一种高COD含盐稀酸再生制备氯磺酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种高COD含盐稀酸再生制备氯磺酸的方法，包括如下步骤：稀酸浓缩：来自各生产工段提供的稀硫酸废液，经蒸发浓缩至硫酸的最终浓度≥70%；稀酸裂解：利用硫磺和天然气燃烧的热量分解步骤（1）浓缩的硫酸，产生的高危烟气经废热回收和烟气净化后采用“3+2”式两次转化、两次吸收，制得105%硫酸和98%硫酸；氯磺酸合成：利用步骤（2）产生的余热蒸发105%硫酸制取三氧化硫气体，采用气体三氧化硫氯化氢气体反应制得氯磺酸成品。本发明专利技术工艺流程简单，操作简单，效果明显，优化了处理结果。

【技术实现步骤摘要】
一种高COD含盐稀酸再生制备氯磺酸的方法
本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种高COD含盐稀酸再生制备氯磺酸的方法。
技术介绍
硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用。在许多生产过程中，硫酸的利用率很低，大量的硫酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。在许多有机反应，特别是染料合成中，常用浓硫酸作催化剂或溶剂。在这些有机反应中，浓硫酸自身不参加反应，最后以30-50％wt的废酸水排放，含有大量的有机物，回收利用困难。这类废酸水具有高色度、高酸度、高COD、低B/C值等特点。根据废酸、废水组成和治理目标的差异，目前国内外采用的治理方法大致可分为三大类：1、回收再用：如果硫酸浓度较高，可去除废酸中杂质，对废酸增浓后回收利用，常规处理方法有浓缩法(许俊生，三氯乙醛合成过程中废硫酸的综合利用，化工环保，993,5(06):374-374.)、氧化法(杨润昌，有机化工废硫酸的催化氧化研究，湘潭大学自然科学学报，1999,21(04):74-77.)、萃取法(张海江，蒽醌生产中废硫酸的萃取脱色处理，环境污染与防治，2000,22(01):22-23.)和结晶法(杨代生，采取废硫酸液冷却结晶分离法生产硫酸亚铁，四川冶金，2007,29(1):33-34.)；2、综合利用(郑洪，利用钛白粉厂废硫酸制取硫酸铵的研究，钛工业进展，2000(06):40-42.)：原工序中已无法再直接使用废硫酸，可以考虑用于对硫酸质量要求不高的其它生产工序中；3、中和处理：对于硫酸浓度很低，水量较大的废水，由于回收硫酸的价值不高，也难以进行综合利用，可用石灰或废碱进行中和。上述这些方法不但成本高，还可能造成环境污染或资源浪费。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高COD含盐稀酸再生制备氯磺酸的方法，专门针对染料合成工艺中产生的硫酸废水，浓缩得到较高浓度的硫酸，用于生产较高附加值的氯磺酸，工艺流程简单、反应条件温和，操作简单，效果明显，具有一定经济效益，符合绿色循环经济的要求。为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种技术方案是：一种高COD含盐稀酸再生制备氯磺酸的方法，包括如下步骤：(1)稀酸浓缩：来自各生产工段提供的稀硫酸废液，经蒸发浓缩至硫酸的最终浓度≥70％；(2)稀酸裂解：利用硫磺和天然气燃烧的热量分解步骤(1)浓缩的硫酸，产生的SO2炉气经废热回收和烟气净化后采用“3+2”式两次转化、两次吸收，制得105％硫酸和98％硫酸；(3)氯磺酸合成：利用步骤(2)产生的余热蒸发105％硫酸制取三氧化硫气体，采用三氧化硫气体和氯化氢气体反应制得氯磺酸成品。“3+2”式两次转化、两次吸收是指五层转化塔中，第一二三层进行一次转化，第四五层二次转化，每次转化伴随着一次吸收的方法。优选地，所述步骤(2)具体包括如下步骤：1)熔硫焚烧：对硫磺加热液化形成液硫，加压后的液硫喷入焚烧炉进行燃烧；同时经升压后的常温空气经空气换热器与焚烧炉炉气换热后的热空气与天然气和液硫一起进入焚烧炉燃烧，步骤(1)得到的浓硫酸喷入焚烧炉中高温分解，从焚烧炉出来SO2炉气经空气换热器降温后进入净化步骤；2)净化SO2炉气采用动力波洗涤器、填料洗涤塔、一级电除雾器、二级电除雾器酸洗净化流程，净化后的炉气经过干燥后，使炉气中水分降至0.1g/Nm3以下，然后送入转化步骤；3)转化：干燥后的SO2炉气经换热器换热后进入转化器转化为SO3，第一次转化的SO2送入烟酸塔产105％硫酸，经吸收后的SO2经过第二次转化后送去干吸步骤产98％硫酸；4)干吸：转化器三段出来的气体进入烟酸塔吸收后，气体由烟酸塔出气口进入第一吸收塔进气口，由第一吸收塔出气口再次进入转化器四段，气体由转化器五段进入第二吸收塔，后由第二吸收塔出气口进入尾气吸收塔处理，经过吸收后的尾气通过烟囱排放。进一步优选地，熔硫焚烧步骤中焚烧炉的炉内温度控制在1000-1200℃，从焚烧炉出来的SO2炉气，进入空气换热器，将炉气温度降为300-400℃后，炉气进入净化步骤。进一步优选地，净化步骤中所述动力波稀酸板式换热器和填料塔一级板式换热器采用循环水冷却，填料塔二级板式换热器采用冷冻水冷却，从电除雾器出来的炉气中酸雾<0.005g/m3。进一步优选地，转化步骤中转化器为五段转化器，转化器内装填有含五氧化二钒的催化剂，第一次转化在转化器一、二、三段进行，转化率达到95％，第二次转化在转化器四、五段进行，转化率达到99.7％以上。进一步优选地，干吸步骤中在烟酸塔和吸收塔内产生的热量，由各自的循环酸带走，并在各自的浓酸换热器内用冷却水移去热量。优选地，步骤(1)中来自各生产工段提供浓度为20-50％的稀硫酸废液，经预热器升温至80-85℃后，经三效强制循环蒸发器浓缩至硫酸的最终浓度≥70％。优选地，步骤(3)中的氯化氢气体由对位酯生产线产生的副产物盐酸和生产氯磺酸吸收尾气产生的盐酸解析制得，解析得到的稀盐酸由稀酸罐储存，由稀酸泵送回对位酯车间。优选地，步骤(3)的具体操作为：来自盐酸解析的氯化氢气体经干燥后，分成两部分，一部分进入合成塔与利用步骤(2)产生的余热蒸发105％硫酸制取的三氧化硫气体反应，温度在145-180℃生成粗氯磺酸产品；一部分进入辅助塔与粗氯磺酸产品进一步反应生成合格的氯磺酸产品，在辅助塔内未反应完的氯化氢气体再次进入合成塔内继续参与反应，尾气经尾气吸收装置处理后通过烟囱排放。进一步优选地，在进行氯磺酸合成时，来自步骤(2)中第二次转化后的部分三氧化硫气体进入合成塔，用于提高进入合成塔的氯化氢气体温度，保证合成所需要的最低温度。由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术专门针对染料合成工艺中产生的硫酸废水，浓缩得到较高浓度的硫酸，用于生产较高附加值的氯磺酸，工艺流程简单、反应条件温和，操作简单，效果明显，具有良好的经济效益。通过将硫酸浓度70％的高COD含盐稀酸裂解再生，和目前使用硫酸浓度85％以上的高COD稀酸裂解再生相比，具有如下的明显优势：1.浓缩至70％每蒸发1吨水耗蒸汽0.75吨，超过70％每蒸发1吨水需耗1.5～2吨蒸汽，本专利技术环保优势明显；2.因为低于70％浓度可选用石墨材质，大于70％浓度需用贵金属钽材，本专利技术设备成本极大降低。此外，利用步骤(2)空气换热器产生的余热蒸发105％硫酸制取三氧化硫气体，部分三氧化硫气体经冷却后制备成液体三氧化硫，部分气体三氧化硫和氯化氢气体反应制得氯磺酸成品。特点是氯化氢气体由对位酯生产线产生的副产物盐酸和生产氯磺酸吸收尾气产生的盐酸解析制得，蒸发105％硫酸制取三氧化硫气体是由稀酸裂解再生装置的空气换热器产生的余热蒸发。将染料各生产工段提供的稀硫酸废液和对位酯生产线产生的副产物盐酸综合利用生产成品氯磺酸和液体三氧化硫再作为生产原料，形成循环经济，没有稀硫酸废液和副产物盐酸输出，降低了生产成本。充分利用稀酸裂解再生装置的空气换热器产生的余热稀酸裂解再生装置的空气换热器产生的余热105％硫酸制取三氧化硫气体，充分利用各工段的热量，做到物料和能量的充分利用。附图说明图1为本专利技术稀酸浓缩步骤的流程示意图；图2为本专利技术熔硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高COD含盐稀酸再生制备氯磺酸的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)稀酸浓缩：来自各生产工段的稀硫酸废液，经蒸发浓缩至硫酸的最终浓度≥70％；(2)稀酸裂解：利用硫磺和天然气燃烧的热量分解步骤(1)浓缩的硫酸，产生的炉气经空气换热器降温并净化后采用“3+2”式两次转化、两次吸收后，分别制得105％硫酸和98％硫酸；(3)氯磺酸合成：利用步骤(2)产生的余热蒸发105％硫酸制取三氧化硫气体，采用三氧化硫气体与氯化氢气体反应制得氯磺酸成品。

【技术特征摘要】
1.一种高COD含盐稀酸再生制备氯磺酸的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)稀酸浓缩：来自各生产工段的稀硫酸废液，经蒸发浓缩至硫酸的最终浓度≥70％；(2)稀酸裂解：利用硫磺和天然气燃烧的热量分解步骤(1)浓缩的硫酸，产生的炉气经空气换热器降温并净化后采用“3+2”式两次转化、两次吸收后，分别制得105％硫酸和98％硫酸；(3)氯磺酸合成：利用步骤(2)产生的余热蒸发105％硫酸制取三氧化硫气体，采用三氧化硫气体与氯化氢气体反应制得氯磺酸成品。2.根据权利要求1所述的高COD含盐稀酸再生制备氯磺酸的方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括如下步骤：1)熔硫焚烧：经升压后的常温空气经空气换热器与焚烧炉炉气换热后，形成的热空气与天然气和硫磺加热液化形成的液硫一起喷入焚烧炉进行燃烧，将步骤(1)得到的浓硫酸喷入焚烧炉中高温分解，从焚烧炉出来SO2炉气经空气换热器降温后进入净化步骤；2)净化：SO2炉气采用动力波洗涤器、填料洗涤塔、电除雾器、酸洗净化流程，净化后的炉气经过干燥后，使炉气中水分降至0.1g/Nm3以下，然后送入转化步骤；3)转化：干燥后的SO2炉气经换热器换热后进入转化器转化为SO3，第一次转化的SO2送入烟酸塔产105％硫酸，经吸收后的SO2经过第二次转化后送去干吸步骤产98％硫酸；4)干吸：转化器三段出来的气体进入烟酸塔吸收后，气体由烟酸塔出气口进入第一吸收塔进气口，由第一吸收塔出气口再次进入转化器四段，气体由转化器五段进入第二吸收塔，后由第二吸收塔出气口进入尾气吸收塔处理，经过吸收后的尾气通过烟囱排放。3.根据权利要求2所述的高COD含盐稀酸再生制备氯磺酸的方法，其特征在于：所述熔硫焚烧步骤中焚烧炉的炉内温度控制在1000-1200℃，从焚烧炉出来的SO2炉气，进入空气换热器，将炉气温度降为300-400℃后，炉气进入净化步骤。4.根据权利要求2所述的高COD含盐稀酸再生制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵卫国，吴玉生，
申请(专利权)人：泰兴锦汇化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32