CN106241758A - 用于酸性废液的回收装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
一种用于酸性废液的回收装置，包括：依次通过输气管道连接的高温反应器、负压蒸发浓缩器、吸收器、洗涤器以及硝酸转化器，所述负压蒸发浓缩器的进气口通过管道与所述高温反应器的排气口连通，用于向所述负压蒸发浓缩器内提供热量；所述负压蒸发浓缩器的物料出口与所述高温反应器的物料进口连通，用于将所述负压蒸发浓缩器内浓缩的酸液运输至所述高温反应器内回收金属氧化物。其优点是：可同时回收游离酸、化合酸及金属氧化物，增加资源回收；根据不同的废酸，来调整高温反应器内温度区域划分，实现多种废酸中酸的反应效率；硝酸的总体回收率高。
Description
技术领域
本发明涉及废酸液的再生利用技术领域，具体地说是一种用于酸性废液的回收装置及工艺。
背景技术
在工业制备各种产品过程中，生成的具有极强腐蚀性的含硝酸的酸废液，若没有得到合理处理，则对环境造成严重污染，同时，由于含硝酸的废酸大量排出，提高了酸洗成本。
在现有含硝酸的废酸再生工业中，高温热水解为其常用方法之一，而采用高温热水解方式的反应器虽分为两级，但其按照蒸发与反应转化进行炉体温度区域划分的方式，影响混酸的反应效率；
同时，在含硝酸的废酸液处理过程中，由于NOx在高温及微负压条件下的氧化率较低，反应速率慢，使得HNO3的总体回收率偏低，一般仅为40％左右，而低的NOx回收率意味着有大量的HNO3被浪费，同时增加了还原剂氨或尿素、脱硝系统中催化剂等的投入，成本高。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种回收含硝酸的废酸中的游离酸、化合酸以及金属氧化物，且提高HNO3回收率的用于酸性废液的回收装置及工艺。
为了解决上述技术缺陷，本发明一种用于酸性废液的回收装置，包括：包括依次通过输气管道连接的高温反应器、负压蒸发浓缩器、吸收器、洗涤器以及硝酸转化器，所述负压蒸发浓缩器的进气口通过管道与所述高温反应器的排气口连通，用于向所述负压蒸发浓缩器内提供热量；
所述负压蒸发浓缩器的物料出口与所述高温反应器的物料进口连通，用于将所述负压蒸发浓缩器内浓缩的酸液运输至所述高温反应器内回收金属氧化物；
所述负压蒸发浓缩器的排气口与所述吸收器的进气口连通，用于将所述负压蒸发浓缩器内的气体运输至所述吸收器内回收再生酸，且所述吸收器内剩余气体通过管道依次经过所述洗涤器、所述硝酸转化器，完成对剩余气体中NOx的氧化，使得氧化吸收的HNO3溶液通过所述硝酸转化器的一支管运输至所述洗涤器后，再通过所述洗涤器的一支管运输至所述吸收器内，用于对再生酸的回收。
一种用于酸性废液的回收装置的酸性废液回收工艺，包括如下步骤：
废酸通入所述负压蒸发浓缩器内，在负压作用下，与高温反应器内输送来的含酸的气体热交换，使废酸中的大量水和游离酸蒸发以回收游离酸，同时对废酸进行浓缩，生成的浓缩酸液通过所述浓缩泵上的支管运输至所述高温反应器内，回收金属氧化物后并将其排出；同时，所述负压蒸发浓缩器内生成的游离酸与所述高温反应器内输送来的含酸的气体混合，且混合后的气体通过管道运输至所述吸收器内，回收再生酸至再生酸罐。
本发明用于酸性废液的回收装置及工艺，其优点是：
①、采用此回收装置，可同时回收游离酸、化合酸及金属氧化物，增加资源回收；
②、根据不同的废酸，来调整高温反应器内温度区域划分，实现多种废酸中酸的高反应效率；
③、回收装置内气体冷却器、硝酸转化器等的设置，大幅提高了硝酸回收率；
④、在硝酸转化器前气体冷却器、冷却泵、第一循环液冷却器的设计，使气体降温后进入硝酸转化器后进行转化，从硝酸转化器排出的气体的NOx含量降低，减少了脱硝装置内催化剂的投入，同时，降低了氨或尿素的消耗量，成本低；
⑤、气体冷却器、硝酸转化器同时设置降低气体温度，使气体内大量水分冷凝进入循环液，对循环液进行补充，无需额外补水即可自行完成废酸的处理，同时，有益于气体达标后排放；
⑥、气体冷却器前洗涤器的设置，可提前清除含酸的气体所携带的固体杂质，确保后续过程中的换热效率，且避免设备的堵塞。
附图说明
图1为本发明用于酸性废液的回收装置的结构示意图；
其中，
1、高温反应器，2、负压蒸发浓缩器，3、吸收器，4、洗涤器，5、硝酸转化器，6、第一高温反应层，7、第二高温反应层，8、搅拌器，9、浓缩泵，10、吸收器泵，11、洗涤泵，12、气体冷却器，13、冷却泵，14、第一循环液冷却器，15、硝酸转化器泵，16、第二循环液冷却器。
具体实施方式
一种用于酸性废液的回收装置，包括：依次通过输气管道连接的高温反应器1、负压蒸发浓缩器2、吸收器3、洗涤器4以及硝酸转化器5，所述负压蒸发浓缩器2的进气口通过管道与所述高温反应器1的排气口连通，用于向所述负压蒸发浓缩器2内提供热量；
所述负压蒸发浓缩器2的物料出口与所述高温反应器1的物料进口连通，用于将所述负压蒸发浓缩器2内浓缩的酸液运输至所述高温反应器1内回收金属氧化物；
所述负压蒸发浓缩器2的排气口与所述吸收器3的进气口连通，用于将所述负压蒸发浓缩器2内的气体运输至所述吸收器3内回收再生酸，且所述吸收器3内剩余气体通过管道依次经过所述洗涤器4、所述硝酸转化器5，完成对剩余气体中NOx的氧化，使得氧化吸收的HNO3溶液通过所述硝酸转化器5的一支管运输至所述洗涤器4后，再通过所述洗涤器4的一支管运输至所述吸收器3内，用于对再生酸的回收。
优选地，所述高温反应器1分为上、下两层，且上层设置为与第一热源连接的第一高温反应层6，用于使金属化合物反应回收金属氧化物；下层设置为与第二热源连接的第二高温反应层7，在其中使剩余金属化合物反应，回收金属氧化物。
进一步地，所述第一高温反应层6工作时的温度为500～850℃，所述第二高温反应层7工作时的温度为350～500℃；所述高温反应器1底部设置有一依次贯穿所述第一高温反应层6、所述第二高温反应层7的搅拌器8，促进金属化合物反应的同时，避免所述第一高温反应层6、所述第二高温反应层7底部物料的堆积，便于金属氧化物的回收。
优选地，所述负压蒸发浓缩器2串联有一浓缩泵9，且所述浓缩泵9上的一支管与所述高温反应器1的物料进口连通，用于所述高温反应器1与所述负压蒸发浓缩器2间物料的输送，使得所述负压蒸发浓缩器2内的物料经所述浓缩泵9后运输至所述高温反应器1内；
优选地，所述高温反应器1与所述浓缩泵9之间可设置一泵，用于物料的传送。
优选地，所述吸收器3上管道连接有一吸收器泵10，用于将所述吸收器3内生成的再生酸输送至再生酸罐。
优选地，进入所述吸收器3的气体温度为90～98℃。
优选地，所述洗涤器4上串联有一洗涤泵11，且所述洗涤泵11上设置一与所述吸收器3的喷淋吸收液入口连通的支管，用于向所述吸收器3提供喷淋吸收液。
优选地，所述洗涤器4与所述硝酸转化器5之间设置有一气体冷却器12，且所述气体冷却器12串联有冷却泵13、第一循环液冷却器14，用于控制进入所述硝酸转化器5内气体的温度，使得气体进入所述硝酸转化器5之前降温。
优选地，所述气体冷却器12可采用气液间接换热器、气液直接换热器。
优选地，所述硝酸转化器5串联有硝酸转化器泵15、第二循环液冷却器16，用于将所述硝酸转化器5内气体中的NOx氧化为HNO3，同时将氧化吸收的HNO3溶液通过所述第二循环液冷却器16上的一支管运输至所述洗涤器4。
本发明用于酸性废液的回收装置的酸性废液回收工艺，包括如下步骤：
废酸通入所述负压蒸发浓缩器2内，在负压作用下，与高温反应器1内输送来的含酸的气体热交换，使废酸中的大量水和游离酸蒸发以回收游离酸，同时对废酸进行浓缩，生成的浓缩酸液通过所述浓缩泵9上的支管运输至所述高温反应器1内，回收金属氧化物后并将其排出；同时，所述负压蒸发浓缩器2内生成的游离酸与所述高温反应器1内输送来的含酸的气体混合，且混合后的气体通过管道运输至所述吸收器3内，回收再生酸至再生酸罐。
进一步地，上述工艺中，回收金属氧化物，包括以下步骤：
①、浓缩酸液通过管道运输至所述高温反应器1内，首先浓缩酸液进入所述第一高温反应层6内，在第一热源的作用下，发生化学反应生成含酸的气体及金属氧化物；
②、所述第二高温反应层7内剩余的金属化合物在第二热源的作用下，发生化学反应生成含酸的气体及金属氧化物；
③、回收所述高温反应器1内的金属氧化物，同时，生成的含酸的气体经所述高温反应器1的排气口通过管道运输至所述负压蒸发浓缩器2内，用于同所述负压蒸发浓缩器2内的废酸进行热交换。
回收再生酸，包括如下具体步骤：
所述负压蒸发浓缩器2内的气体经过管道运输至所述吸收器3内，将回收的再生酸通过所述吸收器泵10运输至再生酸罐；同时，所述吸收器3内剩余气体通过管道经过所述洗涤器4进行除尘，再进入所述气体冷却器12内，在所述冷却泵13、所述第一循环液冷却器14的作用下降温后进入所述硝酸转化器5，将气体内的NOx氧化为HNO3，同时将氧化吸收的HNO3溶液通过所述第二循环液冷却器16上的一支管运输至所述洗涤器4后，最后通过所述洗涤泵11上的一支管运输至所述吸收器3内作为喷淋吸收液，用于再生酸的回收。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于酸性废液的回收装置，其特征在于：包括依次通过输气管道连接的高温反应器(1)、负压蒸发浓缩器(2)、吸收器(3)、洗涤器(4)以及硝酸转化器(5)，所述负压蒸发浓缩器(2)的进气口通过管道与所述高温反应器(1)的排气口连通，用于向所述负压蒸发浓缩器(2)内提供热量；
所述负压蒸发浓缩器(2)的物料出口与所述高温反应器(1)的物料进口连通，用于将所述负压蒸发浓缩器(2)内浓缩的酸液运输至所述高温反应器(1)内回收金属氧化物；
所述负压蒸发浓缩器(2)的排气口与所述吸收器(3)的进气口连通，用于将所述负压蒸发浓缩器(2)内的气体运输至所述吸收器(3)内回收再生酸，且所述吸收器(3)内剩余气体通过管道依次经过所述洗涤器(4)、所述硝酸转化器(5)，完成对剩余气体中NOx的氧化，使得氧化吸收的HNO3溶液通过所述硝酸转化器(5)的一支管运输至所述洗涤器(4)后，再通过所述洗涤器(4)的一支管运输至所述吸收器(3)内，用于对再生酸的回收。
2.根据权利要求1所述用于酸性废液的回收装置，其特征在于：所述洗涤器(4)与所述硝酸转化器(5)之间设置有一气体冷却器(12)，且所述气体冷却器(12)串联有冷却泵(13)、第一循环液冷却器(14)，用于控制进入所述硝酸转化器(5)内气体的温度。
3.根据权利要求1所述用于酸性废液的回收装置，其特征在于：所述硝酸转化器(5)串联有硝酸转化器泵(15)、第二循环液冷却器(16)，用于将所述硝酸转化器(5)内气体中的NOx氧化为HNO3，同时将氧化吸收的HNO3溶液通过所述第二循环液冷却器(16)上的一支管运输至所述洗涤器(4)。
4.根据权利要求1所述用于酸性废液的回收装置，其特征在于：所述高温反应器(1)分为上、下两层，且上层设置为与第一热源连接的第一高温反应层(6)，用于使金属化合物反应回收金属氧化物；下层设置为与第二热源连接的第二高温反应层(7)，在其中使剩余的金属化合物反应，回收金属氧化物。
5.根据权利要求4所述用于酸性废液的回收装置，其特征在于：所述第一高温反应层(6)工作时的温度为500～850℃，所述第二高温反应层(7)工作时的温度为350～500℃。
6.根据权利要求1所述用于酸性废液的回收装置，其特征在于：所述负压蒸发浓缩器(2)串联有一浓缩泵(9)，且所述浓缩泵(9)上的一支管与所述高温反应器(1)的物料进口连通，用于所述高温反应器(1)与所述负压蒸发浓缩器(2)间物料的输送，使得所述负压蒸发浓缩器(2)内的物料经所述浓缩泵(9)后运输至所述高温反应器(1)内；
所述吸收器(3)上管道连接有一吸收器泵(10)，用于将所述吸收器(3)内生成的再生酸输送至再生酸罐。
7.根据权利要求1所述用于酸性废液的回收装置，其特征在于：所述洗涤器(4)上串联有一洗涤泵(11)，且所述洗涤泵(11)上设置一与所述吸收器(3)的喷淋吸收液入口连通的支管，用于向所述吸收器(3)提供喷淋吸收液。
8.根据权利要求1至7任一所述用于酸性废液的回收装置的酸性废液回收工艺，其特征在于：具体步骤为：
废酸通入所述负压蒸发浓缩器(2)内，在负压作用下，与高温反应器(1)内输送来的含酸的气体热交换，使废酸中的大量水和游离酸蒸发以回收游离酸，同时对废酸进行浓缩，生成的浓缩酸液通过所述浓缩泵(9)上的支管运输至所述高温反应器(1)内，回收金属氧化物后并将其排出；同时，所述负压蒸发浓缩器(2)内生成的游离酸与所述高温反应器(1)内输送来的含酸的气体混合，且混合后的气体通过管道运输至所述吸收器(3)内，回收再生酸至再生酸罐。
9.根据权利要求8所述的回收工艺，其特征在于：回收金属氧化物，包括以下步骤：
①、浓缩酸液通过管道运输至所述高温反应器(1)内，首先浓缩酸液进入所述第一高温反应层(6)内，在第一热源的作用下，发生化学反应生成含酸的气体及金属氧化物；
②、所述第二高温反应层(7)内剩余的金属化合物在第二热源的作用下，发生化学反应生成含酸的气体及金属氧化物；
③、回收所述高温反应器(1)内的金属氧化物，同时，生成的含酸的气体经所述高温反应器(1)的排气口通过管道运输至所述负压蒸发浓缩器(2)内，用于同所述负压蒸发浓缩器(2)内的废酸进行热交换。
10.根据权利要求8所述的回收工艺，其特征在于：回收再生酸，为如下具体步骤：
所述负压蒸发浓缩器(2)内的气体经过管道运输至所述吸收器(3)内，将回收的再生酸通过所述吸收器泵(10)运输至再生酸罐；同时，所述吸收器(3)内剩余气体通过管道经过所述洗涤器(4)进行除尘，再进入所述气体冷却器(12)内，在所述冷却泵(13)、所述第一循环液冷却器(14)的作用下降温后进入所述硝酸转化器(5)，将气体内的NOx氧化为HNO3，同时将氧化吸收的HNO3溶液通过所述第二循环液冷却器(16)上的一支管运输至所述洗涤器(4)后，最后通过所述洗涤泵(11)上的一支管运输至所述吸收器(3)内作为喷淋吸收液，用于再生酸的回收。
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