CN113350812A - 浓缩废酸的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浓缩废酸的方法及装置，所述方法包括：利用连续酸解尾气对废酸进行预浓缩，获得质量百分比浓度为36％～39％的第一浓缩酸；分离所述第一浓缩酸中的固体杂质；利用循环加热设备对分离后的所述第一浓缩酸进行二次浓缩，获得第二浓缩酸；以及对所述第二浓缩酸进行熟化、过滤，获得浓缩酸成品。本发明的浓缩废酸的方法及装置能够减少浓缩设备结垢，从而延长运行周期、提高浓缩效率、降低维护成本。

Description

浓缩废酸的方法及装置

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种浓缩废酸的方法及装置。

背景技术

硫酸法钛白副产的钛石膏的处理较为困难，钛石膏的产生量与20％废酸(硫酸质量分数为20％)的中和量有直接关系，因此如何减少废酸的中和量至关重要。对此，通常将废酸浓缩到一定浓度获得浓缩酸，并将浓缩酸回用到硫酸法钛白酸解工序或者其它矿石的浸出中。

然而，现有的浓缩废酸的工艺中，存在浓缩设备(例如加热器)容易结垢的问题。加热器结垢后，传热系数急剧下降，导致换热效率低、运行周期缩短、蒸汽消耗大、运行成本高和劳动强度高等一系列问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种浓缩废酸的方法及装置，用于解决浓缩设备容易结垢的问题。

根据本发明的一个方面，提出一种浓缩废酸的方法，包括：利用连续酸解尾气对废酸进行预浓缩，获得质量百分比浓度为36％～39％的第一浓缩酸；分离所述第一浓缩酸中的固体杂质；利用循环加热设备对分离后的所述第一浓缩酸进行二次浓缩，获得第二浓缩酸；以及对所述第二浓缩酸进行熟化、过滤，获得浓缩酸成品。

根据本发明的一个实施例，所述预浓缩包括：将废酸雾状地喷射至换热塔内，同时将连续酸解尾气通入所述换热塔，并对所述换热塔抽真空至真空度为40～50kPa，将废酸加热至95℃～105℃。

根据本发明的一个实施例，所述预浓缩还包括：使得废酸循环地在换热塔内进行换热，并通过溢流的方式获得所述第一浓缩酸；所述预浓缩还包括：废酸换热完成后进入溢流槽内，成为预浓缩酸，其中，一部分预浓缩酸循环至换热塔内，另一部分预浓缩酸溢流以获得第一浓缩酸。

根据本发明的一个实施例，所述进行二次浓缩包括：所述第一浓缩酸经过一级加热器加热后，进入一级蒸发器，蒸发完成后部分回流至一级加热器，部分作为中间浓缩酸溢流至二级加热器；所述中间浓缩酸经过二级加热器加热后，进入二级蒸发器，蒸发完成后部分回流至二级加热器，部分作为第二浓缩酸溢流至熟化槽。

根据本发明的一个实施例，所述二级加热器利用所述一级蒸发器产生的二次蒸汽提供热量。

根据本发明的一个实施例，所述一级加热器采用双层换热管，和/或，所述二级加热器采用双层换热管；所述双层换热管的内层换热管可拆卸地连接至外层换热管。

根据本发明的一个实施例，所述一级加热器的被加热物料出口温度为110～118℃，所述一级蒸发器的真空度为96～98kPa，所述中间浓缩酸的质量百分比浓度为50％～55％；和/或所述二级加热器的被加热物料出口温度为75～80℃，所述二级蒸发器的真空度为96～98kPa，所述第二浓缩酸的质量百分比浓度为60％～65％。

根据本发明的另一方面，提出一种浓缩废酸的装置，包括：换热塔，配置为通入废酸和连续酸解尾气；分离设备，与所述换热塔的出料口连接；循环连接的一级加热器和一级蒸发器，其中所述一级加热器和所述一级蒸发器之间的循环管与所述分离设备的出料口连接；循环连接的二级加热器和二级蒸发器，其中所述二级加热器和所述二级蒸发器之间的循环管与所述一级蒸发器的液相出口连接；以及熟化槽，连接至所述二级蒸发器的液相出口。

根据本发明的一个实施例，所述一级蒸发器的气相出口连接至所述二级加热器的加热介质入口。

根据本发明的一个实施例，所述一级加热器与所述一级蒸发器之间的循环管的材料包括钢衬石墨，和/或所述二级加热器与所述二级蒸发器之间的循环管的材料包括钢衬石墨。

在根据本发明的实施例的浓缩废酸的方法中，通过利用连续酸解尾气将废酸预浓缩至质量百分比浓度为36％～39％，能够使得废酸中容易产生结垢物的硫酸钙、硫酸氧钛/硫酸钛及硫酸亚铁大部分以固体物质析出；然后通过分离操作能够将预浓缩过程中产生的结垢物、连续酸解尾气中的硫磺及矿粉等固体物质去除，保证进入后续循环加热设备的第一浓缩酸中的固体杂质很少，从而减少加热器结垢，延长运行周期、提高浓缩效果、降低运行和维护成本。同时利用连续酸解尾气进行预浓缩还能够减少蒸汽的使用。

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示出了根据本发明的一个示例性实施例的浓缩废酸的方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的一级加热器和/或二级加热器的内层换热管的结构示意图；以及

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的浓缩废酸的装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的浓缩废酸的方法的流程示意图，如图1所示，所示浓缩废酸的方法包括：

步骤S105，利用连续酸解尾气对废酸进行预浓缩，获得质量百分比浓度为36％～39％的第一浓缩酸；

步骤S110，分离所述第一浓缩酸中的固体杂质；

步骤S115，利用循环加热设备对分离后的所述第一浓缩酸进行二次浓缩，获得第二浓缩酸；

步骤S125，对所述第二浓缩酸进行熟化、过滤，获得浓缩酸成品。

在根据本发明的实施例的浓缩废酸的方法中，通过利用连续酸解尾气将废酸预浓缩至质量百分比浓度为36％～39％，能够使得废酸中容易产生结垢物的硫酸钙、硫酸氧钛/硫酸钛及硫酸亚铁大部分以固体物质析出；然后通过分离操作能够将预浓缩过程中产生的结垢物、连续酸解尾气中的硫磺及矿粉等固体物质去除，保证进入后续循环加热设备的第一浓缩酸中的固体杂质很少，从而减少加热器结垢，延长运行周期、提高浓缩效果、降低运行和维护成本。同时利用连续酸解尾气进行预浓缩还能够减少蒸汽的使用。

造成废酸浓缩系统结垢的主要原因是20％废酸中存在处于离子状态的硫酸亚铁、硫酸钙及硫酸氧钛/硫酸钛，随着浓缩过程的进行，其逐渐以一水亚铁/四水亚铁、硫酸钙及偏钛酸的固体形式析出，吸附在加热器和/或蒸发器等浓缩设备的管壁或者容器壁上，很难去除。

具体地，在20％废酸浓缩的过程中，随着酸浓度的增加，硫酸钙的溶解度逐渐降低，硫酸钙将从溶液中析出；随着温度的增加，硫酸钙的溶解度会先增加后减少；随着温度的升高，硫酸亚铁溶解度先增加后减少；随着酸浓度的增加，硫酸亚铁的溶解度逐渐减少；硫酸钛/硫酸氧钛将随着温度及浓缩酸浓度的增加，水解速率逐渐增加，逐渐以偏钛酸固体形式析出。

在本发明的实施例中，将废酸预浓缩至质量百分比浓度为36％～39％，此时硫酸亚铁、硫酸钙及可溶钛三者大部分都能够析出，后续过程中结垢物析出量较少。

在现有技术中，存在利用转窑尾气对废酸进行预浓缩的方式，然而，这种方式存在一定缺陷。转窑尾气中一般含有较高的二氧化钛含量，占全厂二氧化钛收率约为0.5～1.5％，若利用该部分烟气的热量，则该部分二氧化钛由于受到废酸的污染，则不能回收，将造成较大的经济损失。比较而言，本发明通过利用连续酸解尾气进行预浓缩，能够避免以上问题。另外，本发明的酸解尾气优选为连续酸解尾气，若酸解尾气为间歇酸解尾气，则尾气流量及热量均波动较大，比较而言，连续酸解尾气流量稳定，热量也稳定，有利于浓缩工艺稳定运行。

本发明的废酸为硫酸法钛白工艺中产生的20％废酸，在进行预浓缩之前，可以对废酸进行沉降。通过沉降可以去除废酸中的偏钛酸，从而一方面对偏钛酸进行回收利用，另一方面防止偏钛酸在废酸浓缩过程中形成结垢物。

在进行预浓缩时，可以利用喷射器将废酸雾状地喷射至换热塔内，同时将连续酸解尾气通入换热塔，并对换热塔抽真空至真空度为40～50kPa，将废酸加热至95℃～105℃，其中连续酸解尾气的温度为140℃～170℃。通过对废酸进行喷雾处理，使得雾状形式的废酸与连续酸解尾气直接且充分地有效接触并进行换热。通过抽真空可以降低废酸的沸点，有利于废酸中的水分汽化，从而实现对废酸的预浓缩。废酸的浓度、真空度以及加热温度三者之间相互关联。废酸浓度越高，沸点越高。当废酸浓度确定时，可以通过结合地调节真空度和加热温度来实现废酸沸腾，其中真空度较高时，加热温度可以较低；反之，当真空度较低时，加热温度可以较高。本发明关于预浓缩中真空度和加热温度的以上数值范围基于这样的关系并通过试验摸索确定。

所述预浓缩包括：废酸换热完成后进入溢流槽内，成为预浓缩酸，其中，一部分预浓缩酸循环至换热塔内，另一部分预浓缩酸溢流以获得第一浓缩酸。通过溢流槽来实现溢流操作，当溢流槽内液位高于预定值时溢流出质量百分比浓度提升至约36％～39％的第一浓缩酸。通过溢流的方式，使得废酸大部分参与循环，废酸小部分溢流，从而防止因大量废酸流出而破坏换热塔内体系的动态平衡，保证体系的稳定。

可以利用板框过滤机过滤去除预浓缩后第一浓缩酸中的固体杂质(其中包括废酸中析出的固体物质以及连续酸解尾气中携带的固体物质)，容易形成结垢物的固体杂质大部分去除后，将大大缓解废酸后续蒸汽浓缩过程中堵塞加热器或者固体杂质在蒸发器中沉积的情况，在后续蒸汽浓缩过程中，纵然仍然有少部分结垢物析出，但运行周期及浓缩效率将大大提高。所述板框过滤机能够耐高温和耐强酸。20％废酸的固含量小于等于0.1g/L，经过预浓缩和分离固体杂质之后，浓缩酸中的固含量将小于0.01g/L。

在本发明的实施例中，所述进行二次浓缩包括：所述第一浓缩酸进入一级加热器加热后，进入一级蒸发器，蒸发完成后部分回流至一级加热器，部分作为中间浓缩酸溢流至二级加热器；所述中间浓缩酸进入二级加热器加热后，进入二级蒸发器，蒸发完成后部分回流至二级加热器，部分作为第二浓缩酸溢流至熟化槽。其中第一浓缩酸首先在一级加热器内被加热，但未被加热至沸腾状态；之后被加热的第一浓缩酸进入一级蒸发器，在一级蒸发器内通过调节真空度来降低第一浓缩酸的沸点使得第一浓缩酸沸腾，其中的水分汽化，实现一级浓缩。类似地，一级浓缩后的浓缩酸在二级加热器内被加热并在二级蒸发器内沸腾，实现二级浓缩。本发明通过设置一级浓缩和二级浓缩，能够提升浓缩效果。

所述一级蒸发器可以利用新鲜蒸汽提供热量，所述蒸汽可以为饱和蒸汽，饱和蒸汽压力为0.2～0.4MPa，蒸汽压力不宜过高，以免损坏加热器的换热管，所述换热管可以为石墨列管。

所述二级加热器同样采用石墨列管换热。所述二级加热器利用所述一级蒸发器产生的二次蒸汽提供热量。从而能够有效利用所述一级蒸发器产生的二次蒸汽，可以节约蒸汽的用量。可见，本发明通过设置一级浓缩和二级浓缩，还能够减少能源消耗。

在本发明的实施例中，所述一级加热器的被加热物料出口温度为110～118℃，所述一级蒸发器的真空度为96～98kPa，一级浓缩后的中间浓缩酸的质量百分比浓度为50％～55％；和/或所述二级加热器的被加热物料出口温度为75～80℃，所述二级蒸发器的真空度为96～98kPa，二级浓缩后的第二浓缩酸的质量百分比浓度为60％～65％。类似于前文描述，废酸及其浓缩酸的浓度、加热温度和真空度三者之间相互关联，本发明基于三者之间的关系并通过试验确定一级浓缩和二级浓缩中相关参数的数值范围。其中，由于第一浓缩酸的浓度高于废酸的浓度，相应地第一浓缩酸的沸点更高，因此一级浓缩的加热温度和真空度都高于预浓缩步骤。同时，由于一级蒸发器需要提供二次蒸汽以为二级加热器提供热源，因此一级加热器的加热温度相应地较高。

分离后的所述第一浓缩酸首先通过泵打入一级加热器与一级蒸发器之间的循环管内，经过一级加热器加热之后，在一级蒸发器中进行蒸发，并通过泵使得大部分酸循环，少部分酸溢流进入二级加热器与二级蒸发器之间的循环管内。一级浓缩后的浓缩酸经过二级加热器加热之后，在二级蒸发器中进行蒸发，同样大部分酸通过循环泵进行二级浓缩循环，少部分酸通过溢流进入熟化槽进行熟化。类似于预浓缩步骤，通过在一级浓缩步骤和二级浓缩步骤中设置溢流方式，能够保证体系的动态平衡和稳定性。

废酸浓缩的加热器一般采用石墨管或者石墨块，但两者由于为了更大的换热效率，管道比较多且孔径不大，极易堵塞，现场一般采用吊车将其吊出进行清洗。加热器中形成的垢层会严重降低加热器的换热效率，通过理论计算可知1mm硫酸钙垢层将降低石墨换热器的换热效率60％左右。通过对垢层进行化学成分分析发现，硫酸钙组成占比1/3以上，运行10天左右，垢层厚度超过1mm，因此结垢物质对换热效果具有决定性影响作用。针对结垢问题，一般需要将加热器拆下来，采用化学法才能完成清理干净，运行成本高。

为解决此问题，本发明对换热器结构进行改进。所述一级加热器和所述二级加热器均采用双层换热管，其中内层换热管可拆卸地连接至外层换热管；若所述一级加热器和/或所述二级加热器结垢，则对内层换热管进行更换。即，当结垢物在加热器中析出量达到一定程度后，由于加热器采用双管结构设计，不需将加热器整个拆下更换，只需将内层换热管置换即可，从而能够降低劳动强度及维护成本。所述双层换热管可以为双层石墨管。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的一级加热器和/或二级加热器的内层换热管的结构示意图，如图2所示，内层换热管两端采用螺帽结构，通过螺帽结构与外层换热管连接。通过对螺帽结构进行操作可以实现内层换热管的安装或拆卸。并且螺帽上端为中空带孔结构，方便其牵引拉出，方便更换。具体地，内层换热管两端设有螺纹结构，通过螺纹结构与螺帽结构进行连接，使得螺帽结构在内层换热管两端沿外周形成突出部，所述突出部的外径大于外层换热管的内径，内层换热管的长度大于外层换热管的长度，位于内层换热管两端的突出部能够对外层换热管两端进行阻挡，从而将内层换热管和外层换热管限制在一起，防止内层换热管与外层换热管脱离。内层换热管的管壁和外层换热管的管壁可以贴合在一起。外层换热管可以通过支撑结构与换热器外壳连接，所述支撑结构可以为圆盘状，其上设有圆孔供外层换热管穿过以对外侧换热管进行固定，支撑结构的外侧固定连接至换热器外壳的圆筒状壳体上。另外，换热器外壳还包括与所述圆筒状壳体的两端可拆卸连接的封头结构。

当对内层换热管进行拆卸更换时，首先可以拆卸换热器两端的封头结构，此时双层换热管的两端裸露。之后可以拆卸位于内层换热管一端的螺帽结构，此时位于该端部处，外层换热管不受阻挡。之后，可以从另一端向外拉出内层换热管进行更换。

当废酸浓缩运行一段时间后，出现酸浓度及进料量下降较多时，则可判断出加热器换热管壁上结垢物较多，此时可以将加热器中堵塞严重的内层换热管更换为新内管，并对换下的内层换热管进行返厂清洗或者直接不再使用，不需要将整套加热器进行返厂化学清洗，因此整个维护周期缩短，劳动强度降低。

在本发明的实施例中，所述一级加热器与所述一级蒸发器之间的循环管的材料包括钢衬石墨，和/或所述二级加热器与所述二级蒸发器之间的循环管的材料包括钢衬石墨。所述钢衬石墨具体为不锈钢衬石墨。

现有技术中所述循环管一般采用玻璃钢材质，然而，由于废酸浓缩过程中温度较高，硫酸腐蚀性较强，管内压力较高，玻璃钢管容易出现渗漏及裂纹等情况。本发明通过将加热器与蒸发器之间的循环管玻璃钢材质改为不锈钢内衬石墨材质，能够大大提高循环管的耐腐蚀性及强度，进而延长使用寿命。其中不锈钢强度高不容易断裂，而石墨材质耐腐蚀和高温性能优异，该不锈钢内衬石墨材质经久耐用。

在步骤S125中，利用盘管水冷却方式对熟化槽中的第二浓缩酸进行降温，所述盘管可以为锆管，温度降低至50℃～60℃，熟化槽中的第二浓缩酸经熟化之后可以送至板框压滤机进行过滤，过滤后的浓缩酸成品送入成品酸储槽。浓缩酸成品的质量百分比浓度为60％～68％，该浓度的废酸浓缩酸在钛白粉生产过程中回用较为合适。

根据本发明的另一方面，提出一种浓缩废酸的装置，包括：换热塔，配置为通入废酸和连续酸解尾气；分离设备，与所述换热塔的出料口连接；循环连接的一级加热器和一级蒸发器，其中所述一级加热器和所述一级蒸发器之间的循环管与所述分离设备的出料口连接；循环连接的二级加热器和二级蒸发器，其中所述二级加热器和所述二级蒸发器之间的循环管与所述一级蒸发器的液相出口连接；以及熟化槽，连接至所述二级蒸发器的液相出口。在进一步的实施例中，所述一级蒸发器的气相出口连接至所述二级加热器。

换热塔上设置有第一进料口和第二进料口，用于分别输入连续酸解尾气和废酸，换热塔下部的溢流槽还设有溢流出料口，所述溢流出料口通过管道与分离设备的进料口连接，换热塔靠近溢流出料口处连接至真空泵以通过其抽真空，换热塔的溢流槽的底部设置有循环出料口，循环出料口通过循环管道连通至第二进料口，以实现废酸在换热塔内循环。分离设备的出料口连通至一级加热器，可通过管道将其连接至一级加热器的被加热物料入口和一级蒸发器的循环液相出口之间的循环管，一级加热器的被加热物料出口和一级蒸发器的进料口通过另一个循环管进行连通。一级蒸发器的气相出口连接至二级加热器的加热介质入口。一级蒸发器的另一液相出口连通至二级加热器，可通过管道将其连接至二级加热器的被加热物料入口和二级蒸发器的循环液相出口之间的循环管，二级加热器的被加热物料出口和二级蒸发器的进料口通过另一个循环管进行连通。二级蒸发器的另一液相出口连接至熟化槽的进料口，用于将溢流的第二浓缩酸输送至熟化槽。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的浓缩废酸的装置的示意图。如图3所示，所述装置可以包括：喷射器1、换热塔2、溢流槽3、板框过滤机4、一级加热器5、一级蒸发器6、二级加热器7、二级蒸发器8、熟化槽9、板框过滤机10、成品酸储槽11、板式换热器12、真空泵13。

废酸通过喷射器1进行喷雾处理，在换热塔2内与连续酸解尾气进行换热，废酸大部分参与循环，废酸小部分从溢流槽溢流出，形成质量百分比浓度约36％～39％的第一浓缩酸。所述第一浓缩酸进入板框过滤机4进行过滤，分离去除其中的固体杂质。分离后的所述第一浓缩酸通过泵打入一级加热器5与一级蒸发器6之间的循环管内，经过一级加热器5加热之后，在一级蒸发器6中进行蒸发，并通过泵使得大部分酸循环，少部分酸溢流进入二级加热器7与二级蒸发器8之间的循环管内。一级蒸发器6产生的二次蒸汽用于为二级加热器7提供热量。一级浓缩后的浓缩酸经过二级加热器7加热之后，在二级蒸发器8中进行蒸发，同样大部分酸通过循环泵进行二级浓缩循环，少部分酸通过溢流进入熟化槽9进行熟化。熟化后浓缩酸进入板框过滤机10进行过滤，之后进入成品酸储槽11。可以利用真空泵13对一级蒸发器6和二级蒸发器8抽真空。二级蒸发器8的气相出口可以连接至板式换热器12，通过板式换热器12对二级蒸发器8排出的气体进行冷凝，可以降低真空泵13抽真空的难度。

本发明的浓缩废酸的方法及装置至少能够实现以下技术效果：

通过利用连续酸解尾气将废酸预浓缩至质量百分比浓度为36％～39％然后分离其中的固体杂质，能够使得结垢物大部分析出并能够将浓缩过程中产生的结垢物、连续酸解尾气中硫磺及矿粉等固体物质去除，提升废酸浓缩效果；解决废酸浓缩系统在加热器管道内结垢难处理、加热器结垢速度快、换热效果差、浓缩效果差、运行周期短等问题；

通过在一级加热器和二级加热器中采用双层换热管结构，使得运行一定时间后，内层换热管可在不拆下加热器的前提下，人工进行更换，更换周期短，运行稳定；

通过合理利用连续酸解尾气以及一级蒸发器产生的二次蒸汽提供热量，能够节约蒸汽用量，减少生产成本；

通过将加热器与蒸发器之间的循环管材质选用不锈钢内衬石墨，能够解决玻璃钢循环管易损坏的问题，有效地提高运行效率及使用寿命，降低设备维护成本；

本发明总体上具有操作方便、运行效果好、运行稳定、维护简单、运行成本低和节省蒸汽等优点。

下面根据具体的比较例和实施例进行说明。

比较例1

一种浓缩废酸的方法，包括如下步骤：

将沉降后的20％废酸(固含量＜0.1g/L)，按照进料量18m³/h泵入一级加热器与一级蒸发器间的循环管内；

在一级加热器内利用饱和蒸汽(蒸汽压力0.4Mpa，温度151℃)对废酸进行加热，一级加热器的出口温度118℃，一级蒸发器的真空度-30kpa，一级浓缩后酸质量百分比浓度为37％；其中一级加热器为单层石墨列管式换热器，循环管为玻璃钢材质；

一级蒸发器的蒸汽作为二级加热器的热源对一级浓缩后酸进行加热，二级加热器出口温度80℃，二级蒸发器的真空度为89kpa；其中二级加热器为单层石墨列管式换热器，循环管为玻璃钢材质；

二级浓缩后的酸部分溢流进入熟化槽进行降温熟化，熟化温度55℃；

利用板框过滤机对将酸和析出的固体物质分离，分离后成品酸打入成品酸储槽，成品酸质量百分比浓度为50％。

该方法的运行情况如下：

加热器石墨管内由于废酸中可溶钛、硫酸钙及硫酸亚铁大量析出，废酸浓缩系统运行十天左右，加热器石墨管内结垢严重，换热效果降低，在进料量不变的情况下，成品酸质量百分比浓度由开始的50％降低至46％，需要利用热水对浓缩系统进行洗涤，洗涤结束后，再次进料浓缩。运行4个周期后，需要利用吊车将一级加热器吊出然后用高压水进行冲洗。运行三个月后，需要将整个一级加热器拆下返厂进行化学试剂清洗。运行一年后需要将二级加热器利用吊车吊出，进行返厂利用化学试剂清洗。劳动强度大，运行维护成本高。废酸浓缩至质量百分比浓度为50％时，浓缩酸折百的蒸汽单耗为2.1t。一、二级浓缩的玻璃钢管由于酸渗漏需要每隔两年更换一次。

实施例1

一种浓缩废酸的方法，包括如下步骤：

沉降后的20％废酸(固含量＜0.1g/L)按照进料量18m³/h泵入喷射器中，使得雾状形式的酸与连续酸解尾气直接且充分地接触进行换热，连续酸解尾气抽真空，真空度为40～50kpa，连续酸解尾气温度150℃，换热后液相温度98℃，将酸质量百分比浓度预先浓缩至37％；

通过耐高温、耐强酸的板框过滤机将酸和固体物质分离，分离后的酸固含量＜0.01g/L；

然后利用泵将酸加入到一级加热器与一级蒸发器之间的循环管内，在一级加热器内利用饱和蒸汽(蒸汽压力0.4Mpa，温度151℃)对废酸进行加热，一级加热器的出口温度118℃，一级蒸发器的真空度89kpa，一级浓缩后酸质量百分比浓度为50％，一级加热器采用双层石墨管结构，循环管为不锈钢内衬石墨材质；

一级蒸发器的蒸汽作为二级加热器的热源对一级浓缩后酸进行加热，二级加热器出口温度80℃，二级蒸发器的真空度为89kpa，二级加热器采用双层石墨管结构，循环管为不锈钢内衬石墨材质；

二级浓缩后的酸部分溢流进入熟化槽进行降温熟化，熟化温度55℃；

利用板框对将酸和析出的固体物质分离，分离后成品酸打入成品酸储槽，成品酸质量百分比浓度为65％。

该方法的运行情况如下：

由于在预浓缩20％废酸的过程，废酸中可溶钛、硫酸钙及硫酸亚铁95％以上析出，通过耐高温、耐强酸板框过滤，将固体与废酸进行分离，一、二级加热器石墨管基本不会堵塞，系统能稳定运行一个月左右。运行一个月后只需要用高压水对一、二级加热器石墨管进行冲洗，且运行半年后只需要对一、二级加热器的内层石墨管更换即可，不需将一、二级加热器拆下进行清洗。劳动强度降低，运行维护成本降低。废酸浓缩至质量百分比浓度为65％时，浓缩酸折百的蒸汽单耗为1.2t。一、二级浓缩的钢衬石墨循环管十年更换一次。

实施例2

一种浓缩废酸的方法，包括如下步骤：

沉降后的20％废酸(固含量＜0.1g/L)按照进料量15m³/h泵入喷射器中，使得雾状形式的酸与连续酸解尾气直接且充分地接触进行换热，连续酸解尾气抽真空，真空度为40～50kpa，连续酸解尾气温度150℃，换热后液相温度98℃，将酸质量百分比浓度预先浓缩至39％；

通过耐高温、耐强酸的板框过滤机将酸和固体物质分离，分离后的酸固含量＜0.01g/L；

然后利用泵将酸加入到一级加热器与一级蒸发器之间的循环管内，在一级加热器内利用饱和蒸汽(蒸汽压力0.4Mpa，温度151℃)对废酸进行加热，一级加热器的出口温度118℃，一级蒸发器的真空度89kpa，一级浓缩后酸质量百分比浓度为53％，一级加热器采用双层石墨管结构，循环管为不锈钢内衬石墨材质；

一级蒸发器的蒸汽作为二级加热器的热源对一级浓缩后酸进行加热，二级加热器出口温度80℃，二级蒸发器的真空度为89kpa，二级加热器采用双层石墨管结构，循环管为不锈钢内衬石墨材质；

二级浓缩后的酸部分溢流进入熟化槽进行降温熟化，熟化温度55℃；

利用板框对将酸和析出的固体物质分离，分离后成品酸打入成品酸储槽，成品酸质量百分比浓度为68％。

该方法的运行情况如下：

由于在预浓缩20％废酸的过程，废酸中可溶钛、硫酸钙及硫酸亚铁95％以上析出，通过耐高温、耐强酸板框过滤，将固体与废酸进行分离，一、二级加热器石墨管基本不会堵塞，系统能稳定运行一个月左右。运行一个月后只需要用高压水对一、二级加热器石墨管进行冲洗，且运行半年后只需要对一、二级加热器的内层石墨管更换即可，不需将一、二级加热器拆下进行清洗。劳动强度降低，运行维护成本降低。废酸浓缩至质量百分比浓度为65％时，浓缩酸折百的蒸汽单耗为1.1t。一、二级浓缩的钢衬石墨循环管十年更换一次。

实施例3

一种浓缩废酸的方法，包括如下步骤：

沉降后的20％废酸(固含量＜0.1g/L)按照进料量23m³/h泵入喷射器中，使得雾状形式的酸与连续酸解尾气直接且充分地接触进行换热，连续酸解尾气抽真空，真空度为40～50kpa，连续酸解尾气温度150℃，换热后液相温度98℃，将酸质量百分比浓度预先浓缩至34％；

通过耐高温、耐强酸的板框过滤机将酸和固体物质分离，分离后的酸固含量＜0.01g/L；

然后利用泵将酸加入到一级加热器与一级蒸发器之间的循环管内，在一级加热器内利用饱和蒸汽(蒸汽压力0.4Mpa，温度151℃)对废酸进行加热，一级加热器的出口温度118℃，一级蒸发器的真空度89kpa，一级浓缩后酸质量百分比浓度为47％，一级加热器采用双层石墨管结构，循环管为不锈钢内衬石墨材质；

一级蒸发器的蒸汽作为二级加热器的热源对一级浓缩后酸进行加热，二级加热器出口温度80℃，二级蒸发器的真空度为89kpa，二级加热器采用双层石墨管结构，循环管为不锈钢内衬石墨材质；

二级浓缩后的酸部分溢流进入熟化槽进行降温熟化，熟化温度55℃；

利用板框对将酸和析出的固体物质分离，分离后成品酸打入成品酸储槽，成品酸质量百分比浓度为62％。

该方法的运行情况如下：

由于在预浓缩20％废酸的过程，废酸中可溶钛、硫酸钙及硫酸亚铁95％以上析出，通过耐高温、耐强酸板框过滤，将固体与废酸进行分离，一、二级加热器石墨管基本不会堵塞，系统能稳定运行一个月左右。运行一个月后只需要用高压水对一、二级加热器石墨管进行冲洗，且运行半年后只需要对一、二级加热器的内层石墨管更换即可，不要将一、二级加热器拆下进行清洗。劳动强度降低，运行维护成本降低。废酸浓缩至质量百分比浓度为62％时，浓缩酸折百的蒸汽单耗为1.1t。一、二级浓缩的钢衬石墨循环管十年更换一次。

需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浓缩废酸的方法，包括：

利用连续酸解尾气对废酸进行预浓缩，获得质量百分比浓度为36％～39％的第一浓缩酸；

分离所述第一浓缩酸中的固体杂质；

利用循环加热设备对分离后的所述第一浓缩酸进行二次浓缩，获得第二浓缩酸；以及

对所述第二浓缩酸进行熟化、过滤，获得浓缩酸成品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预浓缩包括：将废酸雾状地喷射至换热塔内，同时将连续酸解尾气通入所述换热塔，并对所述换热塔抽真空至真空度为40～50kPa，将废酸加热至95℃～105℃。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预浓缩还包括：使得废酸循环地在换热塔内进行换热，并通过溢流的方式获得所述第一浓缩酸；

所述预浓缩还包括：废酸换热完成后进入溢流槽内，成为预浓缩酸，其中，一部分预浓缩酸循环至换热塔内，另一部分预浓缩酸溢流以获得第一浓缩酸。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行二次浓缩包括：

所述第一浓缩酸经过一级加热器加热后，进入一级蒸发器，蒸发完成后部分回流至一级加热器，部分作为中间浓缩酸溢流至二级加热器；

所述中间浓缩酸经过二级加热器加热后，进入二级蒸发器，蒸发完成后部分回流至二级加热器，部分作为第二浓缩酸溢流至熟化槽。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述二级加热器利用所述一级蒸发器产生的二次蒸汽提供热量。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述一级加热器采用双层换热管，和/或，所述二级加热器采用双层换热管；

所述双层换热管的内层换热管可拆卸地连接至外层换热管。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述一级加热器的被加热物料出口温度为110～118℃，所述一级蒸发器的真空度为96～98kPa，所述中间浓缩酸的质量百分比浓度为50％～55％；和/或

所述二级加热器的被加热物料出口温度为75～80℃，所述二级蒸发器的真空度为96～98kPa，所述第二浓缩酸的质量百分比浓度为60％～65％。

8.一种浓缩废酸的装置，其特征在于，包括：

换热塔，配置为通入废酸和连续酸解尾气；

分离设备，与所述换热塔的出料口连接；

循环连接的一级加热器和一级蒸发器，其中所述一级加热器和所述一级蒸发器之间的循环管与所述分离设备的出料口连接；

循环连接的二级加热器和二级蒸发器，其中所述二级加热器和所述二级蒸发器之间的循环管与所述一级蒸发器的液相出口连接；以及

熟化槽，连接至所述二级蒸发器的液相出口。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述一级蒸发器的气相出口连接至所述二级加热器的加热介质入口。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述一级加热器与所述一级蒸发器之间的循环管的材料包括钢衬石墨，和/或

所述二级加热器与所述二级蒸发器之间的循环管的材料包括钢衬石墨。

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