一种提前脱除游离酸的酸洗废液再生系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种提前脱除游离酸的酸洗废液再生方法，所述方法包括：酸洗废液与高温烟气接触进行预浓缩；将预浓缩的酸洗废液预热，然后进行负压闪蒸，闪蒸后的气相经冷凝得到盐酸溶液；闪蒸后的液相送入水解煅烧装置进行高温分解得到高温烟气，对高温烟气进行除尘处理；除尘后的高温烟气返回对酸洗废液进行预浓缩。本发明专利技术将浓缩后酸洗废液中含有的游离盐酸采用预热、闪蒸和冷凝等操作，实现酸洗废液中游离酸的提前脱除，大幅度提高现有装置废液处理能力，降低了水解煅烧装置的能耗和天然气的消耗量。

A regeneration system and method of acid pickling waste liquor for early removal of free acid

The invention provides a regeneration method of acid pickling waste liquor for removing free acid in advance. The method includes: pre-concentration of acid pickling waste liquor in contact with high-temperature flue gas; pre-heating of pre-concentrated acid pickling waste liquor, then negative pressure flash, condensation of gas phase after flash to obtain hydrochloric acid solution; high-temperature flue gas is obtained by high-temperature decomposition of liquid phase after flash into hydrolysis calcination device, and high-temperature flue gas is obtained by high-temperature decomposition. The flue gas is dedusted, and the high temperature flue gas after dedusting is returned to pre-concentrate the acid pickling waste liquor. The free hydrochloric acid contained in the concentrated pickling waste liquor is preheated, flashed and condensed to realize the early removal of free acid from the pickling waste liquor, greatly improving the treatment capacity of the waste liquor of the existing plant, and reducing the energy consumption and natural gas consumption of the hydrolysis calcination device.

【技术实现步骤摘要】
一种提前脱除游离酸的酸洗废液再生系统及方法
本专利技术属于酸洗废液处理领域，涉及一种酸洗废液再生系统及方法，尤其涉及一种提前脱除游离酸的酸洗废液再生系统及方法。
技术介绍
在钢材的深加工加工过程中，需对其表面进行酸洗除锈处理，常用的酸洗液为质量分数为18-25％的盐酸溶液。在钢材的酸洗过程中，酸与铁及铁的氧化物作用，产生亚铁盐。随着酸洗钢材量的增加，酸洗液中的铁盐浓度不断提高，而酸的浓度愈来愈低，含量随酸洗工艺、操作温度、钢材品种和规格不同而异，一般含氯化亚铁10～20％，氯化氢3～10％，因此必须进行酸的再生处理。其中，钢铁热轧所产生的酸洗废液一般含有1-5g/L的氢离子和60-250g/L的亚铁离子。含酸废水会严重危害钢筋混凝土、下水管道等设备，严重抑制废水中的生物繁殖。若将含酸废水直接排放到环境中去，会导致庄稼枯死、鱼类死亡，严重危害生物作物生长。若含酸废水深入土壤中去，会严重损害土层松散状态，导致土质钙化。人畜长时间饮用高酸度水，会导致灼烧或肠胃炎。与此同时，酸洗过程中产生的酸雾，还会使设备、厂房受到腐蚀，使操作工人身体受到危害。由于酸洗废液严重的腐蚀性，已被列入《国家危险废物名录》。酸洗废液按国家环保要求是不能直接排放的，传统的处理方法是采用中和法、蒸发结晶法和焙烧回收盐酸法等。中和法是现有钢铁企业普遍采用的方法，但其存在的缺点也较突出，一方面要消耗大量的碱性药剂，如烧碱、石灰等，处理成本十分昂贵，另一方面又会生成大量难以处置的含铁污泥，对环境造成二次污染；蒸发结晶法是通过对废酸液加热蒸发、冷凝器冷凝，形成稀盐酸，返回车间重新使用；通过蒸发浓缩、冷却浓缩液析出氯化亚铁结晶，得到固体产品，该技术能处理废酸液，盐酸回收率达到98％以上，盐酸浓度比废液浓度下降1％～4％；亚铁离子全部以氯化亚铁固体形式排出，设备简单，投资小，处理成本低；但是，此技术存在着极大的环境风险和市场风险，为了节约成本，用于酸洗的盐酸多采用其他化工行业的副产盐酸，含有大量的有机物，甚至是有毒有害物质，虽然对钢铁行业酸洗没有影响，但蒸发浓缩后获得的氯化亚铁等产品均不可避免的含有一些有机物甚至是有毒物质，而氯化亚铁一般是作为净水剂使用，一旦上述有毒的氯化亚铁产品用于水处理中，必然对所处理的水资源造成二次污染，后果不堪设想，加之净水剂的市场需求量不高，市场收益有限，也严重限制了该技术的推广。目前，最主流的技术是奥地利安德里兹公司开发的Ruthner技术，它是将酸洗废液进入预浓缩器中进行溶液浓缩，浓缩后的溶液进入水解煅烧炉中进行焙烧，氯化亚铁等被分解为氧化铁和HCl，其中氧化铁作为产品销售，含有HCl的高温烟气进行旋风除尘，除尘后的烟气进入预浓缩器，与上述的酸洗废液进行气液接触，烟气被冷却，然后进入吸收塔，用水对烟气中的HCl进行吸收，获得18-20％的再生酸，烟气被进一步洗涤后达标排放。焙烧回收盐酸法将废液的加热、脱水、亚铁盐的氧化和水解、氯化氢气体的收集及吸收成盐酸有机地结合在一个系统内完成，具有处理能力大、设施紧凑、资源回收率高(可达98-99％)，再生酸浓度高、酸中含亚铁离子少、氧化铁品位高(可达98％以上)及应用广等特点得到普遍的使用。CN206597419U公开了一种无红烟外排盐酸酸洗废液再生装置，所述装置包括依次连接的焙烧炉、浓缩塔、吸收塔和洗涤塔，焙烧炉的气体出口依次通过旋风除尘器和滤袋/电除尘器连接浓缩塔的气体入口，焙烧炉、旋风除尘器及滤袋/电除尘器的粉尘出口连接气力输送管道；浓缩塔的浓缩酸洗液出口及酸洗废液管道通过循环浓缩泵连接浓缩塔循环喷淋管道及焙烧炉给料泵；吸收塔的顶部气体出口连接洗涤塔的气体入口；洗涤塔顶部设尾气放空口，塔体一侧设脱盐水循环管道，其另外连接吸收塔上部的喷淋装置；吸收塔底部盐酸溶液出口通过吸收泵连接盐酸输出管道。本装置大大提高了除尘效率，过滤后烟气中粉尘量低于20mg/m3，彻底解决了外排氧化铁红粉尘的问题，同时减小了系统的压降损失，实现节能降耗，但对于焙烧炉提出了较高要求，可处理的酸洗废液量仍无法满足目前的工业需求。CN207537534U公开了一种不锈钢酸洗废液再生系统，水解煅烧炉的高温烟气出口连接预浓缩器的高温烟气入口，预浓缩器的循环液体出口通过预浓缩器循环泵连接预浓缩器的循环液体入口和焙烧炉给料泵的入口，焙烧炉给料泵的出口连接水解煅烧炉的液体入口；预浓缩器的烟气出口连接降膜冷凝吸收器的烟气入口，降膜冷凝吸收器的冷凝液出口通过吸收循环泵连接预浓缩器的补充酸液入口和酸再生产品外送管道；催化脱硝器设燃烧室和脱硝反应室，降膜冷凝吸收器的气体出口通过引风机连接脱硝反应室的气体入口，脱硝反应室还设有氨气入口和尾气出口。本技术采用冷却水对高温烟气进行降温，保证在35℃左右进行烟气的NOx吸收，使硝酸的回收率达到大幅度的提高。但仍未解决酸再生装置超负荷运行的问题。CN107010598A公开了一种高浓酸洗废液再生工艺及系统，工艺过程为：(1)高浓度酸洗废液预浓缩后进入水解煅烧炉中；(2)高温分解后含HCl的高温烟气经除尘处理；(3)除尘后的气体送入预浓缩器，与高浓度酸洗废液进行接触，完成除尘、液体浓缩、气体降温过程；(4)预浓缩器后的气体冷凝后获得浓度为23wt％～25wt％的高浓度再生盐酸；(5)冷凝后的气体送入盐酸吸收塔用水吸收，获得浓度为23wt％～25wt％的高浓度再生盐酸。本专利技术将预浓缩器后的烟气直接进行冷凝，将烟气中的高浓度HCl与水冷凝下来，避开盐酸溶液的恒沸点，实现再生盐酸浓度超过22％以上的目标，冷凝后烟气中更高浓度的HCl在盐酸吸收塔中用水吸收，获得所需浓度的盐酸。但随着处理量的增大，在高温分解时对水解煅烧炉提出了更高的工艺要求，需要对水解煅烧炉进行扩建，加大了设备的投资成本。目前，国内有两百余套焙烧法回收盐酸法装置在连续运行。但是，随着钢铁行业酸洗规模的不断放大，许多企业酸再生装置已经超负荷运行，无法满足企业要求，均考虑酸再生扩产。但酸再生装置涉及到水解煅烧炉的建设，投资大，占地大，大多数企业迫切在原有装置上进行改造，在保证酸再生效率的前提下扩大产能，减小设备改造成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种提前脱除游离酸的酸洗废液再生系统及方法，本专利技术将浓缩后的酸洗废液中含有的游离盐酸采用预热、闪蒸和冷凝等操作，实现酸洗废液中游离酸的提前脱除，大幅度提高现有装置的废液处理能力，降低了水解煅烧装置的能耗和天然气的消耗量。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种提前脱除游离酸的酸洗废液再生方法，所述方法包括：(1)酸洗废液与高温烟气接触进行预浓缩；(2)将预浓缩的酸洗废液预热，然后进行负压闪蒸，闪蒸后的气相经冷凝得到盐酸溶液；(3)将闪蒸后的液相送入水解煅烧装置进行高温分解得到高温烟气，对高温烟气进行除尘处理；(4)除尘后的高温烟气返回步骤(1)对酸洗废液进行预浓缩；(5)步骤(2)预热后的烟气经吸收装置吸收其中的盐酸，吸收后的烟气洗涤后排放。本专利技术将预浓缩后的酸洗废液中含有的游离酸采用预热、闪蒸和冷凝等操作，实现了酸洗废液中游离酸的提前脱除，这部分酸占总量的30％，这部分盐酸不参与循环，这样剩余的溶液体积减少，使用相同规模的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提前脱除游离酸的酸洗废液再生方法，其特征在于，所述方法包括：(1)酸洗废液与高温烟气接触进行预浓缩；(2)将预浓缩的酸洗废液预热，然后进行负压闪蒸，闪蒸后的气相经冷凝得到盐酸溶液；(3)将闪蒸后的液相送入水解煅烧装置进行高温分解得到高温烟气，对高温烟气进行除尘处理；(4)除尘后的高温烟气返回步骤(1)对酸洗废液进行预浓缩；(5)步骤(2)预热后的烟气经吸收装置吸收其中的盐酸，吸收后的烟气洗涤后排放。

【技术特征摘要】
1.一种提前脱除游离酸的酸洗废液再生方法，其特征在于，所述方法包括：(1)酸洗废液与高温烟气接触进行预浓缩；(2)将预浓缩的酸洗废液预热，然后进行负压闪蒸，闪蒸后的气相经冷凝得到盐酸溶液；(3)将闪蒸后的液相送入水解煅烧装置进行高温分解得到高温烟气，对高温烟气进行除尘处理；(4)除尘后的高温烟气返回步骤(1)对酸洗废液进行预浓缩；(5)步骤(2)预热后的烟气经吸收装置吸收其中的盐酸，吸收后的烟气洗涤后排放。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的预浓缩温度为80℃～100℃，优选90℃～95℃，进一步优选92℃～93℃。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的预热温度为100℃～150℃，优选预热至113℃～125℃，进一步优选预热至115℃～116℃；优选地，所述预热的蒸汽压力为0.5MPa～1.0MPa，优选预热的蒸汽压力为0.5MPa～0.8MPa，进一步优选0.4MPa～0.6MPa；优选地，所述负压闪蒸的压力为-0.095MPa～-0.05MPa，优选的闪蒸压力为-0.095MPa～-0.08MPa，进一步优选闪蒸压力-0.095MPa～-0.09MPa；优选地，所述冷凝的温度为30℃～50℃，优选的冷凝温度为33℃～40℃，进一步优选的冷凝温度为35℃～38℃；优选地，所述盐酸溶液的质量分数为10％～30％，优选为18％～25％，进一步优选为20％～23％。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的水解煅烧装置的顶部温度为300℃～500℃，优选350℃～450℃，进一步优选370℃～430℃；优选地，水解煅烧装置的底部温度为600℃～800℃，优选650℃～750℃，进一步优选670℃～730℃；优选地，分解压力为-300Pa～-50Pa，优选的分解压力为-200Pa～-50Pa，进一步优选-150Pa～-100Pa；优选地，分解温度为600℃～900℃，优选的分解温度为690℃～730℃，进一步优选的分解温度为690℃～710℃；优选地，所述除尘处理回收烟气中95％～100％的固体粉末，优选96％～99％，进一步优选97％～98％。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述预浓缩的温度为80℃～100℃，优选90℃～94℃，进一步优选93℃～94℃。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述吸收盐酸后得...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，王云山，安学斌，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11