CN108033536A - 一种硝化废酸的脱硝方法 - Google Patents

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宋媛媛
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Abstract

一种硝化废酸的脱硝方法，将含硝酸及亚硝酸的废酸滴加到硫酸脲溶液中，滴加过程中无黄烟放出，反应温度为40～100℃，滴加毕，待无气体放出，降温至室温，检测废酸中硝酸根、亚硝酸根含量，脱硝毕的废酸中硝酸及亚硝酸的质量分数＜0.1％，脱硝率在98％以上。本发明将硝化反应后废酸中的硝酸及亚硝酸还原成清洁的氮气、二氧化碳和水，处理条件温和，脱硝率高，具有三废排放量少、运行成本低、脱硝率高及环境友好等优点，可用于工业化生产。

Description

一种硝化废酸的脱硝方法
技术领域
本发明属于脱硝领域，具体涉及一种硝化废酸的脱硝方法。
背景技术
硝化反应是经常遇到的有机单元反应，目前，工业上硝化反应中最常用到的硝化剂为硝酸与硫酸的混酸，为了提高反应收率，混酸中的硝酸通常是过量的，使反应结束后的废酸中含有少量硝酸及亚硝酸，而废酸中的硝酸及亚硝酸遇水或高温下会分解成NO2和NO等有毒有害气体，并产生大量黄烟，造成废酸处理困难、处理成本高的问题。
NO2和NO的混合气体又称硝气，NO2主要损害人体呼吸道，长期接触会使人产生呼吸系统疾病，NO可与人体中的血红蛋白结合，使血液缺氧，对心脏、肝脏、肾脏和造血系统造成损伤。NO2和NO与空气中的水反应生成的硝酸及亚硝酸也是酸雨的成分之一，对人体及环境造成危害。
目前工业上脱除废酸中硝酸及亚硝酸的方法主要是通过与水反应，处理时，控制硫酸浓度在70％以下，升温至120℃以上，使废酸中硝酸及亚硝酸分解为NOX，NOX尾气通过SCR、SNCR等方法处理，脱硝毕硫酸中硝酸及亚硝酸的含量在1％左右。
该方法有反应温度高、易产生二次污染、脱除率低等缺点，且，SNCR处理中，脱硝温度在850℃-1100℃，NOX去除率在50％左右。SCR处理需使用催化剂，脱硝温度在280℃-420℃，NOX去除率在80％左右。两者投资成本和运行成本都很高，尾气处理不彻底会有黄烟产生。
发明内容
本发明的目的在于提出一种硝化废酸的脱硝方法，将硝化反应后废酸中的硝酸及亚硝酸还原成清洁的氮气、二氧化碳和水，处理条件温和，脱硝率高，脱硝率在98％以上，具有三废排放量少、运行成本低、脱硝率高及环境友好等优点。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种硝化废酸的脱硝方法，包括以下步骤：
将硝化废酸滴加到硫酸脲溶液中，滴加过程中无黄烟放出，温度为40～100℃，滴加毕，待无明显气体放出，反应结束，降温至室温，检测废酸中硝酸根、亚硝酸根含量。
优选地，所述硫酸脲与废酸中的硝酸根和亚硝酸根总量的摩尔比为1～3：1。
优选地，所述的硫酸脲溶液中，硫酸脲的浓度为20-80％。
进一步，所述的硫酸脲溶液中，溶剂为硫酸、水或两者的混合物。
优选地，所述硫酸脲溶液由尿素或者尿素的水溶液与硫酸溶液反应制得。
进一步，所述硫酸溶液为新硫酸或脱硝毕的废酸，硫酸浓度为40～98％。
又，所述硝化废酸为硝化反应结束后硫酸与硝酸的混合物。
进一步，所述硝化废酸中，硝酸与亚硝酸的质量分数为0.1～20％。
优选地，滴加过程中，控制温度为60-90℃。
进一步，脱硝结束后，脱硝毕的废酸中硝酸及亚硝酸的质量分数＜0.1％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
针对现有废酸的脱硝工艺存在运行成本高、二次污染、脱硝率低等不足，本发明将废酸滴加到硫酸脲溶液中，废酸中的硝酸及亚硝酸被还原成清洁的氮气、二氧化碳和水，脱硝结束后，脱硝毕的废酸中硝酸根及亚硝酸根含量＜0.1％，该方法无污染、运行成本低、脱硝率高，脱硝率在98％以上，具有三废排放量少，对环境友好等优点，适合工业化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
向500mL的四口烧瓶中加入30g浓度为50％的硫酸，开启搅拌，慢慢加入20g尿素，加料毕，搅拌30min，获得硫酸脲溶液，将240g酸度为86.4％的废酸，其中，硝酸质量分数为2.4％，亚硝酸质量分数为3.2％，慢慢滴加到上述硫酸脲溶液中(硫酸脲与硝酸和亚硝酸总摩尔比为1.3：1)，滴加过程中无黄烟放出，控制滴加温度为40-100℃，滴加结束后80-90℃保温1h，待反应瓶中无明显气体放出，降温至室温，检测脱硝毕废酸中硝酸质量分数为0.06％，亚硝酸含量为0，脱硝率98.9％。
实施例2
向500mL的四口烧瓶中加入30g浓度为85％的硫酸，开启搅拌，慢慢加入20g尿素，加料毕，搅拌30min，获得硫酸脲溶液，将100g酸度为80％的废酸，其中，硝酸质量分数为5％，亚硝酸质量分数为6.5％，慢慢滴加到硫酸脲溶液中(硫酸脲与硝酸和亚硝酸总摩尔比为1.5：1)，滴加过程中无黄烟放出，控制滴加温度40-100℃，滴加结束后降温至室温，检测硝酸根、亚硝酸根离子浓度，脱硝毕废酸中硝酸质量分数为0.08％，亚硝酸含量为0，脱硝率99.3％。
实施例3
向500mL的四口烧瓶中加入30g浓度为98％的硫酸，开启搅拌，慢慢滴加40g 50％的尿素水溶液，加料毕，搅拌30min，获得硫酸脲溶液，将300g 60％酸度的废酸，其中，硝酸质量分数为1％，亚硝酸质量分数为1％，慢慢滴加到硫酸脲溶液中(硫酸脲与硝酸和亚硝酸总摩尔比为3：1)，滴加过程中无黄烟放出，温度为60-90℃，滴加毕，待反应瓶中无明显气体放出，降温至室温，脱硝毕废酸中硝酸质量分数为0.03％，亚硝酸含量为0，脱硝率98.5％。

Claims (10)

1.一种硝化废酸的脱硝方法，包括以下步骤：
将硝化废酸滴加到硫酸脲溶液中，滴加过程中无黄烟放出，温度为40～100℃，滴加毕，待无气体放出，反应结束，降温至室温，检测废酸中硝酸根、亚硝酸根含量。
2.根据权利要求1所述硝化废酸的脱硝方法，其特征在于，所述硫酸脲与废酸中硝酸根和亚硝酸根总量的摩尔比为1～3：1。
3.根据权利要求1所述硝化废酸的脱硝方法，其特征在于，所述的硫酸脲溶液中，硫酸脲的浓度为20-80％。
4.根据权利要求1所述硝化废酸的脱硝方法，其特征在于，所述的硫酸脲溶液中，溶剂为硫酸、水或两者的混合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述硝化废酸的脱硝方法，其特征在于，所述硫酸脲溶液由尿素或者尿素的水溶液与硫酸溶液反应制得。
6.根据权利要求5所述硝化废酸的脱硝方法，其特征在于，所述硫酸溶液为新硫酸或脱硝毕的废酸，硫酸浓度为40～98％。
7.根据权利要求1所述硝化废酸的脱硝方法，其特征在于，所述硝化废酸为硝化反应结束后硫酸与硝酸的混合物。
8.根据权利要求1所述硝化废酸的脱硝方法，其特征在于，所述硝化废酸中，硝酸与亚硝酸的质量分数为0.1～20％。
9.根据权利要求1所述硝化废酸的脱硝方法，其特征在于，滴加过程中，温度为60-90℃。
10.根据权利要求1所述硝化废酸的脱硝方法，其特征在于，脱硝结束后，脱硝毕的废酸中硝酸及亚硝酸的质量分数＜0.1％。
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