JP2010064935A - 廃塩酸液から塩酸を分離する塩酸分離方法および塩酸分離装置 - Google Patents
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Abstract
【課 題】 培焼炉を用いて廃塩酸液から塩酸を分離するにあたって、流動床を形成する粉状酸化鉄の肥大化によるトラブルを簡便な手段で抑制し、効率良く塩酸を分離する方法および装置を提供する。
【解決手段】 鋼材の酸洗工程で発生する廃塩酸液から塩酸を分離する塩酸分離方法において、廃塩酸液を酸化鉄の流動層を備えた培焼炉に導入して酸化鉄と塩酸含有ガスに分離し、塩酸含有ガスをサイクロンに導入してガス中に混入した酸化鉄粉体を回収する一方で、サイクロンで回収した酸化鉄粉体が通過するサイクロン下部の温度が所定の温度以下に低下したときに、所定の粒度以下に粉砕した酸化鉄を培焼炉内に投入する。
【選択図】 図1
Description
この分解反応で生成した塩酸(HCl)は、気体(すなわち塩酸含有ガス3)の状態でサイクロン4に導入される。塩酸含有ガス3には、微細な酸化鉄の粉体8(以下、酸化鉄粉体という)が混入しているので、サイクロン4を用いてその酸化鉄粉体8を回収する。
一方、分解反応で生成した酸化鉄(Fe2O3)は、培焼炉リアクター内で攪拌されて流動床を形成する粉状酸化鉄に溶着する。その結果、粉状酸化鉄が肥大化していく。肥大化した粉状酸化鉄は、培焼炉リアクター内で攪拌されることによって互いに衝突して細粒化され、新たに生成する酸化鉄の核となる。
培焼炉内で流動床を形成する粉状酸化鉄は、肥大化と細粒化を繰り返す。その周期は1週間程度である。細粒の粉状酸化鉄によって形成される流動床は、良好な流動性を示すので、FeCl2の分解反応が効率良く進行する。ところが、肥大した粉状酸化鉄によって形成される流動床は、酸化鉄同士の隙間が広がるので圧力損失が減少し、流動性が低下する。
したがって培焼炉内では、細粒の粉状酸化鉄を使用して流動床を形成する必要がある。そこで、培焼炉内の粉状酸化鉄の肥大化を抑制する技術が種々検討されている。
また本発明は、鋼材の酸洗工程で発生する廃塩酸液から塩酸を分離する塩酸分離装置であって、廃塩酸液から塩酸含有ガスを分離する酸化鉄の流動層を備えた培焼炉と、培焼炉から排出された塩酸含有ガスに混入した酸化鉄粉体を回収するサイクロンと、回収した酸化鉄粉体が通過するサイクロン下部の温度を測定する温度計と、所定の粒度以下に粉砕した酸化鉄を貯蔵する粉状酸化鉄貯蔵容器と、温度計の測定値に基づいて粉状酸化鉄貯蔵容器から貯蔵されている酸化鉄を培焼炉へ投入する粉状酸化鉄投入機と、を有する塩酸分離装置である。
サイクロン4にて酸化鉄粉体8を除去した後、塩酸含有ガス3は吸収塔5に導入され、塩酸水溶液7として回収される。吸収塔5から排出される排ガス6は、洗浄塔(図示せず)に導入され、中和剤(たとえばNaOH等)を用いて中和処理を施した後、煙突から放散される。
このようにして粉状酸化鉄は次第に増量していくので、流動床を形成する上で好適な量を培焼炉2内に残して、適宜排出される。培焼炉2から排出される酸化鉄は、細粒の粉状酸化鉄や肥大した粉状酸化鉄,さらには塊状の酸化鉄の混合物であるから、それらを総称して酸化鉄9と記す。
上記の酸化鉄粒子11と、さらに必要な場合には酸化鉄粉体8とを粉状酸化鉄貯蔵容器13に貯蔵する。なお以下の記載において、酸化鉄粉体8は必要な場合に粉状酸化鉄貯蔵容器13に混入させて使用するようにすれば良い。粉状酸化鉄貯蔵容器13には粉状酸化鉄投入機14が配設されており、回収した酸化鉄粉体8が通過するサイクロン4下部の温度に基づいて、酸化鉄粉体8と酸化鉄粒子11とを培焼炉2に投入する。
酸化鉄粉体8は、培焼炉2から排出される850℃程度の温度の塩酸含有ガス3とともにサイクロン4に導入されたものである。そのため、サイクロン4で回収される酸化鉄粉体8の温度は600〜700℃程度である。ところが培焼炉2内で流動床を形成する粉状酸化鉄が肥大すると塩酸含有ガス3に混入し難くなるので、培焼炉2からサイクロン4に導入される酸化鉄粉体8が減少する。その結果、回収した酸化鉄粉体8が通過するサイクロン4下部の温度が次第に低下していく。
なお、回収した酸化鉄粉体8が通過するサイクロン4下部の温度は、設備構成によってその低下する温度が変動し得る。ここでは、その温度またはその温度に設備構成等によって決められる適当な温度を加減した温度を所定の温度という表現で規定する。
なお、以下では酸化鉄粉体8と酸化鉄粒子11とを総称して粉状酸化鉄と記す。
このようにして細粒の粉状酸化鉄が、粉状酸化鉄貯蔵容器13から培焼炉2に投入され、培焼炉2に残留していた粉状酸化鉄とともに流動床を形成する。ここで投入される粉状酸化鉄は細粒であるから培焼炉2で激しく攪拌され、流動床の流動性が維持される。
培焼炉2から排出される塩酸含有ガス3には、微細な酸化鉄粉体8が混入しているので、サイクロン4を用いてその酸化鉄粉体8を回収した。サイクロン4にて酸化鉄粉体8を除去した後、塩酸含有ガス3を吸収塔5に導入して、塩酸水溶液7として回収した。また、吸収塔5から排出される排ガス6を、洗浄塔(図示せず)に導入して、中和剤(NaOH)を用いて中和処理を施した後、煙突から放散した。
この酸化鉄粒子11を粉状酸化鉄貯蔵容器13に貯留した。粉状酸化鉄貯蔵容器13には粉状酸化鉄投入機14を配設した。また、サイクロン4の下部には、回収した酸化鉄粉体8が通過するサイクロン下部の温度を測定する温度計15を配設した。そして、温度計15の測定値が所定の温度として設定した例えば580℃以下に低下したとき、粉状酸化鉄貯蔵容器13から酸化鉄粒子11を培焼炉2に投入した。このようにして細粒の粉状酸化鉄(すなわち酸化鉄粒子11)を粉状酸化鉄貯蔵容器13から培焼炉2に投入し、培焼炉2に残留していた粉状酸化鉄とともに流動床を形成させて、培焼炉2を稼動した。これを発明例とする。
発明例では、培焼炉を稼動させた6ケ月の期間中に、流動床の圧力損失の減少に起因する稼動停止は皆無であった。しかし比較例では、同じく6ケ月の期間中に25回発生した。このことから、本発明を適用すれば、培焼炉内で流動床を形成する粉状酸化鉄の肥大化を抑制できるとこが確かめられた。
2 培焼炉
3 塩酸含有ガス
4 サイクロン
5 吸収塔
6 排ガス
7 塩酸水溶液
8 酸化鉄粉体
9 酸化鉄
10 粉砕機
11 酸化鉄粒子
12 粉状酸化鉄
13 粉状酸化鉄貯蔵容器
14 粉状酸化鉄投入機
15 温度計
Claims (4)
- 鋼材の酸洗工程で発生する廃塩酸液から塩酸を分離する塩酸分離方法において、前記廃塩酸液を酸化鉄の流動層を備えた培焼炉に導入して酸化鉄と塩酸含有ガスに分離し、前記塩酸含有ガスをサイクロンに導入してガス中に混入した酸化鉄粉体を回収する一方で、前記サイクロンで回収した酸化鉄粉体が通過するサイクロン下部の温度が所定の温度以下に低下したときに、所定の粒度以下に粉砕した酸化鉄を前記培焼炉内に投入することを特徴とする塩酸分離方法。
- 前記培焼炉から回収した酸化鉄を粉砕した酸化鉄粒子および/または前記サイクロンで回収した酸化鉄粉体を培焼炉内に投入する酸化鉄として用いることを特徴とする請求項1に記載の塩酸分離方法。
- 鋼材の酸洗工程で発生する廃塩酸液から塩酸を分離する塩酸分離装置であって、前記廃塩酸液から塩酸含有ガスを分離する酸化鉄の流動層を備えた培焼炉と、前記培焼炉から排出された塩酸含有ガスに混入した酸化鉄粉体を回収するサイクロンと、前記回収した酸化鉄粉体が通過するサイクロン下部の温度を測定する温度計と、所定の粒度以下に粉砕した酸化鉄を貯蔵する粉状酸化鉄貯蔵容器と、前記温度計の測定値に基づいて前記粉状酸化鉄貯蔵容器から貯蔵されている酸化鉄を前記培焼炉へ投入する粉状酸化鉄投入機と、を有することを特徴とする塩酸分離装置。
- 前記培焼炉から排出される酸化鉄を所定の粒度以下に粉砕する粉砕機を有し、前記粉砕した酸化鉄を前記粉状酸化鉄貯蔵容器に導入するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の塩酸分離装置。
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CN113145856A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-07-23 | 西安交通大学 | 一种铁氧化产物分离、还原、还原产物储运的系统及方法 |
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JPS5347395A (en) * | 1976-10-13 | 1978-04-27 | Kobe Steel Ltd | Continous recovering method for hydrogen chloride gas from used hydrochloric acid |
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