CN107879369A - 一种废硫酸处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废硫酸处理系统及方法，包括：电石渣浆池、废硫酸储罐、反应装置、废气吸收装置；电石渣浆池与反应装置连通，用于向反应装置中提供电石渣浆，废硫酸储罐与反应装置连通，用于向反应装置中提供废硫酸，反应装置后接有废气吸收装置，用于吸收反应装置中的废气；其中，反应装置包括：折流槽和反应槽，折流槽和反应槽通过第一管路和第二管路连通，第一管路用于将折流槽中溶液输送到反应槽中，第二管路用于将反应槽中的溶液输送到折流槽中。本发明利用PVC生产中的副产物电石渣浆来处理废硫酸，有效的解决了氯氢处理工序废硫酸的无害化处理，降低了废硫酸的处理费用，同时减少了氯碱行业烧碱、PVC生产环节的成本。

Description

一种废硫酸处理系统及方法
技术领域
本发明涉及氯碱工业技术领域，具体是涉及一种废硫酸处理系统及方法。
背景技术
在氯碱工业氯氢处理工序中，干燥氯气过程中会产生大量含氯、浓度约70％废硫酸，在传统废硫酸处理工艺中，通常将70％废硫酸返厂重新进行吸收提浓，但该方法存在以下缺陷：(1)因该硫酸中含氯，对硫酸吸收设备造成腐蚀；(2)返厂废硫酸处理费用昂贵，约为300元/吨，以一套30万吨离子膜烧碱装置月产生废硫酸300吨计，全年废酸处理费用约108万元，该回收费用对企业产生较大的经济负担。另外，可采用废硫酸加热的方式，将稀硫酸中的水分蒸发出来，因该种方式相关设备造价较贵，一般企业无力承担。同时PVC生产环节中会产生副产物含30％氢氧化钙的电石渣浆，对电石渣浆的处理也需要很大的成本。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供以下技术方案：
一种废硫酸处理系统，包括：电石渣浆池、废硫酸储罐、反应装置、废气吸收装置；所述电石渣浆池与反应装置连通，用于向反应装置中提供电石渣浆，所述废硫酸储罐与所述反应装置连通，用于向反应装置中提供废硫酸，所述反应装置后接有所述废气吸收装置，用于吸收反应装置中的废气；
其中，所述反应装置包括：折流槽和反应槽，所述折流槽和所述反应槽通过第一管路和第二管路连通，所述第一管路用于将折流槽中溶液输送到反应槽中，所述第二管路用于将反应槽中的溶液输送到折流槽中；
所述废硫酸储罐与所述折流槽连通，用于向折流槽中提供废硫酸，与折流槽中的电石渣浆发生反应。
所述废硫酸处理系统还包括多个反应装置，多个反应装置分别与所述电石渣浆池、所述废硫酸储罐、所述废气吸收装置连接。
所述废气吸收装置包括废气净化塔，所述废气净化塔下部废气进口分别与折流槽、反应槽连通，用于吸收其中的废气，废气净化塔底部吸收液出口与吸收液循环池、自吸罐、循环泵、废气净化塔上部吸收液进口依次连接，塔顶出风口与所述风机连接。
所述废气吸收塔通过废气管道分别与反应槽、折流槽的上部连通。
所述废硫酸储罐与折流槽通过加酸管路连接，所述加酸管路上设置有酸泵及流量计，分别用于抽送废硫酸及控制抽送废硫酸的流量。
所述第一管路分别连通折流槽的下部出口及反应槽的上部进口，所述第二管路分别连通折流槽的上部进口及反应槽的底部出口。
所述反应装置还包括换热器，所述换热器设置在第二管路上。
所述第二管路上设置有渣浆泵，用于将反应槽中的溶液输送到折流槽中。
所述第二管路上连接有反应产物输送管路，用于反应完成时，将反应槽内的反应产物输送至渣场，待下一步处理。
一种利用所述系统处理废硫酸的方法，包括：将电石渣浆液一次性输送至反应槽和折流槽内，并使其在折流槽、反应槽内循环，同时连续向折流槽中输送废硫酸，与循环的电石渣浆接触发生如下中和反应：
Ca(OH)2+H2SO4→CaSO4+2H2O
同时折流槽、反应槽中的废气进入废气吸收装置进行处理。
有益效果：本发明利用PVC生产中的副产物电石渣浆来处理废硫酸，有效的解决了氯氢处理工序废硫酸的无害化处理，降低了废硫酸的处理费用，同时减少了氯碱行业烧碱、PVC生产环节的成本。
附图说明
图1为本发明提供的第一实施方式所揭示废硫酸处理系统的结构示意图；
图2为本发明提供的第二实施方式所揭示废硫酸处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
参照图1，本发明提供了一种废硫酸处理系统，包括：电石渣浆池01、废硫酸储罐02、反应装置、废气吸收装置；所述电石渣浆池01与反应装置连通，用于向反应装置中提供电石渣浆，所述废硫酸储罐02与所述反应装置连通，用于向反应装置中提供废硫酸，所述反应装置后接有所述废气吸收装置，用于吸收反应装置中的废气。
所述反应装置包括：折流槽04和反应槽05，所述反应槽05用于电石渣浆、电石渣浆与废硫酸反应产物的搅拌、存储，反应槽05大小可根据需要选择，所述折流槽04用于使电石渣浆与废硫酸混合更均匀，并有利于反应热量的扩散，所述折流槽04和所述反应槽05通过第一管路06和第二管路07连通，所述第一管路06用于将折流槽04中的溶液输送到反应槽05中，所述第二管路07用于将反应槽05中的溶液输送到折流槽04中；优选地，所述第一管路06分别连通折流槽04的下部出口及反应槽05的上部进口，折流槽04中的溶液可通过自流或者用泵输送到反应槽05中，所述第二管路07分别连通折流槽04的上部进口及反应槽05的底部出口，该第二管路07上设置有渣浆泵10，反应槽05中的溶液通过渣浆泵10输送到折流槽04中。所述第二管路07上连接有反应产物输送管路09，用于反应完成时，将反应槽05内的反应产物输送至渣场，待下一步处理。
其中，如图1所示的第一示意性实施方式中，所述反应装置还可包括换热器08，所述换热器08设置在第二管路07上，用于冷却输送到折流槽04中用于与废硫酸反应的电石渣浆。
所述废硫酸储罐02用于暂时存放废硫酸，氯碱工序中产生的废硫酸通过酸车运送至废硫酸处理现场，再通过废酸卸车泵11将废酸抽送到废硫酸储罐02中，所述废硫酸储罐02与所述折流槽04通过加酸管路连接，所述加酸管路上设置有酸泵12及流量计03，该酸泵12可连续不断的将废硫酸储罐02中的废硫酸抽送到折流槽04中，与折流槽04中的电石渣浆发生反应，该流量计03可控制抽送废硫酸的流量，流量的大小可根据折流槽04中的电石渣浆的浓度、流量及电石渣浆与废硫酸的反应热等因素考虑，优选地，酸泵12出口流量≤1.45m3/h，流量计的类型也可根据实际需要进行选择，在本实施方式中采用转子流量计。
所述废气吸收装置包括废气吸收塔13，在本发明所示的示意性实施例中，采用填料塔，所述废气吸收塔13下部废气进口分别与折流槽04、反应槽05连通，用于吸收其中的废气，如硫化氢、氯气等，其中，该废气吸收塔13可通过废气管道18分别与反应槽05、折流槽04的上部连通，更有助于废气的吸收。废气吸收塔13底部吸收液出口与吸收液循环池14、自吸罐15、循环泵16、废气吸收塔13上部吸收液进口依次连接，塔顶出风口与所述风机17连接。反应槽05、折流槽04中的废气进入塔体后，自下而上穿过废气吸收塔13中的填料层，循环吸收剂由吸收液进口自上而下流动，由于上升气流和下降吸收剂在填料中不断接触，上升气流中流质的浓度越来越低，到塔顶时达到排放要求通过风机17抽出排放，吸收了吸收质的液体在重力作用下经吸收液出口流入吸收液循环池14，并由循环泵16抽出循环使用，其中，所述吸收剂可以根据实际需要进行选择，例如可以为氢氧化钠等。
所述废硫酸处理系统还可包括多个反应装置，多个反应装置分别与所述电石渣浆池01、所述废硫酸储罐02、所述废气吸收装置连接，反应装置的数量可根据实际情况，如需处理废硫酸的量，进行选择，在图2所示的第二示意性实施方式中，多个反应装置为两个，废硫酸通过一个加酸管路分别输送到两个折流槽04中，废气吸收装置通过一个废气管道18分别与折流槽04、反应槽05连通。
废硫酸处理系统中电石渣浆、废硫酸的输送均可通过管道进行，管道的直径根据实际情况进行选择，溶液输送管道上均设有阀门，用于控制废硫酸处理系统中各装置之间的溶液进出。
一种利用所述系统处理废硫酸的方法，包括如下步骤：
使用电石渣浆泵(图中未示出)将电石渣浆池01中的电石渣浆液通过管道一次性打进反应槽05和折流槽04内，启动反应槽搅拌及渣浆泵10，使电石渣浆在折流槽04、反应槽05内循环，通过酸泵12将废硫酸储罐中的废硫酸连续输入至折流槽04中，调整酸泵12出口流量，不断打入的废硫酸通过折流槽04中的分布器均匀与折流槽04中循环的电石渣浆发生如下中和反应：
Ca(OH)2+H2SO4→CaSO4+2H2O；
并有溶液不断进入反应槽05中，反应槽05搅拌使其继续反应，并不断往折流槽04中输送电石渣浆，同时折流槽04、反应槽05中的废气通过废气管道18进入废气吸收装置进行处理，反应全部完成后，关闭酸泵12，将反应槽05内反应产物输送至渣场堆放。
实施例1
采用图2所示的第二示意性实施方式中的废硫酸处理系统，所需处理的废硫酸性质如表1所示：
表1
名称 温度℃ 浓度％ 密度g/l 取样点
稀硫酸 常温 79.65 1.717 一期酸泵排口
电石渣浆性质如表2所示：
表2
名称 温度℃ 质量比％ 密度g/l 取样点
电石渣浆 57 34.7 1237.3 一期电石渣浆池泵排口
来自电石渣浆池01含固量为34.7％的电石渣浆液通过管道一次性打进反应槽05和折流槽04内(反应槽05的大小约为50m3)，启动反应槽搅拌及渣浆泵10，使电石渣浆在折流槽04、反应槽05内循环；浓度约80％的废硫酸通过酸车运送至废硫酸处理现场，通过废酸卸车泵11将废硫酸打至废硫酸酸罐内备用，启动酸泵12，酸泵12运行正常后，缓慢打开外送酸阀门，并适当调小回流阀门，调整酸泵12出口流量≤1.45m3/h，废硫酸打至折流槽04，通过分布器均匀与折流槽04内循环的电石渣浆进行中和反应，此时反应剧烈，有大量水汽散出，同时折流槽04、反应槽05中的废气通过废气管道18进入废气吸收装置进行处理，其中，废气吸收过程中，废气的吸收剂选择氢氧化钠。反应开始后及时观察电石渣浆浓度变化及搅拌操作柱上搅拌电机电流变化情况及时调整加酸流量，待渣浆浓度高流动性逐渐变差导致搅拌电流升高或反应已有3小时后，关闭酸泵12，将反应槽05内渣浆通过渣浆泵10送至堆场堆放。
在本实施例中，处理了上述废硫酸2.5t，消耗了电石渣浆4.35t，折3.52m3。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种废硫酸处理系统，包括：电石渣浆池、废硫酸储罐、反应装置、废气吸收装置；所述电石渣浆池与反应装置连通，用于向反应装置中提供电石渣浆，所述废硫酸储罐与所述反应装置连通，用于向反应装置中提供废硫酸，所述反应装置后接有所述废气吸收装置，用于吸收反应装置中的废气；
其中，所述反应装置包括：折流槽和反应槽，所述折流槽和所述反应槽通过第一管路和第二管路连通，所述第一管路用于将折流槽中溶液输送到反应槽中，所述第二管路用于将反应槽中的溶液输送到折流槽中；
所述废硫酸储罐与所述折流槽连通，用于向折流槽中提供废硫酸，与折流槽中的电石渣浆发生反应。
2.如权利要求1所述的废硫酸处理系统，其中，所述废硫酸处理系统还包括多个反应装置，多个反应装置分别与所述电石渣浆池、所述废硫酸储罐、所述废气吸收装置连接。
3.如权利要求1或2所述的废硫酸处理系统，其中，所述废气吸收装置包括废气净化塔，所述废气净化塔下部废气进口分别与折流槽、反应槽连通，用于吸收其中的废气，废气净化塔底部吸收液出口与吸收液循环池、自吸罐、循环泵、废气净化塔上部吸收液进口依次连接，塔顶出风口与所述风机连接。
4.如权利要求3所述的废硫酸处理系统，其中，所述废气吸收塔通过废气管道分别与反应槽、折流槽的上部连通。
5.如权利要求1或2所述的废硫酸处理系统，其中，所述废硫酸储罐与折流槽通过加酸管路连接，所述加酸管路上设置有酸泵及流量计，分别用于抽送废硫酸及控制抽送废硫酸的流量。
6.如权利要求1或2所述的废硫酸处理系统，其中，所述第一管路分别连通折流槽的下部出口及反应槽的上部进口，所述第二管路分别连通折流槽的上部进口及反应槽的底部出口。
7.如权利要求1或2所述的废硫酸处理系统，其中，所述反应装置还包括换热器，所述换热器设置在第二管路上。
8.如权利要求1或2所述的废硫酸处理系统，其中，所述第二管路上设置有渣浆泵，用于将反应槽中的溶液输送到折流槽中。
9.如权利要求1或2所述的废硫酸处理系统，其中，所述第二管路上连接有反应产物输送管路，用于反应完成时，将反应槽内的反应产物输送至渣场，待下一步处理。
10.一种利用如权利要求1-9任一所述系统处理废硫酸的方法，包括以下步骤：
将电石渣浆液输送至反应槽和折流槽内，并使其在折流槽、反应槽内循环；
向折流槽中输送废硫酸，与循环的电石渣浆接触发生如下中和反应：
Ca(OH)2+H2SO4→CaSO4+2H2O；
将折流槽、反应槽中的废气输入废气吸收装置进行处理。
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