一种高比表面积氧化铁粉的喷雾焙烧盐酸再生系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种高比表面积氧化铁粉的喷雾焙烧盐酸再生系统，包括预浓缩器、焙烧炉和氧化铁粉仓，预浓缩器出料口通过焙烧炉供料管路与焙烧炉连接，焙烧炉供料管路上设有预浓缩器循环泵和焙烧炉供料泵，焙烧炉出料口与氧化铁粉仓连接，还包括废酸溶液供料管路，废酸溶液供料管路分成第一管路和第二管路，第一管路与焙烧炉供料管路连接，第二管路与预浓缩器的进料口连接。该实用新型专利技术在不降低常规喷雾焙烧盐酸再生系统处理能力，不提高能耗的基础上，通过将废酸溶液分成两路分别进入到焙烧炉和预浓缩器中，由于焙烧炉供料管路中加入了一定量的废酸，使得供往焙烧炉中进行灼烧的浓缩酸浓度显著下降，从而达到提高生产出来氧化铁粉的BET值的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高比表面积氧化铁粉的喷雾焙烧盐酸再生系统
本技术属于钢板酸洗废水回收处理
，具体涉及一种高比表面积氧化铁粉的喷雾焙烧盐酸再生系统。
技术介绍
钢铁、机械加工、化工企业普遍采用18%浓度的盐酸（HCL）除去钢件（钢卷、钢板、钢管等）表面的氧化铁锈，钢件经过盐酸处理后产生了含有FeCl2、FeCl3的废酸溶液，废酸可以经过处理再生为盐酸溶液，目前，盐酸废液普遍采用喷雾焙烧工艺进行再生。喷雾焙烧再生技术最重要的可以归纳为五个单元：1）化学热处理；2）废酸预浓缩；3）烟气吸收；4）尾气洗涤；5）氧化铁粉收集与储存。其中最重要的是化学热处理及废酸预浓缩单元，其基本原理是：含有FeCl2、FeCl3、H2O的废酸溶液首先进入预浓缩器中，在预浓缩器的顶部，废酸与来自焙烧炉的高温气体（400℃～450℃）进行充分的热交换，经过热交换后，高温气体被降温至100℃以内，废酸溶液40%左右的液态水被蒸发成气态，经过预浓缩器处理后的废酸称为浓缩酸，浓缩酸经过焙烧炉顶部的酸枪，以高压喷射的方式进入焙烧炉对废酸进行高温灼烧（灼烧温度650~720℃），在灼烧过程中发生如下化学反应：2FeCl2+2H2O+1/2O2=Fe2O3↓+4HCl↑2FeCl3+3H2O=Fe2O3↓+6HCl↑灼烧浓缩酸过程中需要的热源来自焙烧炉内部配套的若干个烧嘴，灼烧后生成的高温气体进入预浓缩器，作为高温热源对废酸进行预浓缩。概括地说，喷雾焙烧工艺中，废酸中的水分以一定的比例在预浓缩器和焙烧炉中被分别蒸发成气态，40%在预浓缩器中蒸发，60%在焙烧炉中蒸发。由于废酸中的大量水分在预浓缩器被蒸发成气态，导致生成的浓缩酸的浓度大大提高。在焙烧炉热化学反应中生成的HCL在后续单元经过水吸收后作为再生的新盐酸进行循环使用，生成的Fe2O3为副产品，具有高附加值，形状特征为微米级别的红色颗粒物，呈空心状，极易受潮。喷雾焙烧盐酸再生装置的能耗较高，需要大量的电、燃气、水，同时因其系统复杂，设备种类多，备件成本也非常高，基于上述原因，一套装置处理废酸溶液的成本在350元/吨左右。由于生产成本高，因此，具有高附加值的氧化铁粉（Fe2O3）产品质量一直一来就备受重视，高品质的氧化铁粉的价格可以达2000元/吨，并且在磁性行业市场供不应求。影响氧化铁粉（Fe2O3）价格的两个重要指标为：纯度（即Fe2O3的质量百分比）、BET（比表面积）。随着喷雾焙烧盐酸再生技术的不断完善，氧化铁粉（Fe2O3）的纯度已经可以达到99.6%以上，而国内、国际行业标准规定的特级品标准为99.4%，因此，纯度问题已经解决。经过市场调研，制约喷雾焙烧盐酸再生技术发展的是氧化铁粉的比表面积。比表面积是指单位质量物料所具有的总面积，分成外表面积、内表面积两类。测量粉末状颗粒物比表面积的方法有很多，国际上一般采用吸附法测定，采用该方法测定的值即称为BET。高纯度、高BET的氧化铁粉（Fe2O3）可以应用在软磁、永磁行业，市场需求非常旺盛，其中BET值越高，其价格也越高。假设液滴中FeCl2中的浓度为Xl，液滴的粒径为dl，由此推到颗粒物比表面积的计算方法为：式中：S为颗粒物比表面积；dl为液滴直径；xl为液滴中FeCl2浓度。在实际生产中，为了保证喷嘴的雾化效果，液滴的喷射压力是恒定不变的，因此，液滴的直径dl可以认为保持不变，由此得出结论，进入焙烧炉进行焙烧的废酸浓度是颗粒物的比表面积的重要影响因素之一，废酸浓度越高，比表面积越小，两者在数学上呈幂级数分布，趋势图如图1所示。由图1可以看出，降低浓缩酸的浓度可以显著提高氧化铁粉（Fe2O3）的BET值。工程设计及调试过程中，基本上都是围绕降低浓缩酸浓度开展工作，较为常见的手段是在预浓缩器中同时加入脱盐水对浓缩酸进行稀释后喷射进入焙烧炉，加入脱盐水后，由于稀释的作用，浓缩酸的浓度会显著降低，从而大幅提高了氧化铁粉（Fe2O3）BET值。但是这样做的缺点是显而易见的，由于预浓缩器中加入了大量的水分，不仅降低了喷雾焙烧盐酸再生装置处理能力，而且又提高了生产能耗。从目前市场反映的需求来看，喷雾焙烧盐酸再生装置生产的氧化铁粉BET值都偏低，远没有达到磁性行业的要求，并且除了在预浓缩器中添加水分进行稀释外，没有更加行之有效的方式，由此也成为了制约喷雾焙烧盐酸再生装置发展的技术瓶颈点。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有喷雾焙烧盐酸再生装置生产的氧化铁粉BET值偏低的问题。为此，本技术提供了一种高比表面积氧化铁粉的喷雾焙烧盐酸再生系统，包括预浓缩器、焙烧炉和氧化铁粉仓，所述预浓缩器的出料口通过焙烧炉供料管路与所述焙烧炉连接，所述焙烧炉供料管路上设有预浓缩器循环泵和焙烧炉供料泵，所述预浓缩器出料口通过预浓缩器循环管路与预浓缩器顶部连接，所述焙烧炉的出气口通过烟气管道与预浓缩器顶部连接，焙烧炉的出料口与所述氧化铁粉仓连接，还包括废酸溶液供料管路，所述废酸溶液供料管路分成第一管路和第二管路，所述第一管路与焙烧炉供料管路连接，所述第二管路与预浓缩器的进料口连接。进一步的，所述焙烧炉供料管路上设置用于定量检测溶液浓度的第一浓度分析仪，所述第一管路上设置用于定量调节进液量的第一自动调节阀，所述第一自动调节阀与第一浓度分析仪联锁，使得第一管路上废酸溶液的流量根据第一浓度分析仪的测定值与其设定的目标值的差异由第一自动调节阀进行自动调节。进一步的，所述预浓缩器内设置用于检测其溶液液位的液位检测仪，所述第二管路上设置用于定量调节进液量的第二自动调节阀，所述第二自动调节阀与液位检测仪联锁，使得第二管路上废酸溶液的流量根据预浓缩器液位测定值与目标值的差异有第二自动调节阀进行自动调节。进一步的，所述第一管路和第二管路上均设置有流量计。进一步的，所述预浓缩器循环管路上设有用于定量检测溶液浓度的第二浓度分析仪。进一步的，所述预浓缩器的出气口连接吸收塔，用于吸收预浓缩器内换热后的烟气。与现有技术相比，本技术的有益效果：(1)本技术提供的这种高比表面积氧化铁粉的喷雾焙烧盐酸再生系统针对喷雾焙烧盐酸再生装置的常规工艺焙烧炉浓缩酸浓度高的特点，在不降低系统处理能力，不提高能耗的基础上，通过将废酸溶液分成两路分别进入到焙烧炉和预浓缩器中，由于焙烧炉供料管路中加入了一定量的废酸，使得供往焙烧炉中进行灼烧的浓缩酸浓度显著下降，从而达到提高生产出来的氧化铁粉的BET值的目的。(2)本技术提供的这种高比表面积氧化铁粉的喷雾焙烧盐酸再生系统中第一管路和第二管路上的废酸溶液通过自动调节阀分别与焙烧炉供料管路上的浓度分析仪和预浓缩器的液位检测仪联锁进行自动流量调节，确保供往焙烧炉灼烧的浓缩酸的浓度稳定可控，同时又不影响预浓缩器液位的平衡性，保证了系统运行稳定。以下将结合附图对本技术做进一步详细说明。附图说明图1是喷雾焙烧盐酸再生系统中氧化铁粉比表面积与废酸溶液浓度的关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高比表面积氧化铁粉的喷雾焙烧盐酸再生系统，包括预浓缩器、焙烧炉和氧化铁粉仓，所述预浓缩器的出料口通过焙烧炉供料管路与所述焙烧炉连接，所述焙烧炉供料管路上设有预浓缩器循环泵和焙烧炉供料泵，所述预浓缩器出料口通过预浓缩器循环管路与预浓缩器顶部连接，所述焙烧炉的出气口通过烟气管道与预浓缩器顶部连接，焙烧炉的出料口与所述氧化铁粉仓连接，其特征在于，还包括废酸溶液供料管路，所述废酸溶液供料管路分成第一管路和第二管路，所述第一管路与焙烧炉供料管路连接，所述第二管路与预浓缩器的进料口连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高比表面积氧化铁粉的喷雾焙烧盐酸再生系统，包括预浓缩器、焙烧炉和氧化铁粉仓，所述预浓缩器的出料口通过焙烧炉供料管路与所述焙烧炉连接，所述焙烧炉供料管路上设有预浓缩器循环泵和焙烧炉供料泵，所述预浓缩器出料口通过预浓缩器循环管路与预浓缩器顶部连接，所述焙烧炉的出气口通过烟气管道与预浓缩器顶部连接，焙烧炉的出料口与所述氧化铁粉仓连接，其特征在于，还包括废酸溶液供料管路，所述废酸溶液供料管路分成第一管路和第二管路，所述第一管路与焙烧炉供料管路连接，所述第二管路与预浓缩器的进料口连接。


2.如权利要求1所述的一种高比表面积氧化铁粉的喷雾焙烧盐酸再生系统，其特征在于，所述焙烧炉供料管路上设置用于定量检测溶液浓度的第一浓度分析仪，所述第一管路上设置用于定量调节进液量的第一自动调节阀，所述第一自动调节阀与第一浓度分析仪联锁，使得第一管路上废酸溶液的流量根据第一浓度分析仪的测定值与其设定的目标值的差异由第一自动调...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宗应，赵金标，秦健，丁煜，王军，郭金仓，常勤学，高俊峰，关翔，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42