CN205381955U - 废盐酸再生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于环保设备技术领域，涉及废盐酸再生装置。该装置包括过滤器、废酸储罐、预热器、负压蒸发器、多级冷却器、中间储酸罐、母液储存罐、高温焙烧炉、浓缩吸收塔、酸雾吸收塔和再生酸储罐；过滤器、废酸储罐、预热器、负压蒸发器依次串连；负压蒸发器蒸发液出口、母液出口分别接多级冷却器蒸发液进料口和母液进料口；多级冷却器蒸发液出料口接中间储酸罐进口，母液出料口接母液储存罐进口；母液储存罐设有母液提升泵，提升泵出口与高温焙烧炉进料口相连，高温焙烧炉出料口经抽风机与浓缩吸收塔连接；浓缩吸收塔吸收液进口与中间储酸罐出口相连，浓缩吸收塔设有提升泵，提升泵出口与再生酸储罐进口相连。本装置可使废酸再生回收利用。

Description

废盐酸再生装置

技术领域

本实用新型属于环保设备技术领域，涉及一种废盐酸再生装置。

背景技术

酸洗是热镀锌生产企业用来清除钢材表面氧化皮的一个很重要的工序。随着酸洗操作的不断进行，酸洗液的浓度不断降低，同时酸洗液中金属离子的含量不断升高，当酸洗液浓度低到规定值以下，或酸洗液中金属离子含量超过准用极限值以上，这时酸洗液即失去酸洗作用成为废酸。我国每年大约要排出此类废液近百万立方米，并且随着钢材产量的提高而增加。废盐酸液中除含有相当数量的残酸，还富含亚铁盐，另含少量不溶于酸的硅铝质。对废液如不进行处理，既污染环境，又浪费宝贵资源。

目前酸洗废液的处理方法主要分为:酸盐分离法、直接焙烧法、氧化中和法等。经处理后所得到主要产物是酸液和不同形态的铁的化合物(氧化铁、氢氧化铁和氯化亚铁)等,其中酸可再使用,铁的化合物根据其形态特点和纯净度确定它们的用途,最简单的是作为铁的原料返回炼铁,或作铁系颜料及磁性原料。

目前pH值≤2的废酸已被列入《国家危险废物名录》，废酸的合理处置已逐渐成为热镀锌企业的首要环保问题，随着国家加大对热镀锌行业环保要求，是否拥有废酸处理系统，已成为入热镀锌行业准入的硬性指标，因此完善可靠、可稳定运行的废酸处理系统已成为热镀锌企业的刚性需求。

目前针对热镀锌厂废盐酸，主要有以下几种常见的处理方式：

1、中合法：此为早期出现的最原始的处理方法，即通过酸碱中和的方式对废酸进行处理，通常采用的中和物为石灰或火碱。中合法的主要问题为：

（1）中和物用量大，运行费用高，工人劳动强度大;

（2）中和过程中产生大量不溶性残渣固废，且此类固废污染性较强，属于危险废弃物范畴，因此存在2次污染;

（3）大量可回收利用的物质一并被处理掉，造成资源浪费;

2、培烧法：在400℃~600℃的高温焙烧炉中直接喷入待处理废盐酸，盐酸在炉内和高温气体相接处，在充足水蒸气和氧气的环境下发生反应，使盐酸和氯化亚铁分别蒸发分解，并最终回收盐酸和氧化铁。培烧法的主要问题为：

（1）工艺复杂，设备占地达，一次性投资高;

（2）由于在高温、高腐蚀环境下运行，设备后期运行维护费用较高;

3、氯气氧化法：在废盐酸中加入铁屑，使其充分反应，生成二氯化铁，再通过加入氯气的方式将二氯化铁氧化成三氯化铁。氯气氧化法的主要问题为：

（1）无法做到盐酸回收;

（2）由于氯气危险性极高，因此需要有极高的操作管理要求，氯气一旦外溢，后果严重;

4、蒸馏法：将废盐酸引入反应釜中，利用3种物质在不同温度下的物理特性,如在100℃时,水能沸腾而形成蒸汽,此时HCl已挥发成气体,而残留的氯化亚铁还远未到熔点,仍留在被浓缩的母液中,从而达到酸、盐分离的目的。蒸馏法主要问题为：

（1）盐酸回收浓度较低,约为废酸质量分数的80%~90%，因此无法直接回用于生产线;

（2）回收的氯化亚铁晶体依旧含有大量水分，无法直接售卖;

（3）由于无法直接使用，需要建造较大的池体进行再生后盐酸和氯化亚铁的存储，占地面积大，投资高;

（4）依然存在酸过剩的情况，无法从根本上解决废酸问题。

发明内容

针对以上现有技术中的相关问题，本实用新型对现有处理工艺进行了优化改良，提供一种废盐酸再生装置，在满足热镀锌废盐酸处理要求的同时，可最大限度的节省投资。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：废盐酸再生装置，包括过滤器、废酸储罐、预热器、负压蒸发器、多级冷却器、中间储酸罐、母液储存罐、高温焙烧炉、浓缩吸收塔、酸雾吸收塔和再生酸储罐；过滤器、废酸储罐、预热器、负压蒸发器依次串连；负压蒸发器蒸发液出口、母液出口分别接多级冷却器蒸发液进料口和母液进料口；多级冷却器蒸发液出料口接中间储酸罐进口，母液出料口接母液储存罐进口；母液储存罐设有母液提升泵，提升泵出口与高温焙烧炉进料口相连，高温焙烧炉出料口经抽风机与浓缩吸收塔连接；浓缩吸收塔吸收液进口与中间储酸罐出口相连，浓缩吸收塔设有提升泵，提升泵出口与再生酸储罐进口相连。

所述的废酸储罐设有提升泵，提升泵抽废酸储罐中的酸，耐腐蚀泵出口接预热器进口。

所述的预热器设有增压泵，增压泵进口接预热器出口，增压泵出口接负压蒸发器进口。

浓缩吸收塔设有抽风机，吸收塔排气管与抽风机进气口相连，抽风机出气口与酸雾吸收塔相连，酸雾经吸收塔处理后通过排气筒清洁排放。

高温焙烧炉设有鼓风机，鼓风机出风口与燃烧进风系统进风口相连。

高温焙烧炉设有粉尘收集器，焙烧炉产生的氧化铁固体，通过收集器中的螺旋汇集装置进行收集。

废酸储罐、中间储酸罐、浓缩吸收塔、酸雾吸收塔、再生酸储罐均设有pH在线监测器。

负压蒸发器、高温焙烧炉进出口均设有压力传感器和温度传感器。

废酸储罐、中间储酸罐、母液储存罐、浓缩吸收塔、酸雾吸收塔、再生酸储罐均设有液位传感器。

本实用新型的废盐酸再生装置，具有以下有益效果：

1、采用蒸馏法和焙烧法相结合的废酸处理方式，取两种处理方法的核心单元，在彻底清洁、回收废盐酸的同时，精简了工艺流程，节省了占地和投资;

2、取消了结晶单元，通过焙烧方式将副产品完全转化为固态，方便储存和运输;

3、提高了副产品价值;

4、高效焙烧炉是整个系统中投资较高的设备，仅对氯化亚铁母液进行焙烧，设备得到进一步缩小，大大节省投资;

5、本装置对盐酸废液采用负压外循环蒸发浓缩结晶法：在负压条件下，蒸发温度低，对设备管道的材质腐蚀降低，能够保证连续稳定生产。采用外循环加热是因为氯化亚铁在蒸发过程中容易结晶析出，极易堵塞设备，使蒸发器不能正常生产。本法具有蒸发效率高、能连续稳定生产、操作简单、处理过程不需添加其他材料、设备防腐耐用、运行费用低等优点;

6、系统各单元内安装有压力传感器、温度传感器、pH值在线控制系统，自动化程度高，可实现自动运行;

7、经两步提纯再生，再生盐酸的净度高，浓度可达18%，直接回用于生产线，根本解决酸过剩问题。

附图说明

图1是本实用新型的废盐酸再生装置的平面示意图；

图2是本实用新型的废盐酸再生装置的立面示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的废盐酸再生装置，包括废酸储罐1、过滤器2、预热器3、负压蒸发器4、多级冷却器5、中间储酸罐6、母液储存罐7、高温焙烧炉8、浓缩吸收塔9、酸雾吸收塔10和再生酸储罐11；车间废盐酸汇集管道与过滤器2进口相连，过滤器2出口与废酸储罐1进口相连，废酸储罐1设有提升泵14，提升泵14抽废酸储罐中的酸，耐腐蚀泵出口接预热器3进口，预热器3设有增压泵15，增压泵15进口接预热器3出口，增压泵15出口接负压蒸发器4进口，负压蒸发器4蒸发液出口、母液出口分别接多级冷却器5的蒸发液进料口和母液进料口，多级冷却器5的蒸发液出料口接中间储酸罐6进口，中间储酸罐6存储未浓缩清结酸，以备下步工序使用；多级冷却器4的母液出料口接母液储存罐7进口，母液储存罐7设有母液提升泵，母液提升泵抽母液储存罐7中的氯化亚铁母液，母液提升泵出口与高温焙烧炉8进料口相连，高温焙烧炉8出料口经抽风机抽吸进入浓缩吸收塔9，浓缩吸收塔9吸收液进口与中间储酸罐6出口相连，中间储酸罐6中待浓缩酸在浓缩吸收塔9中进行吸收浓缩，浓缩吸收塔9设有提升泵，提升泵抽浓缩吸收塔9中浓缩酸，提升泵出口与再生酸储罐11进口相连，再生酸储罐11出口与车间再生酸回用系统相连，实现再生酸回用于车间。

如图2所示，浓缩吸收塔9设有抽风机20，吸收塔排气管与抽风机20进气口相连，抽风机20出气口与酸雾吸收塔10相连，酸雾经吸收塔处理后通过排气筒清洁排放。

高温焙烧炉8设有鼓风机18，鼓风机18出风口与燃烧进风系统进风口相连。

高温焙烧炉8设有粉尘收集器19，焙烧炉产生的氧化铁固体，通过收集器中的螺旋汇集装置进行收集，收集后氧化铁可直接装袋外卖。

废酸储罐1、中间储酸罐6、浓缩吸收塔9、酸雾吸收塔10、再生酸储罐11均设有pH在线监测器13。

负压蒸发器4、高温焙烧炉8进出口均设有压力传感器16和温度传感器17。

废酸储罐1、中间储酸罐6、母液储存罐7、浓缩吸收塔9、酸雾吸收塔10、再生酸储罐11均设有液位传感器12。

本实用新型的废盐酸再生装置，工艺流程如下：

废盐酸收集后经过滤器2进行一级过滤，去除废酸中大颗粒杂质后，进入废酸储罐1，废酸储罐1采用耐腐蚀密封式储存形式，可有效防止酸雾挥发。待处理废酸经预热器3预加热后送至多效负压蒸发器4，根据氯化氢易于挥发和易溶于水的特性及氯化亚铁在盐酸溶液中溶解度不同的规律，在负压蒸发器4内采用蒸汽间接加热、负压蒸发浓缩工艺，超过蒸发沸点的氯化氢和水都转变为气体，向气体冷凝通道流动，经多级冷却器5冷却后，冷却液化的盐酸即为去除铁离子的清洁但未浓缩的盐酸，此盐酸在中间储酸罐6中进行暂储。蒸发器内不超过蒸发沸点的氯化亚铁母液，进入母液储存罐7。

蒸发后的氯化亚铁母液通过高压泵送入高温焙烧炉8中，通过在线电磁流量计控制，在炉膛内与罗茨空压机送入的新鲜空气充分接触燃烧，通过温度传感器17控制温度保持在400℃～600℃，并使炉内始终保持负压状态，雾化的氯化亚铁母液在炉内受热分解为氯化氢气体和氯化亚铁，氯化亚铁在高温下被炉内空气进一步氧化成氧化铁。其反应方程式如下：

4FeCl₂+O₂+4H₂O=2Fe₂O₃+8HCl

4FeCl₃+3O₂=2Fe₂O₃+6Cl₂↑

高温焙烧炉8排出的氯化氢气体进入浓缩吸收塔9，吸收液为蒸发单元所产生的清洁未浓缩盐酸，稀盐酸在浓缩吸收塔9中对氯化氢气体进行吸收，完成浓缩工序，浓缩后盐酸浓度达到18%左右，可直接回用于车间酸洗工段。

高温焙烧炉8产生的氧化铁固体，通过粉尘收集器19中的螺旋汇集装置进行收集，收集后氧化铁可直接装袋外卖。

Claims (9)

1.废盐酸再生装置，其特征在于：包括过滤器、废酸储罐、预热器、负压蒸发器、多级冷却器、中间储酸罐、母液储存罐、高温焙烧炉、浓缩吸收塔、酸雾吸收塔和再生酸储罐；过滤器、废酸储罐、预热器、负压蒸发器依次串连；负压蒸发器蒸发液出口、母液出口分别接多级冷却器蒸发液进料口和母液进料口；多级冷却器蒸发液出料口接中间储酸罐进口，母液出料口接母液储存罐进口；母液储存罐设有母液提升泵，提升泵出口与高温焙烧炉进料口相连，高温焙烧炉出料口经抽风机与浓缩吸收塔连接；浓缩吸收塔吸收液进口与中间储酸罐出口相连，浓缩吸收塔设有提升泵，提升泵出口与再生酸储罐进口相连。

2.根据权利要求1所述的废盐酸再生装置，其特征在于：所述的废酸储罐设有提升泵，提升泵抽废酸储罐中的酸，泵出口接预热器进口。

3.根据权利要求2所述的废盐酸再生装置，其特征在于：所述的预热器设有增压泵，增压泵进口接预热器出口，增压泵出口接负压蒸发器进口。

4.根据权利要求3所述的废盐酸再生装置，其特征在于：浓缩吸收塔设有抽风机，吸收塔排气管与抽风机进气口相连，抽风机出气口与酸雾吸收塔相连，酸雾经吸收塔处理后通过排气筒清洁排放。

5.根据权利要求4所述的废盐酸再生装置，其特征在于：高温焙烧炉设有鼓风机，鼓风机出风口与燃烧进风系统进风口相连。

6.根据权利要求5所述的废盐酸再生装置，其特征在于：高温焙烧炉设有粉尘收集器，焙烧炉产生的氧化铁固体，通过收集器中的螺旋汇集装置进行收集。

7.根据权利要求1至6任一项所述的废盐酸再生装置，其特征在于：废酸储罐、中间储酸罐、浓缩吸收塔、酸雾吸收塔、再生酸储罐均设有pH在线监测器。

8.根据权利要求1至6任一项所述的废盐酸再生装置，其特征在于：负压蒸发器、高温焙烧炉进出口均设有压力传感器和温度传感器。

9.根据权利要求1至6任一项所述的废盐酸再生装置，其特征在于：废酸储罐、中间储酸罐、母液储存罐、浓缩吸收塔、酸雾吸收塔、再生酸储罐均设有液位传感器。