[发明专利]低浓度稀废硫酸再生制硫酸的工艺

说明书

一种低浓度稀废硫酸再生制硫酸的工艺。包括工业稀废硫酸和净化稀酸喷雾浓缩预处理、浓废硫酸和天然气、液化石油气等燃料在高温下的燃烧和分解、余热锅炉热回收、封闭稀酸洗净化、两次转化、两次吸收和氧化法尾气脱硫等工序，最终产品为工业硫酸。与传统的酸碱中和及稀废酸多效浓缩处理工艺相比，喷雾浓缩预处理+高温裂解制酸工艺可以处理各种稀废硫酸，并回收利用稀酸洗净化工序产生的质量浓度5%~15%稀硫酸、尾气脱硫产生的质量浓度20%~40%稀硫酸，提高了硫回收率和热能回收率，大大降低装置运行成本。

技术领域

本发明属于化工环保技术领域，具体涉及一种低浓度稀废硫酸再生制硫酸的工艺。

背景技术

硫酸应用于在酯化、磺化、烷基化、净化脱水等单元操作中，绝大多数硫酸变成质量浓度50%以下的稀废硫酸，这些稀废硫酸中含有大量有机杂质和无机杂质，有毒有害并散发臭味，处理非常困难。我国染料、有机精细化工、钛白粉、再生铅等行业产生大量质量浓度50%以下的稀废硫酸，每年总量在接近1000万吨。目前这部分稀废硫酸已被列为危废，亟待处理。稀废硫酸常用的处理工艺是碱中和法和多效浓缩法，碱中和将硫酸变为含硫酸盐的固体废渣，容易造成二次污染。多效浓缩法用蒸汽作为热源将稀废硫酸提浓至一定浓度回收，稀废硫酸中的有机杂质、无机杂质直接影响工艺操作，并且浓缩酸浓度低、品质差，难以有效利用，运行成本高。国内开发了废硫酸裂解再生技术只能处理质量浓度80%以上的浓硫酸，处理质量浓度50%以下的稀废硫酸经济性很差。一种低浓度稀废硫酸再生制硫酸的工艺结合喷雾浓缩和高温裂解技术优势，利用制酸系统可靠热源将稀废硫酸提浓到80%以上的经济性回收浓度，再经高温分解生产出高品质的工业硫酸产品，具有稀废硫酸处理彻底、硫回收效率高、热能效率高、无二次污染等优点。该工艺技术稀废硫酸处理量大，单套装置规模可达10万吨/年的硫酸产量。该工艺技术的投资和运行成本都非常有竞争力，具有良好的经济效益和环境效益。

基于硫资源循环利用和资源综合回收考虑，发明人提出一种利用裂解炉气热能将质量浓度50%以下的稀废硫酸喷雾浓缩至浓度80%以上，再将浓硫酸与预热空气、燃料喷入裂解炉制酸的新技术。尚未见到上述方法的发明专利和研究文献等报道。

发明内容

本发明是一种低浓度稀废硫酸再生制硫酸的工艺。本发明整合稀废硫酸喷雾浓缩和高温裂解工艺，实现稀废硫酸硫资源的循环再利用。

本发明主要技术方案：综合回收利用工业副产质量浓度小于50%的含有机物和无机物的稀废硫酸，其特征是采用400~500℃分解炉炉气作为浓缩热源的稀废酸喷雾浓缩工艺，通过控制喷雾浓缩塔气液比，将质量浓度小于50%的低浓度稀废硫酸和制酸净化工序产生的质量浓度5%~15%的稀硫酸浓缩提浓，产生的质量浓度80%以上的浓废硫酸送入分解炉，喷雾浓缩塔出来的气体并入空气预热器出口炉气中，在分解炉内，与预热后的300~500℃助燃空气、燃料等混合燃烧，使浓废硫酸热分解为含二氧化硫、三氧化硫、水、氧气、氮气、二氧化碳及其他杂质的高温炉气，高温炉气经余热锅炉和空气预热器回收热能产生蒸汽，余热锅炉出来的400~500℃分解炉炉气一路送喷雾浓缩系统，一路进空气预热器预热空气，空气预热器出口炉气依次进稀酸洗净化工序、干吸工序、转化工序制酸，生成质量浓度98%的工业硫酸产品，制酸尾气送入脱硫塔，采用氧化法脱硫脱硝工艺除去尾气中的二氧化硫和氮氧化物，脱硫塔出口气体经电除雾器除硫酸雾后达标排放，脱硫塔产生的质量浓度20%~40%稀硫酸循环利用。

本发明适用稀废硫酸浓度和流量波动大的工况，稀废硫酸质量浓度可在5%~50%，流量可在50%~120%波动。

本发明低浓度稀废硫酸再生制硫酸工艺，包括稀废硫酸喷雾浓缩、浓废硫酸过滤、浓废硫酸焚烧、余热回收、炉气稀酸洗净化、转化、干燥吸收、尾气脱硫脱硝等工序，生产质量浓度98%的工业硫酸产品。

本发明采用高温气体传质传热的气液逆流喷雾浓缩工艺，将质量分数50%以下的含有机物和无机物的工业稀废硫酸提浓至质量分数80%以上；所用高温气体温度为400~500℃的分解炉炉气。