磺化装置废硫酸安全无害化处理

磺化装置废硫酸安全无害化处理

洗涤剂行业主要指生产洗涤剂和液体洗涤剂的公司。无论固体还是液体洗涤产品生产所需的原料中，起关键作用的原料即活性物成分是表面活性剂，最常用的阴离子表面活性剂有十二烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇硫酸钠(K12)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、α-烯烃磺酸盐(AOS)、脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)等1二烷基苯磺酸缩合反应以用量最大的十二烷基苯磺酸为例，其主要生产工艺为:固体硫磺先经熔硫槽用蒸汽间接加热融化为液体(若外来的是液体硫磺可直接使用)，计量打入燃硫炉燃烧产生二氧化硫，二氧化硫经冷却进入转化塔在催化剂作用下转化为三氧化硫，三氧化硫经二级冷却和过滤后进入多管膜式磺化反应器顶部，与顶侧进入的十二烷基苯一起沿膜管往下流动，并进行接触反应，反应物十二烷基苯磺酸与管内气体从磺化器底部出来进入气液分离器，分离器底部分离出来的液体经老化器和水解器后即为成品十二烷基苯磺酸。分离器顶部出来的气体经旋风分离器后依次进入静电除雾器和碱洗塔，除去其中的微量二氧化硫、三氧化硫和酸雾后高空排放。二氧化硫燃烧需要的干燥空气由罗茨风机产生，依次进入循环水冷却器和乙二醇冷却器冷却，再进入硅胶干燥器深度干燥，制得露点为-60℃以下的干燥空气用于燃硫和转化塔三四级的冷却稀释风。十二烷基苯磺酸生产所涉及的主要化学反应式如下:2滤过单一过滤器尽管硫磺燃烧生成二氧化硫和二氧化硫再经催化氧化转化为三氧化硫所需用的氧气都是由深度干燥的空气提供的，但无论空气露点如何低，仍不可避免的含有微量水分，这部分水分经三氧化硫冷却器后或者在磺化装置停车后，均会与三氧化硫反应以废发烟硫酸的形式从三氧化硫冷却器底部流出来，进入专门的废硫酸储罐中。三氧化硫气体进入膜式磺化反应器前要经过一个致密的过滤器，把其中夹带的酸雾过滤下来，也以废发烟硫酸的形式流入下面的同一废硫酸储罐中。一般企业为了减少设备投资，通常用的三氧化硫冷却器都是碳钢材料制作的，尽管碳钢耐发烟硫酸腐蚀，但每套磺化装置都存在开停车的情况，因此碳钢被酸性腐蚀是难免的，由于铁离子的存在，这部分废硫酸一般都有较深的颜色，且不好通过销售处理。磺化装置中产生的这部分废硫酸常见的处理办法有两种:一是用泵直接打入磺化装置尾气处理工序配套的碱洗塔中，与液碱中和变为含有硫酸钠的废水。二是积攒到一定量后卖给有危废处理资质的公司处理。这两种方法看似都没有太大问题，但实际中，还是不同程度存在一些现实性的问题和处理成本高的问题。第一种方法，产生的含硫酸钠的废水因为带有较深的颜色(铁离子导致的)，没法直接用于洗涤剂(洗衣粉)的配料生产中，若排到污水处理站，常规的生化处理工艺很难处理这部分高盐废水，能处理的也会大大增加污水的处理成本。第二种方法，有危废资质的单位可以处理，但废硫酸在倒运过程中会存在较大的危险性和环境污染，有资质的单位处理收费也很高，造成企业处理这部分废硫酸的成本提高，直接影响经济效益。废酸产生所涉及的化学反应式:3废酸水液系统本方法与装置笔者作为第一发明人已获得国家实用新型专利证书生产洗衣粉的喷粉车间通常采用的是高塔喷雾干燥工艺，这需要把各种固体原料和液体原料以及工艺水先混合制备成料浆，然后再经高压泵和喷粉塔去喷雾干燥生产洗衣粉，而配料中的原料有大量的硫酸钠和工艺水。磺化废硫酸经该工艺装置进行中和处理，可使废物转变为硫酸钠和清水，直接用于洗衣粉的配料生产中，不仅做到对废酸的无害化处理，变废为宝，而且能节约原料硫酸钠和自来水，降低生产成本。处理过程所涉及的化学反应式:处理工艺描述:磺化车间循环冷却水的部分排水，利用余压直接定量进入多级静态混合反应器(6)的进水口一端，废酸则从多级静态混合反应器(6)前端一侧的进酸口定量进入，经与定量的部分循环水排水在多级静态混合反应器(6)的前半段混合稀释后，再与在多级静态混合反应器(6)后半段一侧的进碱口进入的液碱混合，混合后的液体边流动边进行酸碱中和反应，反应完成后废酸中的有害成分(硫酸、三氧化硫、二氧化硫、铁锈等)转变成了含有硫酸钠、亚硫酸钠和微量氢氧化亚铁的废水液。出多级静态混合反应器(6)的废水液连续进入重力沉降水槽(7)，随着废水流动，经过一定的停留时间(20～24h)，其中的亚硫酸钠和氢氧化亚铁分别与空气中的氧气接触反应，转化为溶于水的硫酸钠和不溶于水的氢氧化铁，随着废水流动，氢氧化铁则会慢慢沉降下来，并沉积于水槽底部;其中溶有硫酸钠的上层清水，被清水泵输送到喷粉车间做洗衣粉配制料浆使用，水槽底沉积物则可间歇挖出作为污水处理的絮凝剂或者作为一般工业固废处理，从而使废酸得到了安全无害化的处理。电控系统(9)的PLC能够控制图1中的液碱输送泵(2)、废酸计量输送泵(3)和清水输送泵(8)的开停，以及废酸中和后废水pH值的显示和废酸流量的调整;根据设定的废水pH值，由在线pH计输出信号来控制液碱泵的加碱量。4杂质质量薄弱根据我公司现有十二烷基苯磺酸生产装置的情况，每年大约产生40t废硫酸，这种废酸中由于含有一些铁质等杂质，色泽不好，难以作为副产品对外销售，也不能随便进行排放处理。按照环保规定，需要由有资质的单位进行规范处理，但现在处理费高达6000元/t，因此研发了这样一种新的处理方法，每年不仅可节省危废处理费用24万元，还可节约原料费用约3万元，经济效益和安全环保效益比较明显。5可回用洗涤剂生产本文所述的磺化废硫酸无害化处理方法先进可行，使用该方法能将十二烷基苯磺酸生产过程中产生的废硫酸进行安全无害化处理，得到处理后的产物可回用到洗衣粉生产中，降低原料消耗和废物排放。同时提供的磺化废硫酸无害化处理装置，设计合理