Способ регенерации отработанной серной кислоты

 

Изобретение относится к технологии производства взрывчатых веществ и порохов и к отраслям промышленности, где имеется необходимость концентрирования отработанной серной кислоты из разбавленных растворов. Способ регенерации отработанной серной кислоты производства взрывчатых веществ и порохов включает концентрирование ее горячими топочными газами, очистку отходящих газов обработкой раствором аммиака или аммиачной воды при рН=5,5-6,7, а после достижения содержания образовавшихся солей аммония 30-40 вес.% раствор возвращают в исходную серную кислоту перед стадией концентрирования. Способ позволяет повысить степень очистки от диоксида серы и оксидов азота и снизить отходы в процессе.

Предлагаемое изобретение относится к области химической технологии производства взрывчатых веществ и порохов и может быть использовано в отраслях промышленности, где имеется необходимость в получении концентрированной серной кислоты из ее разбавленных растворов.

В существующей технологии процессов нитрования взрывчатых веществ и порохов образуются значительные количества отработанной серной кислоты (OCK), содержащей 3-5% NO_x и до 1% азотной кислоты. ОСК данных производств подвергается денитрированию до остаточного суммарного содержания NO _x+HNO₃ равного 0,02...0,03%, после чего концентрируется в концентраторах "Хемико" или трубах Вентури до купоросного масла.

В процессе концентрирования ОСК, содержащиеся в ней оксиды азота, серы, пары азотной кислоты и серной кислоты вместе с топочными газами и парами воды, пройдя систему электроочистки, выбрасываются в больших количествах в атмосферу, загрязняя окружающую среду.

Известен [1] способ регенерации отработанной серной кислоты путем непосредственного контакта топочных газов с регенерируемой кислотой, где достигается высокая скорость испарения и имеется возможность создания агрегатов концентрирования большой единичной мощности (280-350 т/сут Н ₂SO₄). Однако этот способ обладает существенным недостатком - образующийся в процессе концентрирования сернокислотный туман недостаточно полно улавливается в применяемой в настоящее время системе электроочистки.

В качестве прототипа может быть принят способ [2] концентрирования серной кислоты горячими топочными газами в две ступени, обеспечивающий снижение туманообразования и повышение эффективности работы газоочистного оборудования по улавливанию сернокислотного тумана. Однако отходящие от агрегата концентрирования газы кроме аэрозольной фазы сернокислотного тумана содержат диоксид серы и оксиды азота, которые системой электроочистки не улавливаются.

С целью снижения выброса в атмосферу с выхлопными газами оксидов азота и серы; кислотного тумана и создания безотходной технологии предлагается способ регенерации ОСК производства ВВ и порохов, предусматривающий обработку выхлопных газов в эжекционном абсорбере раствором солей аммония, которые затем вводят в качестве восстановителя остаточных NO_x+HNO₃ в денитрированную ОСК перед подачей ее в агрегат концентрирования.

Способ осуществляется следующим образом. Выхлопные газы от агрегата концентрирования ОСК подают в эжекционный абсорбер, орошаемый раствором солей аммония с водородным показателем рН=5,5...6,7, поддерживаемым дозировкой аммиака или аммиачной воды. Предельные значения рН обуславливаются полнотой поглощения кислых компонентов и степенью использования аммиака. При рН<5,5 абсорбционная способность циркулирующего абсорбента снижается со 100 до 80%. С повышением рН>6,7 возрастает расход аммиака, увеличиваются его потери с отходящим газом в атмосферу.

Образующиеся в результате взаимодействия аммиака с сернистыми соединениями аммонийные соли - сульфит и сульфат аммония - накапливаются в абсорбенте до содержания 30-40 вес.% и выводятся из цикла абсорбции на стадии восстановления остаточных оксидов азота в денитрированной ОСК. При содержании солей аммония в растворе менее 30% степень восстановления NO_x и HNO ₃ в ОСК снижается до 70%. При содержании солей аммония более 40% при снижении температуры абсорбента до 30-40°С в период его подачи (особенно в зимний период) на стадию восстановительной денитрации происходит высаживание в емкости и трубопроводах кристаллического солевого комплекса, что нарушает работу установки.

Таким образом, отходящие газы от агрегата концентрирования ОСК обезвреживаются от сернистых соединений и сернокислотного тумана на стадии очистки в абсорбционной системе с образованием солей аммония, а ликвидация выбросов оксидов азота и азотной кислоты осуществляется за счет стадии восстановительной денитрации ОСК при использовании в этом процессе раствора абсорбционной системы, где оксиды азота и азотная кислота восстанавливаются солями аммония до свободного азота.

Годовой экономический эффект от предотвращения ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды значителен.

Источники информации

1. Лебедев А.Я. Установка для денитрации и концентрирования серной кислоты. М.: Химия, 1972, 580 с.

2. А.С. 1230968. Предтеченский В.П., Тимин К.И., Казанцев Б.П. и др. Способ концентрирования серной кислоты. Опубл. в БИ №18, 1986.

Формула изобретения

Способ регенерации отработанной серной кислоты производства взрывчатых веществ и порохов, включающий концентрирование ее горячими топочными газами с последующей очисткой отходящих газов, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки от диоксида серы и оксидов азота, и снижения отходов в процессе, отходящие газы обрабатывают раствором аммиака или аммиачной воды при поддержании рН-5,5-6,7, а после достижения содержания образовавшихся солей аммония 30-40 вес.%, раствор возвращают в исходную серную кислоту перед стадией концентрирования.