專利名稱：蒸發(fā)焚燒耦合工藝回收鋼鐵酸洗廢鹽酸工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵酸洗廢酸回收成套工藝技術(shù)。即采用蒸發(fā)-焚燒耦合工藝技術(shù)回
收鋼鐵酸洗廢鹽酸，得到用戶要求濃度的鹽酸，如20%鹽酸，氧化鐵粉。同時，中間過程中，可以得到氯化亞鐵產(chǎn)品。采用該工藝回收酸洗廢酸再利用，減少了鋼鐵酸洗鹽酸的消耗，有利于環(huán)境保護，實現(xiàn)了廢鹽酸的回收、再循環(huán)利用目標。
背景技術(shù)：
目前，對于鋼鐵酸洗廢鹽酸的處理主要有三種方法簡單中和方法，負壓蒸發(fā)工藝和直接焚燒技術(shù)。比較起來，中和方法，不但消耗大量的堿性物質(zhì)，而且浪費了廢鹽酸中可回收再利用的鹽酸。除此之外，因廢酸中含有重金屬離子，也滿足不了環(huán)保達標排放的標準。負壓蒸發(fā)工藝，雖然可以對廢鹽酸進行簡單回收利用，但是存在著操作效率低、能耗較高，得到的氯化亞鐵產(chǎn)品銷路不暢、回收鹽酸量少等缺點。同樣，直接焚燒廢鹽酸技術(shù)盡管可以回收更多的鹽酸進行再利用，副產(chǎn)品氧化鐵粉銷售、儲運方便。然而，也存在著投資大、能耗高、占地面積大等劣勢。由此，迫切需要研發(fā)一種新的回收技術(shù)， 一方面，能耗低、投資相對低；另一方面，能夠達到回收鹽酸量大、并且副產(chǎn)品也是氧化鐵粉。這樣，基本達到直接焚燒的效果，但是投資、能耗、運行費用相對減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用蒸發(fā)-焚燒耦合工藝技術(shù)，完全可以達到投資、運行能耗、運行費用相對較低的目標。但是，卻能夠達到直接焚燒廢鹽酸的處理效果即回收鹽酸量大，副產(chǎn)品是氧化鐵粉。除此之外，在中間過程中，還可以得到氯化亞鐵產(chǎn)品。 本發(fā)明提供的一種蒸發(fā)焚燒耦合工藝回收鋼鐵酸洗廢鹽酸工藝，其特征在于，步驟如下 1).將廢鹽酸中50 70%的水、游離鹽酸，通過加熱蒸發(fā)后汽化分離，蒸汽從廢酸中分離出來，使廢酸比重達到1. 4 1. 6g/cm3 ;汽相冷凝得到稀鹽酸；液相采取熱結(jié)晶工藝，控制蒸發(fā)溫度100 ll(TC，二次蒸發(fā)出濃縮廢酸中的共沸鹽酸，把氯化亞鐵從廢酸濃縮液中不間斷地、連續(xù)地分離出來，結(jié)晶的氯化亞鐵； 2).將得到的氯化亞鐵在80(TC進行焚燒，得到氧化鐵粉和HC1煙氣；該煙氣將采用前面蒸發(fā)熱結(jié)晶工藝得到的稀鹽酸進行多級吸收，最終得到不同濃度鹽酸，而直接返回酸洗線再使用。 1、工藝路線如

圖1所示。
2、技術(shù)原理 1)蒸發(fā)熱結(jié)晶原理-一 工藝前部分 前面蒸發(fā)部分的功能是把廢酸中50 70%的水、游離鹽酸，通過蒸汽加熱從廢酸中分離出來，使廢酸濃縮，比重達到1. 4 1. 6g/cm3。進一步采取熱結(jié)晶工藝，控制蒸發(fā)溫
3度100 ll(TC，二次蒸發(fā)出濃縮廢酸中的共沸鹽酸，把氯化亞鐵從廢酸濃縮液中不間斷地、連續(xù)地分離出來，得到稀鹽酸和糊狀的氯化亞鐵產(chǎn)品。如果分離出來酸和水的量高于進料量的70%，造成廢酸液過度飽和、一方面形成設(shè)備結(jié)垢，另一方面易形成設(shè)備堵塞。反之，如果分離出來酸和水的量低于進料量的50%，則很難通過熱結(jié)晶工藝把氯化亞鐵結(jié)晶分離出來。傳統(tǒng)工藝是把濃縮廢酸進行冷卻結(jié)晶。由于氯化亞鐵的冷卻結(jié)晶隨著溫度的降低，變化不明顯。造成氯化亞鐵的結(jié)晶量相對較小，大量的結(jié)晶母液返回重新加熱、濃縮，使得氯化亞鐵不能夠連續(xù)地從濃縮液中分離出來，并且耗能較高。
2)焚燒原理 一-工藝后部分 對于后面焚燒氯化亞鐵工藝，實際上是一個高溫焚燒狀態(tài)下的化學反應(yīng)過程
化學反應(yīng)式2FeCl2+2H20+l/202 = Fe203+4HC1個
3FeCl3+3H20 = Fe203+6HC1個 對于前面蒸發(fā)熱結(jié)晶工藝得到的氯化亞鐵在800左右t:進行焚燒，得到氧化鐵粉和HCl煙氣。該煙氣將采用前面蒸發(fā)熱結(jié)晶工藝得到的稀鹽酸進行多級吸收，最終得到不同濃度鹽酸(濃度根據(jù)用戶要求)，而直接返回酸洗線再使用。 從上述可見，蒸發(fā)-耦合工藝技術(shù)是利用蒸發(fā)熱結(jié)晶工藝，采用蒸汽加熱方式，分離出60 70%的酸和水。僅將剩下的30%左右的氯化亞鐵再進入后面的焚燒爐進行焚燒，得到氧化鐵粉和HC1煙氣。最后，通過降溫、吸收、洗滌，獲得濃鹽酸，并且尾氣達標排放。
與直接焚燒廢酸工藝相比，焚燒量減少近三分之二，僅需采用高品位的天然氣、或者液化氣焚燒三分之一的氯化亞鐵。因焚燒量的減少，也減少了需要冷卻的煙氣數(shù)量。這兩個方面，實現(xiàn)了大量節(jié)能的目標。除此之外，對于焚燒氯化亞鐵的設(shè)備，該耦合工藝采用焚燒爐，其體積、占地面積、高度比起直接焚燒爐小很多。由此，土建、廠房結(jié)構(gòu)投資減少許多。 3、耦合工藝技術(shù)的特點 1)首先采用蒸發(fā)熱結(jié)晶工藝把廢酸中70%左右的酸和水從廢酸中分離出來，回收得到稀鹽酸，可以直接返回生產(chǎn)線配酸使用，或者進一步吸收HC1煙氣提高濃度后再使用。這樣，為后面的焚燒減少了 70%的負荷，為整個廢酸回收系統(tǒng)的節(jié)能打下了基礎(chǔ)。
2)采用熱結(jié)晶工藝可以有效把廢鹽酸中的氯化亞鐵分離出來，得到氯化亞鐵副產(chǎn)品，可以直接作為產(chǎn)品出售，或者進入焚燒爐進行焚燒處理。這是前面蒸發(fā)熱結(jié)晶工藝技術(shù)的關(guān)鍵。 3)利用旋轉(zhuǎn)焚燒爐把氯化亞鐵副產(chǎn)品進行焚燒處理，得到氧化鐵粉，可以出售作為涂料用的氧化鐵紅原料，或者進一步深加工得到高純氧化鐵粉，作為磁鐵原料。同時，得到高濃度HC1氣體，通過高效吸收塔器吸收得到20%以上濃鹽酸，返回生產(chǎn)線直接使用，提高了回收鹽酸的數(shù)量，達到了直接焚燒廢酸相同的目的。但是，比較起來，能耗大大地降低，運行成本低，有效地實現(xiàn)了節(jié)能。 4)本工藝采用先濃縮、分離，后焚燒工藝，與直接焚燒工藝相比大大地降低了能耗。初步估計，減少三分之二的焚燒量，節(jié)約能源應(yīng)該在30%左右。 5)整個工藝由兩部分組成，可以根據(jù)需要得到氯化亞鐵、回收酸，或者氧化鐵粉、高濃度鹽酸。 采用本發(fā)明蒸發(fā)-耦合工藝對鋼鐵酸洗的廢酸進行處理?；厥盏玫讲煌瑵舛鹊柠}酸，副產(chǎn)品氧化鐵粉。根據(jù)市場銷售需要，可以同時得到氯化亞鐵副產(chǎn)品。與廢酸直接焚燒 裝置相比，整體投資節(jié)省達40 % ，運行成本降低大于三分之一。 其中，蒸發(fā)部分也可以用于含鹽廢鹽酸的回收處理，比如，稀土生產(chǎn)中含草酸廢鹽 酸的回收處理，含氯化亞鐵廢鹽酸回收處理，包括可以用于稀硫酸、磷酸的濃縮處理。同時， 可以用于硫酸酸洗廢液的回收處理，也可以用于鈦白粉生產(chǎn)過程中硫酸的回收處理。
圖l本發(fā)明工藝路線圖。
具體實施例方式
實例1采用蒸發(fā)_焚燒耦合工藝回收鋼鐵廢酸。 來自鋼鐵酸洗廢鹽酸儲罐的廢酸由泵輸送至蒸發(fā)器進行加熱、汽化。該汽液混合 物在高效防腐汽化器中進行汽化、閃蒸和分離，使廢酸中的水、鹽酸70%得到蒸發(fā)，液相達 到極大濃縮，使其比重達到1. 6g/cm3。汽相被輸送到冷凝器中冷凝成回收稀鹽酸，并送至稀 酸儲罐。由高效防腐汽化器中分離出的含氯化亞鐵濃縮液體送到蒸發(fā)結(jié)晶器中，再次深度 蒸發(fā)、濃縮、降溫、晶核形成。蒸發(fā)出來的鹽酸蒸汽通過冷凝器冷凝成回收稀鹽酸，也送至稀 酸儲罐儲存。而得到糊狀氯化亞鐵送至螺旋結(jié)晶機中再次進行冷卻、結(jié)晶得到半干的含微 量鹽酸的結(jié)晶氯化亞鐵產(chǎn)品，進入一帶有抽氣口的儲槽中繼續(xù)自然冷卻，得到的結(jié)晶氯化 亞鐵產(chǎn)品。 將得到的結(jié)晶氯化亞鐵產(chǎn)品通過螺旋送料機送入焚燒爐進行焚燒，控制焚燒溫度 800士5t:，得到HCl氣體和氧化鐵粉。氧化鐵粉冷卻后進行包裝、外運儲存。對于HC1氣體 則通過降溫，同時利用稀鹽酸進行一、二、三級吸收，最終得到最高達20%的濃鹽酸。
該系統(tǒng)使用尾氣風機維持系統(tǒng)微負壓，并且使用該風機把系統(tǒng)不凝氣送到高點 (大于15米)排放。其中，不凝氣中的鹽酸含量低于50mg/立方米，符合環(huán)保要求。
實例2采用蒸發(fā)_焚燒耦合工藝回收鋼鐵廢酸。 來自鋼鐵酸洗廢鹽酸儲罐的廢酸由泵輸送至蒸發(fā)器進行加熱、汽化。該汽液混合 物在高效防腐汽化器中進行汽化、閃蒸和分離，使廢酸中的水、鹽酸60%得到蒸發(fā)，液相比 重達到1.4g/cm3。汽相被輸送到冷凝器中冷凝成回收稀鹽酸，并送至稀酸儲罐。由高效防 腐汽化器中分離出的含氯化亞鐵濃縮液體送到蒸發(fā)結(jié)晶器中，再次深度蒸發(fā)、濃縮、降溫、 晶核形成。蒸發(fā)出來的鹽酸蒸汽通過冷凝器冷凝成回收稀鹽酸，也送至稀酸儲罐儲存。而得 到稠狀氯化亞鐵漿液送至螺旋結(jié)晶機中再次進行冷卻、結(jié)晶得到含鹽酸的糊狀結(jié)晶氯化亞 鐵產(chǎn)品，進入一帶有抽氣口的儲槽中繼續(xù)自然冷卻，得到的結(jié)晶氯化亞鐵產(chǎn)品和少量母液。 少量結(jié)晶母液送入稀酸儲罐。 將得到的結(jié)晶氯化亞鐵產(chǎn)品通過螺旋送料機送入焚燒爐進行焚燒，控制焚燒溫度 800士5t:，得到HCl氣體和氧化鐵粉。氧化鐵粉冷卻后進行包裝、外運儲存。對于HC1氣體 則通過降溫，同時利用稀鹽酸進行一、二、三級吸收，最終得到最高達20%的濃鹽酸。
該系統(tǒng)使用尾氣風機維持系統(tǒng)微負壓，并且使用該風機把系統(tǒng)不凝氣送到高點 (大于15米)排放。其中，不凝氣中的鹽酸含量低于50mg/立方米，符合環(huán)保要求。
實例3采用蒸發(fā)工藝回收稀土生產(chǎn)中含草酸的廢鹽酸。 來自稀土生產(chǎn)線廢鹽酸儲罐的廢酸由泵輸送至蒸發(fā)器進行加熱、汽化。該汽液混 合物在高效防腐汽化器中進行汽化、閃蒸和分離，使廢酸中的水、鹽酸65%得到蒸發(fā)，液相 比重達到1.5g/cm3。汽相被輸送到冷凝器中冷凝成回收稀鹽酸，并送至稀酸儲罐。由高效
5防腐汽化器中分離出的含草酸濃縮液體送到冷卻結(jié)晶器中，進行冷卻降溫，使晶核形成。最 后，再送至結(jié)晶過濾機中進行固液分離，得到的結(jié)晶草酸和少量母液鹽酸，少量結(jié)晶母液送 入稀酸儲罐。
權(quán)利要求
一種蒸發(fā)焚燒耦合工藝回收鋼鐵酸洗廢鹽酸工藝，其特征在于1).將廢鹽酸中50～70％的水、游離鹽酸，通過加熱蒸發(fā)后汽化分離，蒸汽從廢酸中分離出來，使廢酸比重達到1.4～1.6g/cm3；汽相冷凝得到稀鹽酸；液相采取熱結(jié)晶工藝，控制蒸發(fā)溫度100～110℃，二次蒸發(fā)出濃縮廢酸中的共沸鹽酸，把氯化亞鐵從廢酸濃縮液中不間斷地、連續(xù)地分離出來，結(jié)晶的氯化亞鐵；2).將得到的氯化亞鐵在800℃進行焚燒，得到氧化鐵粉和HCl煙氣；該煙氣將采用前面蒸發(fā)熱結(jié)晶工藝得到的稀鹽酸進行多級吸收，最終得到不同濃度鹽酸，而直接返回酸洗線再使用。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵酸洗廢酸回收成套工藝技術(shù)。一種蒸發(fā)焚燒耦合工藝回收鋼鐵酸洗廢鹽酸工藝1)將廢鹽酸中50～70％的水、游離鹽酸，通過加熱蒸發(fā)后汽化分離，蒸汽從廢酸中分離出來，使廢酸比重達到1.4～1.6g/cm3；汽相冷凝得到稀鹽酸；液相采取熱結(jié)晶工藝，控制蒸發(fā)溫度100～110℃，二次蒸發(fā)出濃縮廢酸中的共沸鹽酸，把氯化亞鐵從廢酸濃縮液中不間斷地、連續(xù)地分離出來，結(jié)晶的氯化亞鐵；2)將得到的氯化亞鐵在800℃進行焚燒，得到氧化鐵粉和HCl煙氣；該煙氣將采用前面蒸發(fā)熱結(jié)晶工藝得到的稀鹽酸進行多級吸收，最終得到不同濃度鹽酸，而直接返回酸洗線再使用。采用該工藝回收酸洗廢酸再利用，減少了鋼鐵酸洗鹽酸的消耗，有利于環(huán)境保護，實現(xiàn)了廢鹽酸的回收、再循環(huán)利用目標。
文檔編號C01B7/01GK101786606SQ200910241879
公開日2010年7月28日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者趙明, 雍興海, 雍興躍 申請人:北京天泰興工程科技有限公司