Сірчана кислота є найважливішим продуктом хімічної промисловості як за обсягом виробництва, так і по раз-нообразія областей застосування. Великими споживачами сірчаної кислоти є хімічна і нафтохімічна про- промисловість, металургія, машинобудування, сільське господарство та інші галузі.
Щорічно в країні утворюється 2 млн. Т відпрацьованої сірчаної кислоти, що становить 10% від загального її виробництва. Такі обсяги свідчать про необхідність утилізації відпрацьований-ної кислоти з метою економного ресурсокористування і захисту навколишнього середовища.
Відходи, які утворюються при використанні сірчаної кислоти, включають крім відпрацьованої сірчаної кислоти травильні розчини, кислі гудрони і стічні води, що містять кислоту менше 10% (по масі). У Росії налічується більше 200 видів відпрацьованої сірчаної кислоти, що містять близько ста видів домішок, в тому числі акумуляторна кислота з відпрацьованих свинцевих акумуляторів.
Знешкодження та утилізацію відпрацьованої сірчаної кислоти виробляють наступними способами:
♦ нейтралізацією розчинів або їх вогневим знешкодженням без використання продуктів, що утворяться;
«Використанням (можливо після попереднього упарити-вання) забруднених розчинів в інших технологічних про-процесах;
♦ регенерацією відходів з отриманням товарної сірчаної кислоти.
Стічні води з низькою концентрацією сірчаної кислоти зазвичай нейтралізують лугами. При змісті в стічних водах домішок нейтралізацію поєднують з вогневим методом. Метод нейтралізації застосовують при невеликих кількостях відходів і відсутності в них органічних домішок.
Безпосереднє використання відходів кислоти в інших процесах обмежено через наявність в них домішок. Відпрацьованого-танную кислоту застосовують після очищення і концентрування в виробництві сульфатних мінеральних добрив.
Залежно від складу відпрацьованої кислоти застосовують різні методи регенерації: термічне розщеплення, екстрагування органічних домішок, адсорбцію, каталіті-чеський окислення пероксидом водню, коагулирование, ви-паріваніе і ін. Найбільшого поширення у нас в країні отримала регенерація сірчаної кислоти вогневим методом, при якому відбувається високотемпературне розщеплення кислоти. Метод універсальний і високоефективний. При вогневому методі використовується концентрована сірчана кислота, тому при необхідності попередньо проводять упаривание відпрацьованого-танной кислоти до необхідної концентрації.
Процес термічного розщеплення кислоти і окислення органічних. домішок проводять при 950-1200 ° С, для чого в вогневому реакторі спалюють паливо (рис. 13.6).
Сернокислотниє розчини за допомогою форсунок розпилюють в потоці продуктів згоряння палива в вогневому реакторі 1. Туди ж за допомогою повітродувки 2 подається повітря, попередньо пропущений через підігрівач повітря 4. Органічні домішки при цьому окислюються з утворенням С02 і Н20, а сірчана кислота розщеплюється з утворенням Бог Сірчистий газ з вогневого реактора надходить в котел-утилізатор 5, а з
Мал. 13.6. Схема установки для регенерації сірчаної кислоти методом термічного розщеплення (В - повітря; Т- паливо)
Нього - в систему очищення 6, де очищається від пилу, сірчанокислотного туману і піддається висушування, після чого за допомогою газодувки 7 подається в вузол отримання кислоти 8. Насичена пара з котла - утилізатора 5 подається на пароперегреватель 3, а звідти - споживачам. Очищені димові гази за допомогою димососа 9 викидаються в атмосферу через димову трубу 10.
Вогнева регенерація сірчаної кислоти з відходів дозволяє одночасно з їх знешкодженням отримувати товарну про-продукцію високої якості. Це призводить до скорочення витрат природного сировини і зниження витрат на виробництво сірчаної кислоти на 25-30% в порівнянні з її виробництвом з первинної сировини (елементарної сірки).
Для рентабельної регенерації сірчаної кислоти з рас-розглянутих відходів необхідно їх попереднє обез-вожіваніе (концентрування). У зв'язку з відсутністю в відходах летючих речовин концентрування можна здійснити методом упарювання в контактних теплообмінниках за рахунок теплоти, що відходить з вогневого реактора сірчистого газу. При цьому одночасно відбувається загартування газу.
Для більш повного перетворення 803 в 802 в вогневому реакторі доцільно двоступенева спалювання палива.
У першому місці термічне розщеплення сірчаної кислоти і сульфатів здійснюється в відновлювальної газовому середовищі (в продуктах неповного горіння палива), а в другому ступені відбувається дожигание продуктів неповного горіння за рахунок подачі вторинного повітря.
При вогневої утилізації відпрацьованих травильних розчинів і гідролізної сірчаної кислоти отримують побічний продукт - порошкоподібний оксид заліза. У тому випадку, якщо травильні розчини не забруднені різними домішками, що отримується оксид заліза застосовується у виробництві барвників, активних катодних мас, феритних порошків, поліруючих паст і т. Д. Забруднене оксид заліза використовується як металургійна сировина. У процесі регенерації травильних сірчанокислотних розчинів утворюється сульфат заліза, який можна використовувати безпосередньо без додаткової обробки як ядохимикат, а також для меліорації грунтів і очищення стічних вод. Крім того, цей продукт може використовуватися після відповідної переробки як сировину для отримання сірки та оксиду заліза.
Існують методи переробки сульфату заліза в сірчистий газ (а отже, в сірчану кислоту). Зокрема, разработа-на технологія отримання сірчаної кислоти шляхом одновремен-ного спалювання сульфату заліза і сірки в реакторі з "киплячим" шаром. Процес проводять при температурі 900-1000 ° С. Обра-зующей в процесі спалювання пульпи, що складається з сульфату заліза і сірки, продукти згоряння (сірчистий газ і вода) піддаються очищенню від пилу, охолоджуються до 290-300 ° С і направляються на отримання сірчаної кислоти за класичною схемою.