利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置及其方法、过滤式催化器和应用制造方法及图纸

一种利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置及其方法、过滤式催化器和应用，属于环境技术领域。该利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置，通过对烟气进行含氧量和温度进行调节，利用燃煤锅炉排放的烟气中热能处理并综合利用钢铁盐酸酸洗废液同时实现烟气净化，并通过回收得到的颗粒状含铁复合催化剂与处理过程中生成的催化过滤网和催化过滤膜，制备类芬顿过滤式催化器，并将其用于废水处理，能够低成本高附加值的对钢铁盐酸酸洗废液和烟气进行综合利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置及其方法、过滤式催化器和应用


[0001]本专利技术属于环境
，涉及一种利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置及其方法、过滤式催化器和应用，更具体的是直接利用燃煤锅炉排放的烟气余热处理钢铁盐酸酸洗废液并实现烟气净化的装置和方法，并通过回收得到的颗粒状含铁复合催化剂与处理过程中生成的催化过滤网和催化过滤膜，制备类芬顿过滤式催化器及用于废水处理的应用。

技术介绍

[0002]在钢铁加工过程中，通常要对钢铁表面进行酸洗处理，除去表面的杂质和氧化层，此过程会产生大量的钢铁酸洗废液。这种钢铁酸洗废液具有很强的腐蚀性，属于工业危险废物，需要妥善处置。目前，酸洗通常采用盐酸和硫酸，盐酸酸洗比硫酸酸洗速度更快，钢材表面质量更好，因此大部分厂家都选用盐酸进行酸洗。据分析，盐酸酸洗废液中一般含游离盐酸30
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60g/L，含铁60
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130g/L。这些都是宝贵的资源，因此，必然需要考虑进行回收或资源化利用的方法。
[0003]在实际的工业应用中，对于盐酸进行酸洗排放的钢铁盐酸酸洗废液的资源化利用方法主要有：中和氧化法(卢玉柱，一种钢铁酸洗废酸资源化安全处理方法，申请号201310576822.X)、蒸发法(邱福平，负压蒸馏法处理盐酸酸洗废水试验研究，重庆大学硕士学位论文)和热解焙烧法(Dietmar Mayr，Luis Coronado,钢铁工业酸洗废酸的回收工艺和氧化铁粉质量的改善，世界钢铁，2005.03，p26)等。中和氧化法只回收铁，得到的氧化铁纯度低，附加值低；蒸发法能耗高，盐含量高，设备易结垢；热解焙烧法需要消耗大量的燃料，同时设备复杂，成本高，不适用中小型企业；而且目前的处理方法均以回收盐酸、氯化铁、氯化亚铁和氧化铁产品为主，为了得到一定纯度的可以利用的产品，均需预先去除废酸中杂质，这样提高了处理成本。生产实践中急需一种高附加值、简便的综合利用钢铁盐酸酸洗废液的方法。
[0004]煤炭是世界上特别是我国的主要能源，燃煤锅炉在供暖、发电和工业生产中广泛使用。但是煤炭杂质含量高，燃烧过程中会产生大量的二氧化硫、氮氧化物等有害气体和粉尘，所以燃煤锅炉需要安装脱硫脱硝除尘设施或投加药剂，以净化烟气，这会消耗大量的药剂，增加企业投资和运行成本，也会产生大量的废水和废渣等废弃物。锅炉排放的烟气含有大量的粉尘等无机物质，同时烟气温度较高，含有大量的可利用的热能。目前，利用烟气中的热能处理废水也有很多报道，但均是采用换热方式进行热回收利用，烟气仍需净化。汪永威等(一种利用燃煤锅炉含尘烟气处理废水的方法，申请号201310114273.4)采用将废水雾化后直接与烟气混合，蒸发处理废水，但是该法也仅仅是利用烟气余热将废水蒸发，同时废水中有害物质随烟气进入大气中，还需要对烟气净化。

技术实现思路

[0005]为了实现钢铁盐酸酸洗废液的低成本高附加值综合利用，同步实现烟气处理，本
专利技术提供一种利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置及其方法、过滤式催化器和应用，更具体的是利用燃煤锅炉排放的烟气中热能处理并综合利用钢铁盐酸酸洗废液同时实现烟气净化的装置和方法，并通过回收得到的颗粒状含铁复合催化剂与处理过程中生成的催化过滤网和催化过滤膜，制备类芬顿过滤式催化器，并将其用于废水处理，能够低成本高附加值的对钢铁盐酸酸洗废液和烟气进行综合利用。
[0006]本专利技术的利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置，包括烟气引入系统、添加剂调配系统、喷雾蒸发干燥塔、热反应活化分离罐、捕集净化喷雾成膜制网膜系统、酸冷凝吸收和烟气排放系统；
[0007]所述的烟气引入系统包括烟气引入管道和设置在烟气引入管道上的烟气流量调节阀、氧含量监测仪、烟温换热调节器、烟气温度监测仪和胶雾空气换热器；烟气流量调节阀设置在靠近烟气源的烟气引入管道前端，后依次设置烟温换热调节器，烟气温度监测仪；烟气温度监测仪监测烟气引入管道内烟气温度，反馈给烟温换热调节器，调整烟温换热调节器工作状态，使得烟气温度稳定在设定值；胶雾空气换热器与烟温换热调节器接合，胶雾空气换热器连接胶雾空气温度监测仪，用于对胶雾空气温度进行监测并调节；烟气引入管道通过蒸发烟气进气口和烘干烟气进气口与喷雾蒸发干燥塔相连通；
[0008]所述的喷雾蒸发干燥塔包括喷雾蒸发干燥塔塔体，在喷雾蒸发干燥塔塔体顶部设置有酸液喷雾器，底部设置有牛角排料口，在喷雾蒸发干燥塔塔体上，靠近顶部酸液喷雾器的塔体高度的1/5
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1/6处设置有蒸发烟气进气口，在喷雾蒸发干燥塔塔体距离塔顶塔体高度的3/5
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4/5处设置有烘干烟气进气口，且蒸发烟气进气口和烘干烟气进气口分别设置在喷雾蒸发干燥塔柱相对两侧，且气流方向与塔柱相切，喷雾蒸发干燥塔塔体通过牛角排料口和热反应活化分离罐连接；
[0009]所述的添加剂调配系统包括钢铁盐酸酸洗废液存储罐，钢铁盐酸酸洗废液存储罐通过钢铁盐酸酸洗废液提升泵和钢铁盐酸酸洗废液混料罐连接，钢铁盐酸酸洗废液混料罐和添加剂储料罐连接，钢铁盐酸酸洗废液混料罐通过酸液泵和酸液喷雾器连接；
[0010]所述的热反应活化分离罐包括热反应活化分离罐罐体，在热反应活化分离罐罐体下方设置有颗粒催化剂收集仓，在热反应活化分离罐罐体上方设置有混合气排出口；
[0011]所述的捕集净化喷雾成膜制网膜系统包括净化喷雾成膜制网器及与其配套的固网乳胶成雾器和净化喷雾成膜制膜器及与其配套的固膜乳胶成雾器；
[0012]其中，热反应活化分离罐的混合气排出口通过管道和净化喷雾成膜制网器连接，胶雾空气换热器通过管道分别和固网乳胶成雾器和固膜乳胶成雾器连接，固网乳胶成雾器通过管道和净化喷雾成膜制网器连接，净化喷雾成膜制网器出口和净化喷雾成膜制膜器连接，固膜乳胶成雾器通过管道和净化喷雾成膜制膜器连接；
[0013]所述的酸冷凝吸收和烟气排放系统包括冷凝换热器、盐酸回收罐、净化烟气风机、酸逸失保护器和烟囱；
[0014]净化喷雾成膜制膜器的出口和冷凝换热器连接，冷凝换热器用于将净化了的烟气与酸的混合气冷凝回收盐酸，同时对钢铁盐酸酸洗废液进行预热，冷凝换热器和盐酸回收罐连接，冷凝换热器的另一个出口通过净化烟气风机和酸逸失保护器连接，酸逸失保护器出口和烟囱连接。
[0015]进一步的，酸冷凝吸收和烟气排放系统还包括膜网空气风机，净化喷雾成膜制膜
器还设置有支路管道，通过膜网空气风机直接和净化烟气风机连接。
[0016]进一步的，捕集净化喷雾成膜制网膜系统优选为包括两套。
[0017]其中，净化喷雾成膜制网器包括净化喷雾成膜制网器罐体、具有支撑骨架的可更换过滤网、一级废料收集槽和一级上盖；净化喷雾成膜制网器罐体上方设置有一级上盖，净化喷雾成膜制网器罐体内设置有具有支撑骨架的可更换过滤网，在净化喷雾成膜制网器罐体下方设置有一级废料收集槽；
[0018]所述的净化喷雾成膜制膜器包括净化喷雾成膜制膜器罐体、具有支撑骨架的可更换过滤膜、二级废料收集槽和二级上盖，在净化喷雾成膜制膜器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置，其特征在于，该利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置包括烟气引入系统、添加剂调配系统、喷雾蒸发干燥塔、热反应活化分离罐、捕集净化喷雾成膜制网膜系统、酸冷凝吸收和烟气排放系统；所述的烟气引入系统包括烟气引入管道和设置在烟气引入管道上的烟气流量调节阀、氧含量监测仪、烟温换热调节器、烟气温度监测仪和胶雾空气换热器；烟气流量调节阀设置在靠近烟气源的烟气引入管道前端，后依次设置烟温换热调节器，烟气温度监测仪；烟气温度监测仪监测烟气引入管道内烟气温度，反馈给烟温换热调节器，调整烟温换热调节器工作状态，使得烟气温度稳定在设定值；胶雾空气换热器与烟温换热调节器接合，胶雾空气换热器连接胶雾空气温度监测仪，用于对胶雾空气温度进行监测并调节；烟气引入管道通过蒸发烟气进气口和烘干烟气进气口与喷雾蒸发干燥塔相连通；所述的喷雾蒸发干燥塔包括喷雾蒸发干燥塔塔体，在喷雾蒸发干燥塔塔体顶部设置有酸液喷雾器，底部设置有牛角排料口，在喷雾蒸发干燥塔塔体上，靠近顶部酸液喷雾器的塔体高度的1/5
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1/6处设置有蒸发烟气进气口，在喷雾蒸发干燥塔塔体距离塔顶塔体高度的3/5
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4/5处设置有烘干烟气进气口，且蒸发烟气进气口和烘干烟气进气口分别设置在喷雾蒸发干燥塔柱相对两侧，且气流方向与塔柱相切，喷雾蒸发干燥塔塔体通过牛角排料口和热反应活化分离罐连接；所述的添加剂调配系统包括钢铁盐酸酸洗废液存储罐，钢铁盐酸酸洗废液存储罐通过钢铁盐酸酸洗废液提升泵和钢铁盐酸酸洗废液混料罐连接，钢铁盐酸酸洗废液混料罐和添加剂储料罐连接，钢铁盐酸酸洗废液混料罐通过酸液泵和酸液喷雾器连接；所述的热反应活化分离罐包括热反应活化分离罐罐体，在热反应活化分离罐罐体下方设置有颗粒催化剂收集仓，在热反应活化分离罐罐体上方设置有混合气排出口；所述的捕集净化喷雾成膜制网膜系统包括净化喷雾成膜制网器及与其配套的固网乳胶成雾器和净化喷雾成膜制膜器及与其配套的固膜乳胶成雾器；其中，热反应活化分离罐的混合气排出口通过管道和净化喷雾成膜制网器连接，胶雾空气换热器通过管道分别和固网乳胶成雾器和固膜乳胶成雾器连接，固网乳胶成雾器通过管道和净化喷雾成膜制网器连接，净化喷雾成膜制网器出口和净化喷雾成膜制膜器连接，固膜乳胶成雾器通过管道和净化喷雾成膜制膜器连接；所述的酸冷凝吸收和烟气排放系统包括冷凝换热器、盐酸回收罐、净化烟气风机、酸逸失保护器和烟囱；净化喷雾成膜制膜器的出口和冷凝换热器连接，冷凝换热器用于将净化了的烟气与酸的混合气冷凝回收盐酸，同时对钢铁盐酸酸洗废液进行预热，冷凝换热器和盐酸回收罐连接，冷凝换热器的另一个出口通过净化烟气风机和酸逸失保护器连接，酸逸失保护器出口和烟囱连接。2.根据权利要求1所述的利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置，其特征在于，酸冷凝吸收和烟气排放系统还包括膜网空气风机，净化喷雾成膜制膜器还设置有支路管道，通过膜网空气风机直接和净化烟气风机连接。3.根据权利要求1所述的利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液装置，其特征在于，净化喷雾成膜制网器包括净化喷雾成膜制网器罐体、具有支撑骨架的可更换过滤网、一级废料收集槽和一级上盖；净化喷雾成膜制网器罐体上方设置有一级上盖，净化喷雾成膜制网器罐体
内设置有具有支撑骨架的可更换过滤网，在净化喷雾成膜制网器罐体下方设置有一级废料收集槽；和/或，所述的净化喷雾成膜制膜器包括净化喷雾成膜制膜器罐体、具有支撑骨架的可更换过滤膜、二级废料收集槽和二级上盖，在净化喷雾成膜制膜器罐体上方设置有二级上盖，净化喷雾成膜制膜器罐体内设置有具有支撑骨架的可更换过滤膜，在净化喷雾成膜制膜器罐体下方设置有二级废料收集槽；和/或，所述的固网乳胶成雾器和固膜乳胶成雾器均包括乳胶成雾器壳体、在乳胶成雾器壳体上方设置的乳胶雾化喷头、在乳胶成雾器壳体下方设置的乳胶料液罐，乳胶料液罐通过乳胶泵和乳胶雾化喷头连通；和/或，所述的具有支撑骨架的可更换过滤网为孔径在1
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15μm的耐腐蚀无机或有机纤维类过滤网中的一种；和/或，所述的具有支撑骨架的可更换过滤膜为玻璃纤维滤膜、陶瓷纤维滤膜或石英滤膜中的一种，且满足滤膜对0.3μm的标准粒子的截留效率≥99％。4.一种利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液的方法，其特征在于，包括以下步骤：向钢铁盐酸酸洗废液中添加吸附催化剂，利用含氧量≤3％的燃煤高温烟气，采用混合酸液喷雾，阶梯引进烟气蒸发，梯度蒸发干燥钢铁盐酸酸洗废液，并活化造粒，同时捕集烟气中含碳颗粒物，催化净化烟气中的氮氧化物和二氧化硫，制备颗粒状含铁复合催化剂；采用捕集净化喷雾成膜制网膜系统物理阻留随烟气逃逸的吸附催化剂细粉和烟气中细颗粒物，当捕集净化喷雾成膜制网膜系统捕集完成后，利用固网喷雾成膜剂，喷雾，对具有支撑骨架的可更换过滤网表面的细颗粒物粘结固化，成网，得到催化过滤网；利用固膜喷雾成膜剂，喷雾，对具有支撑骨架的可更换过滤膜表面的细颗粒物粘结固化，成膜，处理后直接制成催化过滤膜，并回收盐酸，同时实现对锅炉烟气的净化。5.根据权利要求4所述的利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液的方法，其特征在于，采用的吸附催化剂，用以下制备方法制得：步骤(1)：根据钢铁盐酸酸洗废液中铁含量，按摩尔比，钢铁盐酸酸洗废液中铁：硫酸＝1:(0.3
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1)，取浓硫酸，先将浓硫酸配置成硫酸和水体积比为1:1的硫酸水溶液；步骤(2)：按质量比，钢铁盐酸酸洗废液中铁：硅藻土＝1:(0.25
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2)，取干燥的硅藻土粉体，将上述硫酸水溶液喷洒于硅藻土上，搅拌均匀，密闭反应24h以上，得到负载硫酸的硅藻土；步骤(3)：按质量比，硅藻土：聚乙烯醇：纳米催化剂粉体＝1:(0.001
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0.01):(0.001
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0.005)，取聚乙烯醇和纳米催化剂粉体，先将聚乙烯醇溶解于60
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90℃的热水中，配置成质量百分浓度为5
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10％的聚乙烯醇溶液，再加入纳米催化剂粉体，搅拌混合均匀，得到纳米催化剂粉体的聚乙烯醇悬浊液，将该悬浊液趁热均匀喷洒于负载硫酸的硅藻土上，不停翻搅均匀，得到吸附催化剂，待用；所述硅藻土粉体，粒度为200目
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500目；所述的纳米催化剂粉体为纳米钛酸锶、纳米钛酸钙、纳米钛酸镁、纳米钛酸铜中的一种或几种混合。6.根据权利要求4所述的利用烟气处理钢铁盐酸酸洗废液的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东，赵苗，张艳丽，姜承志，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：