我國首創(chuàng)廢硫酸/石膏制酸工藝

    1月21日，山東魯北企業(yè)集團總公司完成的廢硫酸—石膏資源化利用技術(shù)開發(fā)與示范項目通過了中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。該成果一舉解決了廢硫酸和工業(yè)副產(chǎn)石膏處理兩大難題。中國工程院院士金涌等鑒定專家一致認為，該成果在廢硫酸—石膏聯(lián)合制酸方面屬國內(nèi)外首創(chuàng)，整體技術(shù)達到國際先進水平，建議進一步優(yōu)化工藝技術(shù)參數(shù)，擴大應(yīng)用范圍。
 
　　鑒定委員會認為，該項目在研究烷基化、鈦白粉等工業(yè)廢硫酸性質(zhì)及分解特點的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地將廢硫酸分解與石膏制硫酸和水泥工藝耦合，開發(fā)了廢硫酸-石膏聯(lián)合生產(chǎn)硫酸成套工藝技術(shù)，實現(xiàn)了廢硫酸經(jīng)濟回收處理和廢石膏資源化利用，取得了較好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。

　　據(jù)了解，我國硫資源嚴重缺乏，硫的進口依存度已達到60%，占世界硫貿(mào)易的37%～40%。硫資源緊張嚴重制約了我國硫酸工業(yè)及延伸產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。而且，在我國的硫酸生產(chǎn)中，以硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣為原料生產(chǎn)的硫酸占硫酸生產(chǎn)總量的98%以上，以石膏和廢酸熱裂解生產(chǎn)的硫酸不足2%。與此同時，我國每年廢硫酸排放量已經(jīng)接近2000萬噸，現(xiàn)行的熱裂解處理方式不僅投資大，而且成本極高，硫酸生產(chǎn)成本在650～680元/噸。另據(jù)統(tǒng)計，2013年我國工業(yè)副產(chǎn)石膏產(chǎn)生量已超1.84億噸，受資源化利用技術(shù)、經(jīng)濟等條件限制，目前我國約52%的工業(yè)副產(chǎn)石膏被堆放，其累積堆存量已超過5億噸。

　　為解決我國廢酸和廢石膏產(chǎn)生量大且難處理的問題，魯北集團結(jié)合石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置，利用其回轉(zhuǎn)窯進行了裂解工業(yè)廢硫酸的研究、試驗、技術(shù)改造及長時間試燒，裝置最大化噴燒烷基化廢硫酸等廢酸，兩條窯廢硫酸噴燒總量控制在32噸/時左右，硫酸生產(chǎn)成本僅275元/噸?？萍疾樾嘛@示，目前國內(nèi)外未見有與該項目查新點相同的文獻報道。

　　目前，該公司已經(jīng)建成了24萬噸/年廢硫酸-60萬噸/年石膏聯(lián)合生產(chǎn)硫酸、水泥熟料工業(yè)裝置，并已運行一年。研究人員通過不斷優(yōu)化各原料配比和工藝技術(shù)參數(shù)，提高了窯氣中SO2的濃度，降低了硫酸生產(chǎn)成本；研制的新型廢硫酸噴槍成功裝備在分解石膏生料的回轉(zhuǎn)窯上，實現(xiàn)了多點穩(wěn)定噴酸，廢硫酸分解率≥99.95%，石膏分解率≥98.5%。該項目現(xiàn)已實現(xiàn)40萬噸/年硫酸、30萬噸/年水泥的產(chǎn)能。

我國廢硫酸年排放近2000萬噸

艾麗

　　多數(shù)人認為機動車排放尾氣對PM2.5貢獻率在20%～30%，因此，國內(nèi)外許多煉化企業(yè)傾向于生產(chǎn)更多高辛烷值汽油，以減少尾氣排放對環(huán)境的污染。為了改善汽油品質(zhì)，煉油廠需要加入液化氣烷基化后形成的輕烴化油。該過程通常采用濃硫酸作為催化劑，經(jīng)過凈化洗滌、吸收，硫酸濃度逐漸降低，每生產(chǎn)1噸烴化油約產(chǎn)生0.1噸的廢硫酸。由于國內(nèi)硫酸法烷基化裝置一擁而上，每年烷基化的排出廢硫酸超過100萬噸，且呈逐年增加趨勢。廢硫酸成分除含80%～95%的硫酸外，還含有3%～8%的有機物。烷基化廢酸呈黑色黏稠狀，腐蝕性強，對環(huán)境危害極大，無再利用價值，必須處理。再加上鈦白廢酸、酸洗廢酸等其他工業(yè)廢硫酸，目前國內(nèi)每年廢硫酸排放量近2000萬噸。

　　全球各大公司對廢酸的處理作了長期大量的研究，已有幾條較成熟的技術(shù)，有的已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化。他們從廢硫酸再生、凈化、利用的目的出發(fā)，對廢酸進行處理，主要利用形式包括直接利用、硫資源回收、有機物脫碳再生等。

　　目前，最主流的處理方法是把廢硫酸中的硫資源以三氧化硫、二氧化硫或硫元素形態(tài)回收。該方法的傳統(tǒng)處理方式是建設(shè)熱裂解裝置，用天然氣（或燃料油）在裂解爐中燃燒放熱，以廢硫酸制酸。這一技術(shù)盡管已成熟，但存在投資大、成本極高的問題。

　　廢硫酸中的有機物脫碳再生方法是采用溶劑抽提有機物或強氧化劑氧化，分出或轉(zhuǎn)化廢酸中的有機物，使廢酸復新、重復使用。該技術(shù)雖然可行，但因為成本更高，還未形成大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。