CN110124463A - 一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统和工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统和工艺，设置废酸洗涤塔，用于除去尾气中的Fe2O3粉尘，并对尾气进行降温，对废酸进行预升温，节省能耗；设置湿式电除尘器，尾气中的Fe2O3浓度确保低于10mg/Nm3，达到国家超低排放的标准；相比于丝网除雾器等机械式的除雾除尘设备，不会产生网孔堵塞的问题，能有效降低能耗，同时，也可以有效去除尾气中携带的微米级别液滴，实现尾气“消白”的功能。设置了文丘里洗涤器和急冷塔，可以实现在大幅降低新鲜脱盐水用量的前提下，大幅度提高尾气中HCl的去除率，确保将尾气HCl浓度控制在10mg/Nm3以内；通过控制急冷塔出口气体的温度来调节产生的冷凝液流量，确保急冷塔既能达到尾气降温的效果，又不产生任何废水。

Description

一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统和工艺
技术领域
本发明涉及喷雾焙烧盐酸再生装置领域，尤其涉及一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统和工艺。
背景技术
钢铁、机械加工、化工企业普遍采用盐酸除去钢件(钢卷、钢板、钢管等)表面的氧化铁锈，在盐酸处理钢件过程中发生的化学反应如下：
Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O
FeO+2HCl＝FeCl2+H2O
因此，酸洗废液的主要成份是FeCl2、FeCl3溶液，目前，盐酸废液普遍采用喷雾焙烧工艺对废酸进行再生。
如图1所示，喷雾焙烧再生工艺原理是：废酸首先进入预浓缩器a2，在预浓缩器a2的“喉口”部位与焙烧炉a1产生的高温气体进行传质与传热，由于气液之间强烈的热交换，酸液中由于35％的H2O由液态蒸发成气态而被浓缩，同时焙烧炉a1的高温气体提供H2O的蒸发潜热而被降温。其中，预浓缩循环泵a8控制酸与焙烧炉a1产生的高温气体进行循环热交换。经预浓缩器a2浓缩后的废酸通过变频控制泵a7以喷雾形式注入焙烧炉a1内。
在焙烧炉a1中部切线方向设置了若干以燃气、助燃空气为介质的烧嘴，喷入的酸液在燃烧产生的高温气体环境下，在炉内发生下列分解反应：
2FeCl2+2H2O+1/2O2＝Fe2O3↓+4HCl↑
2FeCl3+3H2O＝Fe2O3↓+6HCl↑
反应生成Fe2O3成颗粒状(微米级别)，由于颗粒自身的重力作用，Fe2O3落到焙烧炉a1的底部，通过焙烧炉a1底部设置的旋转阀，由专门的离心风机送入氧化铁粉仓进行储存。焙烧炉a1内产生的高温气体的主要成份是Fe2O3颗粒、水蒸气、HCl气体及燃烧废气，高温气体从焙烧炉a1顶部离开，经具备气固分离功能的旋风分离器处理后进入预浓缩器a2，对废酸进行预浓缩。预浓缩器a2不仅可以对焙烧炉a1产生的高温烟气降温，也可以除去烟气中携带的大量粉尘，是喷雾焙烧工艺的核心设备。
经预浓缩器a2降温及除尘后的气体由高温降低至100℃以下，经降温和除尘后的气体随后进入填料式吸收塔a3，吸收塔a3一般为气液逆流形式，吸收塔a3顶部采用喷嘴喷水，气体由吸收塔a3底部进入塔体，气体在通过装有填料的塔体的过程中与顶部喷淋的液体接触而形成再生酸(HCl溶液)，形成的再生酸流入再生酸罐进行储存。
经吸收塔a3处理后的气体称为尾气，尾气中的主要成份是少量的HCl、Fe2O3、水蒸气、燃烧废气，其中，HCl、Fe2O3为有害物质，吸收塔a3排出尾气中HCl、Fe2O3的浓度远高于国家排放标准，因此，吸收塔a3后续设备的作用就是将尾气进行洗涤、净化，去除HCl、Fe2O3，达到环保标准后经过烟囱a6排向大气。由于吸收塔a3后的设备专职负责去除盐酸再生装置尾气的HCl、Fe2O3，因此这些设备归类为烟气净化单元。目前，常用的烟气净化单元设备有填料式气液逆流洗涤塔(等同于吸收塔)、文丘里洗涤器、液滴分离器等，常用的介质是漂洗水(含有少量HCl的酸性水)、脱盐水、工业水等。
文丘里洗涤器是经典的除尘设备，凭借液体与气体在文丘里洗涤器中“喉口”处发生的强烈交互作用，液体将气体中携带的粉尘截留下来。经过研究，文丘里洗涤器的除尘效果与颗粒的直径、液气比(液体流量与气体流量比例)、气体流速密切相关，在颗粒物性确定的情况下(如直径、亲水特性等)，液气比(液体流量与气体流量比例)越大、气体流速越高、除尘效果越好。
如图1所示，吸收塔a3排出的尾气经废气风机a4后导入填料式洗涤塔a5内。填料式洗涤塔a5与吸收塔a3形式完全一样，顶部喷淋漂洗水，吸收塔a3排出的尾气由底部进入，在填料中与液体直接接触发生传质作用，气液之间的传质作用使得液体可以除去气体中携带的Fe2O3及HCl。其中，洗涤塔a5采用的吸收剂一般采用脱盐水，从外部导入，并在洗涤塔循环泵a10的作用下在洗涤塔a5上循环喷淋，最后排入收集罐9内，并汇入外部漂洗水后，由吸收塔供料泵11供给吸收塔a3作为喷淋液。与吸收塔a3不同的是，填料式洗涤塔a5的液体吸收剂用量较大，这是因为吸收塔a5的主要目的是生成高浓度(18％～22％)的再生盐酸，所以必须严格控制吸收塔a5中吸收剂的用量，但是洗涤塔a3的主要目的是净化尾气中残余的Fe2O3及HCl，因此，为了增加洗涤塔a5的烟气净化能力，根据气液相平衡原理，在设计时会提高洗涤塔a5的吸收剂用量，一般为吸收塔a3的8到10倍。
为了确保尾气中的粉尘及酸雾含量达到最低，烟气净化单元的所有设备中的循环吸收剂必须不断进行更新，通用的做法是：最后一级设备(比如洗涤塔a5)补充新鲜水，为维持水量平衡，在补充新鲜脱盐水的同时，向前一级设备(比如文丘里洗涤器)排放等量的含有Fe2O3及HCl的废水。水量平衡对于烟气净化单元的作用至关重要，如果补充的脱盐水量足够大，那么尾气中的Fe2O3及HCl浓度可以降低至极限；但是，脱盐水量过多，系统废水量将明显上升，同时考虑到生产成本，一般会严格控制新鲜脱盐水用量。如果补充的新鲜脱盐水量不足，那么设备中的Fe2O3及HCl浓度必然将显著提高，根据气液相平衡原理，设备中吸收剂对于气体中的Fe2O3及HCl的吸收能力有限，从而导致尾气环保超标。
由于喷雾焙烧盐酸再生装置产生的尾气中的HCL浓度较高，粉尘(Fe2O3)直径为微米级别，根据以往大量的工程经验，常用的设备(文丘里洗涤器、洗涤塔等)仅能够将Fe2O3及HCl浓度控制在10mg/Nm3至30mg/Nm3之间，在系统异常状况下，浓度甚至高于50mg/Nm3。为确保环保达标，某些企业只能通过增大量加新鲜脱盐水量的措施，这无疑是造成资源的极大浪费，与国家提倡的“节能减排”政策背道而驰。2019年4月底，国家财政部、生态环境部、工业和信息部等联合下发了关于贯彻实施钢铁行业“超低排放”环保标准的意见函，新的“超低排放”环保标准要求喷雾焙烧盐酸再生装置尾气中Fe2O3的浓度低于10mg/Nm3，对于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化单元提出了更高的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统和工艺，能在保持新鲜脱盐水量不变的前提下降低Fe2O3及HCl的排放浓度，节省能耗。
本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统，其包括焙烧炉(1)、预浓缩器(2)、吸收塔(3)、脱盐水洗涤塔(8)和烟囱(10)，还包括废酸洗涤塔(4)，焙烧炉(1)、预浓缩器(2)、吸收塔(3)、废酸洗涤塔(4)、脱盐水洗涤塔(8)和烟囱(10)的气路依次连通，外部脱盐水、脱盐水洗涤塔(8)和吸收塔(3)的液路依次连通，吸收塔(3)产生的再生酸存储或者外运，外部废酸、废酸洗涤塔(4)、预浓缩器(2)和焙烧炉(1)的液路依次连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括湿式电除尘器(9)，脱盐水洗涤塔(8)、湿式电除尘器(9)和烟囱(10)的气路依次连通。
进一步优选的，还包括竖直液滴分离器(19)，脱盐水洗涤塔(8)、竖直液滴分离器(19)、湿式电除尘器(9)和烟囱(10)的气路依次连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括文丘里洗涤器(5)和急冷塔(6)，所述焙烧炉(1)、预浓缩器(2)、吸收塔(3)、废酸洗涤塔(4)、文丘里洗涤器(5)、急冷塔(6)、脱盐水洗涤塔(8)和烟囱(10)的气路依次连通，外部脱盐水、脱盐水洗涤塔(8)和文丘里洗涤器(5)的液路依次连通，急冷塔(6)和文丘里洗涤器(5)的液路连通，文丘里洗涤器(5)和吸收塔(3)的液路连通。
进一步优选的，还包括竖直液滴分离器(19)，所述焙烧炉(1)、预浓缩器(2)、吸收塔(3)、废酸洗涤塔(4)、文丘里洗涤器(5)、竖直液滴分离器(19)、急冷塔(6)、竖直液滴分离器(19)、脱盐水洗涤塔(8)和烟囱(10)的气路依次连通。
进一步优选的，还包括吸收塔供料泵(13)和冷凝液收集罐(14)，文丘里洗涤器(5)、冷凝液收集罐(14)、吸收塔供料泵(13)和吸收塔(3)的液路连通。
进一步优选的，还包括金属换热器(16)和急冷塔循环泵(17)，急冷塔循环泵(17)循环输送冷凝液，对急冷塔(6)内的气体进行降温，换热器(16)设置于急冷塔循环泵(17)所在的冷凝液循环输送管道上，并外接冷却水，换热器(16)供外接冷却水与冷凝液进行热交换。
进一步优选的，还包括废气风机(7)、反应炉供料泵(11)、预浓缩器循环泵(12)、文丘里洗涤器循环泵(15)和洗涤塔循环泵(18)，反应炉供料泵(11)设置于焙烧炉(1)和预浓缩器(2)之间的液路上；预浓缩器循环泵(12)对预浓缩器(2)内的液体进行循环，在此过程中，预浓缩器(2)内的液体与预浓缩器(2)气路进行换热并吸收气路上的Fe2O3颗粒，预浓缩器(2)内的液体升温并除去部分水；废气风机(7)设置于急冷塔(6)和脱盐水洗涤塔(8)之间的气路上；文丘里洗涤器循环泵(15)对文丘里洗涤器(5)内的冷凝液进行循环，在此过程中，文丘里洗涤器(5)内的冷凝液吸收文丘里洗涤器(5)气路Fe2O3颗粒和HCl，并对文丘里洗涤器(5)气路上的气体进行降温；洗涤塔循环泵(18)对脱盐水洗涤塔(8)内的脱盐水进行循环。
第二方面，本发明提供了一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化工艺，包括以下步骤，
S1，对于焙烧炉(1)产生的尾气，先通过浓缩器(2)进行降温，并除去部分Fe2O3颗粒；
S2，对于步骤S1得到的尾气，通过吸收塔(3)除去大部分的HCl，得到再生酸；
S3，对于步骤S2得到的尾气，导入废酸洗涤塔(4)内，并通入废酸进行喷淋，除去部分Fe2O3颗粒；得到的废酸液同步进入步骤S1的浓缩器(2)进行浓缩升温后导入焙烧炉(1)内焙烧；
S4，对于步骤S3得到的尾气，导入文丘里洗涤器(5)内，尾气中的Fe2O3颗粒被文丘里洗涤器(5)内的液体吸附，并经过汽水分离；文丘里洗涤器(5)排出的液体进入步骤S2中的吸收塔(3)进行喷淋；
S5，对于步骤S4得到的尾气，导入急冷塔(6)内进行降温；急冷塔(6)内产生的部分冷凝液同步进入文丘里洗涤器(5)作为尾气Fe2O3颗粒的吸附液体；
S6，对于步骤S5得到的尾气，导入脱盐水洗涤塔(8)内，同步导入脱盐水进行喷淋，除去部分Fe2O3颗粒和HCl，喷淋产生的脱盐水同步进入文丘里洗涤器(5)作为尾气Fe2O3颗粒的吸附液体；
S7，对于步骤S6得到的尾气，导入湿式电除尘器(9)，进一步除去Fe2O3颗粒，最后得到的尾气通过烟囱(10)排放。
进一步优选的，所述步骤S7中，进入湿式电除尘器(9)的尾气HCl浓度低于10mg/Nm3，Fe2O3浓度在10mg/Nm3至20mg/Nm3之间，温度低于50℃；湿式电除尘器(9)排出的尾气Fe2O3及HCl浓度均低于10mg/Nm3。
本发明的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统和工艺相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过设置废酸洗涤塔，用于除去尾气中的Fe2O3粉尘，并对尾气进行降温，对废酸进行预升温；进一步将废酸导入预浓缩器，一方面吸收尾气中大量的Fe2O3粉尘，另一方面对尾气降温，使废酸进一步升温；接下来将废酸导入焙烧炉内焙烧，通过前期的预升温，节省能耗；
(2)设置湿式电除尘器，尾气中的Fe2O3浓度不仅可以确保低于10mg/Nm3，达到国家超低排放的标准；同时，相比于丝网除雾器等机械式的除雾除尘设备，不会产生网孔堵塞的问题，能有效降低能耗，同时，也可以有效去除尾气中携带的微米级别液滴，实现尾气“消白”的功能。
(3)为了将尾气处理到符合湿式电除尘器直接处理的状态，进一步设置了文丘里洗涤器和急冷塔，所述文丘里洗涤器可吸收尾气中的Fe2O3粉尘，并对尾气进一步降温，同时分离出尾气中形成的液滴；急冷塔将尾气温度降低到合适的溶解温度，从而大幅提高其在水中的溶解度，便于脱盐水洗涤塔吸收并除去大部分的HCl，从而实现在大幅降低脱盐水用量的前提下，大幅度提高HCl的去除率，将尾气HCl浓度降低到10mg/Nm3以内；急冷塔在降温过程中形成大量的冷凝液导入文丘里洗涤器，对尾气进行降温，并吸收尾气中的Fe2O3粉尘和HCl，从而提高对Fe2O3粉尘的吸收率，通过控制急冷塔出口气体的温度来调节产生的冷凝液流量，确保急冷塔既能达到尾气降温的效果，又不产生任何废水；
(4)洗涤塔产生的脱盐水非常干净，直接导入文丘里洗涤器内，而非导入急冷塔内，可提高对Fe2O3粉尘和HCl的吸收率，同时，也能防止进入急冷塔内被溢出，产生多余废水。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的烟气净化单元的连接关系图；
图2为本发明的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统的连接关系图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统，其包括焙烧炉1、预浓缩器2、吸收塔3、废酸洗涤塔4、文丘里洗涤器5、急冷塔6、废气风机7、脱盐水洗涤塔8、湿式电除尘器9、烟囱10、反应炉供料泵11、预浓缩器循环泵12、吸收塔供料泵13、冷凝液收集罐14、文丘里洗涤器循环泵15、金属换热器16、急冷塔循环泵17、洗涤塔循环泵18和竖直液滴分离器19。
其中，焙烧炉1可采用现有的设备，顶部设置喷枪，供喷入酸雾；中部设置烧嘴，喷入燃气和助燃气体，对废酸进行焚烧；底部设置旋转阀，收集Fe2O3颗粒；顶部设置排气口，排放尾气，尾气的主要成分是Fe2O3颗粒、水蒸气、HCl气体及燃烧废气。
预浓缩器2可采用现有的设备，具体可采用文丘里预浓缩器。焙烧炉1排放的尾气经具备气固分离功能的旋风分离器处理后进入预浓缩器2，对废酸进行预浓缩。预浓缩器2不仅可以对焙烧炉1产生的高温烟气降温，也可以除去尾气中携带的大量粉尘，同时，废酸温度升高，废酸中的水分被蒸发，在被导入焙烧炉1内焙烧时可以降低能耗。经过预浓缩器2处理，尾气温度可以降低到90～95℃，废酸温度可升高到90～95℃，Fe2O3颗粒浓度可以降低到95～105mg/Nm3。
具体的，反应炉供料泵11设置于焙烧炉1和预浓缩器2之间的液路上，将预浓缩器2排出的废酸泵送给焙烧炉1；预浓缩器循环泵12对预浓缩器2内的废酸进行循环。
吸收塔3可采用现有的设备，预浓缩器2出来的尾气导入吸收塔3内进行喷淋，生成再生酸，吸收塔3产生的再生酸存储或者外运。具体的，所述吸收塔3可采用气液逆流形式的填料式吸收塔，吸收塔3顶部采用喷嘴喷淋。吸收塔3一方面对尾气进行降温，另一方面需要除去尾气中的HCl，因此较低温度的喷淋液利于对HCl气体的吸收并对尾气进行降温。经过吸收塔3处理，尾气中HCl的浓度可以降低到100mg/Nm3以内。
废酸洗涤塔4，吸收塔3出来的尾气进入废酸洗涤塔4，利用废酸对尾气中的Fe2O3颗粒进行吸收。具体可采用气液逆流填料式废酸洗涤塔，采用废酸作为吸收剂，其主要成份是FeCl2、H2O、HCl，由顶部喷嘴喷射进入废酸洗涤塔4内部，由于从底部进入废酸洗涤塔4的尾气中的粉尘Fe2O3具有“憎水亲酸”的特性，因此，尾气在废酸洗涤塔4内部由上至下上升过程中与吸收剂发生传质作用，大量的Fe2O3颗粒被吸收剂截留下来。吸收了Fe2O3颗粒的废酸经预浓缩器2的预浓缩作用后进入焙烧炉1中灼烧，回收Fe2O3。具体的，外部废酸、废酸洗涤塔4、预浓缩器2和焙烧炉1的液路依次连通。经过废酸洗涤塔4处理，Fe2O3颗粒浓度可以降低到45～55mg/Nm3，尾气温度可以降低约5℃，废酸温度可升高到约75℃。
文丘里洗涤器5，可采用现有的设备，废酸洗涤塔4出来的尾气进入文丘里洗涤器5。文丘里洗涤器5由两部分组成，左边为文丘里除尘段，右边为汽水分离器段。在文丘里除尘段内部，尾气及液体吸收剂以较高的速度同时通过缩口处，在缩口处高速度的气体撞击液体，气液之间发生强烈的传质作用，进而气体中的Fe2O3颗粒被液体吸收剂截留下来。尾气经过文丘里除尘段缩口后携带有大量的液滴，这些液滴因缩口处的传质左右均“包裹”了大量的粉尘，为去除这些液滴，尾气将以切线方式进入文丘里洗涤器右边的旋风式汽水分离器段，尾气在汽水分离器内部螺旋式上升过程中，由于气液之间的惯性不同，在上升过程中尾气与携带的较大直径的液滴分生了分离。文丘里洗涤器5将采用漂洗水(HCl浓度约10g/L)作为吸收剂，尾气中携带的Fe2O3颗粒具有“憎水亲酸”，因此，文丘里洗涤器5对于去除尾气中的Fe2O3颗粒粉尘效果极好。为进一步除去尾气中较小直径的液滴，尾气将经过设置在旋风分离器上方的竖直液滴分离器19，具体的，竖直液滴分离器19可采用折流板式竖直液滴分离器。经过文丘里洗涤器5及上方的竖直液滴分离器19后，尾气中的Fe2O3颗粒粉尘浓度可以降低至20mg/Nm3以内，HCl的浓度可以降低到30mg/Nm3以内。
具体的，文丘里洗涤器循环泵15对文丘里洗涤器5内的液体吸收剂进行循环，最后产生的出液存储于冷凝液收集罐14内，经冷却后由吸收塔供料泵13泵送给吸收塔3进行喷淋。
急冷塔6，可采用现有的设备，具体可采用气液逆流填料式急冷塔。经过文丘里洗涤器5净化后，尾气将进入急冷塔6，急冷塔6的主要作用是对尾气进行降温，冷凝液在顶部通过喷嘴喷射进入急冷塔6，在冷凝液的循环管路中设置了金属换热器16，在金属换热器中循环冷却水(冷流体)与冷凝液(热流体)发生热交换作用，冷凝液的温度被降低至45℃以内，被冷却后的冷凝液在急冷塔6内部与上升的尾气发生热交换，将尾气的温度降低至50℃以内。尾气上升过程中与吸收剂相互接触后将携带大量的液滴，因此，在急冷塔的顶部设置了竖直液滴分离器19，尾气通过竖直液滴分离器后，其携带的液滴将被有效的去除。急冷塔6会产生大量的冷凝液，导入文丘里洗涤器5内作为漂洗水使用。因此，通过调节急冷塔6的温度即可产生大量的冷凝液，无需补充额外的新鲜水，且不产生任何废水。经过急冷塔6后，尾气温度可降低至40～55℃，低温的尾气中的HCl在水中的吸收率会大幅度增加。
具体的，急冷塔循环泵17循环输送冷凝液，对急冷塔6内的气体进行降温，换热器16设置于急冷塔循环泵17所在的冷凝液循环输送管道上，并外接冷却水，换热器16供外接冷却水与冷凝液进行热交换。
脱盐水洗涤塔8，可采用现有的设备，具体可采用气液逆流填料式脱盐水洗涤塔。尾气经过急冷塔6后由废气风机7输送至脱盐水洗涤塔8中，脱盐水洗涤塔8的吸收剂为脱盐水，吸收剂在顶部通过喷嘴喷射进入洗涤塔内部，尾气从洗涤塔底部进入，在上升过程中与吸收剂接触，发生传质作用，尾气中的HCl被吸收剂截留。与图1中的工艺相比，脱盐水洗涤塔8中的温度由85℃低至50℃以内，由于HCl溶解度与温度成反比，因此，本工艺中的脱盐水洗涤塔8可以将尾气中的HCl浓度降低至10mg/Nm3以内。洗涤塔的上方设置了竖直液滴分离器19，用于除去尾气在洗涤塔内部上升过程中携带的液滴。通过预浓缩器2、吸收塔3、废酸洗涤塔4、文丘里洗涤器5和急冷塔6的处理，可将尾气温度可降低至40～55℃，无需再设置换热设备对脱盐水洗涤塔8内的吸收剂进行进一步降温，节省能耗。具体的，洗涤塔循环泵18对脱盐水洗涤塔8内的脱盐水进行循环。脱盐水洗涤塔8产生的脱盐水非常干净，直接导入文丘里洗涤器5内，而非导入急冷塔6内，可提高对Fe2O3粉尘和HCl的吸收率，同时，也能防止进入急冷塔6内被溢出，产生多余废水。
湿式电除尘器9，可采用现有的设备。经过废酸洗涤塔4、文丘里洗涤器5、急冷塔6、脱盐水洗涤塔8处理后，尾气中的HCl浓度可以降低至10mg/Nm3以内，Fe2O3颗粒粉尘浓度可以降低至10mg/Nm3至20mg/Nm3之间，随后尾气将进入湿式电除尘器9，其原理是湿式电除尘器9在低温(低于50℃)的情况下，在设备内部设置高压电场，尾气进入高压电场后，其携带的Fe2O3颗粒粉尘和HCl带电，形成带电离子，带电离子向相反电荷的电极运动，带电离子到达电极后进行放电，形成中性尘、雾颗粒，沉积于电极上凝集、依靠重力降落而被除去。尾气经过湿式电除尘器9后，粉尘的浓度被进一步降低至10mg/Nm3以内，从而达到超低排放的标准，同时，也可以有效去除尾气中携带的微米级别液滴。进一步的，经湿式电除尘器9处理后的尾气通过烟囱10排放。相比于丝网除雾器等机械式的除雾除尘设备，湿式电除尘器9不会产生网孔堵塞的问题，能有效降低能耗，除尘效率更高，同时，也可以有效去除尾气中携带的微米级别液滴，实现尾气“消白”的功能。
本发明的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化工艺，包括以下步骤：
S1，对于焙烧炉1产生的尾气，先通过浓缩器2进行降温，并除去部分Fe2O3颗粒；
S2，对于步骤S1得到的尾气，通过吸收塔3除去大部分的HCl，得到再生酸；
S3，对于步骤S2得到的尾气，导入废酸洗涤塔4内，并通入废酸进行喷淋，除去部分Fe2O3颗粒；得到的废酸液同步进入步骤S1的浓缩器2进行浓缩升温后导入焙烧炉1内焙烧；
S4，对于步骤S3得到的尾气，导入文丘里洗涤器5内，尾气中的Fe2O3颗粒被文丘里洗涤器5内的液体吸附，并经过汽水分离；文丘里洗涤器5排出的液体进入步骤S2中的吸收塔3进行喷淋；
S5，对于步骤S4得到的尾气，导入急冷塔6内进行降温；急冷塔6内产生的部分冷凝液同步进入文丘里洗涤器5作为尾气Fe2O3颗粒的吸附液体；
S6，对于步骤S5得到的尾气，导入脱盐水洗涤塔8内，同步导入脱盐水进行喷淋，除去部分Fe2O3颗粒和HCl，喷淋产生的脱盐水同步进入文丘里洗涤器5作为尾气Fe2O3颗粒的吸附液体；
S7，对于步骤S6得到的尾气，导入湿式电除尘器9，进一步除去Fe2O3颗粒，最后得到的尾气通过烟囱10排放。
在本工艺中，喷雾焙烧盐酸再生装置在连续生产时，新鲜的脱盐水从脱盐水洗涤塔8补充，脱盐水洗涤塔8同时排出等量的脱盐水进入文丘里洗涤器5中，由于急冷塔6将尾气的温度降低了40℃，因此，产生了大量的冷凝液，产生的冷凝液全部进入文丘里洗涤器5。为维持文丘里洗涤器5的液位平衡，文丘里洗涤器5将来自脱盐水洗涤塔8的脱盐水及急冷塔6的冷凝液等量地排入吸收塔3中作为生产再生酸的吸收剂。本发明中，除脱盐水洗涤塔8中补充少量的脱盐水外，其余的设备无需补充额外的新鲜水，且不产生任何废水；通过预浓缩器2、吸收塔3、废酸洗涤塔4、文丘里洗涤器5和急冷塔6的处理，可将尾气温度可降低至40～55℃，无需再设置换热设备对脱盐水洗涤塔8内的吸收剂进行进一步降温，可大大节省能耗。
本发明的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统和工艺经实践检测，分三次测试烟囱10排放的尾气中Fe2O3颗粒和HCl的浓度，得到如下指标：
Fe2O3颗粒和HCl的浓度低于10mg/Nm3，满足关于贯彻实施钢铁行业“超低排放”环保标准的执行纲领要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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)

1.一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统，其包括焙烧炉(1)、预浓缩器(2)、吸收塔(3)、脱盐水洗涤塔(8)和烟囱(10)，其特征在于：还包括废酸洗涤塔(4)，焙烧炉(1)、预浓缩器(2)、吸收塔(3)、废酸洗涤塔(4)、脱盐水洗涤塔(8)和烟囱(10)的气路依次连通，外部脱盐水、脱盐水洗涤塔(8)和吸收塔(3)的液路依次连通，吸收塔(3)产生的再生酸存储或者外运，外部废酸、废酸洗涤塔(4)、预浓缩器(2)和焙烧炉(1)的液路依次连通。
2.如权利要求1所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统，其特征在于：还包括湿式电除尘器(9)，脱盐水洗涤塔(8)、湿式电除尘器(9)和烟囱(10)的气路依次连通。
3.如权利要求2所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统，其特征在于：还包括竖直液滴分离器(19)，脱盐水洗涤塔(8)、竖直液滴分离器(19)、湿式电除尘器(9)和烟囱(10)的气路依次连通。
4.如权利要求1所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统，其特征在于：还包括文丘里洗涤器(5)和急冷塔(6)，所述焙烧炉(1)、预浓缩器(2)、吸收塔(3)、废酸洗涤塔(4)、文丘里洗涤器(5)、急冷塔(6)、脱盐水洗涤塔(8)和烟囱(10)的气路依次连通，外部脱盐水、脱盐水洗涤塔(8)和文丘里洗涤器(5)的液路依次连通，急冷塔(6)和文丘里洗涤器(5)的液路连通，文丘里洗涤器(5)和吸收塔(3)的液路连通。
5.如权利要求4所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统，其特征在于：还包括竖直液滴分离器(19)，所述焙烧炉(1)、预浓缩器(2)、吸收塔(3)、废酸洗涤塔(4)、文丘里洗涤器(5)、竖直液滴分离器(19)、急冷塔(6)、竖直液滴分离器(19)、脱盐水洗涤塔(8)和烟囱(10)的气路依次连通。
6.如权利要求4所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统，其特征在于：还包括吸收塔供料泵(13)和冷凝液收集罐(14)，文丘里洗涤器(5)、冷凝液收集罐(14)、吸收塔供料泵(13)和吸收塔(3)的液路连通。
7.如权利要求4所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统，其特征在于：还包括金属换热器(16)和急冷塔循环泵(17)，急冷塔循环泵(17)循环输送冷凝液，对急冷塔(6)内的气体进行降温，换热器(16)设置于急冷塔循环泵(17)所在的冷凝液循环输送管道上，并外接冷却水，换热器(16)供外接冷却水与冷凝液进行热交换。
8.如权利要求4所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统，其特征在于：还包括废气风机(7)、反应炉供料泵(11)、预浓缩器循环泵(12)、文丘里洗涤器循环泵(15)和洗涤塔循环泵(18)，反应炉供料泵(11)设置于焙烧炉(1)和预浓缩器(2)之间的液路上；预浓缩器循环泵(12)对预浓缩器(2)内的液体进行循环，在此过程中，预浓缩器(2)内的液体与预浓缩器(2)气路进行换热并吸收气路上的Fe2O3颗粒，预浓缩器(2)内的液体升温并除去部分水；废气风机(7)设置于急冷塔(6)和脱盐水洗涤塔(8)之间的气路上；文丘里洗涤器循环泵(15)对文丘里洗涤器(5)内的冷凝液进行循环，在此过程中，文丘里洗涤器(5)内的冷凝液吸收文丘里洗涤器(5)气路Fe2O3颗粒和HCl，并对文丘里洗涤器(5)气路上的气体进行降温；洗涤塔循环泵(18)对脱盐水洗涤塔(8)内的脱盐水进行循环。
9.一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化工艺，其特征在于：包括以下步骤，
S1，对于焙烧炉(1)产生的尾气，先通过浓缩器(2)进行降温，并除去部分Fe2O3颗粒；
S2，对于步骤S1得到的尾气，通过吸收塔(3)除去大部分的HCl，得到再生酸；
S3，对于步骤S2得到的尾气，导入废酸洗涤塔(4)内，并通入废酸进行喷淋，除去部分Fe2O3颗粒；得到的废酸液同步进入步骤S1的浓缩器(2)进行浓缩升温后导入焙烧炉(1)内焙烧；
S4，对于步骤S3得到的尾气，导入文丘里洗涤器(5)内，尾气中的Fe2O3颗粒被文丘里洗涤器(5)内的液体吸附，并经过汽水分离；文丘里洗涤器(5)排出的液体进入步骤S2中的吸收塔(3)进行喷淋；
S5，对于步骤S4得到的尾气，导入急冷塔(6)内进行降温；急冷塔(6)内产生的部分冷凝液同步进入文丘里洗涤器(5)作为尾气Fe2O3颗粒的吸附液体；
S6，对于步骤S5得到的尾气，导入脱盐水洗涤塔(8)内，同步导入脱盐水进行喷淋，除去部分Fe2O3颗粒和HCl，喷淋产生的脱盐水同步进入文丘里洗涤器(5)作为尾气Fe2O3颗粒的吸附液体；
S7，对于步骤S6得到的尾气，导入湿式电除尘器(9)，进一步除去Fe2O3颗粒，最后得到的尾气通过烟囱(10)排放。
10.如权利要求9所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化工艺，其特征在于：
所述步骤S7中，进入湿式电除尘器(9)的尾气HCl浓度低于10mg/Nm3，Fe2O3浓度在10mg/Nm3至20mg/Nm3之间，温度低于50℃；湿式电除尘器(9)排出的尾气中Fe2O3及HCl浓度均低于10mg/Nm3。
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