CN109721035A - 一种废稀硫酸的净化提浓工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废硫酸加入药剂进行脱色、尾气吸收、膜过滤杂质、吹脱酸中的有机物，再进行负压蒸发浓缩的的工艺流程，包括废酸浓缩过滤的工艺优化，关键反应器的形式、工艺参数及布置的优化调整，以及新型的脱色反应器的使用、及蒸发塔的特殊设计；所述设备主要包括混合器、膜过滤、吹脱塔、及浓缩蒸发塔等，所述的流程其特征步骤主要包括：1)、含有颜色的稀硫酸与脱色氧化剂进入混合器；2)、反应后的尾气用风机抽到尾气处理系统；3)、反应出来的杂质经过膜过滤系统分离；4)、经过有机物去除的废硫酸经泵打入蒸发塔进行蒸发浓缩。

Description

一种废稀硫酸的净化提浓工艺
技术领域
本发明涉及环保行业废酸再利用技术领域，特别是涉及一种废稀硫酸的净化提浓工艺。
背景技术
众所周知，硫酸是一种最活泼的二元无机强酸，能和绝大多数金属发生反应，高浓度的硫酸有强烈吸水性，可用作脱水剂，其具有强烈的腐蚀性和氧化性，是一种重要的工业原料，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中；在工业生产中用于干燥气体时，通常气体中会带有少量的甲醇、氯甲烷、二甲醚、有机物等成分，部分有机物与硫酸进行反应，造成废硫酸颜色呈黑色、红色、黑褐色或深棕色，而颜色呈黑色、红色、黑褐色或深棕色的原因是在工业生产过程中部分有机物被氧化并溶解于硫酸中。通常溶解酸中的有机物无法通过常规的方法进行分离，导致这部分废酸的无法进行回收再利用，造成了环境污染的压力。
工业生产中对废稀硫酸进行处理时，通常使用减中和的方法进行处理，但其处理运行成本较大，同时较难达到企业回用的目的和要求，限制了废酸了利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种的减少环境污染压力，降低处理运行成本，同时提高对企业回收利用的要求满足度的废稀硫酸的净化提浓工艺。
本发明的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，包括以下步骤：
(1)将含有颜色的稀硫酸与20％的脱色氧化剂经过计量泵送入到混合器中进行脱色反应；
(2)混合器反应出来的尾气使用风机将其排放到尾气处理系统内；
(3)混合器底部排出的混合物进入搅拌反应釜进行搅拌充分反应；
(4)处理后的废硫酸经过泵导入膜过滤系统，上部杂质经过反冲洗系统到收集固废罐中；
(5)膜过滤后的洁净酸经过吹脱系统进行轻组分的吹脱工艺处理；
(6)吹脱塔底部排出的干净酸进入蒸发系统中进行蒸发浓缩；
(7)蒸发的水蒸气经过冷凝器进行冷凝回收；
(8)在冷凝回收罐的上部连接真空系统，压力控制-0.02MPa；
(9)蒸发器的底部排出的高温的高浓度的成品硫酸与来自吹脱底部排出的稀硫酸经过碳化硅双效换热器进行热量交换；
(10)换热后的成品酸温度降低到常温至成品罐中。
本发明的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，步骤(1)中的脱色反应为氧化剂与稀硫酸的二甲醚、硫酸氢甲酯等有机物进行滴定反应脱色。
本发明的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，步骤(5)中的吹脱工艺采用蒸汽与物料接触的吹脱工艺。
本发明的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，步骤(6)中的蒸发系统采用卧式蒸发器与塔一体化的蒸发系统。
本发明的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，步骤(2)中的尾气处理系统中用负压进行抽尾气处理，采用缓冲罐搅拌釜的冷却方式进行氧化。
本发明的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，此工艺流程基于一种废稀硫酸的净化提浓设备，其设备包括：氧化剂槽、混合器、搅拌反应器、膜过滤设备、吹脱塔、浓缩塔、冷凝器、回流罐、双效换热器、真空泵、尾气吸收塔、废酸罐、杂质收集罐、成品罐、废液罐、过滤进料量泵、浓缩回流泵、尾气吸收循环泵和废酸进料泵。
本发明的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，设备流通方法为：其中氧化剂槽与混合器的进口连通，混合器的顶部与尾气吸收塔连通，尾气吸收塔与尾气吸收循环泵连通，混合器的底部与搅拌反应器连通，搅拌反应器底部与过滤进料量泵连通，过滤进料量泵与膜过滤设备连通，膜过滤设备的底部与吹脱塔的顶部连通，膜过滤设备底部与杂质收集罐连通，回流罐与浓缩回流泵连通，吹脱塔底部与双效换热器连通，双效换热器与浓缩塔底部连通，浓缩塔与冷凝器连通，冷凝器与回流罐连通，回流罐与真空泵进行连通，回流罐与浓缩回流泵连通，浓缩回流泵与废液罐连通。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
(1)本发明对废硫酸脱色、除杂、浓缩工艺流程装置及方法，提高产品品质，减少设备容易堵塞；
(2)本发明优化了布置，使有机物去除与浓缩蒸发合二为一系统，简化了流程设备，减少了投资和设备空间布置；
(3)废酸脱色的反应和尾气处理更安全、反应效果更好，流程简化，成本处理更低；
(4)优化了工艺流程，使原来废酸过程的金属杂质去除，固体物经过膜过滤完全去除干净；
(5)最重要的是，本发明设计了一种新型的废酸简化处理工艺方法，从原来需要消耗大量碱进行中和，为处理的方式，变成回收再利用的目的；
(6)废酸浓度经过浓缩蒸发完全达到96％的浓度要求，并产生很大的经济效益；
(7)采用了负压卧式蒸发器与塔为一体化的蒸发循环工艺，节约了能源，采用双效碳化硅换热器节约了能耗，比原蒸发工艺节约蒸汽。
附图说明
图1为本发明的废硫酸脱色、膜过滤、有机物吹脱及蒸发浓缩工艺。
附图中标记：1、氧化剂槽；2、混合器；3、搅拌反应器；4、膜过滤设备；5、吹脱塔；6、浓缩塔；7、冷凝器；8、回流罐；9、双效换热器；10、真空泵；11、尾气吸收塔；12、废酸罐；13、杂质收集罐；14、成品罐；15、废液罐；16、过滤进料量泵；17、浓缩回流泵；18、尾气吸收循环泵；19、废酸进料泵。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
氧化剂槽1经过配置20％的双氧水与混合器2的进口连通，混合器2的顶部与尾气吸收塔11进行连通，进行尾气处理，尾气吸收塔11与尾气吸收循环泵18连通并进行循环洗涤，达到安全排放。
实施例2
混合器2的底部与搅拌反应器3连通，经过搅拌反应器3的搅拌能减少反应时间，加快氧化酸的有机物成分，达到废酸完全脱色的目的。
实施例3
工艺中的废酸杂质过滤系统，包括过滤进料量泵16和膜过滤设备4两台，膜采用PTFE材料从外进内出，从搅拌反应器3底部与过滤进料量泵16连通，过滤进料量泵16与膜过滤设备4连通，进行酸杂质过滤，膜过滤设备4的顶部与吹脱塔5连通，膜过滤设备4底部与杂质收集罐13连通，膜过滤设备4上部设置反冲洗结构，杂质进入收集罐13。
实施例4
工艺中的废酸吹脱系统，包括吹脱塔5、冷凝器7、回流罐8和真空泵10，从膜过滤设备4上部排出洁净的酸进入吹脱塔5顶部，与塔底的蒸汽进行气液交换，冷凝器7与回流罐8进行连通，回流罐8的液体与浓缩回流泵17连通。
实施例5
工艺中的废酸浓缩系统，吹脱塔5底部洁净酸与双效换热器9进行连通换热，双效换热器9与浓缩塔6底部进行连通，底部排出的热酸与吹脱塔5底部排出的冷酸进行热量交换，吹脱塔5的底部排出的酸经过热量交换进入卧式蒸发塔6的上部进行气液交换，浓缩塔6与冷凝器7连通，冷凝器7与回流罐8连通，回流罐8与真空泵10进行连通，回流罐8与浓缩回流泵17连通，浓缩回流泵17与废液罐15连通，进行收集冷凝的废液。
本发明的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，其在工作时，在完成上述动作之前，首先将移动到用户需要的位置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种废稀硫酸的净化提浓工艺，其特征在于，本工艺主要为脱色、尾气吸收、膜过滤杂质、吹脱酸中的有机物，再进行负压蒸发浓缩的的工艺流程；主要包括以下步骤：
(1)将含有颜色的稀硫酸与20％的脱色氧化剂经过计量泵送入到混合器中进行脱色反应；
(2)混合器反应出来的尾气使用风机将其排放到尾气处理系统内；
(3)混合器底部排出的混合物进入搅拌反应釜进行搅拌充分反应；
(4)除色后的硫酸经过泵导入膜过滤设备，上部杂质经过反冲洗系统到收集固废罐中；
(5)膜过滤后的洁净酸经过吹脱系统进行轻组分的吹脱工艺处理；
(6)吹脱塔底部排出的干净酸进入蒸发系统中进行蒸发浓缩；
(7)蒸发的水蒸气经过冷凝器进行冷凝回收；
(8)在冷凝回收罐的上部连接负压正真空系统，压力控制-0.02MPa；
(9)蒸发器的底部排出的高温、高浓度的成品硫酸与来自吹脱底部排出的稀硫酸经过碳化硅双效换热器进行热量交换；
(10)换热后的成品酸温度降低到常温送至成品罐中。
2.如权利要求1所述的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，其特征在于，步骤(1)中的脱色反应为氧化剂与稀硫酸的二甲醚、硫酸氢甲酯进行滴定反应脱色。
3.如权利要求2所述的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，其特征在于，步骤(5)中的吹脱工艺采用蒸汽与物料接触的吹脱工艺。
4.如权利要求3所述的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，其特征在于，步骤(6)中的蒸发系统采用卧式蒸发器与塔一体化的蒸发系统。
5.如权利要求4所述的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，其特征在于，步骤(2)中的尾气处理系统中用负压进行抽尾气处理，采用缓冲罐搅拌釜的冷却方式进行氧化。
6.如权利要求1所述的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，其特征在于，此工艺流程基于一种废稀硫酸的净化提浓设备，其设备包括：氧化剂槽(1)、混合器(2)、搅拌反应器(3)、膜过滤设备(4)、吹脱塔(5)、浓缩塔(6)、冷凝器(7)、回流罐(8)、双效换热器(9)、真空泵(10)、尾气吸收塔(11)、废酸罐(12)、杂质收集罐(13)、成品罐(14)、废液罐(15)、过滤进料量泵(16)、浓缩回流泵(17)、尾气吸收循环泵(18)和废酸进料泵(19)。
7.如权利要求6所述的一种废稀硫酸的净化提浓工艺，其特征在于，设备流通方法为：其中氧化剂槽(1)与混合器(2)的进口连通，混合器(2)的顶部与尾气吸收塔(11)连通，尾气吸收塔(11)与尾气吸收循环泵(18)连通，混合器(2)的底部与搅拌反应器(3)连通，搅拌反应器(3)底部与过滤进料量泵(16)连通，过滤进料量泵(16)与膜过滤设备(4)连通，膜过滤设备(4)的底部与吹脱塔(5)的顶部连通，膜过滤设备(4)底部与杂质收集罐(13)连通，回流罐(8)与浓缩回流泵(17)连通，吹脱塔(5)底部与双效换热器(9)连通，双效换热器(9)与浓缩塔(6)底部连通，浓缩塔(6)与冷凝器(7)连通，冷凝器(7)与回流罐(8)连通，回流罐(8)与真空泵(10)进行连通，回流罐(8)与浓缩回流泵(17)连通，浓缩回流泵(17)与废液罐(15)连通。
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