CN111517530A - 一种废酸液再生预处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废酸液再生预处理方法，包括以下步骤：废酸液过滤：将从酸洗线酸洗槽中排出的废酸液过滤处理；废酸液中的自由酸被吸附：液过滤出固体颗粒后输送至树脂床，吸附废酸液中的自由酸；废酸液中的自由酸解析：将被树脂床吸附的自由酸解吸后回流输送至酸洗线再利用；其余含金属离子的废液进入酸再生系统进行完全再生回收处理。本发明还公开了一种废酸液再生预处理系统。本发明的有益效果为：本发明所述方法及系统用于喷雾焙烧工艺的前处理，可以实现在线酸净化，实时回收游离酸，降低硝酸、氢氟酸的消耗，去除金属盐，减少酸槽中淤泥的形成，大大延长排空酸槽清淤周期，提高了机组生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及废酸液处理技术领域，具体涉及一种废酸液再生预处理方法及系统。
背景技术
在钢铁生产时，通常会采用混酸(硝酸+氢氟酸)的酸洗方法对不锈钢表面进行处理。这种酸洗方法酸洗后产生的废酸液具有极强的腐蚀性，若不加以处理，会对环境造成严重污染；同时由于废酸的大量排放，也会造成资源浪费，从而提高酸洗成本。
目前，在针对不锈钢酸洗废酸液的处理中，喷雾焙烧工艺是最为先进的再生工艺，对废酸液能够实现完全再生。在基于喷雾焙烧法的废酸再生工艺中，废酸发生化学反应，产生游离HF和HNO3，通过吸收塔吸收后，形成再生酸，同时在排放至大气之前再进行多级洗涤以满足达标排放标准。
喷雾焙烧工艺能够回收90％以上的氢氟酸，但只能回收约40～60％的硝酸，废酸液中的大部分硝酸因在高温焙烧下分解成不易被吸收的NOx(氮氧化物NO2、NO的简称)气体，而大量的NOx气体会导致昂贵的脱硝处理成本；同时该工艺连同不必要的游离态硝酸、氢氟酸和水一起焙烧，消耗了大量的能源，这给能源成本日益高涨的今天带来了巨大的压力。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种可提高游离酸回收率并降低处理成本的废酸液再生预处理方法及系统。
本发明采用的技术方案为：一种废酸液再生预处理方法，包括以下步骤：
步骤一、废酸液过滤：将从酸洗线酸洗槽中排出的废酸液过滤处理；
步骤二、废酸液中的自由酸被吸附：液过滤出固体颗粒后输送至树脂床，吸附废酸液中的自由酸；
步骤三、废酸液中的自由酸解析：将被树脂床吸附的自由酸解吸后回流输送至酸洗线再利用；
步骤四、其余含金属离子的废液进入酸再生系统进行完全再生回收处理。
所述的废酸液再生预处理方法，其特征在于，在步骤一中，酸洗槽排出的废酸液经过多次过滤后输送至树脂床。
按上述方案，在步骤一中，酸洗槽排出的废酸液采用旋流分离方式循环过滤，初步过滤出大粒径固体颗粒，再通过生物膜过滤出小粒径固体颗粒。
按上述方案，步骤二和步骤三循环往复交替进行。
本发明还提供了一种废酸液再生预处理系统，包括过滤子系统和回收分系系统，酸洗槽的废酸液出口与过滤子系统的进水端连通；所述回收子系统包括设有树脂床的罐体，所述过滤子系统的出水端与罐体的进水口连通，罐体的酸液出口与酸洗槽连通，罐体的金属废液出口与后续的酸再生系统连通；罐体内的树脂床吸附废酸液中的自由酸并用水置换后送入酸洗槽，其余含金属离子的废液送入后续酸再生处理系统再生处理。
按上述方案，所述过滤子系统包括旋流分离装置、微滤装置和净化酸罐，所述酸洗槽的废酸液出口与旋流分离装置的进水口连通，旋流分离装置的出水口与微滤装置的进水口连通，旋流分离装置的排泥口与污泥槽连通；微滤装置的出水口通过净化酸罐与设有树脂床的罐体的进水口连通。
按上述方案，旋流分离装置为旋风分离式过滤；微滤装置为生物膜式过滤，微滤装置带有反冲洗自动控制模块，利用净化酸罐中经过滤后的酸液来进行。
按上述方案，所述过滤子系统设废液循环罐，废液循环罐分别与酸洗槽、旋流分离装置和微滤装置连通；酸洗槽流出的废酸液通过废液循环罐进入旋流分离装置，离心分离大粒径固体颗粒，上层清液回流入废液循环槽循环分离粗过滤；经粗过滤的酸液随后通过微滤装置，进一步分离颗粒微小的固体物质。
按上述方案，在废酸循环罐中设置滤网。
本发明的有益效果为：本发明所述方法及系统用于喷雾焙烧工艺的前处理，可以实现在线酸净化，实时回收游离酸，降低硝酸、氢氟酸的消耗，去除金属盐，减少酸槽中淤泥的形成，大大延长排空酸槽清淤周期，提高了机组生产效率；由于酸液中的金属盐含量对酸洗效果影响很大，而本发明及时有效除去了酸液中的金属盐,保证了酸液成分的稳定，使酸洗过程始终处于优化状态，提高了酸洗质量稳定性和生产效率；本发明用于喷雾焙烧工艺前，在进行喷雾焙烧再生之前先将游离态废酸回收利用，提高了HNO3回收率，降低了脱硝处理和能源消耗成本。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
其中：1、酸洗槽；2、旋流分离装置；3、污泥槽；4、废酸循环罐；5、微滤装置；6、净化酸罐；7、树脂床；8、金属废液罐；9、回收酸罐。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
一种废酸液再生预处理方法，具体过程为：
步骤一、废酸液过滤：将从酸洗线酸洗槽1中排出的废酸液过滤处理；
步骤二、废酸液中的自由酸被吸附：液过滤出固体颗粒后输送至树脂床7，吸附废酸液中的自由酸；
步骤三、废酸液中的自由酸解析：将被树脂床7吸附的自由酸解吸后回流输送至酸洗线再利用；
步骤四、其余含金属离子的废液进入酸再生系统进行完全再生回收处理。
本发明中，在步骤一中酸洗槽1排出的废酸液采用旋流分离方式循环过滤，初步过滤出大粒径固体颗粒，再通过生物膜过滤出小粒径固体颗粒。步骤二和步骤三循环往复交替进行，树脂床7每隔几分钟可自动交替吸附或解吸，最终实现连续不断地吸附自由酸、去除金属盐，从而达到分离盐和酸的目的，自由酸得以回收利用。
如图1所示的一种废酸液再生预处理系统，包括过滤子系统和回收分系系统，酸洗槽1的废酸液出口与过滤子系统的进水端连通；所述回收子系统包括设有树脂床7的罐体，所述过滤子系统的出水端与罐体的进水口连通，罐体的酸液出口与酸洗槽1连通，罐体的金属废液出口与后续的酸再生系统连通；罐体内的树脂床7吸附废酸液中的自由酸并用水置换后送入酸洗槽1，其余含金属离子的废液送入后续酸再生处理系统再生处理。
优选地，所述过滤子系统包括旋流分离装置2、微滤装置5和净化酸罐6，所述酸洗槽1的废酸液出口与旋流分离装置2的进水口连通，旋流分离装置2的出水口与微滤装置5的进水口连通，微滤装置5的出水口通过净化酸罐6与设有树脂床7的罐体的进水口连通；旋流分离装置2和微滤装置5的排泥口均与污泥槽连通3。本实施例中，旋流分离装置2为旋风分离式过滤。微滤装置5为生物膜式过滤，一段时间后膜容易被过滤颗粒所堵塞，因此需定期反冲洗。微滤装置5带有反冲洗自动控制模块，利用净化酸罐6中经过滤后的酸液来进行，并定期用热水进行反冲洗，反冲洗的时间间隔根据实际应用情况进行调节。旋流分离装置2和微滤装置5均设计成模块，根据酸液处理量的不同，单个或多个模块集成为过滤子系统，过滤处理后的净化酸液送入树脂床7的酸回收系统。
进一步地，为了充分过滤废酸液中的固体颗粒，对进入微滤装置5的废酸液进行循环过滤，具体为：过滤子系统设废液循环罐，废液循环罐分别与酸洗槽1、旋流分离装置2和微滤装置5连通；酸洗槽1流出的废酸液通过废液循环罐进入螺旋下行的旋流分离装置2，离心分离大粒径固体颗粒(粒径超过1μm)，上层清液回流入废液循环槽循环分离粗过滤；经粗过滤的酸液随后通过微滤装置5，进一步分离颗粒微小的固体物质(粒径小于1μm)。为了确保过滤子系统的过滤效率，在废酸循环罐4中设置滤网，利用滤网将酸液中粒径大于2.5mm的固体颗粒先过滤出去后再进旋流分离装置2。
回收子系统主要用于回收自由酸，除去金属盐。树脂床7内废酸液回收过程分为吸附和解吸两个阶段：在吸附阶段，废酸液经泵输送到树脂床7，废酸液中的自由酸被树脂吸附，而溶解的金属盐(铁、铬、镍)直接穿过树脂床7排出收集至金属废液罐8，再进入酸再生系统进行完全再生回收；在解吸阶段，水向下流经树脂床7并从树脂床7中置换出被吸附自由酸。树脂床7每隔几分钟可自动交替吸附或解吸，最终实现连续不断地吸附自由酸、去除金属盐，从而达到分离盐和酸的目的，自由酸得以回收利用。
本发明中，树脂床采用往复流动矮床层或Recoflo技术，其特点是树脂床层矮、使用细粒径树脂、逆流再生。传统的树脂床柱高达2～4m，而Recoflo柱高仅15～60cm，设备的放大通过增大柱直径来实现。因而该树脂床的设备体积小、占地面积小，对厂房条件要求低。本发明所述树脂床可以采用单个大树脂床或多个标准模块并联的方式，若采用多个模块，当主线废酸量发生变化或单模块发生故障时，可关闭部分模块，其它模块还可正常运行，有利于处理能力的灵活调整和设备检修。
本发明中，利用本系统处理废酸液的工艺流程为：酸洗槽1废酸液→废酸循环罐4→旋流分离装置2→微滤装置5→净化酸罐6→设有树脂床7的罐体→回收酸罐9/金属废液罐8，如图1所示。从酸洗线的酸洗槽1中排出的废酸液，首先经过滤子系统过滤后，直接进入树脂床7；废酸液中的自由酸被树脂床吸附后再用水置换回流至酸洗线，含金属离子的废液进入酸再生系统进行完全再生回收。利用本发明所述预处理方法及系统，对从酸洗槽1流出的废酸液进行处理。废酸液中HNO3、HF及Me(金属盐)的含量如表1所示。处理后的回收酸及废酸中的上述各组分其含量如表1所示。表1中回收酸是指从设有树脂床7的罐体内流至回收酸罐9的酸液；废酸是指从设有树脂床7的罐体内流至金属废液罐8内的废液；流入水是指流入树脂床内进行自由酸置换的纯水。
表1废酸液中HNO3、HF及Me在预处理过程中的含量变化
由表1可知，经本发明所述方法及系统处理后，废酸液中的HNO3、HF超过百分之八十五回流至酸洗槽1再次利用；废酸液中的金属盐有不低于百分之七十进入后续的酸再生系统。
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是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 (9)
1.一种废酸液再生预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、废酸液过滤：将从酸洗线酸洗槽中排出的废酸液过滤处理；
步骤二、废酸液中的自由酸被吸附：液过滤出固体颗粒后输送至树脂床，吸附废酸液中的自由酸；
步骤三、废酸液中的自由酸解析：将被树脂床吸附的自由酸解吸后回流输送至酸洗线再利用；
步骤四、其余含金属离子的废液进入酸再生系统进行完全再生回收处理。
2.如权利要求1所述的废酸液再生预处理方法，其特征在于，在步骤一中，酸洗槽排出的废酸液经过多次过滤后输送至树脂床。
3.如权利要求1所述的废酸液再生预处理方法，其特征在于，在步骤一中，酸洗槽排出的废酸液采用旋流分离方式循环过滤，初步过滤出大粒径固体颗粒，再通过生物膜过滤出小粒径固体颗粒。
4.如权利要求1所述的废酸液再生预处理方法，其特征在于，步骤二和步骤三循环往复交替进行。
5.一种废酸液再生预处理系统，其特征在于，包括过滤子系统和回收分系系统，酸洗槽的废酸液出口与过滤子系统的进水端连通；所述回收子系统包括设有树脂床的罐体，所述过滤子系统的出水端与罐体的进水口连通，罐体的酸液出口与酸洗槽连通，罐体的金属废液出口与后续的酸再生系统连通；罐体内的树脂床吸附废酸液中的自由酸并用水置换后送入酸洗槽，其余含金属离子的废液送入后续酸再生处理系统再生处理。
6.如权利要求4所述的废酸液再生预处理系统，其特征在于，所述过滤子系统包括旋流分离装置、微滤装置和净化酸罐，所述酸洗槽的废酸液出口与旋流分离装置的进水口连通，旋流分离装置的出水口与微滤装置的进水口连通，旋流分离装置的排泥口与污泥槽连通；微滤装置的出水口通过净化酸罐与设有树脂床的罐体的进水口连通。
7.如权利要求6所述的废酸液再生预处理系统，其特征在于，旋流分离装置为旋风分离式过滤；微滤装置为生物膜式过滤，微滤装置带有反冲洗自动控制模块，利用净化酸罐中经过滤后的酸液来进行。
8.如权利要求6所述的废酸液再生预处理系统，其特征在于，所述过滤子系统设废液循环罐，废液循环罐分别与酸洗槽、旋流分离装置和微滤装置连通；酸洗槽流出的废酸液通过废液循环罐进入旋流分离装置，离心分离大粒径固体颗粒，上层清液回流入废液循环槽循环分离粗过滤；经粗过滤的酸液随后通过微滤装置，进一步分离颗粒微小的固体物质。
9.如权利要求8所述的废酸液再生预处理系统，其特征在于，在废酸循环罐中设置滤网。
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