Tehnologija obrade za oporavak sumporne kiseline

May 11, 2024

Ostavi poruku

Uobičajene tehnike obrade u metalurškim postrojenjima uključuju vakuumsku kristalizaciju parnim mlazom, kristalizaciju zamrzavanjem u koncentraciji isparavanja, polimerni feri sulfat, gvozdene strugotine i difuzionu dijalizu. Postoji i metoda regeneracije željeznog oksida crvenim amonijakom, koja se rjeđe koristi zbog višestruke opreme i velike potrošnje energije. Kapacitet opreme za preradu obično se izražava u količini sumporne kiseline koja se troši godišnje (koncentracija od 98%) za dekapiranje čelika. Generalno, mala oprema troši oko 500t/a, dok velika oprema troši 1000-3000t/a.


Metoda vakuumske kristalizacije parnim mlazom:metoda održavanja određenog stepena vakuuma u isparivaču i kristalizatoru kroz parni mlaz i kondenzator. Kada otpadna tečnost čija je temperatura veća od temperature isparavanja pod ovim stepenom vakuuma prođe, voda u otpadnoj tečnosti isparava u adijabatskom stanju, što dovodi do smanjenja temperature otpadne tečnosti, povećanja koncentracije i odgovarajućeg smanjenja rastvorljivost željeznog sulfata. U isto vrijeme, nova kiselina se dodaje u isparivač kako bi se povećala kiselost otopine i istaložili prezasićeni kristali željeznog sulfata. Tok procesa je prikazan na slici 1. Prednost ove metode je u tome što može podnijeti veliku količinu otpadne tekućine i kontinuirano proizvoditi sedam kristalnih vode željeznog sulfata (FeSO4 • 7H2O) i regenerisanu kiselinu (sadrži 10% do 20% H2SO4 i 44% do 8% FeSO). FeSO4 • 7H2O ima čistoću veću od 95% i sadrži manje od 1% H2SO4. Nema sekundarnog zagađenja. Nedostatak je što je potrebno dodati novu kiselinu u toku obrade, a za svako pranje kiselinom se koristi regenerisana kiselina. Mlaznica injektora pare je sklona habanju i habanju.


Koncentracija isparavanja, metoda kristalizacije zamrzavanjem:Otpadna tekućina se prvo zagrijava u isparivaču, a voda se uklanja vakuumskim isparavanjem kako bi se povećala kiselost i koncentracija željeznog sulfata. Zatim se šalje u rezervoar za kristalizaciju i temperatura otpadne tečnosti se snižava na 0-3 stepen smrznutom slanom vodom kako bi se istaložili kristali željeznog sulfata. Vrijeme kristalizacije smrzavanja je općenito 2 sata. Prednosti ove metode su u tome što može preraditi veliku količinu otpadne tekućine, ima visoku efikasnost isparavanja i proizvodi sedam kristalnih vode željeznog sulfata. Tokom procesa obrade nije potrebna nova kiselina, a nova kiselina se direktno koristi za kiseljenje čelika. Regenerisana kiselina sadrži 16% do 20% H2SO4 i 5,5% do 7% FeSO4. FeSO4 • 7H2O ima čistoću veću od 95% i sadrži manje od 1% H2SO4. Nedostatak je što je potreban kompletan set opreme kao što je zamrzivač, što zahtijeva velika ulaganja, visoke troškove i složen rad. Grafitni isparivači su skloni blokiranju kristalima željeznog sulfata. Bakarna cijev u spremniku za kristalizaciju je nagrizena kiselinom i ima kratak vijek trajanja, što zahtijeva čestu zamjenu.


Metoda polimernog feri sulfata:Najprije se otpadna tekućina prethodno tretira, zatim oksidira kisikom, a NaNO2 se koristi kao katalizator za stvaranje bazičnog feri sulfatnog polimera, odnosno polimernog željeznog sulfata, koji se koristi kao sredstvo za pročišćavanje vode. Tok procesa je prikazan na slici 3. Ova metoda može da se nosi sa otpadnim tečnostima koje nastaju u različitim situacijama, sa povremenim radom i proizvodnim ciklusom od 2 sata. Polimerni feri sulfat sadrži 12,5% do 13,5% Fe2O3, količine Fe2+ u tragovima, gustina od 1,45 do 1,50g/cm3, alkalnost od 10% do 13%, i pH vrijednost od 0,5 do 1,0. Njegova procesna oprema je jednostavna, sa malim ulaganjem i bez sekundarnog zagađenja.


Metoda gvozdenih strugotina:Slobodna kiselina u otpadnoj tečnosti reaguje sa gvozdenim strugotinama da bi se formirao gvožđe sulfat, koji se zatim koncentriše grejanjem i prirodno hladi da bi kristalizovao i taložio. Ova metoda ima ozbiljno zagađenje okoliša, visok intenzitet rada, a ispuštena zaostala tekućina sadrži oko 0.15% H2SO4 i 421% FeSO, što zahtijeva tretman neutralizacije. Primjenjivo samo za tretman male količine otpadne tekućine.


Metoda difuzijske dijalize:korištenjem membrane za izmjenu jona, difuzionom dijalizom, za odvajanje slobodnih kiselina i željeznog sulfata u otpadnoj tekućini. Ima nisku potrošnju energije i jednostavan rad. Regenerisana kiselina sadrži 140~180g/L H2SO4 i ne više od 10g/L FeSO4. Preostali rastvor sadrži 20-30g/L H2SO4 i 10-120g/L FeSO4, i zahteva tretman neutralizacije. Pogodno za tretman male količine otpadne tekućine i otpadne tekućine od dekisiranja limova od silikonskog čelika.