ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Регенерация отработанной серной кислоты

Серная кислота является важнейшим продуктом химической промышленности как по объему производства, так и по разнообра­зию областей применения. Крупными потребителями серной кис­лоты являются химическая и нефтехимическая промышленность, ме­таллургия, машиностроение, сельское хозяйство и другие отрасли.

Отходы, образующиеся при использовании серной кислоты, включают кроме отработанной серной кислоты травильные раство­ры, кислые гудроны и сточные воды, содержащие кислоту менее 10% (масс.). В промышленном производстве насчитывается более 200 видов отработанной серной кислоты, содержащих около ста ви­дов примесей.

Отработанная серная кислота обезвреживается и утилизируется следующими способами:

* нейтрализацией растворов без использования образующих­ся продуктов;

* использованием загрязненных растворов в других техноло­гических процессах;

* регенерацией отходов с получением товарной серной кислоты.

Сточные воды с низкой концентрацией серной кислоты обычно

Нейтрализуют щелочами. Метод нейтрализации применяют при небольших количествах отходов и отсутствии в них органических примесей.

Отработанную кислоту применяют после очистки и концентри­рования в производстве сульфатных минеральных удобрений. Не­посредственное использование отходов кислоты в других процессах ограничено из-за наличия в них примесей.

Основная масса отработанной серной кислоты и кислых гудро - нов подвергается регенерации (кислые гудроны - это высоковязкие смолообразные жидкости, содержащие серную кислоту и большое количество органических веществ. Содержание кислоты в них со­ставляет 24 - 89 %).

В зависимости от состава отработанной кислоты применяют различные методы регенерации: термическое расщепление, экстра­гирование органических примесей, адсорбцию, каталитическое окисление пероксидом водорода, коагулирование, выпаривание и др. Наибольшее распространение у нас в стране получила регене­рация серной кислоты огневым методом, при котором происходит

Ее высокотемператур­ное расщепление. Ме­тод универсален и вы­сокоэффективен. При огневом методе исполь­зуется концентриро­ванная серная кислота, поэтому предваритель­но проводят упарива­ние отработанной кис­лоты до необходимой концентрации.

Процесс термиче­ского расщепления кислоты проводят при 950 - 1200 °С, для че­го в огневом реакто - Рис. 16.1. Схема установки для регенерации сер - гжигяют

Ной кислоты методом термического расщепления Ре сжигают топливо (В - воздух; Т - топливо) (рис. 16.1).

Сернокислотный раствор с помощью, форсунок распыляют в по­токе продуктов сгорания топлива в огневом реакторе 1. Туда же с помощью вохдуходувки 2 подается воздух, предварительно пропу­щенный через воздухоподогреватель 4. Органические примеси при этом окисляются с образованием СО2 и Н2О, а серная кислота рас­щепляется с образованием SO2. Сернистый газ из огневого реакто­ра поступает в котел-утилизатор 5, а из него - в систему очистки б, где очищается от пыли, сернокислотного тумана и подвергается осушке, после чего с помощью газодувки 7 подается в узел пол­учения кислоты 8. Насыщенный пар из котла-утилизатора 5 пода­ется в пароперегреватель 3, а оттуда - потребителям. Очищенные дымовые газы с помощью дымососа 9 выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу 10.

Огневая регенерация серной кислоты из отходов позволяет од­новременно с их обезвреживанием получать товарную продукцию высокого качества при сокращении расхода природного сырья и снижении затрат на 25 -30% по сравнению с ее производством из первичного сырья (элементарной серы).

Для рентабельной регенерации серной кислоты необходимо предварительное обезвоживание (концентрирование) отходов, ко­торое осуществляют в контактных теплообменниках за счет тепло­ты отходящего из огневого реактора сернистого газа. При этом од­новременно происходит закалка газа.

При огневой утилизации отработанных травильных растворов и гидролизной серной кислоты получают побочный продукт - порош­кообразный оксид железа. В том случае если травильные растворы не загрязнены различными примесями, получаемый оксид железа применяется в производстве красителей, активных катодных масс, ферритных порошков, полирующих паст и т. д. Загрязненный ок­сид железа используется как металлургическое сырье. В процессе регенерации травильных сернокислотных растворов образуется сульфат железа, который можно использовать непосредственно без дополнительной обработки как ядохимикат, а также для мелиора­ции почв и очистки сточных вод. Кроме того, этот продукт может использоваться как сырье для получения серы и оксида железа.

Существуют методы переработки сульфата железа в сернистый газ (а следовательно, в серную кислоту). В частности, разработана технология получения серной кислоты путем одновременного сжи­гания сульфата железа и серы в реакторе с "кипящим" слоем при температуре 900 - 1000 °С. Образующиеся в процессе сжигания продукты сгорания подвергаются очистке от пыли, охлаждаются до 290 - 300 °С и направляются на получение серной кислоты по классической схеме.