CN212505078U - 基于流化床法的盐酸废液再生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于流化床法的盐酸废液再生系统，包括流化床反应炉、文丘里预浓缩器、吸收塔、烟气净化机构和余热利用单元，文丘里预浓缩器连接有废液供管并且其浓缩废液出口管连接至流化床反应炉，文丘里预浓缩器的烟气出口管依次连接吸收塔和烟气净化机构，流化床反应炉的烟气出口管与余热利用单元的烟气入口连接，余热利用单元的烟气出口与文丘里预浓缩器的烟气入口连通。通过对流化床反应炉的出口高温烟气进行余热利用后再进入文丘里预浓缩器，可充分地利用高温烟气余热；将文丘里预浓缩器的入口烟气温度控制在合理范围内，可取消传统的向文丘里预浓缩器添加新水或漂洗水的操作，有效地降低盐酸废液再生所需能耗。

Description

基于流化床法的盐酸废液再生系统

技术领域

本实用新型属于盐酸废液再生技术领域，尤其涉及一种基于流化床法的盐酸废液再生系统。

背景技术

钢铁、机械加工及化工行业采用盐酸对金属制品进行酸洗，产生的盐酸废液含有大量的氯化亚铁、氯化铁及金属氯化物，一般采用流化床法或喷雾焙烧法对盐酸废液进行再生；其中，喷雾焙烧法由于运行能耗相对较低而得到较为广泛的应用，但喷雾焙烧法最大的缺点在于其副产品为微米级的红色氧化铁粉，易飘散而存在较严重的二次污染；相对而言，流化床法的副产品是毫米级的铁球，不存在二次粉尘污染，在环保要求越来越严格的情况下，流化床法虽然运行能耗相对较高，但逐渐受到重视。

如图1，流化床法盐酸废液再生工艺是将废酸加入文丘里预浓缩器3，利用高温烟气进行热交换，废酸经预浓缩器3浓缩后，再经加压泵喷入流化床反应炉1，在约850℃的流化床中进行如下化学反应：

4FeCl₂+4H₂O+O₂→2Fe₂O₃+8HCl

2FeCl₃+3H₂O→Fe₂O₃+6HCl

在流化床反应炉1内事先加入部分种子物料(氧化铁球小颗粒)，随着反应的进行，不断生成的氧化铁颗粒逐渐变多、变大，形成洋葱层形状的颗粒，流化床的高度不断升高，助燃风机吹入的助燃空气受到的阻力也逐渐加强，当压力达到一定值时，通过一个叶轮闸门将多余的氧化铁排出，排出的过程进行到使流化床下部的空气压力下降到设定值为止。

流化床反应炉1出来的高温烟气(约900～800℃)，经过旋风分离器2除去大颗粒后进入文丘里预浓缩器3，经过降温除尘后的烟气进入吸收塔4，烟气中的HCl在吸收塔4内被大部分吸收形成一定浓度的盐酸(再生酸)，再生酸收集后返回酸洗线使用。吸收塔4出来的烟气，仍含有一部分酸及粉尘，经后续烟气净化系统处理达到排放标准后经烟囱排入大气。

经过文丘里预浓缩器3降温后的烟气温度一般为90～95℃，因此流化床反应炉1出口烟气在文丘里预浓缩器3中的温降较大，为避免盐酸废液在文丘里预浓缩器3中过度浓缩而造成盐酸废液结晶进而堵塞设备和管道，通常需向文丘里预浓缩器3中添加新水或漂洗水来平衡高温烟气中的多余热量，导致系统能源消耗过大，增加废酸处理成本。

实用新型内容

本实用新型涉及一种基于流化床法的盐酸废液再生系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型涉及一种基于流化床法的盐酸废液再生系统，包括流化床反应炉、文丘里预浓缩器、吸收塔和烟气净化机构，所述文丘里预浓缩器连接有废液供管并且其浓缩废液出口管连接至所述流化床反应炉，所述文丘里预浓缩器的烟气出口管依次连接所述吸收塔和所述烟气净化机构，还包括余热利用单元，所述流化床反应炉的烟气出口管与所述余热利用单元的烟气入口连接，所述余热利用单元的烟气出口与所述文丘里预浓缩器的烟气入口连通。

作为实施方式之一，在所述余热利用单元的入口侧还设有除尘单元。

作为实施方式之一，所述余热利用单元包括余热锅炉。

作为实施方式之一，所述余热锅炉的换热介质管上旁接有保温介质供管，所述换热介质管上设有控制阀，保温介质供管旁接点位于所述控制阀与所述余热锅炉的换热介质入口之间，于所述保温介质供管上设有旁通阀。

作为实施方式之一，所述保温介质供管的入口端旁接至所述余热锅炉的蒸汽出口管上。

作为实施方式之一，所述烟气净化机构包括依次衔接的除尘文丘里和洗涤塔。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的盐酸废液再生系统，通过对流化床反应炉的出口高温烟气进行余热利用后再进入文丘里预浓缩器，一方面可充分地利用高温烟气余热，避免烟气热能的浪费；另一方面，将文丘里预浓缩器的入口烟气温度控制在合理范围内(即420～550℃)，在将盐酸废液浓缩至目标密度范围的同时，可取消传统的向文丘里预浓缩器添加新水或漂洗水的操作，有效地降低盐酸废液再生所需能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1为背景技术提供的传统盐酸废液再生系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的盐酸废液再生系统的一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的盐酸废液再生系统的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面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。

实施例一

如图2和图3，本实用新型实施例提供一种基于流化床法的盐酸废液再生方法，包括：

盐酸废液进入文丘里预浓缩器3中进行浓缩，得到浓缩废液；

所述浓缩废液送入流化床反应炉1中进行反应，生成氧化铁和高温烟气；

所述高温烟气经粗除尘后进行余热利用，使烟气温度降低至420～550℃；

经余热利用后的烟气送入文丘里预浓缩器3中与盐酸废液换热，以便得到所述浓缩废液；

文丘里预浓缩器3出口烟气进行HCl的回收，以便得到再生酸。

其中，文丘里预浓缩器3、流化床反应炉1均为本领域常规设备，具体结构此处不作赘述。在文丘里预浓缩器3中，烟气与盐酸废液直接接触进行热交换，盐酸废液中的盐酸和水被蒸发到烟气中，盐酸废液得以浓缩而得到上述的浓缩废液；同时，烟气中的固体颗粒被洗涤分离。浓缩废液进入流化床反应炉1内进行高温分解，流化床反应炉1内的反应在背景技术中已有述及，此处不作赘述；一般地，上述流化床反应炉1排出的高温烟气的温度在800～900℃范围内，该高温烟气中HCl和燃烧废气。

通过余热利用可以调节文丘里预浓缩器3的入口烟气温度，例如可以根据进入文丘里预浓缩器3的盐酸废液浓度来调节文丘里预浓缩器3的入口烟气温度；在更进一步优选的方案中，通过烟气余热利用将文丘里预浓缩器3的入口烟气温度控制在420～480℃范围内。本实施例中，优选地，所述高温烟气的余热利用在余热锅炉8中进行。流化床反应炉1产生的高温烟气中固体颗粒的含量远低于焙烧炉所产烟气中的固体颗粒含量，经粗除尘后，该高温烟气中的大部分固体颗粒得以去除，因此余热锅炉8得以保证顺利运行。在其中一个实施例中，粗除尘步骤可通过旋风除尘器2实现；进一步还可采用多个除尘器或多种除尘器组合以更充分地去除烟气中的粉尘，例如采用两个或两个以上的旋风除尘器2串联。

本实施例提供的盐酸废液再生方法，通过对流化床反应炉1的出口高温烟气进行余热利用后再进入文丘里预浓缩器3，一方面可充分地利用高温烟气余热，避免烟气热能的浪费；另一方面，将文丘里预浓缩器3的入口烟气温度控制在合理范围内(即420～550℃)，在将盐酸废液浓缩至目标密度范围的同时，可取消传统的向文丘里预浓缩器3添加新水或漂洗水的操作，有效地降低盐酸废液再生所需能耗。

优选地，在文丘里预浓缩器3中，通过420～550℃的烟气与盐酸废液直接接触换热，将浓缩废液的密度控制在1.48～1.485g/cm³范围内，再进入流化床反应炉1内时，能获得较好的分解反应效果和效率，从而保证盐酸废液再生的回收率和产量。

由于正常生产时，流化床反应炉1高温分解产生的高温气体含有大量水蒸气和一定量的HCl气体，在流化床反应炉1因故障而熄火等事故状态下，会导致炉内烟气温度降低，当达到烟气露点温度时，烟气中HCl气体会凝结成盐酸溶液而对余热利用设备造成腐蚀。本实施例中，为避免余热锅炉8等余热利用设备被腐蚀，当流化床反应炉1出口烟气温度低于预设温度时，向所述余热锅炉8的换热介质管81中通入保温介质，以保证所述余热锅炉8内的温度不低于200℃；在其中一个实施例中，所谓预设温度设计为250℃；当流化床反应炉1内产生的烟气温度低于250℃时，停止向余热锅炉8供应换热介质，代之以供应保温介质，避免HCl气体凝结成盐酸溶液。优选地，所述保温介质为外源保温气体或所述余热锅炉8所产生的蒸汽，外源保温气体可以采用加热到一定温度的安全气体如氮气、空气等气体，也可采用其他满足温度要求的余热气体。

一般地，HCl的回收在吸收塔4中进行，经文丘里预浓缩器3降温除尘后的烟气进入该吸收塔4中，与吸收塔4内喷淋的喷淋液接触从而吸收烟气中的HCl，以便得到再生酸。优选地，吸收塔4底部收集的溶液一部分返回至喷淋机构进行循环喷淋，其余部分则为具有第一浓度的再生酸而送至酸洗线循环利用。

在可选的实施例中，从吸收塔4出来的烟气进入除尘文丘里5进行喷淋洗涤净化；经除尘文丘里5洗涤净化后的烟气经过废气风机的抽吸，再进入洗涤塔6进一步洗涤净化，在洗涤塔6内，洗涤液经过洗涤塔6泵进行循环洗涤净化，循环洗涤的同时补充新水，洗涤塔6多余水作为除尘文丘里5的补充水。经过洗涤净化后的烟气达标后通过烟囱7排入大气。

实施例二

图2和图3，本实用新型实施例提供一种基于流化床法的盐酸废液再生系统，包括流化床反应炉1、文丘里预浓缩器3、吸收塔4和烟气净化机构，所述文丘里预浓缩器3连接有废液供管并且其浓缩废液出口管连接至所述流化床反应炉1，所述文丘里预浓缩器3的烟气出口管依次连接所述吸收塔4和所述烟气净化机构，进一步地，该系统还包括余热利用单元8，所述流化床反应炉1的烟气出口管与所述余热利用单元8的烟气入口连接，所述余热利用单元8的烟气出口与所述文丘里预浓缩器3的烟气入口连通。

其中，文丘里预浓缩器3、流化床反应炉1和吸收塔4等均为本领域常规设备，具体结构此处不作赘述。在文丘里预浓缩器3中，烟气与盐酸废液直接接触进行热交换，盐酸废液中的盐酸和水被蒸发到烟气中，盐酸废液得以浓缩而得到浓缩废液；同时，烟气中的固体颗粒被洗涤分离。浓缩废液进入流化床反应炉1内进行高温分解，一般地，上述流化床反应炉1排出的高温烟气的温度在800～900℃范围内，该高温烟气中HCl和燃烧废气。

在优选的实施例中，上述余热利用单元8包括余热锅炉8，余热利用效果较佳，产生的蒸汽可进行资源利用，优选为用于带钢酸洗线中，例如用于加热酸洗液。通过余热利用可以调节文丘里预浓缩器3的入口烟气温度，优选地，通过烟气余热利用将文丘里预浓缩器3的入口烟气温度控制在420～550℃范围内，进一步优选为控制在420～480℃范围内。

本实施例提供的盐酸废液再生系统，通过对流化床反应炉1的出口高温烟气进行余热利用后再进入文丘里预浓缩器3，一方面可充分地利用高温烟气余热，避免烟气热能的浪费；另一方面，将文丘里预浓缩器3的入口烟气温度控制在合理范围内，在将盐酸废液浓缩至目标密度范围的同时，可取消传统的向文丘里预浓缩器3添加新水或漂洗水的操作，有效地降低盐酸废液再生所需能耗。

进一步优选地，如图2和图3，在所述余热利用单元8的入口侧还设有除尘单元2，流化床反应炉1的出口高温烟气经该除尘单元2粗除尘后再进入余热利用单元8，可保证余热利用单元8的正常稳定工作。流化床反应炉1产生的高温烟气中固体颗粒的含量远低于焙烧炉所产烟气中的固体颗粒含量，经粗除尘后，该高温烟气中的大部分固体颗粒得以去除，因此余热锅炉8等余热利用单元8得以保证顺利运行。在其中一个实施例中，粗除尘步骤可通过旋风除尘器2实现；进一步还可采用多个除尘器或多种除尘器组合以更充分地去除烟气中的粉尘，例如采用两个或两个以上的旋风除尘器2串联。

由于正常生产时，流化床反应炉1高温分解产生的高温气体含有大量水蒸气和一定量的HCl气体，在流化床反应炉1因故障而熄火等事故状态下，会导致炉内烟气温度降低，当达到烟气露点温度时，烟气中HCl气体会凝结成盐酸溶液而对余热利用设备造成腐蚀。本实施例中，为避免余热锅炉8等余热利用设备被腐蚀，所述余热锅炉8的换热介质管81上旁接有保温介质供管82，所述换热介质管81上设有控制阀，保温介质供管82旁接点位于所述控制阀与所述余热锅炉8的换热介质入口之间，于所述保温介质供管82上设有旁通阀。当流化床反应炉1出口烟气温度低于预设温度时，关闭换热介质管81上的控制阀，开启旁通阀，向所述余热锅炉8的换热介质管81中通入保温介质，以保证余热锅炉8内的温度不低于200℃；在其中一个实施例中，所谓预设温度设计为250℃。在其中一个实施例中，如图2，保温介质供管82供应的保温介质为外源保温气体，外源保温气体可以采用加热到一定温度的安全气体如氮气、空气等气体，也可采用其他满足温度要求的余热气体；在另外的实施例中，如图3，保温介质供管82供应的保温介质为余热锅炉8所产生的蒸汽，即所述保温介质供管82的入口端旁接至所述余热锅炉8的蒸汽出口管上。

在优选的实施例中，如图2和图3，上述烟气净化机构包括除尘文丘里5和洗涤塔6，从吸收塔4出来的烟气进入除尘文丘里5进行喷淋洗涤净化；经除尘文丘里5洗涤净化后的烟气经过废气风机的抽吸，再进入洗涤塔6进一步洗涤净化，在洗涤塔6内，洗涤液经过洗涤塔6泵进行循环洗涤净化，循环洗涤的同时补充新水，洗涤塔6多余水作为除尘文丘里5的补充水。经过洗涤净化后的烟气达标后通过烟囱7排入大气。

显然地，本实施例提供的盐酸废液再生系统可以实现上述实施例一所提供的盐酸废液再生方法，因此实施例一与实施例二的内容可相互补充，此处不作赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于流化床法的盐酸废液再生系统，包括流化床反应炉、文丘里预浓缩器、吸收塔和烟气净化机构，所述文丘里预浓缩器连接有废液供管并且其浓缩废液出口管连接至所述流化床反应炉，所述文丘里预浓缩器的烟气出口管依次连接所述吸收塔和所述烟气净化机构，其特征在于：还包括余热利用单元，所述流化床反应炉的烟气出口管与所述余热利用单元的烟气入口连接，所述余热利用单元的烟气出口与所述文丘里预浓缩器的烟气入口连通。

2.如权利要求1所述的基于流化床法的盐酸废液再生系统，其特征在于：在所述余热利用单元的入口侧还设有除尘单元。

3.如权利要求1所述的基于流化床法的盐酸废液再生系统，其特征在于：所述余热利用单元包括余热锅炉。

4.如权利要求3所述的基于流化床法的盐酸废液再生系统，其特征在于：所述余热锅炉的换热介质管上旁接有保温介质供管，所述换热介质管上设有控制阀，保温介质供管旁接点位于所述控制阀与所述余热锅炉的换热介质入口之间，于所述保温介质供管上设有旁通阀。

5.如权利要求4所述的基于流化床法的盐酸废液再生系统，其特征在于：所述保温介质供管的入口端旁接至所述余热锅炉的蒸汽出口管上。

6.如权利要求1所述的基于流化床法的盐酸废液再生系统，其特征在于：所述烟气净化机构包括依次衔接的除尘文丘里和洗涤塔。

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