发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种水泥窑协同处置石化废酸的方法。
一种水泥窑协同处置石化废酸的方法,其方案为:
S1、稀释处理,将500-1000份的石化废酸加入水稀释至总酸含量在400-600g/L,然后过滤除去不溶性杂质;
S2、中和反应,将过滤后的废酸加入到中和反应釜中,用水泥窑余热将废水温度加热到60-90℃,然后缓慢加入重钙浆料,搅拌下控制溶液pH值为7-9,搅拌反应10-60min,然后分离固体生成物,得到二水石膏粗品;
S3、酸洗,将所得到200-300份的二水石膏粗品加入到300-500份的过滤后的废酸中,搅拌洗涤后过滤,清水洗涤后得到二水石膏,向二水石膏中加入质量份数为0.02%-0.08%的转晶剂;
所述的转晶剂为一种改性明胶复合转晶剂溶液,其制备方法为:
按照质量份数,将30-42份的明胶加入到40-60份的热水中,控制温度为70-90℃,搅拌混合均匀后加入0.5-1份的盐酸,搅拌反应30-60min后降温到30-50℃,加入0.2-0.5份的环氧氯丙烷,继续搅拌反应60-120min,完成后加入5.5-8.5份的顺丁烯二酸松香酯,控温40-60℃,搅拌反应30-60min后加入1.1-3.24份的戊烯磺酰胺,5.2-7.8份的高含氢硅油和0.03-0.06份的铂碳催化剂,50-60℃搅拌100-130min后降温到室温,过滤,即可得到所述的改性明胶复合转晶剂溶液;
所述顺丁烯二酸松香酯,戊烯磺酰胺,高含氢硅油发生硅氢加成反应,其部分反应的方程式示意如下:
S4、脱水,利用水泥窑高温烟气的热量,将制备好的二水石膏加热到165-185℃,保温20-40min,得到石膏产品。
所述的石化废酸中酸质量占比为75%-89%。
所述的明胶为皮明胶或骨明胶。
所述的脱水步骤中水泥窑高温烟气不直接与二水石膏产品接触。
所述的盐酸的摩尔浓度为4.5-6.5mol/L。
所述的重钙浆料的固含量为60%-78%。
所述的石膏产品为半水石膏,产品保存需要密封防水。
本发明提供了一种水泥窑协同处置石化废酸的方法,在水泥窑余热的加热下将稀释的废酸与重钙浆料中和,生成二水石膏,然后在一种转晶剂的作用下,利用水泥窑高温烟气的热量将二水石膏转变为高强度,高附加值的半水石膏产品;本发明提供了一种由明胶与松香改性后的明胶与戊烯磺酰胺,高含氢硅油和铂碳催化剂复配后得到的复合转晶剂,能有效的促进二水石膏向半水石膏转变,得到高附加值的产品;本发明的方法是一种利用水泥窑的余热和高温烟气将石化废酸制成高附加值的半水石膏产品,不但妥善的处置了石化废酸,而且在不多余使用能源的情况下制备得到高附加值的产品。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明:
石化废酸的主要成分是硫酸,含量为80~90%,此外,还含有质量分数为8%~20%的烃类、水分以及重金属等。
实施例1
一种水泥窑协同处置石化废酸的方法,其方案为:
S1、稀释处理,将500kg石化废酸加入水稀释至总酸含量在400g/L,然后过滤除去不溶性杂质;
S2、中和反应,将过滤后的废酸加入到中和反应釜中,用水泥窑余热将废水温度加热到60℃,然后缓慢加入重钙浆料,搅拌下控制溶液pH值为7,搅拌反应10min,然后分离固体生成物,得到二水石膏粗品;
S3、酸洗,将所得到200kg二水石膏粗品加入到300kg过滤后的废酸中,搅拌洗涤后过滤,清水洗涤后得到二水石膏,向二水石膏中加入质量kg数为0.02%的转晶剂;
所述的转晶剂为一种改性明胶复合转晶剂溶液,其制备方法为:
将30kg的明胶加入到40kg的热水中,控制温度为70℃,搅拌混合均匀后加入0.5kg的盐酸,搅拌反应30min后降温到30℃,加入0.2kg的环氧氯丙烷,继续搅拌反应60min,完成后加入5.5kg的顺丁烯二酸松香酯,控温40℃,搅拌反应30min后加入1.1kg的戊烯磺酰胺,5.2kg的高含氢硅油和0.03kg的铂碳催化剂,50℃搅拌100min后降温到室温,过滤,即可得到所述的改性明胶复合转晶剂溶液;
S4、脱水,利用水泥窑高温烟气的热量,将制备好的二水石膏加热到165℃,保温20min,得到石膏产品。
所述的石化废酸中酸质量占比为75%。
所述的明胶为皮明胶。
所述的脱水步骤中水泥窑高温烟气不直接与二水石膏产品接触。
所述的盐酸的摩尔浓度为4.5mol/L。
所述的重钙浆料的固含量为60%。
所述的石膏产品为半水石膏,产品保存需要密封防水。
实施例2
一种水泥窑协同处置石化废酸的方法,其方案为:
S1、稀释处理,将800kg石化废酸加入水稀释至总酸含量在500g/L,然后过滤除去不溶性杂质;
S2、中和反应,将过滤后的废酸加入到中和反应釜中,用水泥窑余热将废水温度加热到80℃,然后缓慢加入重钙浆料,搅拌下控制溶液pH值为8,搅拌反应30min,然后分离固体生成物,得到二水石膏粗品;
S3、酸洗,将所得到240kg二水石膏粗品加入到400kg过滤后的废酸中,搅拌洗涤后过滤,清水洗涤后得到二水石膏,向二水石膏中加入质量kg数为0.05%的转晶剂;
所述的转晶剂为一种改性明胶复合转晶剂溶液,其制备方法为:
将36kg的明胶加入到50kg的热水中,控制温度为80℃,搅拌混合均匀后加入0.7kg的盐酸,搅拌反应45min后降温到40℃,加入0.35kg的环氧氯丙烷,继续搅拌反应90min,完成后加入7kg的顺丁烯二酸松香酯,控温50℃,搅拌反应45min后加入2.17kg的戊烯磺酰胺,6.5kg的高含氢硅油和0.04kg的铂碳催化剂,55℃搅拌115min后降温到室温,过滤,即可得到所述的改性明胶复合转晶剂溶液;
S4、脱水,利用水泥窑高温烟气的热量,将制备好的二水石膏加热到175℃,保温30min,得到石膏产品。
所述的石化废酸中酸质量占比为80%。
所述的明胶为皮骨明胶。
所述的脱水步骤中水泥窑高温烟气不直接与二水石膏产品接触。
所述的盐酸的摩尔浓度为5.5mol/L。
所述的重钙浆料的固含量为68%。
所述的石膏产品为半水石膏,产品保存需要密封防水。
实施例3
一种水泥窑协同处置石化废酸的方法,其方案为:
S1、稀释处理,将1000kg石化废酸加入水稀释至总酸含量在600g/L,然后过滤除去不溶性杂质;
S2、中和反应,将过滤后的废酸加入到中和反应釜中,用水泥窑余热将废水温度加热到90℃,然后缓慢加入重钙浆料,搅拌下控制溶液pH值为9,搅拌反应60min,然后分离固体生成物,得到二水石膏粗品;
S3、酸洗,将所得到300kg二水石膏粗品加入到500kg过滤后的废酸中,搅拌洗涤后过滤,清水洗涤后得到二水石膏,向二水石膏中加入质量kg数为0.08%的转晶剂;
所述的转晶剂为一种改性明胶复合转晶剂溶液,其制备方法为:
将42kg的明胶加入到60kg的热水中,控制温度为90℃,搅拌混合均匀后加入1kg的盐酸,搅拌反应60min后降温到50℃,加入0.5kg的环氧氯丙烷,继续搅拌反应120min,完成后加入8.5kg的顺丁烯二酸松香酯,控温60℃,搅拌反应60min后加入3.24kg的戊烯磺酰胺,7.8kg的高含氢硅油和0.06kg的铂碳催化剂, 60℃搅拌130min后降温到室温,过滤,即可得到所述的改性明胶复合转晶剂溶液;
S4、脱水,利用水泥窑高温烟气的热量,将制备好的二水石膏加热到185℃,保温40min,得到石膏产品。
所述的石化废酸中酸质量占比为89%。
所述的明胶为皮明胶。
所述的脱水步骤中水泥窑高温烟气不直接与二水石膏产品接触。
所述的盐酸的摩尔浓度为6.5mol/L。
所述的重钙浆料的固含量为78%。
所述的石膏产品为半水石膏,产品保存需要密封防水。
以上实施例制备的石膏产品结晶水含量的测定按照国标《石膏灰泥结晶水含量的测定》GB/T17699.2-1999进行测定;抗压强度测定参照国标《建筑石膏力学性能测定》GB/T17669.3-1999进行测定。其测试结果如下表所示:
|
水膏比 |
抗压强度(MPa) |
实施例1 |
0.37 |
32.4 |
实施例2 |
0.32 |
33.1 |
实施例3 |
0.34 |
32.8 |
对比例1
一种水泥窑协同处置石化废酸的方法,其方案为:
S1、稀释处理,将500kg石化废酸加入水稀释至总酸含量在400g/L,然后过滤除去不溶性杂质;
S2、中和反应,将过滤后的废酸加入到中和反应釜中,用水泥窑余热将废水温度加热到60℃,然后缓慢加入重钙浆料,搅拌下控制溶液pH值为7,搅拌反应10min,然后分离固体生成物,得到二水石膏粗品;
S3、酸洗,将所得到200kg二水石膏粗品加入到300kg过滤后的废酸中,搅拌洗涤后过滤,清水洗涤后得到二水石膏;
S4、脱水,利用水泥窑高温烟气的热量,将制备好的二水石膏加热到165℃,保温20min,得到石膏产品。
所述的石化废酸中酸质量占比为75%。
所述的明胶为皮明胶。
所述的脱水步骤中水泥窑高温烟气不直接与二水石膏产品接触。
所述的盐酸的摩尔浓度为4.5mol/L。
所述的重钙浆料的固含量为60%。
所述的石膏产品为半水石膏,产品保存需要密封防水。
对比例2
一种水泥窑协同处置石化废酸的方法,其方案为:
S1、稀释处理,将500kg石化废酸加入水稀释至总酸含量在400g/L,然后过滤除去不溶性杂质;
S2、中和反应,将过滤后的废酸加入到中和反应釜中,用水泥窑余热将废水温度加热到60℃,然后缓慢加入重钙浆料,搅拌下控制溶液pH值为7,搅拌反应10min,然后分离固体生成物,得到二水石膏粗品;
S3、酸洗,将所得到200kg二水石膏粗品加入到300kg过滤后的废酸中,搅拌洗涤后过滤,清水洗涤后得到二水石膏,向二水石膏中加入质量kg数为0.02%的转晶剂;
所述的转晶剂为一种改性明胶复合转晶剂溶液,其制备方法为:
将30kg的明胶加入到40kg的热水中,控制温度为70℃,搅拌混合均匀后加入0.5kg的盐酸,搅拌反应30min后降温到30℃,加入0.2kg的环氧氯丙烷,继续搅拌反应60min,完成后加入5.5kg的顺丁烯二酸松香酯,控温40℃,5.2kg的高含氢硅油和0.03kg的铂碳催化剂,50℃搅拌100min后降温到室温,过滤,即可得到所述的改性明胶复合转晶剂溶液;
S4、脱水,利用水泥窑高温烟气的热量,将制备好的二水石膏加热到165℃,保温20min,得到石膏产品。
所述的石化废酸中酸质量占比为75%。
所述的明胶为皮明胶。
所述的脱水步骤中水泥窑高温烟气不直接与二水石膏产品接触。
所述的盐酸的摩尔浓度为4.5mol/L。
所述的重钙浆料的固含量为60%。
所述的石膏产品为半水石膏,产品保存需要密封防水。
对比例3
一种水泥窑协同处置石化废酸的方法,其方案为:
S1、稀释处理,将500kg石化废酸加入水稀释至总酸含量在400g/L,然后过滤除去不溶性杂质;
S2、中和反应,将过滤后的废酸加入到中和反应釜中,用水泥窑余热将废水温度加热到60℃,然后缓慢加入重钙浆料,搅拌下控制溶液pH值为7,搅拌反应10min,然后分离固体生成物,得到二水石膏粗品;
S3、酸洗,将所得到200kg二水石膏粗品加入到300kg过滤后的废酸中,搅拌洗涤后过滤,清水洗涤后得到二水石膏,向二水石膏中加入质量kg数为0.02%的转晶剂;
所述的转晶剂为一种改性明胶复合转晶剂溶液,其制备方法为:
将30kg的明胶加入到40kg的热水中,控制温度为70℃,搅拌混合均匀后加入0.5kg的盐酸,搅拌反应30min后降温到30℃,加入0.2kg的环氧氯丙烷,继续搅拌反应60min,加入1.1kg的戊烯磺酰胺,5.2kg的高含氢硅油和0.03kg的铂碳催化剂,50℃搅拌100min后降温到室温,过滤,即可得到所述的改性明胶复合转晶剂溶液;
S4、脱水,利用水泥窑高温烟气的热量,将制备好的二水石膏加热到165℃,保温20min,得到石膏产品。
所述的石化废酸中酸质量占比为75%。
所述的明胶为皮明胶。
所述的脱水步骤中水泥窑高温烟气不直接与二水石膏产品接触。
所述的盐酸的摩尔浓度为4.5mol/L。
所述的重钙浆料的固含量为60%。
所述的石膏产品为半水石膏,产品保存需要密封防水。
以上对比例制备的石膏产品性能按照实施例中相同方法进行测定。其测试结果如下表所示:
|
水膏比 |
抗压强度(MPa) |
对比例1 |
0.68 |
15.4 |
对比例2 |
0.46 |
28.9 |
对比例3 |
0.42 |
30.1 |