CN111921317A - 一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置 - 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烟气净化装置，包括反应炉、第一喷淋塔、汽水分离器、吸收塔、洗涤塔、废酸储罐、再生酸储罐、第二喷淋塔、文氏洗涤器和动力波洗涤器，第一喷淋塔将反应炉的废气进行第一次吸收后输送至汽水分离器，汽水分离器浓缩后经过吸收塔和洗涤塔二次吸收洗涤排放至第二喷淋塔，经过第二喷淋塔洗涤后依次进入文氏洗涤器和动力波洗涤器进行两次粉尘吸收，能够有效降低尾气中氧化铁粉颗粒物的浓度，从而使尾气符合超低排放的标准，同时装置中的废液均能够得到有效利用，节能减排，资源得到回收利用，具有良好的应用前景。

Description

一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置
技术领域
本发明涉及化工废气处理设备技术领域，尤其涉及一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置。
背景技术
在钢铁、机械加工以及化工企业，通常采用18％浓度的盐酸除去钢件表面的氧化铁锈(Fe2O3)，该处理方式产生的废液中含有HCl、FeCl2、FeCl3等成份，按照国家化工行业标准，酸洗生成的废液属于危废，不能任意排放，需要经过专业处理。
目前对于该类废液常见的处理工艺为喷雾焙烧再生法，该工艺的基本原理是，将废酸经过浓缩后，在反应炉内雾化后进行焙烧，经过高温焙烧后会产生HCl和Fe2O3，Fe2O3为极细的粉末状固体颗粒，平均粒径为0.6-1.2μm，通常情况下，Fe2O3颗粒被收集后进行售卖处理，HCl经过水吸收生成再生酸进行循环利用，喷雾焙烧再生法的尾气中含有Fe2O3颗粒、HCl酸雾，按照国家环保标准《轧钢工业大气污染物排放标准》(GB 28665-2012)，尾气必须经过除尘、除酸雾，浓度达标后才能排放至大气中。
近几年来，随着国家、地方、企业对环保要求的日益严格，经过常规处理后排放的烟气难以达到标准，尤其是其中微米级别的Fe2O3颗粒，现有技术通常采用文氏洗涤器对尾气中的Fe2O3颗粒进行去除，为了提高文氏洗涤器对颗粒度更小的Fe2O3颗粒的吸收能力，不仅需要提高文氏洗涤器的压降，而且需要不断外排废水更新设备内部的水质，这种处理方式不仅会大幅度提高生产成本，而且不符合国家提倡的节能减排的理念。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种能够有效去除烟气中微米级别粒径Fe2O3颗粒，同时更加节能的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置。
本发明的技术方案的实现方式是：本发明提供了一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置，包括反应炉、第一喷淋塔、汽水分离器、吸收塔、洗涤塔、废酸储罐、再生酸储罐、第二喷淋塔、文氏洗涤器、动力波洗涤器、湿式电除尘器，反应炉顶部的出气口通过管道与第一喷淋塔顶部的进气口相互连通，第一喷淋塔的底部的出液口与汽水分离器侧面的进液口相互连通，汽水分离器底部的出液口通过管道与第一喷淋塔顶部的进液口和反应炉顶部的进液口相互连通，与第一喷淋塔顶部连通的管道上设有汽水分离器循环泵，与反应炉顶部连通的管道上设有反应炉供料泵；
汽水分离器顶部的出气口通过管道与吸收塔底部的进气口相互连通，吸收塔顶部的出气口通过管道与洗涤塔底部的进气口相互连通，管道上设置有流量计和阀门，吸收塔底部的出液口通过管道与再生酸储罐相互连通；
洗涤塔顶部的进液口通过管道与废酸储罐相互连通，该管道上设置有流量计和阀门，洗涤塔底部的出液口通过管道与汽水分离器相互连通，洗涤塔顶部的出气口通过管道与第二喷淋塔顶部的进气口相互连通，该管道上设置有流量计和阀门；
第二喷淋塔的出液口与文氏洗涤器的进液口相互连通，文氏洗涤器底部的出液口通过管道与第二喷淋塔顶部的进液口相互连通，改管道上设有文氏洗涤器循环泵，文氏洗涤器顶部的出气口通过管道与动力波洗涤器的进气口相互连通，该连接管道上设有流量计和阀门；
动力波洗涤器顶部的出气口与大气相互连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括脱盐水洗涤塔和脱盐水储罐，脱盐水洗涤塔的顶部和中部均设有喷淋进水口，所述动力波洗涤器顶部的出气口通过管道与脱盐水洗涤塔底部的进气口相互连通，该管道上设有流量计、阀门和风机，脱盐水洗涤塔底部的出液口通过管道与脱盐水洗涤塔中部的进液口相互连通，管道上设置有脱盐水洗涤塔循环泵，脱盐水洗涤塔顶部的进液口通过管道与脱盐水储罐相互连通，该管道上设置有流量计和阀门，脱盐水洗涤塔顶部的出气口与大气相互连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括竖直液滴分离器，所述竖直液滴分离器安装在脱盐水洗涤塔顶部的出气口处。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括湿式电除尘器，所述脱盐水洗涤塔顶部的出气口通过管道与湿式电除尘器的进气口相互连通，该管道上安装有流量计和阀门，湿式电除尘器的出气口与大气相互连通。
更进一步优选的，还包括冷凝水储罐，所述文氏洗涤器底部的出液口通过管道与冷凝水储罐相互连通，该管道上设置有阀门和流量计，吸收塔顶部的进液口通过管道与冷凝水储罐相互连通，该管道上还设有吸收塔供料泵。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述动力波洗涤器包括吸收器和分离器，所述吸收器的底部与分离器侧面相互连通，吸收器的侧面通过管道和泵与分离器的底部相互连通，吸收器的顶部通过管道与文氏洗涤器顶部的出气口相互连通，分离器顶部的出气口与脱盐水洗涤塔底部的进气口相互连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括换热器，所述换热器安装在吸收器侧面与分离器底部相互连通的管道上。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括竖直液滴分离器，所述竖直液滴分离器安装在文氏洗涤器顶部出气口处和动力波洗涤器顶部出气口处。
本发明的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明在废酸洗涤塔后设置文氏洗涤器，用于除去气体中粒径较大的Fe2O3粉尘，压损控制在3Kpa以内，在文氏洗涤器后设置一个动力波洗涤器，用于除去气体中极细的粉尘，动力波洗涤器的压损控制在2Kpa以内，经过两次不同粒径粉尘处理设备处理后，尾气中的粉尘浓度能够降低至10-15mg/Nm3，基本符合排放标准，再通过增加高效的湿式高压电除尘器，去除粒径更小的粉尘，能够让尾气中Fe2O3浓度降低至8mg/Nm3以下，从而符合排放标准；
(2)本发明针对喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气处理而设计，不仅能够使尾气的排放符合国家标准，同时能够对尾气中的有效成分进行回收利用，节能减排，使资源得到有效合理的利用，具有良好的应用前景。
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为本发明用于喷雾焙烧盐酸再生装置的系统连接图；
图2为本发明中动力波洗涤器10的结构示意图。
图中：1-反应炉、2-第一喷淋塔、3-汽水分离器、4-吸收塔、5-废酸洗涤塔、6-废酸储罐、7-再生酸储罐、8-第二喷淋塔、9-文氏洗涤塔、10-动力波洗涤器、101-气液吸收器、102-气液分离器、11-脱盐水洗涤塔、12-脱盐水储罐、13-湿式电除尘器、14-冷凝水储罐、15-换热器、16-竖直液滴分离器。
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1所示，结合图2，本发明的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置，其包括反应炉1、第一喷淋塔2、汽水分离器3、吸收塔4、废酸洗涤塔5、废酸储罐6、再生酸储罐7、第二喷淋塔8、文氏洗涤器9、动力波洗涤器10、脱盐水洗涤塔11、脱盐水储罐12、湿式电除尘器13、冷凝水储罐14、换热器15、竖直液滴分离器16。
所述反应炉1用于焙烧含有H2O、HCl、FeCl2、FeCl3的废酸液，反应炉1的顶部的出气口通过管道与第一喷淋塔2的顶部的进气口相互连通，反应炉1顶部的进液口通过管道与汽水分离器3底部的出液口通过管道相互连通，反应炉1内焙烧后产生的气体中携带少量的Fe2O3颗粒，气体物的主要成分是H2O、HCl、CO2、N2等，气体的温度约400℃。
第一喷淋塔2用于对反应炉1内焙烧产生的烟气进行第一次喷淋洗涤，喷淋的液体为废酸液，第一次喷淋洗涤可以起到除去烟气中部分Fe2O3颗粒物及降温烟气的作用，废酸液与高温烟气在接触时，废酸液中的H2O被蒸发，烟气被降温至100℃以内，废酸液因H2O蒸发过程而被浓缩30％以上。蒸发后的废酸液经泵被送至反应炉中进行焙烧。降温后的烟气经过汽水分离器后进入后续单元进行处理。
汽水分离器3用于分离由第一喷淋塔2喷淋产生的气液混合物，分离下来的液体一部分在第一喷淋塔中进行循环喷淋，另一部分输送至焙烧炉中进行焙烧，汽水分离器3出口的气体输送至吸收塔4进行吸收，经气水分离器3处理分离下来的液体中含有少量的Fe2O3颗粒，汽水分离器3将浓缩后的液体再次输送至反应炉1内进行焙烧，从而实现更多的Fe2O3颗粒回收，汽水分离器3底部的出液口还通过管道与第一喷淋塔2顶部的出气口通过管道相互连通，汽水分离器3顶部的出气口通过管道与吸收塔4底部的进气口相互连通。
吸收塔4用于吸收经过汽水分离器3处理后的烟气，烟气的温度在90℃～100℃范围内，该烟气中含有H2O、HCl、CO2、N2等成份，同时含有微米级别粒径的Fe2O3颗粒，烟气经过水喷淋吸收后生成了再生酸，流入再生酸罐7进行保存，烟气则进入下一单元进行处理。吸收塔4底部的出液口通过管道与再生酸储罐7相互连通，吸收塔4顶部的进液口与供水管路相互连通，吸收塔4顶部的出气口通过管道与废酸洗涤塔5底部的进气口相互连通，吸收塔4顶部的进液口通过管道与冷凝水储罐14相互连通。
废酸洗涤塔5采用废酸液对吸收塔4排出的气体进行酸洗，一方面吸收烟气中残留的HCl，另一方面可以对部分Fe2O3颗粒进行反应吸收，同时利用高温的烟气对废酸进行预热，起到节能的效果，废酸洗涤塔5顶部的进液口通过管道与废酸储罐6相互连通，洗涤塔5底部的出液口通过管道与汽水分离器3相互连通，经过洗涤塔洗涤吸收后的酸液被再次输送至汽水分离器进行浓缩处理，保证Fe2O3颗粒的完全回收利用，废酸洗涤塔5顶部的出气口通过管道与第二喷淋塔8顶部的进气口相互连通。
废酸储罐6用于存储废酸溶液，废酸用于废酸洗涤塔5内的喷淋洗涤。
再生酸储罐7用于储存经过吸收塔4吸收而产生的再生酸，并将再生酸送至酸洗工艺段进行循环利用，清洗钢板等产品。
第二喷淋塔8用于将来自废酸洗涤塔5洗涤后产生的气体进行第二次喷淋洗涤，喷淋洗涤后的液体被输送至文氏洗涤器9进行小颗粒的Fe2O3颗粒去除，第二喷淋塔8的出液口与文氏洗涤器9的进液口相互连通。
文氏洗涤器9利用“文氏除尘效应”去除气体中粒径较大的粉尘，其压损控制在3KPa以内，文氏洗涤器9底部的出液口通过管道与第二喷淋塔8顶部的进液口相互连通，文氏洗涤器顶部的出气口通过管道与动力波洗涤器10的进气口相互连通，文氏洗涤器9底部的出液口通过管道与冷凝水储罐14相互连通，洗涤器9的顶部安装有竖直液滴分离器16。
动力波洗涤器10利用粉尘极易溶于酸性介质液体的特性去除气体中极细的粉尘，动力波洗涤器的压损控制在2KPa以内，同时动力波洗涤器中将加入一定量的再生酸，用于加强循环喷淋液的酸度，以确保动力波洗涤器的除尘效果，经过文氏洗涤器9和动力波洗涤器10处理的尾气中的Fe2O3颗粒浓度能够降低至10-15mg/Nm3，动力波洗涤器10顶部的出气口通过管道与脱盐水洗涤塔11底部的进气口相互连通，所述动力波洗涤器10还包括吸收器101和分离器102，吸收器101的底部与分离器102的侧面相互连通，吸收器101的侧面通过管道和泵与分离器102的底部相互连通，吸收器101的顶部通过管道与文氏洗涤器9顶部的出气口相互连通，分离器102顶部的出气口与脱盐水洗涤塔11底部的进气口相互连通，吸收器101侧面与分离器102底部相互连通的管道上安装有换热器15，分离器102的顶部安装有竖直液滴分离器16。
所述脱盐水洗涤塔11用于吸收烟气中残余的氯化氢，其为气液逆流填料式脱盐水洗涤塔，采用的洗涤剂为不含氯化氢的介质，优选的为脱盐水或者工业水，经过脱盐水洗涤塔11传质吸收后，尾气中的氯化氢被截留，可以使尾气中的氯化氢含量更低，脱盐水洗涤塔11底部的出液口通过管道与脱盐水洗涤塔11中部的进液口相互连通，脱盐水洗涤塔11顶部的进液口通过管道与脱盐水储罐12相互连通，脱盐水洗涤塔11顶部的出气口通过管道与湿式电除尘器13的进气口相互连通，脱盐水洗涤塔11的顶部还安装有竖直液滴分离器16。
竖直液滴分离器16用于去除尾气在脱盐水洗涤塔11内部上升过程中携带的液滴。
湿式电除尘器13用于去除尾气中粒径更细的粉尘，经过电除尘器处理，尾气中的Fe2O3颗粒浓度可以降低至8mg/Nm3以下。
换热器15用于对输送至吸收器101的吸收液进行热交换，将吸收液的温度控制在45℃以内，冷却后的吸收液与吸收器中的气体直接接触，起到了降温气体的效果，降温后的气体进入后续单元继续进行处理。
竖直液滴分离器16用于去除文氏洗涤器9和动力波洗涤器10的内部气体上升过程中携带的液滴。
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 (7)

1.一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置，其特征在于，包括反应炉(1)、第一喷淋塔(2)、汽水分离器(3)、吸收塔(4)、废酸洗涤塔(5)、废酸储罐(6)、再生酸储罐(7)、第二喷淋塔(8)、文氏洗涤器(9)和动力波洗涤器(10)，反应炉(1)顶部的出气口通过管道与第一喷淋塔(2)顶部的进气口相互连通，第一喷淋塔(2)的底部的出液口与汽水分离器(3)侧面的进液口相互连通，汽水分离器(3)底部的出液口通过管道与第一喷淋塔(2)顶部的进液口和反应炉(1)顶部的进液口相互连通；
汽水分离器(3)顶部的出气口通过管道与吸收塔(4)底部的进气口相互连通，吸收塔(4)顶部的出气口通过管道与废酸洗涤塔(5)底部的进气口相互连通，吸收塔(4)底部的出液口通过管道与再生酸储罐(7)相互连通；
洗涤塔(5)顶部的进液口通过管道与废酸储罐(6)相互连通，废酸洗涤塔(5)底部的出液口通过管道与汽水分离器(3)相互连通，废酸洗涤塔(5)顶部的出气口通过管道与第二喷淋塔(8)顶部的进气口相互连通；
第二喷淋塔(8)的出液口与文氏洗涤器(9)的进液口相互连通，文氏洗涤器(9)底部的出液口通过管道与第二喷淋塔(8)顶部的进液口相互连通，文氏洗涤器(9)顶部的出气口通过管道与动力波洗涤器(10)的进气口相互连通。
2.如权利要求1所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置，其特征在于，还包括脱盐水洗涤塔(11)和脱盐水储罐(12)，所述动力波洗涤器(10)顶部的出气口通过管道与脱盐水洗涤塔(11)底部的进气口相互连通，脱盐水洗涤塔(11)底部的出液口通过管道与脱盐水洗涤塔(11)中部的进液口相互连通，脱盐水洗涤塔(11)顶部的进液口通过管道与脱盐水储罐(12)相互连通，脱盐水洗涤塔(11)顶部的出气口与大气相互连通。
3.如权利要求2所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置，其特征在于，还包括湿式电除尘器(13)，所述脱盐水洗涤塔(11)顶部的出气口通过管道与湿式电除尘器(13)的进气口相互连通，湿式电除尘器(14)的出气口与大气相互连通。
4.如权利要求1所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置，其特征在于，还包括冷凝水储罐(14)，所述文氏洗涤器(9)底部的出液口通过管道与冷凝水储罐(14)相互连通，吸收塔(4)顶部的进液口通过管道与冷凝水储罐(14)相互连通。
5.如权利要求1所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置，其特征在于，所述动力波洗涤器(10)包括气液吸收器(101)和汽水分离器(102)，所述吸收器(101)的底部与分离器(102)侧面相互连通，吸收器(101)的侧面通过管道和泵与分离器(102)的底部相互连通，吸收器(101)的顶部通过管道与文氏洗涤器(9)顶部的出气口相互连通，分离器(102)顶部的出气口与脱盐水洗涤塔(11)底部的进气口相互连通。
6.如权利要求5所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置，其特征在于，还包括换热器(15)，所述换热器(15)安装在吸收器(101)侧面与分离器(102)底部相互连通的管道上。
7.如权利要求1所述的用于喷雾焙烧盐酸再生装置的烟气净化装置，其特征在于，还包括竖直液滴分离器(16)，所述竖直液滴分离器(16)安装在脱盐水洗涤塔(11)顶部的出气口处、文氏洗涤器(9)顶部出气口处和动力波洗涤器(10)顶部出气口处。
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CN114477094A (zh) * 2022-03-09 2022-05-13 云南能投化工有限责任公司 一种盐酸深度脱吸工艺
CN114477094B (zh) * 2022-03-09 2024-01-12 云南能投化工有限责任公司 一种盐酸深度脱吸工艺

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