CN2880793Y - 盐酸再生装置 - Google Patents

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Abstract

一种盐酸再生装置，包括焙烧炉、预浓缩器、吸收塔、洗涤塔、钛风机和氧化铁粉仓，焙烧炉底端设有氧化铁粉出口和出料阀，该出口与氧化铁粉仓连接；所述的焙烧炉的气体出口与预浓缩器的气体入口连接，该预浓缩器的气体出口依次连接钛风机、吸收塔和洗涤塔；在所述的预浓缩器的两端还设有盐酸注入口和浓缩盐酸出口，后者与所述的焙烧炉的盐酸入口连接。实现了废盐酸的再生，可使工业中酸洗用过的废盐酸再生循环使用，大大减少了对环境的污染，降低了生产成本。各部分按要求制造，合理安装，整个装置全部自动控制，生产出合格的再生盐酸及副产品－高质量的氧化铁粉。

Description

盐酸再生装置
技术领域
本实用新型涉及一种盐酸再生装置，主要用于对工业酸洗用过的废盐酸及气体氯化物进行再生处理，循环使用。
背景技术
现代工业应用盐酸酸洗的越来越多，过量的盐酸消耗和用过的废盐酸污染问题，已对当今人类的生存环境造成威胁。过量的盐酸需求，必然带来盐酸的生产、储存、运输等污染，废盐酸的处理排放对环境造成严重的污染。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种盐酸再生装置，以解决现有技术存在的废盐酸的处理排放对环境造成严重污染的问题。
本实用新型的技术方案是：包括焙烧炉、预浓缩器、吸收塔、洗涤塔、钛风机和氧化铁粉仓，焙烧炉底端设有氧化铁粉出口和出料阀，该出口与氧化铁粉仓连接；所述的焙烧炉的气体出口与预浓缩器的气体入口连接，该预浓缩器的气体出口依次连接钛风机、吸收塔和洗涤塔；在所述的预浓缩器的两端还设有盐酸注入口和浓缩盐酸出口，后者与所述的焙烧炉的盐酸入口连接，在该盐酸入口内设有高雾化喷枪。
所述的焙烧炉由炉体、燃烧器和所述的高雾化喷枪组成，该燃烧器采用耐酸材料、长焰大比例双调节燃烧器，安装在焙烧炉下部沿圆周切线方向，利用PLC自动调节燃烧器的煤气、空气、浓缩废酸喷洒量各参数；在所述的炉体的上部沿圆周竖向设置数个所述的高雾化喷枪，在每一该喷枪的上端设有提升装置。
所述的焙烧炉顶温度控制在380℃～420℃，优选390℃～400℃；该焙烧炉的高径比H/D＝2.29～2.37，焙烧炉通过所述的钛风机的作用在负压状态下工作。
所述的预浓缩器包括文丘里管和连接在其出口端的导流段，在该文丘里管的入口和导流段的出口分别设有锥形缩口；在所述的导流段内设有与所述的文丘里管内径基本等径的导流筒；在所述的入口和导流段侧面分别设有浓缩酸入口和炉气出口，在该浓缩酸入口内装有高雾化喷嘴；在所述的文丘里管的中心喉口设有碳化硅格栅；在所述的浓缩酸入口与导流段的出口之间连接有浓硫酸循环管道，在该循环管道串联有焙烧炉给料泵，该给料崩的入口还与废酸原料容器连接。
所述的浓缩器的入口部分和文丘里管部分均采用四层防腐蚀材料复合而成，在上述的四防腐蚀材料的外侧设有高强度的钢壳；所述的导流段和出口采用二层防腐蚀材料复合而成，在上述的二层防腐蚀材料的外侧设有高强度的钢壳。
所述的四层防腐蚀材料从内至外分别为碳化硅、砌筑的耐酸瓷砖；防腐隔热的耐酸填料和耐酸耐温的橡胶板；所述的二层防腐蚀材料从内至外依次是耐酸填料和耐酸橡胶板。
所述的高雾化喷嘴采用耐酸耐温特制雾化喷嘴，在所述的入口侧面沿圆周均布数个喷嘴，其轴心与文丘里管轴心的安装角度优选为30°，喷嘴喷射角优选为60°。
所述的给料泵采用钢衬聚四氟乙烯衬里离心耐酸泵。
所述的吸收塔和洗涤塔采用耐温耐酸PPH塑料制造；所述的氧化铁粉仓、输铁粉管道采用耐磨材料，高温浓缩管道采用耐酸复合管道，酸管道采用增强PP或PPH材料的管道及管件。
还包括控制***，该控制***包括控制器、浓缩酸喷量控制阀、燃气和空气流量控制阀、预浓缩器液位显示表、再生酸流量显示表、温度传感器和压力传感器，浓缩酸喷量控制阀安装在所述的焙烧炉上部的浓缩酸入口上，燃气和空气流量控制阀设在燃烧器的供气管道上，温度传感器和压力传感器安装在焙烧炉的上部；预浓缩器液位显示表安装在预浓缩器上；再生酸流量显示表安装在所述的吸收塔上；所述的预浓缩器液位显示表、再生酸流量显示表和温度传感器和压力传感器分别与控制器的输入端连接，浓缩酸喷量控制阀、燃气和空气流量控制阀以及所述的钛风机控制模块分别与控制器的输入端连接。酸洗用过的废盐酸中，其主要成分是三氯化铁(FeCI3)，它的腐蚀性强，对设备、环境的污染特别严重，很难处理。
酸洗的化学反应为：
本实用新型应用的化学反应为：
该反应与酸洗化学反应为可逆反应，该反应在专用的盐酸再生焙烧炉内进行，反应热中煤气燃烧提供，反应产物HCI气体被软水吸收(在吸收塔内)成为盐酸，供酸洗循环使用；另一种反应产物为固体氧化铁粉(Fe2O3)，由焙烧炉下部的卸料伐排出，进入氧化铁粉仓，用作电子行业、染料工业的重要原料。这样就实现了废盐酸的再生，可使工业中酸洗用过的废盐酸再生循环使用。大大减少了对环境的污染，降低了生产成本。
附图说明
图1是本实用新型的总体构成示意图；
图2是本实用新型的焙烧炉的半剖视示意图；
图3是烧嘴位置图(图2的俯视示意图)
图4是本实用新型预浓缩器的半剖视示意图。
具体实施方式
参见图1～图4，本实用新型主要由焙烧炉1、预浓缩器3、吸收塔5、洗涤塔6、钛风机4、氧化铁粉仓2组成。焙烧炉l底端设有氧化铁粉出口和出料阀20，该出口通过输送管道28与氧化铁粉仓2连接。氧化铁粉仓2的下端可用装袋机(未图示)装袋外运。焙烧炉1的气体出口11与预浓缩器3上端的气体入口31连接，该预浓缩器3下部的气体出口39与钛风机4的入口连接，钛风机4的出口与吸收塔5的入口连接，吸收塔5的出口与洗涤塔6的入口连接，在洗涤塔6的上端设有烟囱7。在所述的预浓缩器3的上下两端还设有盐酸注入口32和浓缩盐酸出口41，后者与所述的焙烧炉1的盐酸入口12连接。盐酸入口12阳圆周设置多个，在每一盐酸入口12的内端均设有雾化喷枪13，在预浓缩器3的盐酸注口32的内端设有雾化喷咀33。为了提高浓缩效果，在所述的浓缩酸入口32与导流段的出口41之间连接有浓硫酸循环管道43，在该循环管道43串联有焙烧炉给料泵42，该给料崩42的入口还与废酸罐9连接。
参见图2和图3，焙烧炉1由下部燃烧煤气产生螺旋上升的热气流，经过预浓缩器3浓缩的废酸从焙烧炉1上部的雾化喷咀13从上至下在炉内喷洒，热气流与喷洒的废酸对流产生化学反应，生成HCI气体和Fe2O3粉。反应热和炉内反应温度，由煤气燃烧生成。通过控制炉顶温度、炉内压力、燃烧条件、浓缩酸喷洒量等完成自动控制过程。
焙烧炉1外部采用钢壳14，内衬砌耐火耐酸砖15，中间用耐火耐酸填料16充填。上部安装浓缩废酸喷枪13及提升装置27，提升装置27的作用是将喷枪从焙烧炉中提出及将喷枪放入焙烧炉中，下部安装耐高温旋转阀20卸氧化铁粉，中间高温段采用高质量刚玉质耐火耐酸材料制作燃烧室19。
焙烧炉1的下部安装有长焰、大比例空气煤气可调节燃烧器18，安装在焙烧炉径向切线方向。焙烧炉1采用煤气、空气、浓缩酸喷洒量等技术参数PLC自动调节，炉顶温度控制在390～400℃，最低不得低于380℃，最高不得高于420℃。焙烧炉1在负压条件下工作。工作负压为-2000Pa(-200mmH2O)，焙烧炉1的高径比为H/D＝2.29～2.37。
参见图4，预浓缩器3采用专用预浓缩器，包括文丘里管40和连接在其出口端的导流段44，在该文丘里管40的入口31和导流段的出口41分别设有锥形缩口；在所述的导流段44内设有与所述的文丘里管40内径基本等径的导流筒38。在所述的入口31和导流段44的侧面分别设有浓缩酸入口32和炉气出口39，在该浓缩酸入口32内装有高雾化喷嘴33。在所述的文丘里管40的中心喉口设有碳化硅格栅34。文丘里管40和入口部分3l采用四层防腐蚀材料复合而成，在四层防腐蚀材料的外侧设有高强度的钢壳46。所述的四层防腐蚀材料从内至外分别为碳化硅层35、砌筑的耐酸瓷砖层36；防腐隔热的耐酸填料37和耐酸耐温的橡胶板45，橡胶板45和钢壳46可采用附胶钢板。所述的导流段44采用二层防腐蚀材料复合而成，从内至外依次是耐酸填料和耐酸橡胶板，在上述的防腐蚀材料的外侧设有高强度的钢壳46。
预浓缩器3所采用的高雾化喷嘴33采用耐酸耐温特制雾化喷嘴，在所述的入口侧面沿圆周均布数个喷嘴，其轴心与文丘里管40轴心的安装角度优选为30°，喷嘴喷射角优选为60°，上述两个角度可根据具体情况适当调整。
预浓缩器3作用就是利用焙烧炉1的炉气预热浓缩废盐酸，使其水气蒸发，经过浓缩酸入口32与导流段的出口41之间的浓硫酸循环管道43和给料泵42的反复循环浓缩，使废酸浓缩后体密度达到1.35时送到焙烧炉1喷雾焙烧。运行合理，既可节省能源，又能降低炉气温度，保护设备，使HCI吸收和洗涤能顺利进行。不用或用其它形式的浓缩器，不能达到这样的效果。
吸收塔5和洗涤塔6采用耐温耐酸PPH塑料制造，内部结构为常规结构。因为采用了性能稳定、效果好的预浓缩器3，使含HCI焙烧炉气温度降低，且稳定，有利于吸收和洗涤的顺利进行。PPH塑料的耐温耐酸性能，能够满足要求，特别是PPH的抗老化性能、良好的焊接性能及加工性能等，采用PPH制作吸收塔和洗涤塔是明智的选择。
吸收塔5是一个圆筒形塔，共分二层。其二层是喷洒层，由吸收塔给料泵按一定量通过喷嘴向塔内喷洒冲洗水。一层与二层中间部分为填料层，用填料环填实，二层喷下的冲洗水，在填料层与下部升上的酸气溶解成盐酸后落入下层。下层与填料层之间安装有隔离栅，使填料不会落入下层。在下层一侧有从预浓缩器送来的酸气管道口，使生成的再生酸流出塔送到储罐中去。
洗涤塔6为圆柱型，上部有通到厂房外的烟筒。洗涤塔分底部溶水池，中部填料层，上部喷洒层，顶部烟筒。底部溶水池是保证洗涤塔有一定的液位，以满足循环泵的正常工作。塔底层安装有吸收塔给料泵，供带有微量酸的冲洗水。底部液体在循环泵的作用下，将循环水(主要是冲洗水)送到顶部喷洒层，通过喷嘴再将循环水喷向填料层。在塔底层安装有液位计，液位在一定状态下，才能保证循环泵的正常运转。中部填料层充实填料环，使上部喷下的循环液体与下部上升的气体溶合，把气体中的残余酸气和粉尘送入底部，达到排出气体的净化和盐酸的再吸收。上部喷洒层上设有一个补水管道，按一定量对洗涤塔进行补水。
氧化铁粉仓2及与其连接的输送管道的磨损比较严重，易磨损部分采用专利产品一超硬合金复合耐磨钢板(专利号200320103335.3)制造效果极佳。高温浓缩酸管道工作条件要求高压高温，强腐蚀，经常损坏，采用专利产品一钢塑复合管及连接装置(专利号：ZL00200822.X  )效果好，可推广。管道及管件采用PPH或增强PP不仅效果好，且安装焊接方便。
给料泵42泵采用钢衬聚四氟乙烯衬里离心耐磨耐酸泵，对泵的要求一定要严格，必须保证工作可靠。钛风机4采用工业纯钛制造，除要求其有一定的风量、风压外，还必须有很好的抗腐蚀性，以保证工作稳定可靠。
本实用新型的控制***采用PLC自动调节，调节参数有煤气、空气、浓缩泵密度，钛风机流量压力、浓缩酸喷洒量等，整个控制***全部由电子计算机自动控制，智能化工作，生产出合格再生酸和高质量的副产品——氧化铁粉。
本实用新型还可设置控制***，该控制***包括控制器C、浓缩酸喷量控制阀21、燃气和空气流量控制阀22、预浓缩器液位显示表23、再生酸流量显示表24、温度传感器25和压力传感器26，浓缩酸喷量控制阀21安装在所述的焙烧炉1上部的浓缩酸入口上，燃气和空气流量控制阀22设在焙烧炉1燃烧器18的供气管道上，温度传感器25和压力传感器26安装在焙烧炉1的上部。预浓缩器液位显示表23安装在预浓缩器3的下端；再生酸流量显示表24安装在所述的吸收塔5的下端；所述的预浓缩器液位显示表23、再生酸流量显示表24和温度传感器25和压力传感器26分别与控制器C的输入端连接，浓缩酸喷量控制阀21、燃气和空气流量控制阀22以及所述的钛风机4控制模块分别与控制器C的输入端连接。控制器C可采用微机或可编程控制器PLC。
自动控制***的功能为：
焙烧炉炉顶温度和压力的控制：炉顶内温度传感器25和压力传感器26，将所测量温度值和压力值送入控制器C。控制器C根据该温度值和压力值调节燃气、空气流量控制阀22和钛风机流量和转速，使炉内保持设定的最佳温度和压力。
浓缩酸喷洒量的控制：焙烧炉1浓缩酸的喷洒量通过给料泵42将预浓缩器3的浓缩酸送至喷枪13，在至喷枪13的输送管道上安装有压力变送器30和流量变送器。通过控制器C，按所要求的喷洒量进行设定后，流量变送器29所测量流量值信号输入控制器C，控制器C根据设定值向给料泵42的变频器输入信号，从而改变给料泵的流量。

Claims (10)

1、一种盐酸再生装置，其特征在于：包括焙烧炉、预浓缩器、吸收塔、洗涤塔、钛风机和氧化铁粉仓，焙烧炉底端设有氧化铁粉出口和出料阀，该出口与氧化铁粉仓连接；所述的焙烧炉的气体出口与预浓缩器的气体入口连接，该预浓缩器的气体出口依次连接钛风机、吸收塔和洗涤塔；在所述的预浓缩器的两端还设有盐酸注入口和浓缩盐酸出口，后者与所述的焙烧炉的盐酸入口连接，在该盐酸入口内设有高雾化喷枪。
2、根据权利要求1所述的盐酸再生装置，其特征在于：所述的焙烧炉由炉体、燃烧器和所述的高雾化喷枪组成，该燃烧器采用耐酸材料、长焰大比例双调节燃烧器，安装在焙烧炉下部沿圆周切线方向，利用PLC自动调节燃烧器的煤气、空气、浓缩废酸喷洒量各参数；在所述的炉体的上部沿圆周竖向设置数个所述的高雾化喷枪，在每一该喷枪的上端设有提升装置。
3、根据权利要求2所述的盐酸再生装置，其特征在于：所述的焙烧炉顶温度控制在380℃～420℃，优选390℃～400℃；该焙烧炉的高径比H/D＝2.29～2.37，焙烧炉通过所述的钛风机的作用在负压状态下工作。
4、根据权利要求1所述的盐酸再生装置，其特征在于：所述的预浓缩器包括文丘里管和连接在其出口端的导流段，在该文丘里管的入口和导流段的出口分别设有锥形缩口；在所述的导流段内设有与所述的文丘里管内径基本等径的导流筒；在所述的入口和导流段侧面分别设有浓缩酸入口和炉气出口，在该浓缩酸入口内装有高雾化喷嘴；在所述的文丘里管的中心喉口设有碳化硅格栅；在所述的浓缩酸入口与导流段的出口之间连接有浓硫酸循环管道，在该循环管道串联有焙烧炉给料泵，该给料崩的入口还与废酸原料容器连接。
5、根据权利要求4所述的盐酸再生装置，其特征在于：所述的浓缩器的入口部分和文丘里管部分均采用四层防腐蚀材料复合而成，在上述的四防腐蚀材料的外侧设有高强度的钢壳；所述的导流段和出口采用二层防腐蚀材料复合而成，在上述的二层防腐蚀材料的外侧设有高强度的钢壳。
6、根据权利要求4所述的盐酸再生装置，其特征在于：所述的四层防腐蚀材料从内至外分别为碳化硅、砌筑的耐酸瓷砖；防腐隔热的耐酸填料和耐酸耐温的橡胶板；所述的二层防腐蚀材料从内至外依次是耐酸填料和耐酸橡胶板。
7、根据权利要求4所述的盐酸再生装置，其特征在于：所述的高雾化喷嘴采用耐酸耐温特制雾化喷嘴，在所述的入口侧面沿圆周均布数个喷嘴，其轴心与文丘里管轴心的安装角度优选为30°，喷嘴喷射角优选为60°。
8、根据权利要求4所述的盐酸再生装置，其特征在于：所述的给料泵采用钢衬聚四氟乙烯衬里离心耐酸泵。
9、根据权利要求1所述的盐酸再生装置，其特征在于：所述的吸收塔和洗涤塔采用耐温耐酸PPH塑料制造；所述的氧化铁粉仓、输铁粉管道采用耐磨材料，高温浓缩管道采用耐酸复合管道，酸管道采用增强PP或PPH材料的管道及管件。
10、根据权利要求1～9任何一项所述的盐酸再生装置，其特征在于：还包括控制***，该控制***包括控制器、浓缩酸喷量控制阀、燃气和空气流量控制阀、预浓缩器液位显示表、再生酸流量显示表、温度传感器和压力传感器，浓缩酸喷量控制阀安装在所述的焙烧炉上部的浓缩酸入口上，燃气和空气流量控制阀设在燃烧器的供气管道上，温度传感器和压力传感器安装在焙烧炉的上部；预浓缩器液位显示表安装在预浓缩器上；再生酸流量显示表安装在所述的吸收塔上；所述的预浓缩器液位显示表、再生酸流量显示表和温度传感器和压力传感器分别与控制器的输入端连接，浓缩酸喷量控制阀、燃气和空气流量控制阀以及所述的钛风机控制模块分别与控制器的输入端连接。
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