新编废硫酸回收热浓缩_废硫酸浓缩方案的分析说明

废硫酸回收热浓缩_废硫酸浓缩方案的分析说明

废硫酸浓缩方案的分析说明目前，我们已经收到国内多家公司提供的废硫酸浓缩技术方案，通过详细的分析与比较，发现在工艺路线方面，虽然有所差异，但都代表了当前国内比较成熟工艺技术水平，加之这些公司都具有较为丰富的项目经验，应该说都具有一定的可行性。但是，我公司需要在充分论证的基础上，结合自身的实际情况，选取一种最经济合理的方案。本文在综合各家的技术方案的基础上，作出一个概括性的评述。

一、以国内当前的技术水平，将75%-85%的废硫酸浓缩至93%以上是可行的，从提供技术方案的各家公司来看，基本上都可以达到我公司提出的浓缩水平。

只是，目前国内能够提供成套设备和工艺包的公司还比较少，这限制了公司的选择余地和议价空间。通过分析和比较，我们选择了几家比较符合要求的公司，以待进一步的评审。

二、废硫酸浓缩的工艺路线大体上是比较成熟的。当前国内废硫酸浓缩技术根据热的供给方式的不同，浓缩装置分为两种类型：第一类是通过热气与酸直接接触传递热量，称为直接加热式；第二类型通过设备壁传热将酸加热，称为间接加热式。

废硫酸浓缩方法比较见表1。

表1目前国内废硫酸浓缩方式比较加热方式浓缩方法适用对象优

点缺点废硫酸特点m/a，只有浓缩锅的壁相当厚才能使用3-5年；浓缩锅及塔节容易坏，检修频繁从而且劳动强度大、维修费用高；浓缩锅的寿命短，从一年（或不到一年）到三、五年不等，这取决于废酸中存在的杂质和硫酸最终浓缩的浓度。也可能在锅底结垢后，由于热冲击而突然损坏。由于频繁检修等导致在检修过程中对环境造成污染并对硫酸造成损失，再者由于在铸铁锅内加热酸产生大量的硫酸铁，造成硝化系统堵塞等不利生产状况。混酸系统由于硫酸铁形成的酸渣每年必须停车清理一次，浪费极大并对排污系统破坏很大，对于防腐设备进水冲洗本身对防腐质量也有一定的损害，其自身浓缩系统由于酸渣随时间增加堵塞会导致硫酸冷却器不能使用。因而锅式浓缩装置存在不可回避的工艺缺陷。

真空浓缩法工艺是在真空条件下操作，工艺的选择是根据可得到的加热介质、冷却水的温度及产品酸要求的浓度和精制程度确定的。对于含有高沸点难挥发性有机杂质的酸，使用相对高温度的工艺将酸浓缩并精制。

真空浓缩法的一个优点是操作温度低，有利于设备材料的选择，在真空状态下，硫酸溶液的沸点可以降低，真空度越高，溶液的沸点越低。但是这样，对真空泵或抽真空风机的要求就较高，增加了操作费用，而为了维持高真空，消耗的能源也就越高。另外，真空法是当前一种比较先进的工艺，其工艺流程也比锅式浓缩法复杂，对技术的要求较高。

采用国产化稀硫酸真空浓缩技术，其技术优点如下：（1）收率高，将各种工业系统中排出的浓度较低的含有不同有机及无机杂质的废硫酸，经蒸发洗涤后使硫酸的m.实验证明，钽的耐腐蚀性非常优良，和玻璃很相似，除了氢氟酸氟发烟硫酸碱外，几乎能耐一切化学介质的腐蚀,这样的情况在金属材料中都是比较罕见的。

在废酸回收系统中，钽是一种较好的耐蚀材料，因为它能在表面生成稳定的氧化膜，在150℃-XX年腐蚀率小于0.01mm，因此钽在硫酸浓缩设备中使用寿命可达XX年左右。

钽是一种稀有难熔金属，比较昂贵，钽合金(钽-钨)也越来越受到人们的重视。从国内外使用来看，钽中增加加适当的钨对耐硫酸腐蚀影不大，同时增加2％-10％的钨可使强度和纯钽相比提高40%，从而允许的钽合金管壁减薄40%，从而节约投资。

（3）石英玻璃石英玻璃是以含二氧化硅物质，如水晶、硅石、四氧化硅为原料高温熔制而成。其二氧化硅含量比普通玻璃高得多，一般石英玻璃二氧化硅含量在99.999%。

石英玻璃具有一系列优良的物理、化学性能：①耐高温。石英玻璃的软化点温度约1730℃，可以在1100℃下长时间使用，短时间最高使用温度可达1450℃。

②耐腐蚀。石英玻璃是良好的耐酸材料，除氢氟酸和300度以上

的热磷酸外，石英玻璃几乎不与其他酸类物质发生化学反应。在高温下，它具有优良的耐硫酸，硝酸，盐酸，王水，中性盐类，碳和硫等侵蚀，耐骤热、骤冷的特性，从而克服了普通玻璃的许多缺点。其耐酸能力是陶瓷的30倍，不锈钢的150倍，尤其是在高温下的化学稳定性，是其它任何工程材料都无法比拟的。

③热稳定性好。它耐高温，耐热震，热膨胀系数特别小，能承受剧烈的温度变化，将石英玻璃加热至1100℃左右，放入常温水中也不会炸裂。

石英玻璃在化工方面具有广泛的应用：可做高温耐酸性气体的燃烧、冷却和通风装置；酸性溶液的蒸发，冷却吸收，贮存装置；盐酸、硝酸、硫酸等的制备和其它物理化学实验用品。以耐腐蚀、化学稳定性优良的石英玻璃为材质制作的浓缩器，采用将80%的废硫酸浓缩到97-98%，质量完全可以达到国家标准。石英玻璃作为一种新型废硫酸浓缩回收装置，投资小，设备占地面积小，操作简单，工人劳动强度低，设备使用寿命长，而且彻底解决了跑、冒、滴、漏难题，可以自动化连续生产，不仅大大提高企业的经济效益，而且更具显著的社会效益。

虽然石英玻璃的耐急冷急热性能均非常好，但和其它物质一起使用，必须考虑到其它物质的膨胀系数，否则就会造成破损。

四、建议：在比较分析了工艺路线和主体设备材质后，我们提出

以下建议，仅供参考。

（1）在工艺路线上，我们认为采用真空法比锅式浓缩法要经济合理。从本文的对比分析不难看出，真空法具有显著的优越性，锅式法是国内最早的、比较传统的废硫酸浓缩工艺，真空法是随后发展起来的一种比较先进的浓缩工艺，其克服了锅式法的许多不足，代表了一种新型的硫酸浓缩工艺发展方向，尽管其初始投资较锅式法大，但其经济性评价不仅要考虑其原始制造成本，还应考虑到后期保养维修，备品备件及相应工作的劳务费及检修、停产损失等，特别是其对环境没有污染，环保压力小，符合绿色循环经济的要求，具有良好的经济效益和社会效益。

（2）在主体设备的材质选择上，通过上文各种耐酸材质的综合比较发现，钽材和石英玻璃要明显优于铸铁设备。因此，我们建议选用钽材和石英玻璃的主体设备。鉴于铸铁设备不可避免的缺陷，选用钽材和石英玻璃已经成为很多成套设备制造商的首选。但是，任何一种材质都不是十全十美的，钽材尽管性能优异但是价格昂贵，这会增加企业的初始投资成本，考虑到钽材设备耐酸腐蚀性强，使用寿命长，维修费用少，是当前浓缩设备材质的主流选择之一，其性价比仍然是相当高的。石英玻璃是一种新型的材质，其优良的特性得到了业内广泛的认可，但是，石英玻璃设备的容积较钽材设备和铸铁设备都要小，一次处理的废酸量少，就目前了解的情况来看，一台石英玻璃浓缩器一次只能处理300kg的废硫酸，如果要处理30000吨/年的废硫酸，则需要多台并联使用，处理设施的占地面积较大。