TWI488692B - Concentration stability control device for regenerated concentrated acid - Google Patents

Description

再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置

本發明係有關一種濃度穩定控制裝置，更特別有關一種再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置。

申請人之工廠內包含有多條酸洗線，用來酸洗各種不同的鋼帶。各酸洗線在酸洗鋼帶後，會產出不同濃度及化學成分的廢酸，這些廢酸會先儲存在不同的儲存槽內，而後再進行廢酸再生作業。在廢酸再生製程中，係將廢酸輸入濃縮塔內，讓廢酸內的水分降低，以提高廢酸的濃度。接著，將濃縮後的廢酸輸入焙燒爐內，利用高溫將廢酸內的酸液汽化，並使廢酸內的鐵離子氧化成氧化鐵。

然而，在酸液再生製程中，不同濃度的廢酸液所需的反應熱量並不相同。因此，當變換不同產線的廢酸液時，焙燒爐內的溫度變化大，影響焙燒品質。另外，當濃縮酸的比重高時，容易產生結晶而阻塞管線。但倘若濃縮酸的比重過低時，廢酸內的鐵含量太低，會耗費焙燒爐的燃料。還有，當濃縮酸的比重變化頻繁時，會影響焙燒爐內的反應，直接影響到煙囪粉塵的逸散值。

有鑑於此，便有需要提出一種方案，以解決上述問題。

本發明提供一種再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置。

為達上述目的，本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置包含：一控制器；一濃縮塔；一焙燒爐，與該濃縮塔連接；一比重計，連接至該濃縮塔，並電性連接至該控制器，用以量測該濃縮塔內酸液的比重；一酸液輸入管線，連接至該濃縮塔；一第一水輸入管線，用以將水注入該濃縮塔內；以及一第一控制閥，設置在該第一水輸入管線上，並電性連接至該控制器，其中該控制器係根據該比重計所量測到的酸液比重來控制該 第一控制閥，藉此開啟或關閉該第一水輸入管線。

根據本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，其中該第一水輸入管線係連接至該酸液輸入管線，以將水經過該酸液輸入管線注入至該濃縮塔內。

根據本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，更包含：一酸液循環管線，由該濃縮塔拉出並接回該濃縮塔，以供該濃縮塔內的酸液循環；以及一酸液比重偵測管線，由該酸液循環管線拉出並接回該酸液循環管線，其中該比重計係連接至該酸液比重偵測管線，藉此量測該濃縮塔內酸液的比重。

根據本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，其中該酸液循環管線上設置有一泵，該酸液比重偵測管線的入口端係位在該泵的出口端，而該酸液比重偵測管線的出口端則位在該泵的入口端。

根據本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，更包含：一酸液焙燒輸入管線，由該酸液循環管線拉出，並連接至該焙燒爐，以供該濃縮塔內的酸液注入該焙燒爐內；以及一第二控制閥，設置在該酸液焙燒輸入管線上，並電性連接至該控制器，其中當該比重計所量測到的酸液比重不在一預定範圍內時，該控制器係控制該第二控制閥關閉該酸液焙燒輸入管線。

根據本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，更包含：一第二水輸入管線，連接至該酸液焙燒輸入管線，用以將水注入該焙燒爐內；以及一第三控制閥，設置在該第二水輸入管線上，並電性連接至該控制器，其中當該比重計所量測到的酸液比重不在該預定範圍內時，該控制器係控制該第三控制閥開啟該第二水輸入管線，以將水注入該焙燒爐內。

根據本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，其中該控制器係根據該比重計所量測到的酸液比重來控制輸入至該焙燒爐內的燃料與空氣的量。

根據本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，其中因使用比重計來監測酸液的比重，並即時控制酸液的比重，因此可讓不同的廢酸液共用儲槽，節省管線長度及管材成本。另外，由於酸液的比重穩定，可使反應完全且焙燒爐內的溫度分布均勻，因此可延長焙燒爐的壽命。而 由於酸液的濃度及焙燒爐內的溫度分布均勻，可獲得良好的氧化鐵品質。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，詳細說明如下。此外，於本發明之說明中，相同之構件係以相同之符號表示，於此先述明。

100‧‧‧再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置

110‧‧‧焙燒爐

120‧‧‧氧化鐵儲槽

130‧‧‧旋風分離器

140‧‧‧濃縮塔

142‧‧‧酸液循環管線

144‧‧‧酸液比重偵測管線

146‧‧‧泵

150‧‧‧比重計

160‧‧‧控制閥

170‧‧‧酸液輸入管線

172‧‧‧水輸入管線

180‧‧‧酸液焙燒輸入管線

182‧‧‧控制閥

184‧‧‧水輸入管線

186‧‧‧控制閥

190‧‧‧控制器

第1圖為本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置之示意圖。

參考第1圖，本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置100包含有一焙燒爐110、一氧化鐵儲槽120、一旋風分離器130、一濃縮塔140以及一控制器190。為了將廢酸液輸送至濃縮塔140內，一酸液輸入管線170係連接至濃縮塔140。另外，一水輸入管線172係連接至酸液輸入管線170，該水輸入管線172上設置有一控制閥160，例如是一電磁閥，其與控制器190電性連接。濃縮塔140連接有一酸液循環管線142，該酸液循環管線142係由濃縮塔140的底部連接至頂部，讓濃縮塔140內的酸液可由底部流出，再回流至濃縮塔140的頂部。為了要偵測濃縮塔140內酸液的濃度，另外從酸液循環管線142上拉出一條酸液比重偵測管線144，其最後並接回酸液循環管線142。酸液比重偵測管線144上設置有一比重計150，電性連接至控制器190，用來量測濃縮塔140內酸液的比重。較佳地，酸液比重偵測管線144的入口端係位在酸液循環管線142上的一泵146的出口端，而酸液比重偵測管線144的出口端則位在該泵146的入口端。如此，將可使酸液比重偵測管線144內的酸液恆常保持流動及高溫，使酸液不會結晶。

為了將濃縮塔140內的酸液送至焙燒爐110內焙燒，從酸液循環管線142上拉出有一條酸液焙燒輸入管線180，連接至焙燒爐110的頂端，讓酸液可輸送至焙燒爐110內焙燒，以將酸液汽化，並使酸液內的鐵離子氧化成氧化鐵。酸液焙燒輸入管線180上設置有一控制閥182，例如是一電磁閥，其與控制器190電性連接。另外，一水輸入管線184係連接至酸液焙燒輸入管線180，該水輸入管線184上設置有一控制閥186，例如是一 電磁閥，其與控制器190電性連接。酸液經過焙燒爐110焙燒後，酸液內的鐵離子會氧化並形成粉末狀，而由氧化鐵儲槽120加以收集。另外，酸液部分則會因高溫而汽化，經過旋風分離器130分離後，再輸送回濃縮塔140內。在濃縮塔140內的酸液是液體與氣體共存，其中氣體的部分會輸出至濃縮塔140外，經由後續的製程將其還原成再生酸。

根據本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置100，其中比重計150量測到濃縮塔140內酸液的比重後，其數值會被傳送到控制器190。當控制器190判斷出酸液的比重過高時，控制器190會傳送信號至控制閥160，以開啟水輸入管線172，讓水可由水輸入管線172經過酸液輸入管線170輸送至濃縮塔140內，進行稀釋步驟，降低酸液的比重。而當判斷出酸液的比重過低時，控制器190則會傳送信號至控制閥160，以關閉水輸入管線172，讓水不再由水輸入管線172輸送至濃縮塔140內。由於水不再加入而酸液仍持續地由酸液輸入管線170輸送至濃縮塔140內，因此酸液的比重可逐漸地提升。

由於高比重的酸液焙燒後，所產生氧化鐵的平均顆粒會變大，因此，當量測到酸液的比重高於一預定值時，例如高於1.48時，這時控制器190會傳送信號至控制閥182，以關閉酸液焙燒輸入管線180，讓酸液不再由濃縮塔140輸送至焙燒爐110內，防止高比重的酸液噴入焙燒爐110內。在此同時，控制器190也會傳送信號至控制閥186，以開啟水輸入管線184，讓水可由水輸入管線184輸送至酸液焙燒輸入管線180內，以降低酸液的比重，防止品質異常。

當低比重的酸液焙燒後，所產生氧化鐵的平均顆粒會變小，細顆粒的氧化鐵會影響煙囪粉塵的排放值，因此，當量測到酸液的比重低於一預定值時，例如低於1.3時，這時控制器190會傳送信號至控制閥182，以關閉酸液焙燒輸入管線180，讓酸液不再由濃縮塔140輸送至焙燒爐110內，防止低比重的酸液噴入焙燒爐110內。在此同時，控制器190也會傳送信號至控制閥186，以開啟水輸入管線184，讓水可由水輸入管線184經過酸液焙燒輸入管線180噴入焙燒爐110內，防止細顆粒的氧化鐵逸散。

根據本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置100，酸液的比重量測到後，其數值會被傳送到控制器190，並由其控制進行製程所需的 燃料與空氣管理，利用內建的比重-燃料-空氣換算表，可迅速得到最佳的回饋值，避免焙燒爐110使用過量的燃料，也可避免燃料量供應不足，造成反應不完全。

根據本發明之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，其中因使用比重計來監測酸液的比重，並即時控制酸液的比重，因此可讓不同的廢酸液共用儲槽，節省管線長度及管材成本。另外，由於酸液的比重穩定，可使反應完全且焙燒爐內的溫度分布均勻，因此可延長焙燒爐的壽命。而由於酸液的濃度及焙燒爐內的溫度分布均勻，可獲得良好的氧化鐵品質。

雖然本發明已以前述實例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置

110‧‧‧焙燒爐

120‧‧‧氧化鐵儲槽

130‧‧‧旋風分離器

140‧‧‧濃縮塔

142‧‧‧酸液循環管線

144‧‧‧酸液比重偵測管線

146‧‧‧泵

150‧‧‧比重計

160‧‧‧控制閥

170‧‧‧酸液輸入管線

172‧‧‧水輸入管線

180‧‧‧酸液焙燒輸入管線

182‧‧‧控制閥

184‧‧‧水輸入管線

186‧‧‧控制閥

190‧‧‧控制器

Claims (6)

1. 一種再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，包含：一控制器；一濃縮塔；一焙燒爐，與該濃縮塔連接；一比重計，連接至該濃縮塔，並電性連接至該控制器，用以量測該濃縮塔內酸液的比重；一酸液輸入管線，連接至該濃縮塔；一第一水輸入管線，用以將水注入該濃縮塔內；一第一控制閥，設置在該第一水輸入管線上，並電性連接至該控制器，其中該控制器係根據該比重計所量測到的酸液比重來控制該第一控制閥，藉此開啟或關閉該第一水輸入管線；一酸液循環管線，由該濃縮塔拉出並接回該濃縮塔，以供該濃縮塔內的酸液循環；以及一酸液比重偵測管線，由該酸液循環管線拉出並接回該酸液循環管線，其中該比重計係連接至該酸液比重偵測管線，藉此量測該濃縮塔內酸液的比重。
2. 如申請專利範圍第1項所述之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，其中該第一水輸入管線係連接至該酸液輸入管線，以將水經過該酸液輸入管線注入至該濃縮塔內。
3. 如申請專利範圍第1項所述之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，其中該酸液循環管線上設置有一泵，該酸液比重偵 測管線的入口端係位在該泵的出口端，而該酸液比重偵測管線的出口端則位在該泵的入口端。
4. 如申請專利範圍第1項所述之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，更包含：一酸液焙燒輸入管線，由該酸液循環管線拉出，並連接至該焙燒爐，以供該濃縮塔內的酸液注入該焙燒爐內；以及一第二控制閥，設置在該酸液焙燒輸入管線上，並電性連接至該控制器，其中當該比重計所量測到的酸液比重不在一預定範圍內時，該控制器係控制該第二控制閥關閉該酸液焙燒輸入管線。
5. 如申請專利範圍第4項所述之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，更包含：一第二水輸入管線，連接至該酸液焙燒輸入管線，用以將水注入該焙燒爐內；以及一第三控制閥，設置在該第二水輸入管線上，並電性連接至該控制器，其中當該比重計所量測到的酸液比重不在該預定範圍內時，該控制器係控制該第三控制閥開啟該第二水輸入管線，以將水注入該焙燒爐內。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述之再生濃縮酸之濃度穩定控制裝置，其中該控制器係根據該比重計所量測到的酸液比重來控制輸入至該焙燒爐內的燃料與空氣的量。