氧化成三氧化硫，从而制得商业级硫酸。目前，这个方法是处理烷基化废酸的主流工艺，也是巴斯夫公司开发烷基化技术的配套技术。但是，废硫酸再生存在着成本过高的问题，其中每处理一吨烷基化废酸需要的成本达到900元以上，为新鲜硫酸价格的2倍，并且装置投资大，企业投资动力不足。

(2)废硫酸浓缩

废硫酸浓缩主要包括浸没燃烧浓缩、鼓式浓缩、真空浓缩和锅式浓缩等。CN 104555948A公开了一中废酸蒸汽浓缩工艺，该工艺先将废酸通过固液分离器，再向分离后的废酸中加入硫化剂，在将废酸输入结晶釜中处理，将处理后的废酸经预热后输入一级浓缩加热器和二级浓缩加热器中，从而能将废酸浓度浓缩至75％-80％。此类技术能耗极高，设备腐蚀大，并且含有的有机物不能很好的处理，限制了此类技术的发展。

(3)废硫酸净化

废硫酸净化主要包括浓缩结晶、渗析和反渗透、气提、热分解和完全燃烧等方法。CN 102951617A公开了一种废硫酸的净化处理系统及方法，利用由废硫酸槽、硫酸换热器、汽提塔和成品酸储槽构成的净化处理系统，将空气加热后，与废硫酸直接接触，充分换热使其温度达150～200℃，对废硫酸进行汽提处理，使废硫酸中的全部挥发性有机杂质、大部分可溶性有机杂质、部分低聚物被吹出，其余部分聚合状态的有机杂质则生成少部分碳同时使聚合物分子量增大呈固态物分散于硫酸中，从而达到净化生产1,4丁二醇的过程中产生的废硫酸的目的。但此类技术流程长，设备复杂，投资庞大，对有机物的处理同样是此类技术的瓶颈。

(4)中和处理

为了节约成本，多数企业选择使用石灰乃至电石渣作为中和介质，将废酸中和成石膏，但反应过程放出大量的废气的同时，副产的石膏含有大量有机杂质，不加处理，从液体污染物变为固体污染物，未能根本解决问题。

(5)废硫酸资源化

将废酸作为原料生产肥料不失为一条可行之路，既解决了污染问题，同时又能获得有价值的产品。例如可以生产硫酸铵、过磷酸钙和硫酸镁等。但是，此类技术同样需要面对的问题是有机物的处理问题，任由有机物进入肥料，同样对土壤产生污染，成为此类技术推广所面对的技术难题。例如利用废硫酸生产硫酸镁的生产工艺，在加入轻烧氧化镁过程中释放出大量的有机物废气，现场操作的工人无法承受。获得的硫酸镁可以作为产品销售，但是销售的也是不合格产品，一旦问题爆发，企业将承担巨大的环保风险。

发明内容

针对现有废酸处理领域存在的成本高，对设备腐蚀大，所含有机物无法得到有效处理，产生大量废气等问题，本发明提供了一种含有机物废硫酸的处理系统及其处理方法和用途。本发明利用废酸与生石灰进行反应，通过二次煅烧和喷涂处理，在彻底解决废酸中有机物污染的同时，获得具有经济价值的改性无水石膏。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：