本發(fā)明屬于廢棄物資源化再生技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種高cod高濃度廢硫酸資源化再生的方法及裝置。

技術(shù)背景

工業(yè)生產(chǎn)中,廢硫酸或產(chǎn)生于有機(jī)物的硝化、磺化、酯化、烷基化、催化和干燥等過程,或產(chǎn)生于欽白粉生產(chǎn)、鋼鐵酸洗和氣體干燥等過程。通常按廢硫酸中雜質(zhì)不同可分為無機(jī)廢硫酸和有機(jī)廢硫酸。據(jù)估算,目前我國廢硫酸中無機(jī)廢硫酸占35%,有機(jī)廢硫酸占65%;w(h2so4)40%以上廢硫酸占到廢硫酸總量的46%左右。

現(xiàn)在我國不少企業(yè)仍采用石灰、電石渣和消石灰對廢硫酸進(jìn)行中和處理，處理后的廢液ph值可滿足要求，但其余各項(xiàng)指標(biāo)很難達(dá)標(biāo)。經(jīng)處理后產(chǎn)生的泥渣基本是堆放或填埋，僅僅是將污染物暫時封存起來，沒有達(dá)到無害化處理的要求，極易造成二次污染。也有些企業(yè)用堿中和廢硫酸后將ph值達(dá)標(biāo)的溶液排放，但溶液中仍然存在大量硫酸鹽及有機(jī)物，排放后仍然嚴(yán)重危害環(huán)境。

當(dāng)然也有一些對廢硫酸的綜合利用技術(shù)，有的企業(yè)也將廢硫酸用生產(chǎn)化肥但是廢硫酸中的有害物質(zhì)會隨化肥轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。所以這類方法具有很大的局限性。現(xiàn)在運(yùn)行穩(wěn)定，工藝技術(shù)成熟的廢硫酸處理主要有廢硫酸濃縮、高溫裂解等技術(shù)，濃縮工藝是將低濃度廢硫酸通過蒸發(fā)得到高濃度硫酸，不能處理里面的cod等雜質(zhì)，只能針對無機(jī)廢硫酸。對有機(jī)廢硫酸現(xiàn)在國際比較先進(jìn)的工藝是采用高溫裂解技術(shù)，但是高昂的投資以及處理運(yùn)行成本讓很多中小企業(yè)望而卻步。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述內(nèi)容中廢硫酸濃縮處置的局限性以及廢硫酸裂解處理的投資高處理成本高，本發(fā)明提出一種處理高cod高濃度廢硫酸資源化再生的一種處理方法及裝置。實(shí)現(xiàn)硫酸的資源化利用，運(yùn)行成本低投資小，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益。

為此本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明按照以下步驟進(jìn)行：首先將質(zhì)量濃度為85%以上的廢硫酸經(jīng)過預(yù)熱后通入分餾塔(t403)進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，然后進(jìn)入碳化釜（r103）內(nèi)，通過碳化釜（r103）將廢硫酸中的cod碳化分解為氣體，碳化后的硫酸經(jīng)過溢流口進(jìn)入冷卻器（e203）冷卻后進(jìn)入成品酸罐；

分餾塔（t403）內(nèi)的酸蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)塔（t405）淋洗并與廢稀硫酸進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，將稀硫酸濃縮后進(jìn)入酸罐存儲。

具體的說：酸蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)塔（t405)中，稀酸通過強(qiáng)制循環(huán)泵（ev805)進(jìn)入蒸發(fā)塔（t405)循環(huán)蒸發(fā)蒸發(fā)，質(zhì)量濃度達(dá)到70%后進(jìn)入70酸罐，尾氣進(jìn)入冷凝器（e205）冷凝吸收，然后進(jìn)入冷凝罐（v305），尾氣吸收在負(fù)壓條件下進(jìn)行。

還包括有真空池（v304），真空池（v304）中的工藝水用泵打入噴射器(z602)中形成負(fù)壓抽出蒸發(fā)塔（t405)中的尾氣。

所述70酸罐的濃酸經(jīng)過濃縮后可繼續(xù)進(jìn)入分餾塔(t403)進(jìn)行處理。

一種中溫碳化法處理高cod硫酸的裝置，包括有分餾塔(t403)，所述分餾塔(t403)和碳化釜（r103）連接，所述碳化釜（r103）裝設(shè)在中溫碳化爐（l103）中并由其加熱，所述碳化釜（r103）連接至冷卻器（e203）；

所述分餾塔(t403)和蒸發(fā)塔(t405)連接，所述蒸發(fā)塔(t405)的循環(huán)路徑上設(shè)置有強(qiáng)制循環(huán)泵（ev805)，所述蒸發(fā)塔(t405)的出氣口連接至冷凝器（e205），所述冷凝器（e205）連接冷凝罐（v305）。

所述冷凝罐（v305）連接至真空池（v304），所述真空池（v304）通過噴射器(z602)連接至冷凝器（e205）。

還設(shè)置有風(fēng)機(jī)（c703），所述風(fēng)機(jī)（c703）連接至中溫碳化爐（l103）。

還包括有應(yīng)急裝置；可將碳化釜（r103)中的廢酸排到檢修罐，分餾塔(t403)、蒸發(fā)塔(t405)、冷凝器（e205）中的尾氣及廢酸通過噴射器(z603)形成負(fù)壓抽入應(yīng)急裝置中。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明能有效除去廢硫酸中的有機(jī)物，得到成品酸濃度為92%～96%；

本發(fā)明合理的利用余熱進(jìn)行廢酸蒸發(fā)及余熱，并且硫酸回收率高，達(dá)到99%以上；本發(fā)明投資小，占地面積小，運(yùn)行成本合理具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中t403為分餾塔、r103為碳化釜、e203為冷卻器、t405為蒸發(fā)塔、ev805為強(qiáng)制循環(huán)泵、e205為冷凝器、v305為冷凝罐、v304為真空池、z602為噴射器一、l103為碳化爐、c703為風(fēng)機(jī)、z603為噴射器二、ev801為成品酸罐。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明針對的是85%以上硫酸的高cod廢硫酸的資源化再生，如果廢酸濃度低于85%，需要進(jìn)行濃縮，或者用高濃度硫酸配置到85%。

本發(fā)明按照以下步驟進(jìn)行：首先將質(zhì)量濃度為85%以上的廢硫酸經(jīng)過預(yù)熱后通入分餾塔t403進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，然后進(jìn)入碳化釜r103內(nèi)，通過碳化釜r103將廢硫酸中的cod碳化分解為氣體，碳化后的硫酸經(jīng)過溢流口進(jìn)入冷卻器e203冷卻后進(jìn)入成品酸罐；

分餾塔t403內(nèi)的酸蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)塔t405淋洗并與廢稀硫酸進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，將稀硫酸濃縮后進(jìn)入酸罐存儲。

具體的說：酸蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)塔t405中，稀酸通過強(qiáng)制循環(huán)泵ev805進(jìn)入蒸發(fā)塔t405循環(huán)蒸發(fā)蒸發(fā)，質(zhì)量濃度達(dá)到70%后進(jìn)入70酸罐，尾氣進(jìn)入冷凝器e205冷凝吸收，然后進(jìn)入冷凝罐v305，尾氣吸收在負(fù)壓條件下進(jìn)行。

還包括有真空池v304，真空池v304中的工藝水用泵打入噴射器z602中形成負(fù)壓抽出蒸發(fā)塔t405中的尾氣。

所述70酸罐的濃酸經(jīng)過濃縮后可繼續(xù)進(jìn)入分餾塔t403進(jìn)行處理。

一種中溫碳化法處理高cod硫酸的裝置，包括有分餾塔t403，所述分餾塔t403和碳化釜r103連接，所述碳化釜r103裝設(shè)在中溫碳化爐l103中并由其加熱，所述碳化釜r103連接至冷卻器e203；

所述分餾塔t403和蒸發(fā)塔t405連接，所述蒸發(fā)塔t405的循環(huán)路徑上設(shè)置有強(qiáng)制循環(huán)泵ev805，所述蒸發(fā)塔t405的出氣口連接至冷凝器e205，所述冷凝器e205連接冷凝罐v305。

所述冷凝罐v305連接至真空池v304，所述真空池v304通過噴射器z602連接至冷凝器e205。

還設(shè)置有風(fēng)機(jī)c703，所述風(fēng)機(jī)c703連接至中溫碳化爐l103。

還包括有應(yīng)急裝置；可將碳化釜r103中的廢酸排到檢修罐，分餾塔t403、蒸發(fā)塔t405、冷凝器e205中的尾氣及廢酸通過噴射器z603形成負(fù)壓抽入應(yīng)急裝置中。

本發(fā)明的工作原理為：中溫碳化法處理高cod廢硫酸的實(shí)施方法為：中溫碳化爐l103采用天然氣（也可用水煤氣，沼氣，液化氣等）為燃料，利用燃燒器加熱碳化釜r103，用風(fēng)機(jī)c703鼓入空氣助燃，爐膛內(nèi)溫度為900～1100℃，維持碳化釜內(nèi)溫度在260～320℃，經(jīng)過預(yù)熱的廢硫酸通過分餾塔t403進(jìn)入碳化釜r103，分餾塔t403塔頂溫度為150～200℃，廢酸經(jīng)過蒸發(fā)后進(jìn)入碳化釜r103，碳化釜r103內(nèi)裝有95%以上濃硫酸作為碳化劑，因硫酸中有機(jī)物成分不同，需要添加不同的碳化助劑，碳化釜r103設(shè)有溢流口，溢流出的硫酸通過冷卻器e203冷卻即為成品酸，成品酸濃度為92%～96%。

利用稀的廢硫酸通過蒸發(fā)塔t405淋洗分餾塔t403中出來的氣體，稀硫酸通過與其傳質(zhì)傳熱，將稀硫酸通過強(qiáng)制循環(huán)泵ev805循環(huán)，將稀硫酸蒸發(fā)濃縮至70%，濃縮后的廢硫酸進(jìn)入碳化釜r103碳化，通過蒸發(fā)塔t405將廢酸蒸發(fā)濃縮，酸蒸汽中的硫酸也經(jīng)過一次淋洗吸收，利用了酸蒸汽中的余熱，并吸收了其中的硫酸，避免硫酸浪費(fèi)，并且為后續(xù)冷凝后的尾氣達(dá)標(biāo)排放提供基礎(chǔ)。尾氣中的硫酸含量為0.08%以下。

進(jìn)一步的：碳化釜r103裝在中溫碳化爐l103中（包含點(diǎn)火器等）上，分餾塔t403裝在碳化釜r103上，分餾塔t403內(nèi)裝有填料（材質(zhì)可以是高硅鑄鐵，玻璃，聚四氟材料等），分餾塔t403與碳化釜r103相連。酸蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)塔t405中，稀酸通過強(qiáng)制循環(huán)泵ev805強(qiáng)制循環(huán)進(jìn)入蒸發(fā)塔t405循環(huán)蒸發(fā)，達(dá)到70%后進(jìn)入70酸罐，尾氣進(jìn)冷凝器e205冷凝吸收，進(jìn)入冷凝罐v305，尾氣吸收在負(fù)壓條件下進(jìn)行，真空池v304中的工藝水用泵打入噴射器一z602中形成負(fù)壓抽出蒸發(fā)塔中的尾氣。

碳化釜r103上裝有溢流口成品酸經(jīng)過冷卻器e203冷凝后進(jìn)入成品酸罐ev801。

本裝置設(shè)計(jì)了一個應(yīng)急裝置。在設(shè)備發(fā)生故障和設(shè)備檢修時，可以將碳化釜r103中的廢酸排到檢修罐，分餾塔t403,蒸發(fā)塔t405，冷凝器e205中的尾氣及廢酸可以通過噴射器二z603形成負(fù)壓抽入應(yīng)急罐中。

需要對本發(fā)明進(jìn)行補(bǔ)充說明的是：一、本發(fā)明中所述95%以上硫酸作為碳化助劑，在裝置開始運(yùn)行時可以用98%工業(yè)硫酸，等裝置運(yùn)行正常后可采用本裝置生產(chǎn)出的成品酸代替。

二、本發(fā)明的裝置的燃燒器可以采用一體式燃燒機(jī)，一體式燃燒機(jī)沒有風(fēng)機(jī)。

三、本發(fā)明的裝置中標(biāo)示的冷凝器e205即為廢硫酸預(yù)熱器，循環(huán)預(yù)熱后成品酸溫度如果高于60℃，可在增加一臺冷卻器，將硫酸冷卻至40℃，進(jìn)入成品酸罐。

本發(fā)明將經(jīng)過預(yù)熱的廢硫酸通過分餾塔t403傳質(zhì)傳熱后進(jìn)入碳化釜r103碳化，碳化釜r103內(nèi)溫度為310℃左右，分餾塔t403塔頂溫度為180℃左右，加入碳化助劑，將廢硫酸中的cod碳化分解為氣體，碳化后的硫酸經(jīng)過溢流口進(jìn)入冷卻器e203冷卻至40℃后進(jìn)入成品酸罐。

分餾塔t403內(nèi)的氣體進(jìn)入蒸發(fā)塔淋洗并與廢稀硫酸進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，將稀硫酸濃縮至70%，控制尾氣中的硫酸含量小于0.08%。

蒸發(fā)塔t405內(nèi)尾氣通過負(fù)壓將其抽入進(jìn)入冷凝器e205冷凝，冷凝后進(jìn)入凝水罐。