硫酸，一個簡單而在工業(yè)上不可替代的產(chǎn)品，它的用途非常廣泛，它與發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高人民物質(zhì)文化生活水平及鞏固國防力量都有著密切關(guān)系。20世紀初，全世界硫酸產(chǎn)量只有幾百萬噸，到1997年，全世界產(chǎn)量達到15516萬噸，2002年達到17150萬噸，2012年達到24300萬噸。我國硫酸產(chǎn)量解放初僅有4萬噸，到1998年達到2100萬噸，位居世界第二，2003年達到3371萬噸，產(chǎn)量超過美國，位居世界第一，2013年達到8850萬噸，據(jù)中國化工信息中心的調(diào)研預(yù)測，2018年我國硫酸產(chǎn)量將要超過11000萬噸。但是在硫酸使用的同時，廢硫酸也應(yīng)運而生。下面賢集網(wǎng)小編就來為大家介紹廢硫酸的相關(guān)知識，包括：廢硫酸處理方法、主要特點、來源行業(yè)。

廢硫酸處理方法

一、濃縮法 
該法是在加熱濃縮廢稀硫酸的過程中，使其中的有機物發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)樯钌z狀物或懸浮物后過濾除去，從而達到去除雜質(zhì)、濃縮稀硫酸的雙重目的。這類方法應(yīng)用較廣泛，技術(shù)較成熟。在普遍應(yīng)用高溫濃縮法的基礎(chǔ)上又發(fā)展了較為先進的低溫濃縮法，下面分別加以介紹。 
1、高溫濃縮法 
①淄博化工廠三氯乙醛生產(chǎn)過程中有廢硫酸產(chǎn)生，其中H2SO4質(zhì)量分數(shù)為65%～75%、三氯乙醛質(zhì)量分數(shù)為1%～3%、其它有機雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為1%。該廠將其沉淀過濾后，用煤直接加熱蒸餾，回收的濃硫酸無色透明，H2SO4質(zhì)量分數(shù)大于95%，無三氯乙醛檢出，而沉淀物經(jīng)堿解、蒸餾和過濾后可回收氯仿。該廠廢硫酸處理量為4000t/a，回收硫酸創(chuàng)利潤55萬元/a。 
②日本木村-大同化工機械公司的廢硫酸濃縮法是用搪玻璃管升膜蒸發(fā)和分段真空蒸發(fā)相結(jié)合，將廢硫酸中H2SO4的質(zhì)量分數(shù)從10%～40%濃縮到95%，其工藝可分為3段，前兩段采用不透性石墨管加熱器蒸發(fā)濃縮，后一段采用搪玻璃管升膜蒸發(fā)器濃縮，在每一段中H2SO4質(zhì)量分數(shù)漸次升高，分別達到60%、80%和95%。加熱過程采用高溫熱載體，溫度為150～220℃，可將有機物轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄晕镔|(zhì)，然后過濾除去，該工藝以2t/h的規(guī)模進行中試，5a運轉(zhuǎn)良好。該工藝適應(yīng)能力很強，可用于含多種有機雜質(zhì)的廢硫酸的處理〔2〕。2、低溫濃縮法 
①高溫濃縮法的缺點在于：硫酸的強腐蝕性和酸霧對設(shè)備和操作人員的危害很大，實際操作非常麻煩。因此，近年來開發(fā)出了一種改進的濃縮法，稱為汽液分離型非揮發(fā)性溶液濃縮法(簡稱WCG法)。 
②WCG法的原理和工藝如下：將廢稀硫酸由儲槽用耐酸泵打入循環(huán)濃縮塔濃縮，然后經(jīng)換熱器加熱后進入造霧器和擴散器強迫霧化并進一步強迫汽化，分離后的氣體經(jīng)高度除霧后進入氣體凈化器，凈化后排放。分離后的酸液再度回到循環(huán)濃縮塔，經(jīng)反復(fù)循環(huán)濃縮蒸餾，達到濃度要求后，用泵打入濃硫酸儲罐。濃硫酸可作為生產(chǎn)原料再利用。
③WCG法濃縮裝置主要由換熱器、循環(huán)濃縮塔和引風機組成。換熱器材質(zhì)為石墨，濃縮塔材質(zhì)為復(fù)合聚丙烯，泵及引風機均為耐酸設(shè)備。 
④該法與高溫濃縮法相比，蒸發(fā)溫度低(50～60℃)，蒸汽消耗量少，費用低(濃縮每噸稀硫酸耗電和蒸汽的費用約為30～60元)。上海染化五廠生產(chǎn)分散深藍H-GL產(chǎn)生的稀硫酸(H2SO4質(zhì)量分數(shù)為20%)，上海染化八廠、武漢染料廠、濟寧染料廠生產(chǎn)染料中間體產(chǎn)生的稀硫酸，采用WCG法濃縮，都取得了明顯的效果。 
用WCG法濃縮稀硫酸應(yīng)注意以下幾點： 
(1)在濃縮過程中若有固體物析出，會影響傳熱效果和廢酸的分離； 
(2)該裝置非密閉，廢酸中若有揮發(fā)性物質(zhì)，會影響工作環(huán)境； 
(3)裝置的主體材料為復(fù)合聚丙烯，工作溫度受主體材料的限制，不能超過80℃； 
(4)該法僅適用于H2SO4質(zhì)量分數(shù)小于60%的稀硫酸。 
二、氧化法 
1、該法應(yīng)用已久，原理是用氧化劑在適當?shù)臈l件下將廢硫酸中的有機雜質(zhì)氧化分解，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸肌⑺⒌难趸锏葟牧蛩嶂蟹蛛x出去，從而使廢硫酸凈化回收。常用的氧化劑有過氧化氫、硝酸、高氯酸、次氯酸、硝酸鹽、臭氧等。每種氧化劑都有其優(yōu)點和局限性。 
2、天津染料八廠采用硝酸為氧化劑對蒽醌硝化廢酸進行氧化處理〔2，4〕，其操作過程為：將廢酸稀釋至H2SO4質(zhì)量分數(shù)為30%，使所含的二硝基蒽醌最大限度地析出，經(jīng)過濾槽真空抽濾后廢酸進入升膜列管式蒸發(fā)器，在112℃、88.1kPa條件下濃縮，在旋液分離器中分離水蒸氣和酸(此時H2SO4質(zhì)量分數(shù)約為70%)，廢酸再流入鑄鐵濃縮釜(280～310℃，真空度為6.67～13.34kPa)，用噴射泵帶出水蒸氣，使H2SO4質(zhì)量分數(shù)達到93%，然后流入搪瓷氧化缸，加入濃硝酸(HNO3質(zhì)量分數(shù)為65%)進行氧化處理，至硫酸呈淺黃色。反應(yīng)中產(chǎn)生的一氧化氮氣體用堿液吸收。 
3、硫酸在高濃度(H2SO4質(zhì)量分數(shù)為97%～98%)和高溫條件下也具有較強的氧化性，它可以將有機物較為徹底地氧化掉。例如處理苯繞蒽酮廢酸、分散藍廢酸及分散黃廢酸時，將廢酸加熱至320～330℃，把有機物氧化掉，部分硫酸被還原成二氧化硫。這種方法由于硫酸濃度和溫度太高，有大量的酸霧產(chǎn)生，會造成環(huán)境污染，同時還要消耗一定量的硫酸，使硫酸收率降低，因此其應(yīng)用受到很大限制。 
三、萃取法 
萃取法是用有機溶劑與廢硫酸充分接觸，使廢酸中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到溶劑中來。對于萃取劑的要求是： 
(1)對于硫酸是惰性的，不與硫酸起反應(yīng)也不溶于硫酸； 
(2)廢酸中的雜質(zhì)在萃取劑和硫酸中有很高的分配系數(shù)； 
(3)價格便宜，容易得到； 
(4)容易和雜質(zhì)分離，反萃時損失小。 
①常見的萃取劑有苯類(甲苯、硝基苯、氯苯)、酚類(雜酚油、粗二苯酚)、鹵化烴類(三氯乙烷、二氯乙烷)、異丙醚和N-503等。 
②大連染料八廠用氯苯對含二硝基氯苯和對硝基氯苯的廢硫酸進行一級萃取，使廢水中的有機物含量由30000～50000 mg/L下降到200～250mg/L〔2〕。濟南鋼鐵廠焦化分廠用廉價的C-I萃取劑和P-I吸附劑處理該廠的再生硫酸也得到了良好的效果〔5〕。該工藝是將再生硫酸經(jīng)C-I萃取劑萃取分離后再依次用P-I吸附劑和活性炭吸附處理得到純凈的再生硫酸。為防止腐蝕，萃取罐和吸附罐用鉛作內(nèi)襯。該廠廢硫酸處理量為500t/a，回收硫酸250t，價值7.5萬元。 
③與其它方法相比，萃取法的技術(shù)要求較高，萃取劑要同時滿足上述4項要求并不容易，而且運行費用也較高。 
四、結(jié)晶法 
1、當廢硫酸中含有大量的有機或無機雜質(zhì)時，根據(jù)其特性可考慮選擇結(jié)晶沉淀的方法除去雜質(zhì)。 
2、如南京軋鋼廠酰洗工序排放的廢硫酸中含有大量的硫酸亞鐵，可采用濃縮-結(jié)晶-過濾的工藝來處理。經(jīng)過濾除去硫酸亞鐵后的酸液可返回鋼材酸洗工序繼續(xù)使用。 
3、重慶某化工廠將H2SO4質(zhì)量分數(shù)為17%的鈦白廢酸在常壓下濃縮、析出的結(jié)晶熟化后過濾，濾渣經(jīng)打漿及洗滌后即為回收的硫酸亞鐵。濾液再在93.4kPa真空度下濃縮結(jié)晶過濾，可得到H2SO4質(zhì)量分數(shù)為80%～85%的濃硫酸，第二次過濾的濾渣也轉(zhuǎn)至打漿工序回收硫酸亞鐵。

廢硫酸的主要特點
1、來源廣泛，行業(yè)分散。除了鈦白粉、芳烴硝化、染料、石油加工、鋼鐵酸洗、纖維工業(yè)等行業(yè)產(chǎn)生廢硫酸外，其它許多化工產(chǎn)品生產(chǎn)時都有廢硫酸產(chǎn)生，而且非常分散。
2、每年產(chǎn)生的廢硫酸總量1億噸以上，除鈦白粉、石油加工、鋼鐵酸洗企業(yè)廢硫酸量較大之外，其它單個企業(yè)產(chǎn)生的廢硫酸量不大，年產(chǎn)廢硫酸量在10000噸以上的企業(yè)較少，許多企業(yè)每年的廢硫酸量在幾百噸到幾千噸之間。
3、廢硫酸濃度高低不一，有害雜質(zhì)含量普遍較高且有的含有重金屬難以處理。
4、廢硫酸中大多含有有機物，直接利用會造成二次污染。

廢硫酸的來源行業(yè)
一、有色金屬行業(yè)
有色金屬如銅、鉛、鋅冶煉煙氣制酸凈化工序一般采用稀酸洗絕熱蒸發(fā)工藝，這一過程產(chǎn)生大約10%左右的廢硫酸。根據(jù)技術(shù)水平不同，一般新建的20萬噸硫酸產(chǎn)能，產(chǎn)生這種廢硫酸8-8.8萬噸。按全年2813萬噸冶煉硫酸計，每年產(chǎn)生10%左右的廢硫酸1100-1200萬噸。這些廢硫酸含有砷及其他重金屬，對環(huán)境影響極大。陽極電解煉銅過程中，每產(chǎn)1噸陽極銅需定期外排1.2m3電解容液，其中硫酸含量在15%左右。按2016年我國電解銅產(chǎn)量843萬噸計，產(chǎn)生電解液廢硫酸在1100萬噸以上。
二、鈦白粉行業(yè)
鈦白粉廢硫酸來源于鈦液水解后的濾液和一洗時產(chǎn)生的洗液，生產(chǎn)1噸鈦白粉產(chǎn)生濃度約為20%的廢硫酸8t。按2016年全年產(chǎn)量259.7噸(氯化法產(chǎn)量10.5萬噸、硫酸法的產(chǎn)量249.2萬噸)計，硫酸法鈦白粉每年產(chǎn)生廢硫酸約1993萬噸。
三、鋼鐵及金屬酸洗行業(yè)
鋼絲繩、金屬制品等在生產(chǎn)過程中，一般要用18%左右的稀硫酸對表面進行清洗，產(chǎn)生含硫酸亞鐵、硫酸鐵的廢硫酸(含量6%)。根據(jù)一般酸洗工藝。每清洗一噸鋼材產(chǎn)生廢硫酸約100kg。
四、石化行業(yè)
石化行業(yè)廢硫酸主要產(chǎn)生于石油煉制和烷基化油生產(chǎn)。在石油精煉中，要用濃硫酸除去汽油和潤滑油中雜質(zhì)(硫化物和不飽和碳氫化合物)。目前，每噸原油精煉平均需要硫酸1.08㎏。2016年原油加工量達到5.41億萬噸，約消費硫酸60萬噸，形成廢硫酸約70萬噸。異丁烯硫酸催化生產(chǎn)異辛烷，所用硫酸濃度降到90%以下需排出系統(tǒng)補充新的硫酸，每噸產(chǎn)品要產(chǎn)生含量85%-90%的廢硫酸80-90㎏。2016年我國的烷基化油產(chǎn)生625萬噸，產(chǎn)生廢硫酸60萬噸。
五、氯堿行業(yè)
氯堿企業(yè)氯氣干燥工段利用98%濃硫酸的脫水性對電解槽產(chǎn)生濕氯氣進行干燥脫水，以保證產(chǎn)品氯氣有足夠低的含水率。98%的硫酸吸水后降到73%左右，需排出干燥塔而形成廢硫酸。每噸氯堿產(chǎn)生廢硫酸13-21㎏，2016年我國氯產(chǎn)量2687萬噸，產(chǎn)生廢硫酸40-60萬噸。
六、染料及中間體
分散染料、活性染料、兩性染料、中性染料、陽離子染料生產(chǎn)過程中都有廢硫酸產(chǎn)生。因此，保守估計染料生產(chǎn)過程中，每年產(chǎn)生廢硫酸在1000萬噸以上。常用的染料中間體大大小小有上百個品種，幾乎所有染料中間體都有廢硫酸產(chǎn)生，因此，保守估計，每年染料中間體產(chǎn)生廢硫酸在500萬噸以上。
七、有機化工行業(yè)
有機化工產(chǎn)品如檸檬酸、氨基磺酸、草酸、硫酸二甲酸、合成甲酚、十二烷基苯磺酸等產(chǎn)品及磺化、硝化、烷基化、酯化等化學(xué)反應(yīng)單元，這些反應(yīng)廣泛用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、香料等行業(yè)生產(chǎn)，都大量用到硫酸。每年應(yīng)用于有機化工產(chǎn)品的硫酸在1000-1500萬噸，其中有參與化學(xué)反應(yīng)，同時產(chǎn)生大量20-60%的廢硫酸，保守統(tǒng)計，應(yīng)該在2000萬噸以上部分。

上述是賢集網(wǎng)小編為大家介紹的廢硫酸處理方法、主要特點、來源行業(yè)。廢硫酸對地下水的危害遠大于一般的化工廢水，它在滲入地下的同時，還將巖石、土壤中的重金屬化合物經(jīng)反應(yīng)溶解進入河流或地下，對河流或地下水造成嚴重污染，用這些被污染的水灌溉，又對土壤造成了嚴重污染，據(jù)環(huán)保部調(diào)查，我國近20%的土壤已被污染。總之，硫酸做為一個對國民經(jīng)濟發(fā)展提高人民物質(zhì)文化生活水平必不可少的基礎(chǔ)化工原料，在應(yīng)用的同時，產(chǎn)生對環(huán)境極為有害的廢硫酸，由于監(jiān)管不足，對環(huán)境已造成了嚴重的危害，有關(guān)部門應(yīng)從立法和政策層面，對產(chǎn)生廢硫酸的利用和去向進行有效的掌控，同時依靠科技進步，鼓勵企業(yè)，對廢硫酸進行無害化循環(huán)利用。讓硫酸的應(yīng)用走上正確的軌道，真正造福社會，造福人民。