Prosessteknologi for svovelsyregjenvinning

May 11, 2024

Legg igjen en beskjed

De ofte brukte prosesseringsteknikkene i metallurgiske anlegg inkluderer dampstrålevakuumkrystallisering, frysekrystallisering ved fordampningskonsentrasjon, polymert jernsulfat, jernspon og diffusjonsdialyse. Det er også jernoksidrød ammoniakkregenereringsmetoden, som er mindre vanlig på grunn av dets mange utstyr og høye energiforbruk. Kapasiteten til prosessutstyr uttrykkes vanligvis i form av mengden svovelsyre som forbrukes per år (konsentrasjon på 98%) for beising av stål. Vanligvis bruker lite utstyr rundt 500 tonn/år, mens stort utstyr bruker 1000-3000 tonn/år.


Dampstrålevakuumkrystalliseringsmetode:en metode for å opprettholde en viss grad av vakuum i fordamperen og krystallisatoren gjennom en dampstråle og kondensator. Når avfallsvæsken med en temperatur høyere enn fordampningstemperaturen under denne vakuumgraden passerer gjennom, fordamper vannet i avfallsvæsken i adiabatisk tilstand, noe som resulterer i en reduksjon i avfallsvæsketemperaturen, en økning i konsentrasjonen og en tilsvarende reduksjon i løseligheten til jernsulfat. Samtidig tilsettes ny syre til fordamperen for å øke surheten til løsningen og utfelle de overmettede jernsulfatkrystallene. Prosessflyten er vist i figur 1. Fordelen med denne metoden er at den kan håndtere en stor mengde avfallsvæske og kontinuerlig produsere syv krystallvann jernholdig sulfat (FeSO4 • 7H2O) og regenerert syre (inneholder 10 % til 20 % H2SO4 og 44 % til 8 % FeSO). FeSO4 • 7H2O har en renhet større enn 95 % og inneholder mindre enn 1 % H2SO4. Ingen sekundær forurensning. Ulempen er at ny syre må tilsettes under behandlingen, og all syrevask bruker regenerert syre. Dampinjektordysen er utsatt for slitasje.


Fordampningskonsentrasjon frysekrystalliseringsmetode:Avfallsvæsken varmes først opp i fordamperen, og vannet fjernes ved vakuumfordampning for å øke surheten og konsentrasjonen av jernsulfat. Deretter sendes den til krystalliseringstanken og temperaturen på avfallsvæsken senkes til 0-3 grad med frossent saltvann for å felle ut jernholdige sulfatkrystaller. Frysekrystalliseringstiden er vanligvis 2 timer. Fordelene med denne metoden er at den kan behandle en stor mengde avfallsvæske, har høy fordampningseffektivitet og produserer syv krystallvann jernholdig sulfat. Under behandlingsprosessen er det ikke nødvendig med ny syre, og den nye syren brukes direkte til stålbeising. Regenerert syre inneholder 16 % til 20 % H2SO4 og 5,5 % til 7 % FeSO4. FeSO4 • 7H2O har en renhet større enn 95 % og inneholder mindre enn 1 % H2SO4. Ulempen er at det krever et komplett sett med utstyr som en fryser, som krever store investeringer, høye kostnader og kompleks drift. Grafittfordampere er utsatt for blokkering av jernholdige sulfatkrystaller. Kobberrøret i krystalliseringstanken er korrodert av syre og har kort levetid, noe som krever hyppig utskifting.


Polymer jernsulfatmetode:Først blir avfallsvæsken forbehandlet, deretter oksidert med oksygen, og NaNO2 brukes som en katalysator for å generere grunnleggende jernsulfatpolymer, nemlig polymert jernsulfat, som brukes som vannrensemiddel. Prosessflyten er vist i figur 3. Denne metoden kan håndtere avfallsvæsker som genereres i ulike situasjoner, med intermitterende drift og en produksjonssyklus på 2 timer. Polymert jern(III)sulfat inneholder 12,5 % til 13,5 % Fe2O3, spormengder av Fe2+, en tetthet på 1,45 til 1,50g/cm3, en alkalitet på 10% til 13 %, og en pH-verdi på 0,5 til 1,0. Prosessutstyret er enkelt, med lav investering og ingen sekundær forurensning.


Metode for jernspon:Den frie syren i avfallsvæsken reagerer med jernspon for å danne jernsulfat, som deretter konsentreres ved oppvarming og naturlig avkjøles for å krystallisere og utfelles. Denne metoden har alvorlig miljøforurensning, høy arbeidsintensitet, og restvæsken som slippes ut inneholder omtrent 0,15 % H2SO4 og 421 % FeSO, som krever nøytraliseringsbehandling. Gjelder kun for behandling av lite avfallsvæskevolum.


Diffusjonsdialysemetode:ved bruk av ionebyttermembran, diffusjonsdialyse, for å separere frie syrer og jernsulfat i avfallsvæske. Den har lavt energiforbruk og enkel betjening. Regenerert syre inneholder 140~180g/L H2SO4 og ikke mer enn 10g/L FeSO4. Den gjenværende løsningen inneholder 20-30g/L H2SO4 og 10-120g/L FeSO4, og krever nøytraliseringsbehandling. Egnet for behandling av lavt avfallsvæskevolum og silisiumstålbeiseavfallsvæske.