CN108506946A - 废酸处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废酸处理系统，通过对废液的过滤、超声分散，获得均匀浆液体系，再通过特殊的燃烧装置，使得浆液焙烧更充分，同时，在焙烧的过程中，利用有机物等可燃物的燃烧产生高温，使一些难以分解的化合物裂解，裂解的效率高且易于回收，在此过程中再无需中和药剂，也不需引入新的盐类组分。系统能耗低，运行稳定，生产安全性能高。

Description

废酸处理系统

技术领域

本发明属于废酸液处理领域，涉及一种废酸处理系统。

背景技术

节能减排己成为我国工业发展的重大国策。而我国每年大约要排出的废酸溶液近百万立方米，废酸液分为有机酸和无机酸，这些废酸液中除含有相当数量的残酸外，无机废酸中还富含亚铁盐，而有机废酸则是COD值高，色度深。有些企业使用酸作生产辅助原料所产生的废酸或是在生产其他物质过程中产生的废酸无法处理，有的采用酸碱综合处理，有的采用囤积储存的方法，既浪费资源又会对环境造成污染。

长期以来在寻求酸洗废液的处理方法和利用途径上作了大量的工作。归纳起来有：焙烧法、浓缩法、中和法、萃取法、离子交换树脂法等。几种废酸处理方法在国内均有应用，但都存在不足。

对于几种方法中在实际应用中存在以下缺点：

1)离子交换树脂法：应用时pH值对其影响很大，废水中共存酸对树脂的影响很大，经常破坏树脂，因此，其成本很高；

2)萃取法处理的废酸中仍有大量的有机物混在再生酸中，处理不彻底；另外粗酚再生较困难，如果不对粗酚进行回收再利用，则在有机污染物中又加进了新的污染物(粗酚)；

3)浓缩法的缺点是生产能力小，设备腐蚀严重，检修周期短，费用高，处理一吨废酸需消耗燃料油50公斤；

4)中和法：虽然通过酸碱中和的方法处理能够符合环保排放要求，但生产车间形成的废酸酸性强，处理难度大，不仅工作负荷大，而且运行费用高，浪费严重，在中和过程中引入了新的离子，因此，其处理以后的物质不能回收，且中和以后的废水后续的处理更加困难。因此，传统的酸碱中和处理方法既影响了生产效率又增加了处理成本，而且处理效果差强人意，成为众多企业难以克服的难题。

例如，齐格勒-纳塔催化剂的制备过程是先将四氯化钛与含镁化合物的固相载体混合一段时间，以获得高活性的齐格勒-纳塔催化剂组分。然后利用烃类溶剂洗涤未载入的四氯化钛以及高沸物等残余物料，得到齐格勒-纳塔催化剂母液，其中，高沸物主要包括(卤代)烷氧基钛、酯类等高沸点物质。齐格勒-纳塔催化剂母液经过干馏回收未载入的四氯化钛，高沸物进入水解釜进行水解后产生大量的聚烯烃催化剂含钛含有机物酸性废水。废水中含有大量的有机物、悬浮颗粒物及盐酸，处理难度大。传统的中和处理不仅消耗大量的中和剂，且中和后废水中油脂的分离及水解产生的超细颗粒二氧化钛分离困难，处理后的废水中氯离子较高，后续处理成本高。由于样品中含钛悬浮颗粒物浓度较高，常规的高温喷雾处理方式不仅易堵塞损坏燃烧装置，且无法回收其中的悬浮颗粒物，造成燃烧后尾气处理困难，酸组分无法回收。

发明内容

有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种实用的、高效的废酸处理系统，该系统具有结构简单、雾化充分且处理效率高等特点。

为达到上述目的，本发明提供一种废酸处理系统，包括废液槽、高压泵、冷却槽、喷雾燃烧系统、助燃风机、雾化焙烧炉和喷淋装置，

所述喷雾燃烧系统包括废液管路、燃气管路、助燃气管路、喷雾燃烧装置、雾化焙烧炉、雾气管路和喷淋装置，

所述喷雾燃烧装置切向安装于所述雾化焙烧炉内部，

所述喷雾燃烧装置通过所述废液管路连接所述废液槽，在所述废液管路上设置高压泵，废液槽储存的废酸液通过高压泵泵入到喷雾燃烧装置中；

所述喷雾燃烧装置通过所述燃气管路连接燃气装置；

所述喷雾燃烧装置通过所述助燃气管路连接助燃气装置，在所述助燃气管路上设置助燃风机；

所述雾化焙烧炉通过雾气管路连接所述喷淋装置；

所述冷却槽设置于所述喷雾燃烧装置的下方，所述雾化焙烧炉的底部设置物料出口，所述物料出口正对于所述冷却槽。

可选的，所述废液管路上设置过滤装置和超声分散系统，储存在废液槽中的废酸液经过滤装置过滤，除去杂质，再进入超声分散系统超声分散后，再通过高压泵泵入到喷雾燃烧装置中。

可选的，所述喷雾燃烧装置自所述雾化焙烧炉的炉体上方与炉体表面呈切向安装，安装角度低于水平线且与水平线夹角为2°-10°。

可选的，所述废液管路、燃气管路和助燃气管路均为同心圆管，其中内管为废液管路，次外管为燃气进料管，外管为助燃气进料管。

可选的，所述喷雾燃烧装置包括燃烧嘴，所述燃烧嘴前端设置点火枪。

可选的，所述雾气管路上设置换热装置。

结合上述装置，本发明还公开一种废酸处理方法，包括如下步骤：

①存储于废液槽中的废酸液经过滤装置过滤后进入超声分散系统，废酸液中大量有机物、悬浮物经分散后与废酸形成均匀浆液，通过高压泵泵入喷雾燃烧装置，在喷雾燃烧装置中与一定量燃气、助燃气混合后在雾化焙烧炉内燃烧；

②浆液燃烧以后形成的气体进入雾气管路，气体中的余热通过热交换装置交换给需加热的装置后进入喷淋装置；

浆液燃烧以后形成的固体通过物料出口进入到冷却槽中；

③进入喷淋装置的气体经喷淋净化，回收。

可选的，所述雾化焙烧炉内的温度为400-500℃。

可选的，所述雾化焙烧炉内的温度为450℃。

可选的，所述燃气为液化气、天然气或工业发生炉煤气，所述助燃气为空气或氧气。

本发明具有以下优点和有益效果：

1.通过对废液的过滤、超声分散，获得均匀浆液体系，再通过特殊的燃烧装置，使得浆液焙烧更充分。

2.在焙烧的过程中，利用有机物等可燃物的燃烧产生高温，使一些难以分解的化合物裂解，裂解的效率高且易于回收。

3.无需添加中和药剂，不引入新的盐类组分。

4.可充分利用废液中高浓度有机物燃烧供热，仅需补充少量燃料，系统能耗低，高温烟气余热可回用，既节约资源又保护了环境。

5.工艺流程简单，系统运行稳定，生产安全性能高等。

附图说明

图1为本发明实施例提供的同心圆管路的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的同心圆管路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的焙烧装置结构示意图。

图中所示如下：

100：废液槽；

200：过滤装置；

300：超声分散系统；

400：加压泵；

500：助燃风机；

600：冷却槽；

700：喷雾燃烧装置；

800：雾化焙烧炉；

801：物料出口；

900：换热装置；

110：喷淋装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1、图2和图3，本发明实施例1提供的一种废酸处理系统，包括废液槽100、高压泵400、冷却槽600、喷雾燃烧系统、助燃风机500和喷淋装置110。

喷雾燃烧系统包括废液管路、燃气管路、助燃气管路、喷雾燃烧装置700、雾化焙烧炉800和雾气管路。

喷雾燃烧装置700切向安装于雾化焙烧炉800内部，作为优选的实施方式，喷雾燃烧装置700自雾化焙烧炉800的炉体上方与炉体表面呈切向安装，安装角度低于水平线且与水平线夹角为2°-10°，更优选的，安装角度为8°。切向安装能够使浆液、燃气和助燃气进一步充分混合。

喷雾燃烧装置700通过废液管路连接废液槽100，在废液管路上设置高压泵400、过滤装置200和超声分散系统300，废液槽100和高压泵400均为防腐设备。废液槽100储存的废酸液经过滤装置200过滤，除去杂质，再进入超声分散系统300超声分散后，再通过高压泵400泵入到喷雾燃烧装置700中。

喷雾燃烧装置700通过燃气管路连接燃气装置；

喷雾燃烧装置700通过助燃气管路连接助燃气装置，在助燃气管路上设置助燃风机500，燃气管路、助燃气管路和废液管路均为同心圆管，其中内管为废液管路，次外管为燃气进料管，外管为助燃气进料管。

喷雾燃烧装置700包括燃烧嘴，燃烧嘴前端设置点火枪。

雾化焙烧炉800通过雾气管路连接喷淋装置110；

冷却槽600设置于喷雾燃烧装置700的下方，雾化焙烧炉800的底部设置物料出口801，物料出口801正对于冷却槽600。

高温焙烧处理时，存储于废液槽100中的废酸液经过滤装置200过滤后进入超声分散系统300，废酸液中大量有机物、悬浮物经分散后与废酸形成均匀浆液后，通过高压泵400泵入喷雾燃烧装置700，在喷雾燃烧装置700中与一定量燃气、助燃气混合后在雾化焙烧炉800内燃烧，焙烧温度为400℃-500℃，优选的焙烧温度为450℃；其中的燃气为液化气、天然气或工业发生炉煤气，助燃气为空气或氧气。

浆液燃烧以后形成的气体进入雾气管路，气体中的余热通过热交换装置900交换给需加热的装置或者循环加热雾化焙烧炉800。之后气体进入喷淋装置110；浆液燃烧以后形成的固体通过物料出口801进入到冷却槽600中。

进入喷淋装置110的气体经喷淋净化，回收备用。

将本发明的废酸处理系统应用于处理聚乙烯催化以后的有机废酸液。该废酸液中含有大量的聚烯烃、含钛化合物、其他有机物、悬浮颗粒物等。具体步骤如下：

开启助燃风机500，通入天然气，点火枪点火，同时开启热交换装置900。

待雾化焙烧炉800内的温度上升至500℃后，打开废液管理，储存于废液槽100中的有机废酸液经过过滤装置200过滤，除去大块的固体废弃物，有机废酸液进入到超声分散系统300中，经3KW超声分散10min后，有机废酸液形成均匀的浆液，浆液通过高压泵400泵入喷雾燃烧装置700，同时开启喷淋装置110。

在喷雾燃烧装置700中，浆液、天然气和空气充分混合后，浆液在雾化焙烧炉800中充分燃烧。依据雾化焙烧炉800内的温度，调整浆液、燃气和助燃气大小，保持雾化焙烧炉800内的燃烧温度为450℃以上。高温使含钛化合物分解，形成粉末状的二氧化钛和氯化氢气体。

其中粉末状的二氧化钛沉积在雾化焙烧炉800的底部，打开物料出口801，粉末状的二氧化钛存储在冷却槽600中，备用。

其中的氯化氢气体进入雾气管路，氯化氢气体中的余热通过热交换装置900交换给需加热的装置后进入喷淋装置110。

燃烧时，浆液中的有机物等充分燃烧也可产生大量的热量，因此，可节省大量的天燃气。

通过热交换装置将氯化氢气体中的热量充分利用，节省其他燃料资源。

氯化氢气体进入喷淋装置110，喷淋吸收液为水。水吸收氯化氢气体以后形成盐酸回收。

本发明工艺流程简单，系统运行稳定。利用超声分散，形成均匀的浆液体系，使其燃烧更充分，释放出大量的热量。本装置在分离二氧化钛和氯化氢气体时，没有引入其他盐类组分，使获得的分离物更纯。

采用喷雾焙烧法处理盐酸酸洗废液具有较好的环境和经济效益，该方法不产生新的污染物，排放的尾气也能够达标。同时，回收的盐酸和二氧化钛粉可以循环使用。不仅消除了其对水资源及土壤的危害，同时实现了资源回收再生，满足了可持续发展的要求。

本装置也可以应用到其他有机废酸液的处理，例如在钢材生产和加工过程中产生的废酸液等。

最后应说明的是：以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种废酸处理系统，其特征在于：包括废液槽(100)、高压泵(400)、冷却槽(600)、喷雾燃烧系统、助燃风机(500)和喷淋装置(110)，

所述喷雾燃烧系统包括废液管路、燃气管路、助燃气管路、喷雾燃烧装置(700)、雾化焙烧炉(800)和雾气管路，

所述喷雾燃烧装置(700)切向安装于所述雾化焙烧炉(800)内部，

所述喷雾燃烧装置(700)通过所述废液管路连接所述废液槽(100)，在所述废液管路上设置高压泵，废液槽(100)储存的废酸液通过高压泵(400)泵入到喷雾燃烧装置(700)中；

所述喷雾燃烧装置(700)通过所述燃气管路连接燃气装置；

所述喷雾燃烧装置(700)通过所述助燃气管路连接助燃气装置，在所述助燃气管路上设置助燃风机(500)；

所述雾化焙烧炉(800)通过雾气管路连接所述喷淋装置(110)；

所述冷却槽(600)设置于所述喷雾燃烧装置(700)的下方，所述雾化焙烧炉(800)的底部设置物料出口(801)，所述物料出口(801)正对于所述冷却槽(600)。

2.根据权利要求1所述的废酸处理系统，其特征在于，所述废液管路上设置过滤装置(200)和超声分散系统(300)，储存在废液槽(100)中的废酸液经过滤装置(200)过滤，除去杂质，再进入超声分散系统(300)超声分散后，再通过高压泵(400)泵入到喷雾燃烧装置(700)中。

3.根据权利要求1所述的废酸处理系统，其特征在于，所述喷雾燃烧装置(700)自所述雾化焙烧炉(800)的炉体上方与炉体表面呈切向安装，安装角度低于水平线且与水平线夹角为2°-10°，所述废液管路、燃气管路和助燃气管路均为同心圆管路，其中内管为废液管路，次外管为燃气进料管，外管为助燃气进料管，所述喷雾燃烧装置(700)包括燃烧嘴，所述燃烧嘴前端设置点火枪，所述雾气管路上设置换热装置(900)。

4.一种高温焙烧处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

①存储于废液槽(100)中的废酸液经过滤装置(200)过滤后进入超声分散系统(300)，废酸液中大量有机物、悬浮物经分散后与废酸形成均匀浆液，通过高压泵(400)泵入喷雾燃烧装置(700)，在喷雾燃烧装置(700)中与一定量燃气、助燃气混合后在雾化焙烧炉(800)内燃烧；

②浆液燃烧以后形成的气体进入雾气管路，气体中的余热通过热交换装置(900)交换给需加热的装置后进入喷淋装置(110)；

浆液燃烧以后形成的固体通过物料出口(801)进入到冷却槽(600)中；

③进入喷淋装置(110)的气体经喷淋净化，回收。

5.根据权利要求4所述的高温焙烧处理方法，其特征在于，所述雾化焙烧炉(800)内的温度为400℃-500℃。