CN107555487A - 钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺，包括下述处理步骤：1）调酸，将车间酸洗池内的废硫酸泵入调酸池中，将调酸池中的硫酸质量百分比浓度调至18~20%；2）冷冻结晶，经调酸后的废硫酸流入冷冻反应釜中进行冷冻结晶，防腐钛合金盘管与冷冻机相连；3）固液分离，将冷冻结晶处理后的混合物通入一级真空固液分离池和二级离心机进行分离，二级离心机离心处理后收集到的硫酸亚铁进行包装，液体通入回用酸池；4）循环使用，将回用酸池中的酸液泵入车间酸洗池中继续进入酸洗工序。本发明对钢管酸洗后的废硫酸中的硫酸亚铁进行冷冻结晶，创造经济价值，同时还能回收酸液再次进入生产工序，具有节能减排，减少生产成本和人力成本的优点。

Description

钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺
技术领域
本发明涉及钢管生产废酸后处理技术领域，特别是涉及一种钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺。
背景技术
随着国家环保要求的进一步更新、环保理念的进一步提高，降低危险的产生量，把危废循环回收减少了大量的废酸委托第三方处理费用，回收的硫酸亚铁盐由印染行业、废水处理单位购买后，还可以产生良好的经济效益，于己、于国、于民均有利，因此，废硫酸洗液的科学处理非常有实际意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺，对钢管酸洗后的废硫酸中的硫酸亚铁进行冷冻结晶，创造经济价值，同时还能回收酸液再次进入生产工序，具有节能减排，减少生产成本和人力成本的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
提供一种钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺，包括下述处理步骤：
1）调酸，将车间酸洗池内的废硫酸泵入调酸池中，浓硫酸采用开阀自流的形式计量混入调酸池中，将所述调酸池中的硫酸质量百分比浓度调至18~20%，而后泵入冷冻反应釜中；
2）冷冻结晶，经调酸后的废硫酸流入所述冷冻反应釜中进行冷冻结晶，所述冷冻反应釜中安装有防腐钛合金盘管，所述防腐钛合金盘管与冷冻机相连，所述冷冻反应釜上安装有搅拌机；
3）固液分离，将冷冻结晶处理后的混合物通入一级真空固液分离池，所述一级真空固液分离池与真空机组联通，随后液体部分送入回用酸池，固液混合物继续通入二级离心机进行高速旋转分离，所述二级离心机的转速为240转/min，所述二级离心机离心处理后收集到的硫酸亚铁进行包装，液体通入回用酸池；
4）循环使用，将回用酸池中的酸液继续泵入车间酸洗池中对钢管进行酸洗，回用酸池中的酸液中硫酸质量百分比为18~20%，硫酸亚铁浓度为60~80g/l。
在本发明一个较佳实施例中，在所述车间酸洗池和所述调酸池中，硫酸亚铁的质量百分比浓度为300~350g/l。
在本发明一个较佳实施例中，所述冷冻机的制冷功率为200kw，有效冷冻时间为120min。
在本发明一个较佳实施例中，所述防腐钛合金盘管的有效热交换面积不小于5m2。
在本发明一个较佳实施例中，所述防腐钛合金盘管的总长度为50米，直径为1.8m，每层钛合金管上下的间距为0.25m 。
本发明的有益效果是：本发明钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺，对钢管酸洗后的废硫酸中的硫酸亚铁进行冷冻结晶，创造经济价值，同时还能回收酸液再次进入生产工序，具有节能减排，减少生产成本和人力成本的优点。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的流程结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1、车间酸洗池，2、调酸池，3、浓硫酸储存缸，4、搅拌机，5、冷冻反应釜，501、防腐钛合金盘管，6、冷冻机，7、一级真空固液分离池，8、二级离心机，9、真空机组，10、回用酸池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明中的钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺，依托于一套专用设备进行操作，该设备包括：车间酸洗池1，所述车间酸洗池1与调酸池2管道连接，所述调酸池2连接有浓硫酸储存缸3，浓硫酸储存缸3的设计能够开阀自流，所述调酸池2后泵接冷冻反应釜5，所述冷冻反应釜5上面安装有搅拌机4，所述冷冻反应釜5里面安装有防腐钛合金盘管501，所述防腐钛合金盘管501与冷冻机6相连接，所述冷冻机6与冷却塔相连；所述冷冻反应釜5的下方连接有一级真空固液分离池7，所述一级真空固液分离池7与真空机组9联通，所述一级真空固液分离池7下方为二级离心机8，所述一级真空固液分离池7和所述二级离心机8都与回用酸池10管道相连，所述回用酸池10再与所述车间酸洗池1泵接。
1）酸洗车间正常运行情况如下：车间酸洗池1中H2SO4的浓度从新配制的浓度为20%左右逐步降低至2~3%，亚铁离子从0g/l开始逐步升至300g/l以上时，亚铁离子基本饱和，钢管酸洗化学反应速度非常缓慢，此时，废酸要安置于酸缸中，作危废处理，委托有处理资质的第三方单位进行处理，如此处理不但在运输过程存在风险，代价较高，此危废处理成本约为400元/吨左右。
2）把车间酸洗池1内的废酸放入指定的调酸池2内，经计算，往调酸池2内的废酸（硫酸浓度为2~3%）加入浓硫酸中，使调和以后的硫酸浓度控制在18~20%之内为最佳，而此时的FeSO4浓度仍旧为300g/l以上。
3）反应釜及冷却泵流的设计：设计容积为6m3，反应釜内净直径为2m，高度为2.2m，选用直径为32mm、壁厚为1.5mm的钛合金管制成防腐钛合金盘管501，防腐钛合金盘管501的总长度约为50m，保证有效热交换面积≥5m2，该防腐钛合金盘管501形成的圆的直径为1.8m，每层钛合金管上下的间距为0.25m，总计为9层。
4）致冷速率的设计：
a、冷冻反应釜5的来料温度最高为45℃（夏天标准），有效冷冻时间为120min，冷冻最终温度为-3℃，要求平均降温速度为0.4℃/分钟，冷冻能力常温工况下制冷功率为200kw；
b、冷冻盐水的冷媒温度为-10℃~-15℃，负压泵流真空度为-0.08~-0.10MPa；
c、搅拌速度30转/min；
d、冷冻主机选用半封闭双螺杆压缩机；
e、机组选用自动控制系统，选用专用冷冻温度控制器，进口芯片集成控制、自动检测、调接保护及自动报警；
f、冷冻机6组应与反应釜换热管≤8m，有利于热量的传送，防止热损。
5）固液分离亚铁盐真空收集池，采用双仓隔仓结构，进行一级固液分离（在一级真空固液分离池7中完成），随后进行二级离心高速旋转分离（在二级离心机8中完成），二级离心机8的离心盘采用304不锈钢，离心盘设计转速为240转/min，把七水硫酸亚铁和回用酸进行分离，蓝绿色晶莹饱满的结晶体装袋打包，回用酸由管道流入回用酸池10中储存；
6）经理化部分析，此时的回用酸浓度一般在18~20%，硫酸亚铁浓度在60~80g/l，此回用酸经过酸洗车间实地使用效果证明，由于具备了60g/l以上的Fe2+初始浓度，反应速度比直接用98%的浓硫酸新配置的稀酸液还快5~10分钟，大大节约了能耗，而钢管的酸洗质量、磷化、皂化质量保持不变。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺，其特征在于，包括下述处理步骤：
1）调酸，将车间酸洗池内的废硫酸泵入调酸池中，浓硫酸采用开阀自流的形式计量混入调酸池中，将所述调酸池中的硫酸质量百分比浓度调至18~20%，而后泵入冷冻反应釜中；
2）冷冻结晶，经调酸后的废硫酸流入所述冷冻反应釜中进行冷冻结晶，所述冷冻反应釜中安装有防腐钛合金盘管，所述防腐钛合金盘管与冷冻机相连，所述冷冻反应釜上安装有搅拌机；
3）固液分离，将冷冻结晶处理后的混合物通入一级真空固液分离池，所述一级真空固液分离池与真空机组联通，随后液体部分送入回用酸池，固液混合物继续通入二级离心机进行高速旋转分离，所述二级离心机的转速为240转/min，所述二级离心机离心处理后收集到的硫酸亚铁进行包装，液体通入回用酸池；
4）循环使用，将回用酸池中的酸液继续泵入车间酸洗池中对钢管进行酸洗，回用酸池中的酸液中硫酸质量百分比为18~20%，硫酸亚铁浓度为60~80g/l。
2.根据权利要求1所述的钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺，其特征在于，在所述车间酸洗池和所述调酸池中，硫酸亚铁的质量百分比浓度为300~350g/l。
3.根据权利要求1所述的钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺，其特征在于，所述冷冻机的制冷功率为200kw，有效冷冻时间为120min。
4.根据权利要求1所述的钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺，其特征在于，所述防腐钛合金盘管的有效热交换面积不小于5m2。
5.根据权利要求4所述的钢管酸洗后废硫酸的冷冻结晶及回收工艺，其特征在于，所述防腐钛合金盘管的总长度为50米，直径为1.8m，每层钛合金管上下的间距为0.25m 。
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