本发明属于环境保护技术和化工技术。 化工、石油和煤炭加工等工业中,都有含硫气体脱硫的过程。用氢氧化钠溶液洗涤是常用的脱硫方法之一。使用这种方法时,所产生的废碱液或碱渣中,含有硫化钠、碳酸钠、氢氧化钠和有机硫等物质,成份复杂,污染严重。例如:我国从国外引进的几套乙烯装置,都没有很好地解决这个问题。有的厂用二氧碳处理,将生成的硫化氢排往火炬烧掉,将含碱的废水排放。这样不但未得到产品,而且形成严重的二次污染。有的厂用硫酸处理,将生成的硫化氢送往锅炉作燃料,虽然得到一些钠盐产品,但是仍然存在二氧化硫对大气的污染。国外有的厂将废碱液用空气氧化后排放入海,虽然消除了硫的污染,但无经济效益。
本发明的目的是:第一,彻底消灭污染(无废气、无废渣、要排放的只有蒸出的水);第二,将废碱液或碱渣中的污染物全部回收成国内市场上短缺的商品;第三,在治理污染的同时获得大的经济效益。
本发明的技术特征是:用硝酸处理废碱液或碱渣,使之形成液体和气体两部份。液体中主要含有硝酸钠和硫磺,经过分离回收硫磺,再将溶液浓缩、冷却结晶、分离回收硝酸钠。气体中含有氧化氮、硫化氢和二氧化碳。用吸收液(用废碱液、碱渣加水配成的溶液、硫化钠溶液或石灰乳均可)吸收此气体,生成含亚硝酸钠(或钙)、碳酸钠(或钙)、硫磺和水的混合物。先分离回收硫磺,再分离(必要时先浓缩)回收碳酸钠(或钙),最后再将溶液浓缩、冷却结晶、分离回收亚硝酸钠(或钙)。
例:乙烯装置的脱硫废碱液处理方法如下:
(1)酸化:将废碱液同硝酸混合,使之生成硝酸钠、硫磺和水的混合液,同时放出含有氧化氮、硫化氢和二氧化碳的混合气体。
(2)回收硫:从酸化所得液体中分离出硫磺(可用过滤法或加热分层法),做为产品。
(3)回收硝酸钠:将除去硫地液体浓缩到110-125℃,冷却结晶,即析出硝酸钠。分离出结晶,根据分析结果,立即包装或重结晶一次即得硝酸钠产品。分离时所剩的母液循环使用,返回浓缩或酸化过程。
(4)吸收:用另一股废碱液吸收酸化过程放出的气体,生成亚硝酸钠、碳酸钠和硫磺等同水的混合物。未被吸收的少量气体贮于气柜中,经氧化后循环使用,以便全部吸收。
吸收过程的终点,控制弱碱性至弱酸性为准,最好是PH=7-8。常压或加压吸收均可。
(5)回收硫:方法与(2)相同。
(6)分离碱:将除去硫的溶液浓缩,直至有相当多碳酸钠结晶出现。过滤分离出结晶,并用少量水洗涤,即得到碳酸钠。可以当做产品,也可以用硝酸中和后,并入(3)的浓缩过程。
(7)回收亚硝酸钠:将分离碱后的滤、洗液冷却结晶,再分离出结晶,即得到亚硝酸产品。母液返回分离碱的浓缩过程循环使用。此种亚硝酸钠中含有少量硝酸钠,可以直接做为混凝土早强剂使用,也可以重结晶提纯或用于生产硝酸钾和工业纯的亚硝酸钠。
如用石灰乳做吸收液,则可回收硝酸钠、硫磺、亚硝酸钙和碳酸钙。
如用硫化碱溶液代替废碱液,应用本发明,即是用硫酸钠和硝酸生产硝酸钠和亚硝酸钠的化工生产过程。