CN106986314A - 一种中温碳化法处理高cod硫酸的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中温碳化法处理高COD硫酸的方法及装置。包括有分馏塔(T403)，所述分馏塔(T403)和碳化釜（R103）连接，所述碳化釜（R103）装设在中温碳化炉（L103）中并由其加热，所述碳化釜（R103）连接至冷却器（E203）；所述分馏塔(T403)和蒸发塔(T405)连接，所述蒸发塔(T405)的循环路径上设置有强制循环泵（EV805)，所述蒸发塔(T405)的出气口连接至冷凝器（E205），所述冷凝器（E205）连接冷凝罐（V305）。本发明实现硫酸的资源化利用，运行成本低投资小，能产生较好的经济效益及环境效益。
Description
技术领域
本发明属于废弃物资源化再生技术领域，涉及到一种高COD高浓度废硫酸资源化再生的方法及装置。
技术背景
工业生产中, 废硫酸或产生于有机物的硝化、磺化、酯化、烷基化、催化和干燥等过程, 或产生于钦白粉生产、钢铁酸洗和气体干燥等过程。通常按废硫酸中杂质不同可分为无机废硫酸和有机废硫酸。据估算, 目前我国废硫酸中无机废硫酸占35%, 有机废硫酸占65% ;w(H2SO4)40%以上废硫酸占到废硫酸总量的46%左右。
现在我国不少企业仍采用石灰、电石渣和消石灰对废硫酸进行中和处理，处理后的废液pH值可满足要求，但其余各项指标很难达标。经处理后产生的泥渣基本是堆放或填埋，仅仅是将污染物暂时封存起来，没有达到无害化处理的要求，极易造成二次污染。也有些企业用碱中和废硫酸后将pH值达标的溶液排放，但溶液中仍然存在大量硫酸盐及有机物，排放后仍然严重危害环境。
当然也有一些对废硫酸的综合利用技术，有的企业也将废硫酸用生产化肥但是废硫酸中的有害物质会随化肥转移，产生严重的后果。所以这类方法具有很大的局限性。现在运行稳定，工艺技术成熟的废硫酸处理主要有废硫酸浓缩、高温裂解等技术， 浓缩工艺是将低浓度废硫酸通过蒸发得到高浓度硫酸，不能处理里面的COD等杂质，只能针对无机废硫酸。对有机废硫酸现在国际比较先进的工艺是采用高温裂解技术，但是高昂的投资以及处理运行成本让很多中小企业望而却步。
发明内容
针对上述内容中废硫酸浓缩处置的局限性以及废硫酸裂解处理的投资高处理成本高，本发明提出一种处理高COD高浓度废硫酸资源化再生的一种处理方法及装置。实现硫酸的资源化利用，运行成本低投资小，能产生较好的经济效益及环境效益。
为此本发明采用的技术方案是：本发明按照以下步骤进行：首先将质量浓度为85%以上的废硫酸经过预热后通入分馏塔(T403)进行传质传热，然后进入碳化釜（R103）内，通过碳化釜（R103）将废硫酸中的COD碳化分解为气体，碳化后的硫酸经过溢流口进入冷却器（E203）冷却后进入成品酸罐；
分馏塔（T403）内的酸蒸汽进入蒸发塔（T405）淋洗并与废稀硫酸进行传质传热，将稀硫酸浓缩后进入酸罐存储。
具体的说：酸蒸汽进入蒸发塔（T405)中，稀酸通过强制循环泵（EV805)进入蒸发塔（T405)循环蒸发蒸发，质量浓度达到70%后进入70酸罐，尾气进入冷凝器（E205）冷凝吸收，然后进入冷凝罐（V305），尾气吸收在负压条件下进行。
还包括有真空池（V304），真空池（V304）中的工艺水用泵打入喷射器 (Z602)中形成负压抽出蒸发塔（T405)中的尾气。
所述70酸罐的浓酸经过浓缩后可继续进入分馏塔(T403)进行处理。
一种中温碳化法处理高COD硫酸的装置，包括有分馏塔(T403)，所述分馏塔(T403)和碳化釜（R103）连接，所述碳化釜（R103）装设在中温碳化炉（L103）中并由其加热，所述碳化釜（R103）连接至冷却器（E203）；
所述分馏塔(T403)和蒸发塔(T405)连接，所述蒸发塔(T405)的循环路径上设置有强制循环泵（EV805)，所述蒸发塔(T405)的出气口连接至冷凝器（E205），所述冷凝器（E205）连接冷凝罐（V305）。
所述冷凝罐（V305）连接至真空池（V304），所述真空池（V304）通过喷射器 (Z602)连接至冷凝器（E205）。
还设置有风机（C703），所述风机（C703）连接至中温碳化炉（L103）。
还包括有应急装置；可将碳化釜（R103)中的废酸排到检修罐，分馏塔 (T403)、蒸发塔 (T405)、冷凝器（E205）中的尾气及废酸通过喷射器 (Z603)形成负压抽入应急装置中。
本发明的优点是：本发明能有效除去废硫酸中的有机物，得到成品酸浓度为92%～96%；
本发明合理的利用余热进行废酸蒸发及余热，并且硫酸回收率高，达到99%以上；本发明投资小，占地面积小，运行成本合理具有很好的经济效益和环境效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中T403为分馏塔、R103为碳化釜、E203为冷却器、T405为蒸发塔、EV805为强制循环泵、E205为冷凝器、V305为冷凝罐、V304为真空池、Z602为喷射器一、L103为碳化炉、C703为风机、Z603为喷射器二、EV801为成品酸罐。
具体实施方式
本发明针对的是85%以上硫酸的高COD废硫酸的资源化再生，如果废酸浓度低于85%，需要进行浓缩，或者用高浓度硫酸配置到85%。
本发明按照以下步骤进行：首先将质量浓度为85%以上的废硫酸经过预热后通入分馏塔T403进行传质传热，然后进入碳化釜R103内，通过碳化釜R103将废硫酸中的COD碳化分解为气体，碳化后的硫酸经过溢流口进入冷却器E203冷却后进入成品酸罐；
分馏塔T403内的酸蒸汽进入蒸发塔T405淋洗并与废稀硫酸进行传质传热，将稀硫酸浓缩后进入酸罐存储。
具体的说：酸蒸汽进入蒸发塔T405中，稀酸通过强制循环泵EV805进入蒸发塔T405循环蒸发蒸发，质量浓度达到70%后进入70酸罐，尾气进入冷凝器E205冷凝吸收，然后进入冷凝罐V305，尾气吸收在负压条件下进行。
还包括有真空池V304，真空池V304中的工艺水用泵打入喷射器 Z602中形成负压抽出蒸发塔T405中的尾气。
所述70酸罐的浓酸经过浓缩后可继续进入分馏塔T403进行处理。
一种中温碳化法处理高COD硫酸的装置，包括有分馏塔T403，所述分馏塔T403和碳化釜R103连接，所述碳化釜R103装设在中温碳化炉L103中并由其加热，所述碳化釜R103连接至冷却器E203；
所述分馏塔T403和蒸发塔T405连接，所述蒸发塔T405的循环路径上设置有强制循环泵EV805，所述蒸发塔T405的出气口连接至冷凝器E205，所述冷凝器E205连接冷凝罐V305。
所述冷凝罐V305连接至真空池V304，所述真空池V304通过喷射器 Z602连接至冷凝器E205。
还设置有风机C703，所述风机C703连接至中温碳化炉L103。
还包括有应急装置；可将碳化釜R103中的废酸排到检修罐，分馏塔 T403、蒸发塔T405、冷凝器E205中的尾气及废酸通过喷射器 Z603形成负压抽入应急装置中。
本发明的工作原理为：中温碳化法处理高COD 废硫酸的实施方法为：中温碳化炉L103采用天然气（也可用水煤气，沼气，液化气等）为燃料，利用燃烧器加热 碳化釜 R103，用风机C703鼓入空气助燃，炉膛内温度为900～1100℃，维持碳化釜内温度在260～320℃，经过预热的废硫酸通过分馏塔 T403进入碳化釜R103，分馏塔T403塔顶温度为150～200℃，废酸经过蒸发后进入碳化釜R103，碳化釜R103内装有95%以上浓硫酸作为碳化剂，因硫酸中有机物成分不同，需要添加不同的碳化助剂，碳化釜R103设有溢流口，溢流出的硫酸通过冷却器E203冷却即为成品酸，成品酸浓度为92%～96%。
利用稀的废硫酸通过蒸发塔T405淋洗分馏塔T403中出来的气体，稀硫酸通过与其传质传热，将稀硫酸通过强制循环泵EV805循环，将稀硫酸蒸发浓缩至70%，浓缩后的废硫酸进入碳化釜R103碳化，通过蒸发塔T405将废酸蒸发浓缩，酸蒸汽中的硫酸也经过一次淋洗吸收，利用了酸蒸汽中的余热，并吸收了其中的硫酸，避免硫酸浪费，并且为后续冷凝后的尾气达标排放提供基础。尾气中的硫酸含量为0.08%以下。
进一步的：碳化釜R103装在中温碳化炉L103中（包含点火器等）上，分馏塔T403装在碳化釜R103上，分馏塔T403内装有填料（材质可以是高硅铸铁，玻璃，聚四氟材料等），分馏塔T403与碳化釜R103相连。酸蒸汽进入蒸发塔T405中，稀酸通过强制循环泵EV805强制循环进入蒸发塔T405循环蒸发，达到70%后进入70酸罐，尾气进冷凝器E205冷凝吸收，进入冷凝罐V305，尾气吸收在负压条件下进行，真空池V304中的工艺水用泵打入喷射器一Z602中形成负压抽出蒸发塔中的尾气。
碳化釜R103上装有溢流口成品酸经过冷却器E203冷凝后进入成品酸罐EV801。
本装置设计了一个应急装置。在设备发生故障和设备检修时，可以将碳化釜R103中的废酸排到检修罐，分馏塔T403, 蒸发塔T405，冷凝器E205中的尾气及废酸可以通过喷射器二Z603形成负压抽入应急罐中。
需要对本发明进行补充说明的是：一、本发明中所述95%以上硫酸作为碳化助剂，在装置开始运行时可以用98%工业硫酸，等装置运行正常后可采用本装置生产出的成品酸代替。
二、本发明的装置的燃烧器可以采用一体式燃烧机，一体式燃烧机没有风机。
三、本发明的装置中标示的冷凝器E205即为废硫酸预热器，循环预热后成品酸温度如果高于60℃，可在增加一台冷却器，将硫酸冷却至40℃，进入成品酸罐。
本发明将经过预热的废硫酸通过分馏塔T403传质传热后进入碳化釜R103碳化，碳化釜R103内温度为310℃左右，分馏塔 T403塔顶温度为180℃左右，加入碳化助剂，将废硫酸中的COD碳化分解为气体，碳化后的硫酸经过溢流口进入冷却器E203冷却至40℃后进入成品酸罐。
分馏塔T403内的气体进入蒸发塔淋洗并与废稀硫酸进行传质传热，将稀硫酸浓缩至70%，控制尾气中的硫酸含量小于0.08%。
蒸发塔T405内尾气通过负压将其抽入进入冷凝器E205冷凝，冷凝后进入凝水罐。
Claims (8)
1.一种中温碳化法处理高COD硫酸的方法，其特征在于，按照以下步骤进行：首先将质量浓度为85%以上的废硫酸经过预热后通入分馏塔(T403)进行传质传热，然后进入碳化釜（R103）内，通过碳化釜（R103）将废硫酸中的COD碳化分解为气体，碳化后的硫酸经过溢流口进入冷却器（E203）冷却后进入成品酸罐；
分馏塔（T403）内的酸蒸汽进入蒸发塔（T405）淋洗并与废稀硫酸进行传质传热，将稀硫酸浓缩后进入酸罐存储。
2.根据权利要求1所述的一种中温碳化法处理高COD硫酸的方法，其特征在于，具体的说：酸蒸汽进入蒸发塔（T405)中，稀酸通过强制循环泵（EV805)进入蒸发塔（T405)循环蒸发蒸发，质量浓度达到70%后进入70酸罐，尾气进入冷凝器（E205）冷凝吸收，然后进入冷凝罐（V305），尾气吸收在负压条件下进行。
3.根据权利要求2所述的一种中温碳化法处理高COD硫酸的方法，其特征在于，还包括有真空池（V304），真空池（V304）中的工艺水用泵打入喷射器 (Z602)中形成负压抽出蒸发塔（T405)中的尾气。
4.根据权利要求2所述的一种中温碳化法处理高COD硫酸的方法，其特征在于，所述70酸罐的浓酸经过浓缩后可继续进入分馏塔(T403)进行处理。
5.一种中温碳化法处理高COD硫酸的装置，其特征在于，包括有分馏塔(T403)，所述分馏塔(T403)和碳化釜（R103）连接，所述碳化釜（R103）装设在中温碳化炉（L103）中并由其加热，所述碳化釜（R103）连接至冷却器（E203）；
所述分馏塔(T403)和蒸发塔(T405)连接，所述蒸发塔(T405)的循环路径上设置有强制循环泵（EV805)，所述蒸发塔(T405)的出气口连接至冷凝器（E205），所述冷凝器（E205）连接冷凝罐（V305）。
6.根据权利要求5所述的一种中温碳化法处理高COD硫酸的装置，其特征在于，所述冷凝罐（V305）连接至真空池（V304），所述真空池（V304）通过喷射器 (Z602)连接至冷凝器（E205）。
7.根据权利要求5所述的一种中温碳化法处理高COD硫酸的装置，其特征在于，还设置有风机（C703），所述风机（C703）连接至中温碳化炉（L103）。
8.根据权利要求5所述的一种中温碳化法处理高COD硫酸的装置，其特征在于，还包括有应急装置；可将碳化釜（R103)中的废酸排到检修罐，分馏塔 (T403)、蒸发塔 (T405)、冷凝器（E205）中的尾气及废酸通过喷射器 (Z603)形成负压抽入应急装置中。
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