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废硫酸处理行业现状分析

2019-05-14

硫酸,一个简单而在工业上不可替代的产品,它的用途非常广泛,它与发展工农业生产,提高人民物质文化生活水平及巩固国防力量都有着密切关系。20世纪初,全世界硫酸产量只有几百万吨,到1997年,全世界产量达到15516万吨,2002年达到17150万吨,2012年达到24300万吨。我国硫酸产量解放初仅有4万吨,到1998年达到2100万吨,位居世界第二,2003年达到3371万吨,产量超过美国,位居世界第一,2013年达到8850万吨, 2018年我国硫酸产量超过11000万吨。但是在硫酸使用的同时,废硫酸也随之产生。

废硫酸的来源行业

一、有色金属行业

有色金属如铜、铅、锌冶炼烟气制酸净化工序一般采用稀酸洗绝热蒸发工艺,这一过程产生大约10%左右的废硫酸。根据技术水平不同,一般新建的20万吨硫酸产能,产生这种废硫酸8-8.8万吨。按全年2813万吨冶炼硫酸计,每年产生10%左右的废硫酸1100-1200万吨。这些废硫酸含有砷及其他重金属,对环境影响极大。阳极电解炼铜过程中,每产1吨阳极铜需定期外排1.2m3电解容液,其中硫酸含量在15%左右。按2016年我国电解铜产量843万吨计,产生电解液废硫酸在1100万吨以上。

二、钛白粉行业

钛白粉废硫酸来源于钛液水解后的滤液和一洗时产生的洗液,生产1吨钛白粉产生浓度约为20%的废硫酸8t。按2016年全年产量259.7吨(氯化法产量10.5万吨、硫酸法的产量249.2万吨)计,硫酸法钛白粉每年产生废硫酸约1993万吨。

三、钢铁及金属酸洗行业

钢丝绳、金属制品等在生产过程中,一般要用18%左右的稀硫酸对表面进行清洗,产生含硫酸亚铁、硫酸铁的废硫酸(含量6%)。根据一般酸洗工艺。每清洗一吨钢材产生废硫酸约150kg。

四、石化行业

石化行业废硫酸主要产生于石油炼制和烷基化油生产。在石油精炼中,要用浓硫酸除去汽油和润滑油中杂质(硫化物和不饱和碳氢化合物)。目前,每吨原油精炼平均需要硫酸1.08㎏。2016年原油加工量达到5.41亿万吨,约消费硫酸60万吨,形成废硫酸约70万吨。异丁烯硫酸催化生产异辛烷,所用硫酸浓度降到90%以下需排出系统补充新的硫酸,每吨产品要产生含量85%-90%的废硫酸80-90㎏。2016年我国的烷基化油产生625万吨,产生废硫酸60万吨。

五、氯碱行业

氯碱企业氯气干燥工段利用98%浓硫酸的脱水性对电解槽产生湿氯气进行干燥脱水,以保证产品氯气有足够低的含水率。98%的硫酸吸水后降到73%左右,需排出干燥塔而形成废硫酸。每吨氯碱产生废硫酸13-21㎏,2016年我国氯产量2687万吨,产生废硫酸40-60万吨。

六、染料及中间体

分散染料、活性染料、两性染料、中性染料、阳离子染料生产过程中都有废硫酸产生。因此,保守估计染料生产过程中,每年产生废硫酸在1000万吨以上。常用的染料中间体大大小小有上百个品种,几乎所有染料中间体都有废硫酸产生,因此,保守估计,每年染料中间体产生废硫酸在500万吨以上。

七、有机化工行业

有机化工产品如柠檬酸、氨基磺酸、草酸、硫酸二甲酸、合成甲酚、十二烷基苯磺酸等产品及磺化、硝化、烷基化、酯化等化学反应单元,这些反应广泛用于农药、医药、染料、香料等行业生产,都大量用到硫酸。每年应用于有机化工产品的硫酸在1000-1500万吨,其中有参与化学反应,同时产生大量20-60%的废硫酸,保守统计,应该在2000万吨以上。

废硫酸的主要特点

1、来源广泛,行业分散。除了钛白粉、芳烃硝化、染料、石油加工、钢铁酸洗、纤维工业等行业产生废硫酸外,其它许多化工产品生产时都有废硫酸产生,而且非常分散。

2、每年产生的废硫酸总量1亿吨以上,除钛白粉、石油加工、钢铁酸洗企业废硫酸量较大之外,其它单个企业产生的废硫酸量不大,年产废硫酸量在10000吨以上的企业较少,许多企业每年的废硫酸量在几百吨到几千吨之间。

3、废硫酸浓度高低不一,有害杂质含量普遍较高且有的含有重金属难以处理。

4、废硫酸中大多含有有机物,直接利用会造成二次污染。

废硫酸处理方法

浓缩法 

该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中,使其中的有机物发生氧化、聚合等反应,转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去,从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。这类方法应用较广泛,技术较成熟。

 

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二、萃取法 

萃取法是用有机溶剂与废硫酸充分接触,使废酸中的杂质转移到溶剂中来。对于萃取剂的要求是: 

(1)对于硫酸是惰性的,不与硫酸起反应也不溶于硫酸; 

(2)废酸中的杂质在萃取剂和硫酸中有很高的分配系数; 

(3)价格便宜,容易得到; 

(4)容易和杂质分离,反萃时损失小。

废硫酸对地下水的危害远大于一般的化工废水,它在渗入地下的同时,还将岩石、土壤中的重金属化合物经反应溶解进入河流或地下,对河流或地下水造成严重污染,用这些被污染的水灌溉,又对土壤造成了严重污染,据环保部调查,我国近20%的土壤已被污染。总之,硫酸做为一个对国民经济发展提高人民物质文化生活水平必不可少的基础化工原料,在应用的同时,产生对环境极为有害的废硫酸,由于监管不足,对环境已造成了严重的危害,有关部门应从立法和政策层面,对产生废硫酸的利用和去向进行有效的掌控,同时依靠科技进步,鼓励企业,对废硫酸进行无害化循环利用。让硫酸的应用走上正确的轨道,真正造福社会,造福人民。


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