本發明涉及一種稀廢堿用于硫酸裝置尾氣處理的方法,屬于硫酸尾氣處理領域。
背景技術:
在20世紀80年代之前,硫酸生產采用一轉一吸工藝,為了降低環境污染,國內曾進行過大量的硫酸尾氣處理技術研究和應用。20世紀90年代之后,隨著技術革新與進步,硫酸生產大多采用二轉二吸制酸工藝,尾氣排放基本上都達到GB16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》要求,尾氣處理技術的研究和開發進度相應放緩。2010年,國家環保部頒布了GB2132—2010《硫酸工業污染物排放標準》。新標準明確規定新建裝置于2011年3月1日起、現有裝置于2013年10月1日起開始執行新的排放標準,尾氣ρ(SO2)排放限值為400mg/m3、酸霧排放限值為30mg/m3。為了實現達標排放,有的企業采用裝填高性能催化劑、優化轉化工藝的方法,有的企業采用尾氣脫硫工藝。
目前,硫酸廠尾氣脫硫技術主要有氨-酸法、鈉堿法、新型催化法、活性焦法、有機胺法等,脫硫效率都在90%以上,可保證硫酸廠尾氣排放滿足新標準。硫酸企業采用何種尾氣脫硫技術,應因地制宜考慮脫硫劑的來源、副產物的銷路及投資、運行成本等問題。
鈉堿法是硫酸尾氣處理的重要方法之一,根據副產物的不同,可分為鈉-亞硫酸氫鈉法、鈉-亞硫酸鈉法和鈉-硫酸鈉法。以鈉-亞硫酸氫鈉法為例,來自硫酸裝置二吸塔氣體進入一級吸收塔與NaOH溶液逆向接觸,酸性氣體和堿液充分接觸發生酸堿中和反應;出一級吸收塔的氣體經第二級吸收塔再次吸收后,由煙囪達標排放。NaOH吸收液由第二級尾氣吸收塔加入,控制循環液pH值為9.5;當一級循環槽的pH值降至4.5~5.0時,產出亞硫酸氫鈉溶液,并由二級循環槽串入部分循環液進入一級循環槽。鈉堿法脫硫技術主要特點有:(1)脫硫劑NaOH溶液來源要有保證。(2)氫氧化鈉與SO2的親和力極強,吸收率高,脫硫效率在95%以上,要達到與1段鈉堿法相同的煙氣凈化率,氨-酸法往往需要設置2段或3段吸收。(3)與氨法相比,鈉堿法的另一優點是陽離子無揮發性,不存在像氨法一樣吸收過程因氨的揮發產生氨霧。
但是鈉堿法的主要問題是堿液價格貴,使得硫酸成產成本提高,產品競爭力降低,且為了節約堿用量,往往需要復雜的一級吸收,二級吸收,裝置復雜,運行成本也不低。
鈦白粉生產過程中水洗,蒸汽,試劑制備都需要用到大量脫鹽水以提高產品質量。脫鹽水處理工藝,又稱純水處理工藝或深度脫鹽水工藝,一般指將水中易于去除的強導電質去除又將水中難以去除的硅酸及二氧化碳等弱電解質去除至一定程度的水。早期人們所熟知的脫鹽水處理工藝主要為預處理+陽床+陰床+混床的全離子交換工藝,即傳統法處理流程。長期實踐已證明,傳統法處理工藝是一種成熟有效的水處理工藝。
離子交換樹脂使用一段時間后,吸附的雜質接近飽和狀態,就要進行再生處理,用化學藥劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質洗脫除去,使之恢復原來的組成和性能。脫鹽水制備過程中陰床樹脂的再生通常采用5.0%左右的NaOH溶液,1噸脫鹽水的堿耗主要受再生劑的種類、溫度、濃度和沖洗水質影響,根據原水水質的不同,1噸脫鹽水的折百堿耗在50-500g之間波動,大多數廠家的1噸脫鹽水堿耗在250g左右,但是實際生產應用中氫氧化鈉的實際利用率只有50%左右,每產噸脫鹽水將產生2.0%左右的氫氧化鈉廢液約6.25kg,以日產700噸鈦白粉的生產廠家為例,每日將產生約130噸2.0%左右的廢堿液,由于該堿液機械雜質多,濃度低,色澤重,且含有約400ppm左右的Cl離子,因此對其進行除雜,脫色回收經濟可行性不大,且由于Cl離子超標,也不可用于鈦白粉生產過程中煅燒尾氣噴淋(因煅燒尾氣噴淋往往有鉛電除霧裝置,60℃左右時,高氯含量堿液會腐蝕鉛)。該堿液往往直接進污水處理,造成嚴重浪費。
技術實現要素:
根據現有技術存在的問題,本發明提供一種稀廢堿用于硫酸裝置尾氣處理的方法。
本發明的技術方案如下:
一種稀廢堿用于硫酸裝置尾氣處理的方法,包括以下步驟:將稀廢堿直接用于硫酸裝置尾氣處理,采用噴淋方式,控制硫酸尾氣處理過程中噴淋循環液的pH≥4.50,檢測硫酸尾氣SO2濃度小于400mg/m3。
其中,所述的稀廢堿來自離子交換法生產脫鹽水過程中陰床再生產生;或者所述的稀廢堿來自陰床樹脂再生過程中產生的母液,洗液或二者的混合物。
所述稀廢堿的濃度為5-100g/l。
所述的硫酸尾氣噴淋可采用一級或多級噴淋方式。
所述的稀廢堿無需經過任何預處理直接用于硫酸裝置尾氣處理,預處理包括降溫、除雜、脫色等步驟;在稀堿液充足的前提下,噴淋循環液的pH控制越高得到的尾氣處理效果越好;
硫酸尾氣處理過程中涉及的相關設備材質必須耐Cl腐蝕,最好是塑料材質。
硫酸裝置的尾氣主要含二氧化硫,二氧化氮,氧氣和氮氣,其中二氧化硫和二氧化氮為主要污染物,為了確保尾氣的達標排放,通常采用氫氧化鈉進行噴淋的主要反映方程式:
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
4NaOH+4NO2+O2=4NaNO3+2H2O
硫酸尾氣中二氧化硫采用碘量法,是最早分析二氧化硫的技術之一,它是利用吸收液固定二氧化硫后,用碘標準溶液來滴定二氧化硫的含量。
有益效果
本發明中將脫鹽水制備工序中陰床再生液全部進行收集,直接用于硫酸裝置尾氣脫硫,做到變廢為寶,不僅具有較好的經濟意義,也具有較好的環保意義。以20萬噸鈦白粉廠,配套180萬噸硫酸裝置計算,每年化水站消耗折百液堿約10kg,產生廢堿總量約2000噸,如有效回收至硫酸裝置進行尾氣噴淋,每年可產生的經濟效益約500萬元,同時可使硫酸尾氣排放遠遠低于國家標準,經濟和環保都具有積極意義。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合實施例,對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明,并不限定于本發明。
實施例1
離子交換法生產脫鹽水,陰床再生采用5.0%的NaOH溶液,樹脂活化結束后收集所有再生母液,將母液直接用于硫酸裝置尾氣脫硫處理,采用一級噴淋,控制噴淋循環液pH>4.5,檢測硫酸尾氣SO2=250mg/m3。
實施例2
離子交換法生產脫鹽水,陰床再生采用5.0%的NaOH溶液,樹脂活化結束后收集所有再生母液,將母液直接用于硫酸裝置尾氣脫硫處理,采用多級噴淋,控制噴淋循環液pH>9.0,檢測硫酸尾氣SO2=50mg/m3。
實施例3
離子交換法生產脫鹽水,陰床再生采用5.0%的NaOH溶液,樹脂活化結束后收集所有洗液,確保稀堿液濃度大于2.0%,將母液直接用于硫酸裝置尾氣脫硫處理,采用一級噴淋,控制噴淋循環液pH>4.5,檢測硫酸尾氣SO2=300mg/m3。