我国首创废硫酸、石膏联合制酸工艺

    1月21日，山东鲁北企业集团总公司完成的废硫酸—石膏资源化利用技术开发与示范项目通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。该成果一举解决了废硫酸和工业副产石膏处理两大难题。中国工程院院士金涌等鉴定专家一致认为，该成果在废硫酸—石膏联合制酸方面属国内外首创，整体技术达到国际先进水平，建议进一步优化工艺技术参数，扩大应用范围。
　  鉴定委员会认为，该项目在研究烷基化、钛白粉等工业废硫酸性质及分解特点的基础上，创新性地将废硫酸分解与石膏制硫酸和水泥工艺耦合，开发了废硫酸-石膏联合生产硫酸成套工艺技术，实现了废硫酸经济回收处理和废石膏资源化利用，取得了较好的经济、社会和环境效益。
　　据了解，我国硫资源严重缺乏，硫的进口依存度已达到60%，占世界硫贸易的37%～40%。硫资源紧张严重制约了我国硫酸工业及延伸产业的健康发展。而且，在我国的硫酸生产中，以硫黄、硫铁矿和冶炼烟气为原料生产的硫酸占硫酸生产总量的98%以上，以石膏和废酸热裂解生产的硫酸不足2%。与此同时，我国每年废硫酸排放量已经接近2000万吨，现行的热裂解处理方式不仅投资大，而且成本极高，硫酸生产成本在650～680元/吨。另据统计，2013年我国工业副产石膏产生量已超1.84亿吨，受资源化利用技术、经济等条件限制，目前我国约52%的工业副产石膏被堆放，其累积堆存量已超过5亿吨。
　　为解决我国废酸和废石膏产生量大且难处理的问题，鲁北集团结合石膏制硫酸联产水泥装置，利用其回转窑进行了裂解工业废硫酸的研究、试验、技术改造及长时间试烧，装置最大化喷烧烷基化废硫酸等废酸，两条窑废硫酸喷烧总量控制在32吨/时左右，硫酸生产成本仅275元/吨。科技查新显示，目前国内外未见有与该项目查新点相同的文献报道。
　　目前，该公司已经建成了24万吨/年废硫酸-60万吨/年石膏联合生产硫酸、水泥熟料工业装置，并已运行一年。研究人员通过不断优化各原料配比和工艺技术参数，提高了窑气中SO2的浓度，降低了硫酸生产成本;研制的新型废硫酸喷枪成功装备在分解石膏生料的回转窑上，实现了多点稳定喷酸，废硫酸分解率≥99.95%，石膏分解率≥98.5%。该项目现已实现40万吨/年硫酸、30万吨/年水泥的产能。
    我国废硫酸年排放量近2000万吨，处理成本极高
　　多数人认为机动车排放尾气对PM2.5贡献率在20%～30%，因此，国内外许多炼化企业倾向于生产更多高辛烷值汽油，以减少尾气排放对环境的污染。为了改善汽油品质，炼油厂需要加入液化气烷基化后形成的轻烃化油。该过程通常采用浓硫酸作为催化剂，经过净化洗涤、吸收，硫酸浓度逐渐降低，每生产1吨烃化油约产生0.1吨的废硫酸。由于国内硫酸法烷基化装置一拥而上，每年烷基化的排出废硫酸超过100万吨，且呈逐年增加趋势。废硫酸成分除含80%～95%的硫酸外，还含有3%～8%的有机物。烷基化废酸呈黑色黏稠状，腐蚀性强，对环境危害极大，无再利用价值，必须处理。再加上钛白废酸、酸洗废酸等其他工业废硫酸，目前国内每年废硫酸排放量近2000万吨。
　　全球各大公司对废酸的处理作了长期大量的研究，已有几条较成熟的技术，有的已经实现工业化。他们从废硫酸再生、净化、利用的目的出发，对废酸进行处理，主要利用形式包括直接利用、硫资源回收、有机物脱碳再生等。
　　目前，最主流的处理方法是把废硫酸中的硫资源以三氧化硫、二氧化硫或硫元素形态回收。该方法的传统处理方式是建设热裂解装置，用天然气(或燃料油)在裂解炉中燃烧放热，以废硫酸制酸。这一技术尽管已成熟，但存在投资大、成本极高的问题。
    废硫酸中的有机物脱碳再生方法是采用溶剂抽提有机物或强氧化剂氧化，分出或转化废酸中的有机物，使废酸复新、重复使用。该技术虽然可行，但因为成本更高，还未形成大规模的工业化生产。