1月21日，山東魯北企業(yè)集團(tuán)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(xiàng)目通過了中國石油和化學(xué)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(rèn)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(dá)到國際先進(jìn)水平，建議進(jìn)一步優(yōu)化工藝技術(shù)參數(shù)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
鑒定委員會認(rèn)為，該項(xiàng)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)了廢硫酸經(jīng)濟(jì)回收處理和廢石膏資源化利用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。
據(jù)了解，我國硫資源嚴(yán)重缺乏，硫的進(jìn)口依存度已達(dá)到60%，占世界硫貿(mào)易的37%～40%。硫資源緊張嚴(yán)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(shí)，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(jì)，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(jì)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(tuán)結(jié)合石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置，利用其回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行了裂解工業(yè)廢硫酸的研究、試驗(yàn)、技術(shù)改造及長時(shí)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(shí)左右，硫酸生產(chǎn)成本僅275元/噸。科技查新顯示，目前國內(nèi)外未見有與該項(xiàng)目查新點(diǎn)相同的文獻(xiàn)報(bào)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(yùn)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(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)穩(wěn)定噴酸，廢硫酸分解率≥99.95%，石膏分解率≥98.5%。該項(xiàng)目現(xiàn)已實(shí)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
多數(shù)人認(rèn)為機(jī)動車排放尾氣對PM2.5貢獻(xiàn)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(jī)物。烷基化廢酸呈黑色黏稠狀，腐蝕性強(qiáng)，對環(huán)境危害極大，無再利用價(jià)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(shí)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(jìn)行處理，主要利用形式包括直接利用、硫資源回收、有機(jī)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(jī)物脫碳再生方法是采用溶劑抽提有機(jī)物或強(qiáng)氧化劑氧化，分出或轉(zhuǎn)化廢酸中的有機(jī)物，使廢酸復(fù)新、重復(fù)使用。該技術(shù)雖然可行，但因?yàn)槌杀靖撸€未形成大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
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