在烷基化行業中，廢酸再生裝置是重要的環保設施，具有系統運行穩定、產品酸的純度和硫回收率高等優點。在裝置運行過程中產出的稀硫酸ω(H2SO4)約為2%~8%，含少量二氧化硫、懸浮物、鐵等，這些稀硫酸一部分作為補水回用，剩余的部分處理達標后外排。傳統的稀硫酸處理工藝主要用石灰或液堿進行中和。石灰中和法副產石膏較多，產物大多數是粒度很小的微晶體,導致后續的沉降、過濾和脫水等過程極為繁瑣，回收和堆放均會產生新的環境問題，所產生的廢水仍需進一步處理"。堿液中和法由于液堿價格高，且會產生大量的含鹽廢水需要進一步處理，因此處理成本高。

為了解決稀酸外排的問題，采用膜蒸餾技術對副產稀硫酸進行濃縮后資源化利用。經膜蒸餾濃縮后的濃縮液引至干吸工序作為制酸系統補水，冷凝后的蒸餾水去循環水池作為循環水系統補水。

1、膜蒸餾技術介紹

膜蒸餾技術以疏水性微孔膜為分隔介質，以膜兩側的蒸汽壓力差為傳質驅動力,由于膜的疏水性，水不能透過膜而氣體則通過膜孔進行傳質，從而實現溶液的濃縮和分離。北京中科瑞升資源環境技術有限公司(以下簡稱中科瑞升)生產的真空膜，蒸餾過程中僅有水蒸氣能透過膜孔，因此純水回收率高且水質高于反滲透膜水質，可處理回用高濃度的含鹽水，理論上截留率可達到100%。膜蒸餾原理見圖1。

膜蒸餾技術存在熱量傳遞和質量傳遞的過程，溫度極化和濃度極化是影響熱量傳遞和質量傳遞的兩個重要因素。溫度極化主要是由溫度邊界層引起，從而導致蒸汽壓下降;發生濃度極化時，膜表面的濃度要高于熱側料液的主體濃度，傳質推動力降低。兩者都會影響膜的滲透通量。中科瑞升膜蒸餾技術從流道設計上降低濃縮過程中溫度極化和濃度極化的影響，并且集成在線清洗干燥工藝，使膜蒸餾能夠穩定運行。低溫多效膜蒸餾技術是基于膜蒸餾技術在較低的溫度和壓力下即可運行的特點，利用低品位的熱源，只需在膜兩側維持適當的溫度差就可以進行蒸發，具有分離純化效率高、不污染環境、操作簡單、能耗低、容易與其他凈化處理過程耦合與集成的特點，在高酸度和高濃度污染物的工業廢水處理方面有巨大的應用前景。中科瑞升低溫多效膜蒸餾工藝流程見圖2。

2、低溫多效膜蒸餾技術在廢酸回收中的應用

2.1 工藝流程

在廢酸再生裝置的凈化工序填料塔循環泵出口(板式換熱器之前)連接管線，將約50℃的稀硫酸引至低溫多效膜蒸餾系統，蒸餾系統前設置精密過濾器過濾懸浮物等雜質，將余熱鍋爐或啟動鍋爐低壓蒸汽減壓至145℃后接入膜蒸餾系統作為熱源加熱稀硫酸，將凈化工序循環水接入系統冷卻蒸餾液。ω(H2SO4)8%的原料稀硫酸經膜蒸餾系統濃縮至40%后送入吸收塔循環槽。濃縮產生的蒸餾水回用于循環水系統，達到稀硫酸濃縮減量回收利用的目的。稀硫酸低溫多效膜蒸餾工藝流程見圖3。

2.2 稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置

廢酸裂解凈化工序副產的40~50℃的稀硫酸，經低溫多效膜蒸餾濃縮后濃縮液引至干吸工序作為補水加入制酸系統，冷凝后的蒸餾水可去循環水池作為循環水補水。24t/d稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置見圖4。

2.3 系統運行情況

低溫多效膜蒸餾系統自調試投用后運行穩定，稀酸處理量、裝置能耗以及出水指標等均達到了設計預期效果。24t/d稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置的運行數據見表1。

3、經濟性分析

稀硫酸經低溫多效膜蒸餾系統處理后，不僅能夠實現硫資源和水資源的回收利用，而且運行費用也較傳統的中和處理工藝有明顯優勢。某烷基化廢酸再生裝置產出ω(H2SO4)8%的稀硫酸24t/d，在改造前通過中和處理，改造后采用膜蒸餾處理，兩種稀硫酸處理工藝的經濟性對比見表2。

由表2可見，采用低溫多效膜蒸餾技術對稀硫酸進行處理，與中和處理相比，可以最大程度地實現資源化利用，同時節約了液堿和污水處理費用，稀硫酸的凈運行成本由7594.3元/d降至333.27元/d，經濟效益顯著。

4、結語

采用膜蒸餾技術濃縮稀硫酸達到了節能減排和硫酸循環回用的目的，提高了環境質量，減少了再污染隱患，節約了運行成本，產生了良好的社會和經濟效益。

應用結果表明，低溫多效膜蒸餾濃縮工藝技術成熟，處理效果穩定，設備維修量小，運轉方式靈活，可根據不同的進水水質調整運行參數，便于實現工藝運行的自動控制。該技術在稀酸濃縮領域有廣闊的應用前景。（來源：中石化南京化工研究院有限公司，北京中科瑞升資源環境技術有限公司）