CN210528729U - 一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，包括依次连接沉淀单元、污泥储存单元、焙烧炉、预浓缩器和吸收塔，所述污泥储存单元的进料口与沉淀单元底部连接，且污泥储存单元内设置有污泥搅拌机，所述焙烧炉上部设有污泥喷枪，污泥喷枪与污泥储存单元连接，所述焙烧炉底部设有用于将焙烧炉底部固体料刮出的刮耙，所述焙烧炉顶部出气口通过预浓缩器与吸收塔连接。该实用新型不仅减少了酸性污泥产量，降低冶金企业的处置成本，而且可将酸性污泥资源化，提高了F^‑、NO₃ ^‑的回收率，并大量回收酸性污泥中的镍、铬、钛、钼等高价值金属离子，形成附加值高的固体金属氧化物，具有较高的经济价值。

Description

一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统

技术领域

本实用新型属于冶金行业不锈钢混酸废液污泥处理技术领域，具体涉及一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统。

背景技术

冶金行业采用硝酸和氢氟酸的混合液对不锈钢进行酸洗，酸洗废液会产生大量含FeF₃的污泥。其产生反应方程式如下：

Fe+4HNO₃=Fe(NO₃)₃+NO+2H₂O

Fe(NO₃)₃+3HF→FeF₃↓+3HNO₃

Fe₂O₃+6HNO₃=2Fe(NO₃)₃+3H₂O

FeO+4HNO₃= 2Fe(NO₃)₃+2H₂O+NO₂

Fe₃O₄+10HNO₃=3Fe(NO₃)₃+5H₂O+NO₂

Fe(NO₃)₃+3HF→FeF₃+3HNO₃

MeO（固）+2HNO₃→Me(NO₃)₂+H₂O

MeO+2HF→MeF₂↓ +H₂O

……

这些酸洗废液污泥中含有水、废酸及各种重金属（如镍、铬、钛、钼等），危害极大，属冶金行业的有害废弃物。废酸中含有这部分重金属离子或沉淀物（含FeF₃污泥），在酸洗线处理时一般通过简单的压滤系统，将污泥含水率直接降低到60%～70%左右，形成含水率较低的酸性泥饼。在前端有冶炼系统的企业，一般会收集后运至冶金企业的冶炼系统做原料使用，与铁矿石等原材料混合处理，但因污泥中仍含有大量的F^-、NO₃ ^-，在冶炼系统加热的过程，会产生大量的HF、HNO₃ ^-，对冶炼设备腐蚀非常严重，常造成设备严重损坏，甚至造成企业停产，给企业造成巨大的经济损失。除此之外，也有企业将酸洗线污泥外送处理，但处理成本居高不下；也有企业将其直接污水化排至废水处理站处理，通过投加石灰或碱液，将酸液中重金属离子或污泥沉淀，但会产生更大量的黄泥，给企业造成更大的处置困扰。

鉴于此，为彻底消除废酸污泥对环境的危害，降低企业的处理成本和运行成本，需要设计出一种对此种不锈钢混酸废液污泥进行无害化处理的系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是为彻底消除废酸污泥对环境的危害，降低企业的处理成本和运行成本，提供一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，实现不锈钢冶金企业酸性污泥彻底的无害化处理目的。

本实用新型的技术方案是提供了一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，包括依次连接沉淀单元、污泥储存单元、焙烧炉、预浓缩器和吸收塔，所述污泥储存单元的进料口与沉淀单元底部连接，且污泥储存单元内设置有污泥搅拌机，所述焙烧炉上部设有污泥喷枪，污泥喷枪与污泥储存单元连接，所述焙烧炉底部设有用于将焙烧炉底部固体料刮出的刮耙，所述焙烧炉顶部出气口通过预浓缩器与吸收塔连接。

进一步的，所述沉淀单元与污泥储存单元之间通过气动泵或污泥泵连接。

进一步的，所述沉淀单元与污泥储存单元之间设置有污泥过滤器，所述污泥过滤器采用10～20目的过滤网。

进一步的，所述焙烧炉由上下两部分构成，其上部分底部设有主喷嘴，下部分底部设有副喷嘴，所述刮耙位于焙烧炉的下部分。

进一步的，所述污泥储存单元通过污泥喷淋泵与污泥喷枪连接。

进一步的，所述污泥喷枪位于焙烧炉的顶部或腰部。

进一步的，所述污泥喷枪设有雾化喷头，且雾化喷头材质为SiC或SUS316L。

进一步的，所述沉淀单元上部的液体出口与所述预浓缩器的进液口相连，所述预浓缩器的出料口依次通过预浓缩泵、焙烧炉泵、浓缩废酸过滤器、废酸喷枪与焙烧炉顶部连接。

进一步的，所述浓缩废酸过滤器为两个，且两个浓缩废酸过滤器并联布置。

进一步的，所述吸收塔上部的气体出口外接气体净化系统，吸收塔下部的液体出口外接再生酸罐。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的这种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，一方面可极大地减少酸性污泥产量，降低冶金企业的处置成本；另一方面也可将酸性污泥资源化，有利于混酸再生系统提高了F^-、NO₃ ^-的回收率，并大量回收酸性污泥中的镍、铬、钛、钼等高价值金属离子，形成附加值高的固体金属氧化物，具有较高的经济价值，也可消除污泥产生的固体金属氧化物对企业前端冶炼系统的腐蚀，有效地保护前序设备的稳定运行。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统的结构示意图。

附图标记说明：1、沉淀单元；2、气动泵；3、污泥过滤器；4、污泥搅拌机；5、污泥储存单元；6、污泥喷淋泵；7、污泥喷枪；8、焙烧炉；9、刮耙；10、旋转阀；11、废酸喷枪；12、浓缩废酸过滤器；13、焙烧炉泵；1、-预浓缩泵；15、预浓缩器；16、吸收塔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实施例提供了一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，包括依次连接沉淀单元1、污泥储存单元5、焙烧炉8、预浓缩器15和吸收塔16，所述污泥储存单元5的进料口与沉淀单元1底部连接，且污泥储存单元5内设置有污泥搅拌机4，所述焙烧炉8上部设有污泥喷枪7，污泥喷枪7与污泥储存单元5连接，所述焙烧炉8底部设有用于将焙烧炉8底部固体料刮出的刮耙9，所述焙烧炉8顶部出气口通过预浓缩器15与吸收塔16连接。

本实施例中先将不锈钢进行酸洗产生的酸洗废酸打入沉淀单元1中进行预沉淀处理，其中，沉淀单元1可以采用沉淀槽、沉淀池或沉淀罐，酸洗废酸在沉淀单元1中自然沉淀，且沉淀停留时间不小于20h，使得沉淀单元1底部形成含水率97～99%的混酸废液污泥。

然后，将沉淀单元1底部的混酸废液污泥采用气动泵2或污泥泵吸出，输送至污泥储存单元5中，污泥储存单元5可以采用污泥储存槽、污泥储存池或污泥储存罐。优化的，所述沉淀单元1与污泥储存单元5之间设置有污泥过滤器3，混酸废液污泥先打入污泥过滤器3中过滤，去除混酸废液污泥中的大颗粒杂质，其中污泥过滤器3中过滤网的规格为10～20目。而为了防止混酸废液污泥沉淀，在污泥储存单元5中设置污泥搅拌机4，对污泥储存单元5中的混酸废液污泥充分搅拌混合，使混酸废液污泥均化，其中污泥储存单元5和污泥搅拌机4与混酸废液污泥接触部位均采用耐酸材质，如不锈钢衬玻璃钢、不锈钢衬PPH等。

最后，污泥储存单元5中均化的混酸废液污泥通过污泥喷淋泵6加压送入焙烧炉8上的污泥喷枪7中，污泥喷枪7可设置在焙烧炉8顶部或腰部位置，污泥喷枪7设有雾化喷头，污泥喷枪7和雾化喷头材质均采用SiC或SUS316L，混酸废液污泥以喷雾状态喷入焙烧炉8中进行单独处理。在此模式下，预浓缩器15处于水操作模式，预浓缩器15中稀释的废酸液经预浓缩泵14进行自循环，当混酸废液污泥通过污泥喷枪7喷入焙烧炉8内时，系统连锁调节，焙烧炉8顶温度迅速提高至320℃以上进行炉顶温度控制，同时将焙烧炉8底部的刮耙9转速降至1r/min以下，通过降低刮耙9转速以获得固态金属氧化物和未完全分解的混酸废液污泥更长的停留时间，使得混酸废液污泥中的氟化物完全分解。混酸废液污泥在焙烧炉8中充分反应，生成固态金属氧化物、HF气体、HNO₃气体，其中，固态金属氧化物在重力和离心力作用下，落到焙烧炉8底部，经刮耙9、旋转阀10排至氧化物收集系统储存；而HF气体、HNO₃气体在混酸再生系统废气风机负压抽吸作用下，经预浓缩器15进入吸收塔16中，被喷淋液吸收生产再生混酸，并外接再生酸罐进行储存；含有氮氧化物等未被吸收的烟气通过外接气体净化系统继续进入后续烟气净化和氧化设备中继续处理，达标后排放。

另外，本实施例中还可将所述沉淀单元1上部的液体出口与所述预浓缩器15的进液口相连，所述预浓缩器15的出料口依次通过预浓缩泵14、焙烧炉泵13、浓缩废酸过滤器12、废酸喷枪11与焙烧炉8顶部连接，以此将沉淀单元1上部的酸洗废酸通过预浓缩器15浓缩后，依次经预浓缩泵14、焙烧炉泵13、浓缩废酸过滤器12、废酸喷枪11喷入焙烧炉8中，在焙烧炉8中对混酸废液污泥与正常喷入焙烧炉内的酸洗废酸一起调配运行处理。在此处理模式下，焙烧炉8顶温度提高至320℃左右进行控制，同时将焙烧炉8底部的刮耙9转速降至1r/min以下，通过降低刮耙9转速以获得固态金属氧化物和未完全分解的混酸废液污泥更长的停留时间，使得混酸废液污泥中的氟化物完全分解；同时，系统自动调整预浓缩器15进酸量和焙烧炉8顶部废酸喷枪11的浓缩酸洗废酸喷淋量，喷淋的酸洗废酸和污泥喷枪7喷淋的混酸废液污泥按一定比例进行调整，一般情况下，混酸废液污泥量与酸洗废酸液量的比例不得大于1:5.5；而且焙烧炉8中混酸废液污泥与酸洗废酸的总喷淋量不高于仅处理酸洗废酸时的处理量，进而预浓缩器15内酸洗废酸进量和焙烧炉8顶酸洗废酸喷淋量按调配比例降低，以保障混酸废液污泥在焙烧炉8内可以充分反应。优化的，所述浓缩废酸过滤器12可设置为两个，且两个浓缩废酸过滤器12并联布置，可替换使用。

本实施例中，焙烧炉8分上下两部分构成，且其上下两部分均布置有用于加热的烧嘴，使得混酸废液污泥在焙烧炉8中能充分水解反应；所述刮耙9位于焙烧炉的下部分，避免焙烧炉8底部固态金属氧化物堆积，提高焙烧炉8内反应效率。

综上所述，本发明提供的这种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，一方面可极大地减少酸性污泥产量，降低冶金企业的处置成本；另一方面也可将酸性污泥资源化，有利于混酸再生系统提高了F^-、NO₃ ^-的回收率，并大量回收酸性污泥中的镍、铬、钛、钼等高价值金属离子，形成附加值高的固体金属氧化物，具有较高的经济价值，也可消除污泥产生的固体金属氧化物对企业前端冶炼系统的腐蚀，有效地保护前序设备的稳定运行。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，其特征在于：包括依次连接沉淀单元、污泥储存单元、焙烧炉、预浓缩器和吸收塔，所述污泥储存单元的进料口与沉淀单元底部连接，且污泥储存单元内设置有污泥搅拌机，所述焙烧炉上部设有污泥喷枪，污泥喷枪与污泥储存单元连接，所述焙烧炉底部设有用于将焙烧炉底部固体料刮出的刮耙，所述焙烧炉顶部出气口通过预浓缩器与吸收塔连接。

2.如权利要求1所述的一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，其特征在于：所述沉淀单元与污泥储存单元之间通过气动泵或污泥泵连接。

3.如权利要求1所述的一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，其特征在于：所述沉淀单元与污泥储存单元之间设置有污泥过滤器，所述污泥过滤器采用10～20目的过滤网。

4.如权利要求1所述的一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，其特征在于：所述焙烧炉由上下两部分构成，其上部分底部设有主喷嘴，下部分底部设有副喷嘴，所述刮耙位于焙烧炉的下部分。

5.如权利要求1所述的一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，其特征在于：所述污泥储存单元通过污泥喷淋泵与污泥喷枪连接。

6.如权利要求1所述的一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，其特征在于：所述污泥喷枪位于焙烧炉的顶部或腰部。

7.如权利要求1所述的一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，其特征在于：所述污泥喷枪设有雾化喷头，且雾化喷头材质为SiC或SUS316L。

8.如权利要求1所述的一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，其特征在于：所述沉淀单元上部的液体出口与所述预浓缩器的进液口相连，所述预浓缩器的出料口依次通过预浓缩泵、焙烧炉泵、浓缩废酸过滤器、废酸喷枪与焙烧炉顶部连接。

9.如权利要求8所述的一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，其特征在于：所述浓缩废酸过滤器为两个，且两个浓缩废酸过滤器并联布置。

10.如权利要求1所述的一种不锈钢混酸废液污泥无害化处理系统，其特征在于：所述吸收塔上部的气体出口外接气体净化系统，吸收塔下部的液体出口外接再生酸罐。

Images