CN1267747A - 从酸的金属溶液中回收这些酸的工艺 - Google Patents

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    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating

Abstract

本发明涉及一种通过蒸发和热裂解成酸和金属氧化物,而从酸的金属溶液,较好是HF、NHO3、Fe、Cr、Ni化合物以及这些化合物的混合物中,回收这些酸的工艺。其主要特征在于该工艺包括一个由内置零件分隔成两个区的加热反应器,蒸发在上部第一区的低温进行,而分解则在紧邻第一区的另一个区的高温进行。

Description

从酸的金属溶液中回收这些酸的工艺
本发明涉及通过蒸发和热裂解成酸和金属氧化物，而从酸的金属溶液，较好是HF、HNO3、Fe、Cr、Ni化合物以及这些化合物的混合物中，回收这些酸的工艺。
这些酸是通过将金属化合物水溶液经由微细液滴射流喷雾进入一个加热反应器中来回收的。热量引起该液体首先蒸发(蒸发阶段)，然后金属化合物开始分解(氧化阶段)。液滴以自由落体形式下行到反应器下段，而且必须在少数几秒钟内煅烧即热裂解成氧化物和酸，然后可以除去反应器上部的酸蒸气和反应器下部的氧化物。作为这个短暂保留时间的结果，总是有一定量残留酸与铁等金属结合，它们再也不能完全脱除并残存在氧化物中而成为一种所不希望的污染物(残留酸)。因此，反应器温度必须设定得足够高，以确保较大液滴或喷雾锥中心的液滴仍能在较大程度上被煅烧。这个转化过程发生时有一个始于喷雾锥外缘并向里推进的时间迟缓。结果，该氧化物变得过热而且质量恶化(比表面积变小)。此外，总是存在着或多或少酸蒸气随氧化物一起排放的风险。
这种类型的工艺是诸如从AT 395312专利中得知的。一个具体缺点是，蒸发和分解在一个单一高温步骤进行，引起可观的酸分解。在硝酸(HNO3)的情况下，也产生有害的氮氧化物(NO，NO2)。可观的冷却是补偿这一点所需要的，而且在一些情况下也可能有必要添加氧化剂。类似的HCl分解工艺，是诸如从AT 264248专利得知的。在此，要再生的酸是在利用排出气体的逆向流中蒸发的，然后在反应器中分解。
本发明的目的是要减少HNO3分解量，从而通过省略NOx回收阶段来实现节省。
因此，本发明的特征在于该工艺包括一个由内置零件分隔成两个区的加热反应器，蒸发在上部第一区的低温进行，而分解则在紧邻第一区的另一个区的高温进行。由于蒸发区的低温，蒸发的主要是游离酸，并尽可能减少NOx生成。蒸发区的高温使得能产生高纯度金属氧化物。
本发明的一个有利的进一步发展的特征在于蒸发区的温度为110～350℃、较好为150～200℃。在这些温度下，大大避免了HNO3分解。
本发明的一种有利构型的特征在于分解区的温度为450～900℃、较好为550～700℃。在这些温度下，任何残留酸均从该氧化物中剥离，从而产生高纯度金属氧化物。
本发明的一个有利的进一步发展的特征在于分解后有一个温度为70～90℃、较好为78～85℃的吸收过程。
本发明的一种有利构型的特征在于吸收是绝热过程进行的。结果，不需要本来要求的热交换器。
本发明的一个有利的进一步发展的特征在于来自洗气塔的废水送入吸收塔中。这意味着该装置不产生废水。
本发明的一个有利的进一步发展的特征在于来自酸浸的洗涤水送入吸收塔中。这是一种“处置”来自酸浸线的洗涤水的有利手段。
现在，将通过介绍实例和参照附图来描述本发明，其中，该图例显示一种用于实施按照本发明的工艺的装置。
再生装置1包含一个有蒸发段2和分解段8的反应器。在蒸发段中，尤其来自混酸酸浸装置的废酸浸液送入管道3直至喷嘴。用一个送入了加热剂例如瓦斯5和燃烧层空气6的燃烧器4，把这种废酸浸液加热到大约110℃～350℃、较好150～200℃的温度。结果，该酸一般只蒸发而不分解。这对于硝酸(HNO3)尤其重要，它诸如若分解时本来会转化成30～50％硝酸。另一个区域8紧邻蒸发段2，在此呈一种喷雾焙烧反应器形式，有一个狭窄段7形成两者之间的密封。这另一个区域8就是金属化合物热分解和产生金属氧化物的地方。该狭窄段7可以呈一种诸如用来使微粒附聚崩裂的锥形压碎器形式。进而，这也提供了金属化合物的更好和更均匀氧化(焙烧)。提供燃烧器9是为了产生450℃～900℃、较好550～700℃的所需温度。然后，该氧化物经由锁10排出，然后冷却、处置或进一步处理。
主要包含酸蒸气和水的排出气体经由废气管11送到一个射流或文丘里洗气器12。来自吸收塔14的再生物经由管13送到这个洗气器12，在此，该再生物用来冷却废气而且也用来在这一阶段使部分气体洗脱。其余酸的吸收大部分在绝热吸收塔14进行。然后，该再生物经由管15从这个吸收塔14中取出，用泵16输送，而且有部分水蒸汽经由管13送到洗气器12。主水蒸汽再循环到酸浸过程。这里举例说明的吸收塔14既为吸收而设计，也为随后的气体洗涤而设计。然后，经洗涤的气体流经管18和排气扇19到达排出气体分离器20，再经由排出气体热交换器21，去进行随后的催化处理22。经洗涤的排出气体经由排气烟囱23离开该装置。
来自文丘里洗气器12、由喷雾焙烧反应器2产生的废气送到外段24，用于塔14下部的吸收。它向上流经填料层，在塔14顶段25拐弯，然后向下经由中心射流洗气管26，进入位于塔14底端、包含漂洗水槽27的塔段。中心射流洗气管和漂洗水槽也可安排成为个体部件以代替紧凑式设计。来自漂气水槽27的漂洗水用泵28经由管29送到塔14的顶段25。此外，新鲜水经由管30喷雾到风扇19上游的排气管18中，提供该气体的最终洗涤阶段。排出气体分离器20中取出的废水经由管31送到塔14的漂洗水槽27，在这里用作塔14的吸收水。这种工艺安排使该装置能完全无废水地运转。补充的新鲜水供给是经由管32送入的。在此也可以使用来自酸浸工艺线的洗涤水。再生物中回收酸的浓度可以通过吸收液使用量来设定。
本发明不限于所描述的实例。一种可能的变种会是诸如也使用NaOH或Ca(OH)2洗气器进行废气清洗。然而，这里产生的洗涤水不能用作该塔的吸收液。一种进一步的可能性会是在反应器与塔之间插入一个热回收阶段，以加速废酸浸液的浓缩。也可以在反应器之后包括一个旋风分离器，以提供更好的除尘。

Claims (8)

1.通过蒸发和热裂解成酸和金属氧化物，而从酸的金属溶液，较好是HF、HNO3、Fe、Cr、Ni化合物以及这些化合物的混合物中，回收这些酸的工艺。其特征在于该工艺包括一个由内置零件分隔成两个区的加热反应器，蒸发在上部第一区的低温进行，而分解则在紧邻第一区的另一个区的高温进行。
2.按照权利要求1的工艺，其特征在于蒸发区温度为110～350℃、较好为150～200℃。
3.按照权利要求1或2的工艺，其特征在于分解区温度为450～900℃、较好为550～700℃。
4.按照权利要求1～3之一的工艺，其特征在于吸收过程在分解区之后进行。
5.按照权利要求4的工艺，其特征在于吸收在70～90℃、较好在78～85℃的温度进行。
6.按照权利要求4或5的工艺，其特征在于吸收以绝热过程进行。
7.按照权利要求1～6之一的工艺，其特征在于将来自气体洗涤器的废水送入吸收塔中。
8.按照权利要求1～7之一的工艺，其特征在于将来自酸浸的洗涤水送入吸收塔中。
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