CN105399116B - 一种含有机物废酸处理系统及其处理方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种含有机物废酸处理系统，所述系统包括反应过滤系统、尾渣处理系统、滤液处理系统和集气装置，滤液处理系统包括：喷淋塔、液体输送装置、喷雾塔、气体净化系统和煅烧系统。所述方法将含有机物废酸与轻烧氧化镁粉加入反应器中进行中和反应，然后得到的溶液进行过滤处理，过滤处理后的滤液先经喷淋塔进行浓缩后再进行干燥，干燥得到的固体经煅烧并冷却后得到无水硫酸镁产品；过滤处理后的滤饼进入尾渣煅烧炉中进行煅烧后，再经冷却得到含硅的尾渣。整个过程中利用轻烧氧化镁粉作为处理硫酸废液的介质，生产出无水硫酸镁产品，实现废液的资源化，是一个典型的环境友好的清洁工艺。
Description
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酸处理系统及其处理方法和用途，尤其涉及一种化工和钢铁领域中含有机物废酸处理系统及其处理方法和用途。
背景技术
硫酸在化工和钢铁等行业被广泛应用。在许多生产过程中，硫酸的利用率很低，大量的硫酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。以染料行业为例，低含量废酸的排放一直是制约企业发展的重要瓶颈，我国每年硫酸用量以10％左右的速度增长，其中反应用酸约为1.5Mt，套用回用约为3Mt，约折8Mt的100％的硫酸作为废酸需要处理。其中质量分数10％左右的废酸为30Mt，COD大约为600kt；质量分数40～50％的废酸约为7Mt，COD约为200kt；质量分数80％的废酸约为2.5Mt，COD约为300kt；总计需要处理约39.5Mt的废酸、COD约为1.1Mt。精细化工是化学工业中最具活力的领域之一，然而在“低、小、散”的行业格局以及长期以来重发展轻环保的思维惯性下，有些企业甚至仍在直接排放含高浓度有机毒物和废酸的废水，造成了严重的环境污染。“十三五”加强对精细化工企业的环境监督仍是重中之重。
现有技术中，浓度达到10～30％稀硫酸废液的主要处理方法包括：1、硫酸回用，废硫酸中硫酸浓度较高，可经处理后回收再用。处理主要是去除废硫酸中的杂质，同时对硫酸增浓。处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。2、废硫酸及含硫酸废水的中和处理，对于高有机物废硫酸，目前企业普遍采取的主要手段包括加入石灰等碱性介质进行中和处理。3、废硫酸及含硫酸废水资源化利用，生产中排出的废硫酸或含硫酸废水，如果在原工序中已无法再直接使用，可以考虑用于对硫酸质量要求不高的其它生产工序中，这样既节约资源，又减少废酸的排放量。
但是上述方法目前也存在不同的问题：1、采用浓缩等手段获得回用硫酸确实是一条非常好的出路，但是能耗较高，设备投入大，设备腐蚀严重，限制了技术的推广。2、加入石灰，则会产生含有机废物的石膏，同样是无法处理的固体废弃物。3、一些企业使用氨或轻烧粉氧化镁进行中和，副产硫酸铵或者七水硫酸镁，其废水问题得到了一定的解决的同时，获得了有价的副产品，但不可忽视的是废水问题没有得到根本解决，还有大量COD超标的废水排出，硫酸铵或硫酸镁中也含有大量的有机物，对终端用户肥料行业等实际上是不能使用的。
CN 104310447A公开了一种1.4二羟基蒽醌废硫酸的资源化绿色处理方法，步骤如下：1)将1.4二羟基废硫酸浓缩后加入活性炭和氧化剂，搅拌反应后过滤得到活性炭废渣和滤液；2)将滤液加入到搅拌下的氧化镁悬浮液中，搅拌后过滤得到硫酸镁溶液和硼镁硅沉淀物，将所得硫酸镁溶液经冷却结晶、离心、烘干，制得七水硫酸镁；3)将活性炭废渣和硼镁硅沉淀物混合均匀，煅烧后粉碎，制得硼镁硅肥。其虽然提供了一种处理1.4二羟基废硫酸的有效工艺，但是其废酸需要首先需要经过预处理后才能进行后续处理，生产成本较大，工艺比较繁琐，更为重要的是利用氧化剂很难将有机物彻底分解；同时该工艺过程耗能巨大，其中大部分的热量无法得到有效的利用。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种含有机物废酸处理系统及其处理方法和用途，其将含有机物废酸与轻烧氧化镁粉加入反应器中进行中和反应，然后得到的溶液进行过滤处理，过滤处理后的滤液先经喷淋塔进行浓缩后再进行干燥，干燥得到的固体经煅烧并冷却后得到无水硫酸镁产品；过滤处理后的滤饼进入尾渣煅烧炉中进行煅烧后，再经冷却得到含硅的尾渣。干燥过程中所利用的气体经除尘后与过滤处理后的滤液经喷淋接触进行除尘后达标排放。煅烧过程中的热量均来自清洁能源的燃烧，煅烧过程中产生的高温气体作为干燥过程中的热源，可以使整个反应过程中的热量得到有效的利用，节约了能源。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种含有机物废酸处理系统，所述系统包括反应过滤系统、尾渣处理系统、滤液处理系统和集气装置，滤液处理系统包括：喷淋塔、液体输送装置、喷雾塔、气体净化系统和煅烧系统；
其中，反应过滤体系的固体出料口与尾渣处理系统相连，过滤系统的液体出料口与滤液处理系统中喷淋塔的液体进料口相连，喷淋塔的液体出料口依次与液体输送装置和喷雾塔的液体进料口相连，喷雾塔的气体出口依次与气体净化系统和喷淋塔的气体入口相连，喷雾塔的固体出料口和气体净化系统的固体出料口均与煅烧系统的固体进料口相连，煅烧系统的气体出口和尾渣处理系统的气体出口均与集气装置的气体入口相连，集气装置的气体出口与喷雾塔的气体入口相连。
上述集气装置可以将尾渣煅烧过程和硫酸镁煅烧过程中产生的烟气中的热量进行回收，用于干燥过程中，实现热量的梯级利用；同时，滤液处理系统中的喷淋塔通过喷淋作用不仅可以对烟气进行除尘，还可以进一步平衡系统中的热量，使整个系统中的热量得到有效的利用，达到降低能耗，节约成本的作用；并且，采用喷淋塔对滤液进行浓缩可以使最终制备得到的无水硫酸镁产品的纯度得到有效的提高。
本发明中，所述反应过滤系统包括依次相连的反应器、第一物料输送装置和过滤装置。
优选地，所述第一物料输送装置为离心泵、往复泵、旋转泵或旋涡泵中任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述过滤装置为压滤机。
优选地，所述尾渣处理系统包括依次相连的第二物料输送装置、进料器和尾渣煅烧炉。
优选地，所述反应过滤系统的过滤装置的固体出料口与尾渣处理系统的第二物料输送装置的进料口相连。
优选地，所述反应过滤系统的过滤装置的液体出料口与滤液处理系统中喷淋塔的液体进料口相连。
本发明中，所述液体输送装置包括物料泵和喷雾进料泵。
优选地，所述物料泵(13)为离心泵、往复泵、旋转泵或旋涡泵中任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述喷雾进料泵为离心泵、往复泵、旋转泵或旋涡泵中任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述气体净化系统包括旋风除尘器和多管除尘器，其中“多管除尘器”属于旋风类干式除尘器，主要用于锅炉和工业粉尘收集，是本领域的技术术语，属于清楚表述。
优选地，所述多管除尘器用布袋除尘器替换，此处对多管除尘器并无特殊限制，只要根据实际生产需要可以起到相同除尘效果的除尘器都可适用。
优选地，所述煅烧系统包括进料槽、第三物料输送装置、硫酸镁煅烧炉和热风炉，其中，热风炉为高温热风炉，其提供的烟气的温度为200～350℃，例如200℃、250℃、300℃或350℃等。
优选地，所述第三物料输送装置为螺旋计量器、转子计量器或皮带秤中任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述热风炉的气体出口同时与尾渣处理系统的气体入口和煅烧系统的气体入口相连。
优选地，所述热风炉的气体出口同时与尾渣处理系统的尾渣煅烧炉的气体入口和煅烧系统的硫酸镁煅烧炉的气体入口相连。
优选地，所述集气装置为气体缓冲罐。
第二方面，本发明提供了上述含有机物废酸处理系统的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将含有机物废酸与轻烧氧化镁粉进行反应，制得硫酸镁溶液；
(2)步骤(1)中制得的硫酸镁溶液进行过滤，将过滤得到的尾渣进行煅烧后得到含硅的尾渣，将过滤得到的滤液进行喷淋浓缩；
(3)将步骤(2)中喷淋浓缩后得到液体进行干燥，干燥后得到的固体经煅烧后得到无水硫酸镁；同时，干燥处理后的气体经除尘后与过滤得到的滤液接触经喷淋浓缩进一步除尘后排放。
其中，喷淋浓缩一方面可以将过滤得到滤液浓缩，另一方面可以将经除尘后的气体进一步进行除尘，降低气体的温度，使气体达到排放标准。
本发明中，步骤(1)中含有机物废酸中硫酸的浓度为10～30wt％，例如10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％等；COD的浓度为10000～50000mg/L例如10000mg/L、15000mg/L、20000mg/L、25000mg/L、30000mg/L、35000mg/L、40000mg/L、45000mg/L或50000mg/L等。
优选地，步骤(1)中含有机物废酸的温度为20～50℃，例如20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃等。
优选地，步骤(1)中轻烧氧化镁粉中氧化镁的含量为80～90wt％，例如80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％或90wt％等。
优选地，步骤(1)中含有机物废酸中硫酸与轻烧氧化镁粉中氧化镁的摩尔比为1:(1～1.3)，例如1:1、1:1.15、1:1.2、1:1.25或1.1.3等，优选为1:1.1。
优选地，步骤(1)中进行反应的温度为80～95℃，例如80℃、83℃、85℃、87℃、90℃、93℃或95℃等。
其中，步骤(1)中的反应在常压下进行，即一个标准大气压下进行。
优选地，步骤(1)中进行反应的时间为30～60min，例如30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等。
优选地，步骤(1)中反应是在反应器中进行。
本发明中，步骤(2)中尾渣进行煅烧的温度为800～900℃，例如800℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃、860℃、870℃、880℃、890℃或900℃等。
优选地，步骤(2)中尾渣进行煅烧的压力为-300～-100Pa，例如-300Pa、-270Pa、-250Pa、-230Pa、-200Pa、-170Pa、-150Pa、-130Pa或-100Pa等。
优选地，步骤(2)中尾渣进行煅烧的时间为30～60min，例如30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等。
优选地，步骤(2)中得到含硅的尾渣作为硅肥利用。
优选地，步骤(2)中尾渣进行煅烧后的尾气作为步骤(3)中干燥的热源。
优选地，步骤(2)中尾渣进行煅烧后的尾气进入集气装置作为步骤(3)中干燥的热源进入喷雾塔中。
优选地，步骤(2)中喷淋浓缩的温度为65～95℃，例如65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等。
优选地，步骤(2)中所述过滤在过滤装置中进行。
优选地，步骤(2)中尾渣进行煅烧是在尾渣煅烧炉中进行。
优选地，步骤(2)中喷淋浓缩在喷淋塔中进行。
本发明中，步骤(3)中干燥为喷雾干燥。
优选地，喷雾干燥中所用气体的温度为200～350℃，例如200℃、230℃、250℃、270℃、300℃、330℃或350℃等，此处喷雾干燥所用气体是来自于集气装置的气体。
优选地，所述喷雾干燥在喷雾塔中进行。
优选地，步骤(3)中干燥的温度为100～120℃，例如100℃、103℃、105℃、107℃、110℃、113℃、115℃、117℃或120℃等。
优选地，步骤(3)中干燥的时间为10～20s，例如10s、12s、14s、16s18s或20s等。
优选地，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧的温度为800～850℃，例如800℃、805℃、810℃、815℃、820℃、825℃、830℃、835℃、840℃、845℃或850℃等。
优选地，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧的压力为-300～-100Pa，例如-300Pa、-270Pa、-250Pa、-230Pa、-200Pa、-170Pa、-150Pa、-130Pa或-100Pa等。
优选地，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧的时间为60～90min，例如60min、65min、70min、75min、80min、85min或90min等。
优选地，步骤(3)中得到的无水硫酸镁中镁元素的含量为18～22wt％，例如18wt％、19wt％、20wt％、21wt％或22wt％等。
优选地，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧后产生的气体作为干燥的热源。
优选地，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧后产生的气体进入集气装置作为干燥的热源进入喷雾塔中。
优选地，步骤(3)干燥后得到的固体经煅烧是在硫酸镁煅烧炉中进行。
优选地，步骤(3)中除尘是在旋风除尘器和多管除尘器中进行。
优选地，干燥处理后的气体经除尘后与过滤得到的滤液在喷淋塔中接触经喷淋浓缩进一步除尘后排放。
本发明中，步骤(2)中尾渣进行煅烧时所用的烟气来自于热风炉。
优选地，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧时所用的烟气来自于热风炉。
其中，热风炉所需的燃料为清洁能源，包括天然气、柴油、甲醇或乙醇中任意一种或至少两种的组合等。
本发明中，所述方法包括以下步骤：
(1)将温度为20～50℃的含有机物废酸与轻烧氧化镁粉在反应器(1)中进行反应，制得硫酸镁溶液，其中含有机物废酸中硫酸的浓度为10～30wt％，COD的浓度为10000～50000mg/L，中氧化镁的含量为80～90wt％，含有机物废酸中硫酸与轻烧氧化镁粉中氧化镁的摩尔比为1:(1～1.3)，反应温度为80～95℃，反应时间为30～60min；
(2)步骤(1)中制得的硫酸镁溶液在过滤装置(3)中进行过滤，将过滤得到的尾渣在尾渣煅烧炉(6)中于800～900℃和-300～-100Pa下进行煅烧30～60min后得到含硅的尾渣，含硅的尾渣作为硅肥利用，尾渣进行煅烧后的尾气作为干燥的热源，将过滤得到的滤液在喷淋塔(12)中于65～95℃进行喷淋浓缩；
(3)将步骤(2)中喷淋浓缩后得到液体进行在喷雾塔(9)中于100～120℃进行喷雾干燥10～20s，其中喷雾干燥中所用气体的温度为200～350℃，干燥后得到的固体在硫酸镁煅烧炉(19)于800～850℃和-300～-100Pa下煅烧60～90min后得到无水硫酸镁，其中镁元素的含量为18～22wt％，煅烧产生的气体作为干燥的热源；同时，干燥处理后的气体经旋风除尘器(10)和多管除尘器(11)除尘后与过滤得到的滤液在喷淋塔(12)中接触经喷淋浓缩进一步除尘后排放。
第三方面，本发明提供了上述含有机物废酸处理系统的用途，其应用于医药、农药、精细化工、冶金、轻工业或钢铁行业。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明将含有机物废酸与轻烧氧化镁粉加入反应器中进行中和反应，然后得到的溶液进行过滤处理，过滤处理后的滤液先经喷淋塔进行浓缩后再进行干燥，干燥得到的固体经煅烧并冷却后得到无水硫酸镁产品的浓度可达98wt％以上；
(2)本发明利用集气装置将尾渣煅烧过程和硫酸镁煅烧过程中产生的烟气中的热量进行回收，并利用滤液处理系统中的喷淋塔进一步平衡系统中的热量，使整个系统中的热量得到有效的利用。
附图说明
图1是本发明所述含有机物废酸处理系统的处理方法的工艺流程图；
图2是本发明所述含有机物废酸处理系统的装置示意图；
其中，1-反应器，2-第一物料输送装置，3-过滤装置，4-第二物料输送装置，5-进料器，6-尾渣煅烧炉，7-热风炉，8-喷雾塔，9-空压机，10-旋风除尘器，11-多管除尘器，12-喷淋塔，13-物料泵，14-引风机，15-鼓风机，16-喷雾进料泵，17-进料槽，18-第三物料输送装置，19-硫酸镁煅烧炉，20-集气装置。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施例采用的有机物废酸处理系统，所述系统包括反应过滤系统、尾渣处理系统、滤液处理系统和集气装置20，滤液处理系统包括：喷淋塔12、液体输送装置、喷雾塔8、气体净化系统和煅烧系统；
其中，反应过滤体系的固体出料口与尾渣处理系统相连，过滤系统的液体出料口与滤液处理系统中喷淋塔12的液体进料口相连，喷淋塔12的液体出料口依次与液体输送装置和喷雾塔8的液体进料口相连，喷雾塔8的气体出口依次与气体净化系统和喷淋塔12的气体入口相连，喷雾塔8的固体出料口和气体净化系统的固体出料口均与煅烧系统的固体进料口相连，煅烧系统的气体出口和尾渣处理系统的气体出口均与集气装置20的气体入口相连，集气装置20的气体出口与喷雾塔8的气体入口相连。
所述反应过滤系统包括依次相连的反应器1、第一物料输送装置2和过滤装置3。
所述第一物料输送装置2为离心泵、往复泵、旋转泵或旋涡泵中任意一种或至少两种的组合。
所述过滤装置3为压滤机。
所述尾渣处理系统包括依次相连的第二物料输送装置4、进料器5和尾渣煅烧炉6。
所述反应过滤系统的过滤装置3的固体出料口与尾渣处理系统的第二物料输送装置4的进料口相连。
所述反应过滤系统的过滤装置3的液体出料口与滤液处理系统中喷淋塔12的液体进料口相连。
所述液体输送装置包括物料泵13和喷雾进料泵16。
所述物料泵13为离心泵、往复泵、旋转泵或旋涡泵中任意一种或至少两种的组合。
所述喷雾进料泵16为离心泵、往复泵、旋转泵或旋涡泵中任意一种或至少两种的组合。
所述气体净化系统包括旋风除尘器10和多管除尘器11。
所述多管除尘器11用布袋除尘器替换。
所述煅烧系统包括进料槽17、第三物料输送装置18、硫酸镁煅烧炉19和热风炉7。
所述第三物料输送装置18为螺旋计量器、转子计量器或皮带秤中任意一种或至少两种的组合。
所述热风炉7的气体出口同时与尾渣处理系统的气体入口和煅烧系统的气体入口相连。
所述热风炉7的气体出口同时与尾渣处理系统的尾渣煅烧炉6的气体入口和煅烧系统的硫酸镁煅烧炉19的气体入口相连。
所述集气装置20为气体缓冲罐。
除了以上所述各装置，本系统还包括空压机9、引风机14和鼓风机15。
空压机9主要是将一部分空气引入喷雾塔8中，与来自集气装置20中的烟气一起进入喷雾塔进行气体的干燥；引风机14主要是将喷淋塔12中排出的烟气引出；鼓风机15主要是将喷雾塔8、旋风除尘器10和多管除尘器11排出的固体送入进料槽17中。
本发明具体实施例采用如图1所示的工艺流程对含有机物废酸进行处理。
实施例1：
如图2所示的系统，本实施例将温度为20℃，硫酸的浓度为10wt％，COD浓度为10000mg/L的含有机物废酸溶液5m3加入到反应器1中，然后向其中加入MgO含量为88wt％的轻烧氧化镁粉310kg进行反应，反应温度为80℃，反应时间为60min。
反应完成后的溶液经第一物料输送装置2送入压滤机3进行过滤，过滤得到的滤饼重量为140.4kg，滤饼的含水量为35wt％；过滤得到的滤液为4.90m3，滤液中硫酸镁浓度为110g/L。滤饼经第二物料输送装置4和进料器5送入尾渣煅烧炉6中进行煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧60min，煅烧压力为-200Pa，得到质量为70kg的含硅尾渣，其组成如表1所示。
表1：实施例1制得的含硅尾渣的组成含量表
| 分析项目 | COD | Ca | Mg | Fe | Al | SO4 2- | SiO2 |
| 质量组成(wt％) | 未检出 | 1.96 | 18.9 | 3.56 | 0.112 | 12.1 | 63.37 |
过滤得到的滤液送入喷淋塔12中进料喷淋浓缩，喷淋温度为80℃，滤液与经旋风除尘器10和多管除尘器11除尘后的气体接触后得到浓缩液，浓缩液经物料泵13和喷雾进料泵16送入喷雾塔8，在喷雾塔中与来自均压罐20中的温度为300℃的气体进行接触后(来自均压罐20的气体可与由空压机9送入的气体混合从而调节温度)，滤液被干燥得到硫酸镁固体860kg，其中硫酸镁含量为85wt％，同时，经过喷雾干燥的温度达到100℃；得到的硫酸镁固体被鼓风机15送入进料槽17，再经螺旋计量器18送入硫酸镁煅烧炉19进行煅烧，煅烧温度为800℃，时间为90min，压力为-200Pa，最终得到700g无水硫酸镁产品，其纯度可达97.3wt％，具体组成如表2所示。
表2：实施例1制得的无水硫酸镁的组成含量表
| 分析项目 | COD | Ca | Fe | Al | Mg | SO4 2- |
| 质量组成(wt％) | 未检出 | 0.20 | 0.010 | 0.020 | 21.1 | 76.2 |
实施例2：
如图2所示的系统，本实施例将温度为35℃，硫酸的浓度为18wt％，COD浓度为20000mg/L的含有机物废酸溶液5m3加入到反应器1中，然后向其中加入MgO含量为88wt％的轻烧氧化镁粉510kg进行反应，反应温度为85℃，反应时间为45min。
反应完成后的溶液经第一物料输送装置2送入压滤机3进行过滤，过滤得到的滤饼重量为140.4kg，滤饼的含水量为35wt％；过滤得到的滤液为4.90m3，滤液中硫酸镁浓度为240g/L。滤饼经第二物料输送装置4和进料器5送入尾渣煅烧炉6中进行煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧30min，煅烧压力为-100Pa，得到质量为85kg的含硅尾渣，其组成如表3所示。
表3：实施例2制得的含硅尾渣的组成含量表
| 分析项目 | COD | Ca | Mg | Fe | Al | SO4 2- | SiO2 |
| 质量组成(wt％) | 未检出 | 1.56 | 19.9 | 3.46 | 0.182 | 14.03 | 60.89 |
过滤得到的滤液送入喷淋塔12中进料喷淋浓缩，喷淋温度为85℃，滤液与经旋风除尘器10和多管除尘器11除尘后的气体接触后得到浓缩液，浓缩液经物料泵13和齿轮泵16送入喷雾塔8，在喷雾塔中与来自气体缓冲罐20中的温度为300℃的气体进行接触后(来自均压罐20的气体可与由空压机9送入的气体混合从而调节温度)，滤液被干燥得到硫酸镁固体1300kg，其中硫酸镁含量为88wt％，同时，经过喷雾干燥的温度达到110℃；得到的硫酸镁固体被鼓风机15送入进料槽17，再经螺旋计量器18送入硫酸镁煅烧炉19进行煅烧，煅烧温度为850℃，时间为60min，压力为-100Pa，最终得到1100kg无水硫酸镁产品，其纯度可达94.2wt％，具体组成如表4所示。
表4：实施例2制得的无水硫酸镁组成含量表
| 分析项目 | COD | Ca | Fe | Al | Mg | SO4 2- |
| 质量组成(wt％) | 未检出 | 0.15 | 0.009 | 0.017 | 20.10 | 74.1 |
实施例3：
如图2所示的系统，本实施例将温度为50℃，硫酸的浓度为30wt％，COD浓度为50000mg/L的含有机物废酸溶液5m3加入到反应器1中，然后向其中加入MgO含量为88wt％的轻烧氧化镁粉1050kg进行反应，反应温度为95℃，反应时间为30min。
反应完成后的溶液经第一物料输送装置2送入压滤机3进行过滤，过滤得到的滤饼重量为350kg，滤饼的含水量为35wt％；过滤得到的滤液为4.80m3，滤液中硫酸镁浓度为490g/L。滤饼经第二物料输送装置4和进料器5送入尾渣煅烧炉6中进行煅烧，煅烧温度为850℃，煅烧45min，煅烧压力为-300Pa，得到质量为220kg的含硅尾渣，其组成如表5所示。
表5：实施例3制得的含硅尾渣的组成含量表
| 分析项目 | COD | Ca | Mg | Fe | Al | SO4 2- | SiO2 |
| 质量组成(wt％) | 未检出 | 1.20 | 22.9 | 2.46 | 0.27 | 17.03 | 56.14 |
过滤得到的滤液送入喷淋塔12中进料喷淋浓缩，喷淋温度为95℃，滤液与经旋风除尘器10和多管除尘器11除尘后的气体接触后得到浓缩液，浓缩液经物料泵13和齿轮泵16送入喷雾塔8，在喷雾塔中与来自均压罐20中的温度为350℃的气体进行接触后(来自均压罐20的气体可与由空压机9送入的气体混合从而调节温度)，滤液被干燥得到硫酸镁固体2550kg，其中硫酸镁含量为88wt％，同时，经过喷雾干燥的温度达到120℃；得到的硫酸镁固体被鼓风机15送入进料槽17，再经螺旋计量器18送入硫酸镁煅烧炉19进行煅烧，煅烧温度为830℃，时间为75min，压力为-300Pa，最终得到2200kg无水硫酸镁产品，其纯度可达94.9wt％，具体组成如表6所示。
表6：实施例3制得的无水硫酸镁组成含量表
| 分析项目 | COD | Ca | Fe | Al | Mg | SO4 2- |
| 质量组成(wt％) | 未检出 | 0.10 | 0.005 | 0.020 | 21.9 | 73.0 |
实施例4：
除了轻烧氧化镁粉中MgO含量为80wt％，喷淋温度为65℃，喷雾塔中来自均压罐20中的气体的温度为200℃外，其他物料的用量与操作过程均与实施例1中相同，最终得到无水硫酸镁产品的浓度可达97wt％。
实施例5：
除了轻烧氧化镁粉中MgO含量为90wt％外，其他物料的用量与操作过程均与实施例1中相同，最终得到无水硫酸镁产品的浓度可达98.6wt％。
综合实施例1-5可以看出，本发明将含有机物废酸与轻烧氧化镁粉加入反应器中进行中和反应，然后得到的溶液进行过滤处理，过滤处理后的滤液先经喷淋塔进行浓缩后再进行干燥，干燥得到的固体经煅烧并冷却后得到无水硫酸镁产品的浓度可达98wt％以上；本发明利用集气装置将尾渣煅烧过程和硫酸镁煅烧过程中产生的烟气中的热量进行回收，并利用滤液处理系统中的喷淋塔进一步平衡系统中的热量，使整个系统中的热量得到有效的利用，降低能耗。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (49)
1.一种含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述系统包括反应过滤系统、尾渣处理系统、滤液处理系统和集气装置(20)，滤液处理系统包括：喷淋塔(12)、液体输送装置、喷雾塔(8)、气体净化系统和煅烧系统；
其中，反应过滤系统的固体出料口与尾渣处理系统相连，反应过滤系统的液体出料口与滤液处理系统中喷淋塔(12)的液体进料口相连，喷淋塔(12)的液体出料口依次与液体输送装置和喷雾塔(8)的液体进料口相连，喷雾塔(8)的气体出口依次与气体净化系统和喷淋塔(12)的气体入口相连，喷雾塔(8)的固体出料口和气体净化系统的固体出料口均与煅烧系统的固体进料口相连，煅烧系统的气体出口和尾渣处理系统的气体出口均与集气装置(20)的气体入口相连，集气装置(20)的气体出口与喷雾塔(8)的气体入口相连。
2.根据权利要求1所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述反应过滤系统包括依次相连的反应器(1)、第一物料输送装置(2)和过滤装置(3)。
3.根据权利要求2所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述第一物料输送装置(2)为离心泵、往复泵、旋转泵或旋涡泵中任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求2所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述过滤装置(3)为压滤机。
5.根据权利要求1所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述尾渣处理系统包括依次相连的第二物料输送装置(4)、进料器(5)和尾渣煅烧炉(6)。
6.根据权利要求5所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述反应过滤系统的过滤装置(3)的固体出料口与尾渣处理系统的第二物料输送装置(4)的进料口相连。
7.根据权利要求2所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述反应 过滤系统的过滤装置(3)的液体出料口与滤液处理系统中喷淋塔(12)的液体进料口相连。
8.根据权利要求1所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述液体输送装置包括物料泵(13)和喷雾进料泵(16)。
9.根据权利要求8所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述物料泵(13)为离心泵、往复泵、旋转泵或旋涡泵中任意一种或至少两种的组合。
10.根据权利要求8所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述喷雾进料泵(16)为离心泵、往复泵、旋转泵或旋涡泵中任意一种或至少两种的组合。
11.根据权利要求1所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述气体净化系统包括旋风除尘器(10)和多管除尘器(11)。
12.根据权利要求11所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述多管除尘器(11)用布袋除尘器替换。
13.根据权利要求1所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述煅烧系统包括进料槽(17)、第三物料输送装置(18)、硫酸镁煅烧炉(19)和热风炉(7)。
14.根据权利要求13所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述第三物料输送装置(18)为螺旋计量器、转子计量器或皮带秤中任意一种或至少两种的组合。
15.根据权利要求13所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述热风炉(7)的气体出口同时与尾渣处理系统的气体入口和煅烧系统的气体入口相连。
16.根据权利要求13所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述热 风炉(7)的气体出口同时与尾渣处理系统的尾渣煅烧炉(6)的气体入口和煅烧系统的硫酸镁煅烧炉(19)的气体入口相连。
17.根据权利要求1所述的含有机物废酸处理系统，其特征在于，所述集气装置(20)为气体缓冲罐。
18.利用权利要求1-17任一项所述的含有机物废酸处理系统的含有机废酸的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将含有机物废酸与轻烧氧化镁粉进行反应，制得硫酸镁溶液；
(2)步骤(1)中制得的硫酸镁溶液进行过滤，将过滤得到的尾渣进行煅烧后得到含硅的尾渣，将过滤得到的滤液进行喷淋浓缩；
(3)将步骤(2)中喷淋浓缩后得到液体进行干燥，干燥后得到的固体经煅烧后得到无水硫酸镁；同时，干燥处理后的气体经除尘后与过滤得到的滤液接触经喷淋浓缩进一步除尘后排放。
19.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中含有机物废酸中硫酸的浓度为10～30wt％，COD的浓度为10000～50000mg/L。
20.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中含有机物废酸的温度为20～50℃。
21.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中轻烧氧化镁粉中氧化镁的含量为80～90wt％。
22.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中含有机物废酸中硫酸与轻烧氧化镁粉中氧化镁的摩尔比为1:(1～1.3)。
23.根据权利要求22所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中含有机物废酸中硫酸与轻烧氧化镁粉中氧化镁的摩尔比为1:1.1。
24.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中进行反 应的温度为80～95℃。
25.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中进行反应的时间为30～60min。
26.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中反应是在反应器(1)中进行。
27.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中尾渣进行煅烧的温度为800～900℃。
28.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中尾渣进行煅烧的压力为-300～-100Pa。
29.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中尾渣进行煅烧的时间为30～60min。
30.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中得到含硅的尾渣作为硅肥利用。
31.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中尾渣进行煅烧后的尾气作为步骤(3)中干燥的热源。
32.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中尾渣进行煅烧后的尾气进入集气装置(20)作为步骤(3)中干燥的热源进入喷雾塔(8)中。
33.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中喷淋浓缩的温度为65～95℃。
34.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述过滤在过滤装置(3)中进行。
35.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中喷淋浓 缩在喷淋塔(12)中进行。
36.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中干燥为喷雾干燥。
37.根据权利要求36所述的处理方法，其特征在于，喷雾干燥中所用气体的温度为200～350℃。
38.根据权利要求36所述的处理方法，其特征在于，所述喷雾干燥在喷雾塔(8)中进行。
39.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中干燥的温度为100～120℃。
40.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中干燥的时间为10～20s。
41.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧的温度为800～850℃。
42.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧的压力为-300～-100Pa。
43.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧的时间为60～90min。
44.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中得到的无水硫酸镁中镁元素的含量为18～22wt％。
45.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧后产生的气体作为干燥的热源。
46.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)中干燥后得到的固体经煅烧后产生的气体进入集气装置(20)作为干燥的热源进入喷雾 塔(8)中。
47.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，干燥处理后的气体经除尘后与过滤得到的滤液在喷淋塔(12)中接触经喷淋浓缩进一步除尘后排放。
48.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将温度为20～50℃的含有机物废酸与轻烧氧化镁粉在反应器(1)中进行反应，制得硫酸镁溶液，其中含有机物废酸中硫酸的浓度为10～30wt％，COD的浓度为10000～50000mg/L，轻烧氧化镁粉中氧化镁的含量为80～90wt％，含有机物废酸中硫酸与轻烧氧化镁粉中氧化镁的摩尔比为1:(1～1.3)，反应温度为80～95℃，反应时间为30～60min；
(2)步骤(1)中制得的硫酸镁溶液在过滤装置(3)中进行过滤，将过滤得到的尾渣于800～900℃和-300～-100Pa下进行煅烧30～60min后得到含硅的尾渣，含硅的尾渣作为硅肥利用，尾渣进行煅烧后的尾气作为干燥的热源，将过滤得到的滤液在喷淋塔(12)中于65～95℃进行喷淋浓缩；
(3)将步骤(2)中喷淋浓缩后得到的液体在喷雾塔(8)中于100～120℃进行喷雾干燥10～20s，其中喷雾干燥中所用气体的温度为200～350℃，干燥后得到的固体于800～850℃和-300～-100Pa下煅烧60～90min后得到无水硫酸镁，其中镁元素的含量为18～22wt％，煅烧产生的气体作为干燥的热源；同时，干燥处理后的气体经除尘后与过滤得到的滤液在喷淋塔(12)中接触经喷淋浓缩进一步除尘后排放。
49.权利要求1-17任一项所述的含有机物废酸处理系统的用途，其应用于医药、农药、精细化工、冶金、轻工业、或钢铁行业。
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