盐酸酸洗废液中提炼回收盐酸的方法及装置.pdf

本发明涉及盐酸酸洗废液处理技术领域，特别是公开了一种从盐酸酸洗废液中提炼回收盐酸的方法，本发明还公开了实现该回收盐酸方法的装置，该方法包括：废酸储罐中的盐酸酸洗废液经过滤器过滤后送至真空蒸发器，再将真空蒸发器中的盐酸酸洗废液从真空蒸发器的底部通过循环泵输送至加热器进行加热，加热后的盐酸酸洗废液再回至真空蒸发器，进行强制循环真空蒸发；真空蒸发器的顶部通过管道将混合蒸汽送入冷凝器进行冷凝，通过真空泵打入回用酸储罐进行储存；真空蒸发器的底部的浓缩液利用循环泵输送至离心过滤机，进行离心分离，得到氯化亚铁晶体，离心分离后母液回流至废酸储罐。本发明可在低温下实现盐酸的蒸发，节约了热能，保证了生产成本的降低。

1、  一种盐酸酸洗废液中提炼回收盐酸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一：废酸储罐中的盐酸酸洗废液经过滤器过滤后送至真空蒸发器，再将真空蒸发器中的盐酸酸洗废液从真空蒸发器的底部通过循环泵输送至加热器进行加热，加热后的盐酸酸洗废液再回至真空蒸发器，进行强制循环加热；
步骤二：真空蒸发器的顶部通过管道将混合蒸汽送入冷凝器进行冷凝，通过真空泵打入回用酸储罐进行储存；
步骤三：真空蒸发器的底部的浓缩液利用循环泵输送至离心过滤机，进行离心分离，得到氯化亚铁晶体，离心分离后母液回流至废酸储罐。

2、  根据权利要求1所述的盐酸酸洗废液中提炼回收盐酸的方法，其特征是：蒸发器内绝对压力7～9KPa，蒸发温度控制在30～60℃。

3、  实现权利要求1所述方法所使用的装置，包括废酸储罐、过滤器、真空蒸发器、加热器、冷凝器、回用酸储罐、离心过滤机与压缩机，其特征是：废酸储罐的出口端通过管道连接过滤器的进口端，过滤器的出口端通过管道连接真空蒸发器的侧壁第一进口端，真空蒸发器的顶部出口端通过管道连接冷凝器的料液进口端，冷凝器的料液出口端通过管道及管道上的真空泵连接回用酸储罐。真空蒸发器的底部出口端通过管道及管道上的循环泵连接加热器的料液进口端，加热器的料液出口端通过管道连接侧壁第二进口端。冷凝器的冷媒出口端通过管道连接压缩机的进口端，压缩机的出口端通过管道连接加热器的冷媒进口端，加热器的冷媒出口端通过管道连接冷凝器的冷媒进口端。真空蒸发器的底部出口端与连接冷凝器的料液进口端之间管路上通过管道连接离心过滤机的进口端，离心过滤机的出口端通过管道连接废酸储罐的进口端。

盐酸酸洗废液中提炼回收盐酸的方法及装置
技术领域
本发明涉及盐酸酸洗废液处理技术领域，特别是公开了一种从盐酸酸洗废液中提炼回收盐酸的方法，本发明还公开了实现该回收盐酸方法的装置。
背景技术
为了改善钢材表面结构，以利于进行加工处理，工业上常利用强酸对钢材表面进行化学清洗，以去除氧化锈蚀层。当酸洗进行到一定程度时，洗液中酸浓度降低，金属离子浓度增高，酸洗速率减慢。此时需更换新酸以维持合适的酸洗速度，因此即产生老化的废酸液。由于盐酸比较而言费用较便宜，酸洗效果较好，因此被广泛应用于酸洗领域中。据不完全统计，我国酸洗行业及配套酸洗车间多达上万家，每年对应报废的盐酸多达几百万吨，这些废盐酸如不加以处理直接排放，不仅将对环境造成严重的污染，而且也是一种极大的资源浪费。
目前，国内的众多企业对盐酸酸洗废液通常采用加碱中和法处理，即向废酸液中投加碱性物质，提高其pH值，酸液得到中和的同时使其中的重金属离子与氢氧根结合沉淀，再进行固液分离除去，从而最终达到使废酸液达标排放的目的。这种方法简单易行，因此被很多排污企业所接受。但是这种方法将含有盐酸及金属离子等宝贵资源的废酸液当作“废物”处理后排放，远未能达到保护环境及回收资源的目的。并且由于每中和1mol氢离子就需要1mol氢氧根离子，再加上这些废盐酸中含有亚铁离子，而要将这些亚铁离子沉淀除去，又需要大量的碱，因此要处理这些酸洗废液碱的消耗量将非常巨大，并且采用加碱中和法处理酸洗废液时容易因添加药剂的不足或过量而造成二次污染。
而对于废盐酸的回收，目前国内外主要有以下几种方法：
1、高温焙烧法。高温焙烧法是将废酸在高温条件下氧化分解亚铁盐，并将水蒸发，得到氧化铁和再生酸的方法。这种方法处理量大，且盐酸回收率较彻底，但投资大，运行费用高，要求管理水平高，仅适合大型的企业使用。
2、离子交换法。离子交换法是利用某些离子交换树脂可从废酸液中吸收酸而排除金属盐的功能来实现酸与盐分离的一种方法。这种方法的优点是可常温处理，能耗低，工艺流程短，但回收盐酸的浓度偏低，回收率较差，需添加较多的浓盐酸才能再次使用。
3、电解渗析法。电解渗析法的原理是使废酸进入扩散渗析器，利用离子交换膜的选择透过性和分子筛作用，使游离酸不断由废酸相进入水相，从而得到回收。残液进入电解槽，在电场作用下使铁离子还原为纯铁，氯离子与氢离子重新结合为盐酸。这种方法优点是设备简单，回收效率较高，但电能消耗较大。
因此，针对以上问题，众多中小型钢铁企业迫切希望能有一种投资和运行成本低，又可以回收盐酸再利用的处理方法和装置问世，不仅可以解决大量盐酸酸洗废液的处理处置问题，而且可以产生回收资源所带来的经济效益。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种可解决钢铁清洗时产生的大量盐酸废液的处理处置问题、可快速回收投资的设备成本的盐酸酸洗废液中提炼回收盐酸的方法。
本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的装置。
按照本发明提供的技术方案，所述盐酸酸洗废液中提炼回收盐酸的方法包括如下步骤：
步骤一：废酸储罐中的盐酸酸洗废液经过滤器过滤后送至真空蒸发器，再将真空蒸发器中的盐酸酸洗废液从真空蒸发器的底部通过循环泵输送至加热器进行加热，加热后的盐酸酸洗废液再回至真空蒸发器，进行强制循环加热；
步骤二：真空蒸发器的顶部通过管道将混合蒸汽送入冷凝器进行冷凝，通过真空泵打入回用酸储罐进行储存；
步骤三：真空蒸发器的底部的浓缩液利用循环泵输送至离心过滤机，进行离心分离，得到氯化亚铁晶体，离心分离后母液回流至废酸储罐。
蒸发器内绝对压力7～9KPa，蒸发温度控制在30～60℃。
实现上述的方法所使用的装置，包括废酸储罐、过滤器、真空蒸发器、加热器、冷凝器、回用酸储罐、离心过滤机与压缩机，废酸储罐的出口端通过管道连接过滤器的进口端，过滤器的出口端通过管道连接真空蒸发器的侧壁第一进口端，真空蒸发器的顶部出口端通过管道连接冷凝器的料液进口端，冷凝器的料液出口端通过管道及管道上的真空泵连接回用酸储罐。真空蒸发器的底部出口端通过管道及管道上的循环泵连接加热器的料液进口端，加热器的料液出口端通过管道连接侧壁第二进口端。冷凝器的冷媒出口端通过管道连接压缩机的进口端，压缩机的出口端通过管道连接加热器的冷媒进口端，加热器的冷媒出口端通过管道连接冷凝器的冷媒进口端。真空蒸发器的底部出口端与连接冷凝器的料液进口端之间管路上通过管道连接离心过滤机的进口端，离心过滤机的出口端通过管道连接废酸储罐的进口端。
本发明的优点在于：
1、可在低温下实现盐酸的蒸发，大大节约了热能，在实现产品提炼回收的同时保证了生产成本的降低。
2、盐酸回收浓度高，可占原废酸质量分数的90％以上。
3、分离得到的氯化亚铁可作为高附加值的化工原料出售或再利用。
4、整个处理过程不产生废弃物，可真正实现废盐酸的循环利用。
附图说明
图1为本发明的处理流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
盐酸酸洗线产生的酸洗废液进入废酸储罐1，通过废酸泵输送至过滤器2，经过滤器过滤后，进入由真空蒸发器3、加热器4和冷凝器5组成的循环蒸发系统。废酸料液经强制循环泵进入加热器4，与加热器4中的冷媒介质发生热交换，达到一定的蒸发温度后，回到真空蒸发器3，在真空蒸发器3内的真空状态下，水和盐酸得到蒸发，经真空蒸发器3顶部的除沫器进行液气分离后，进入冷凝器5，进行热交换后冷却为液体稀盐酸，再通过喷射真空泵进入回用酸储罐6，输送回酸洗线进行回用。
随着盐酸酸洗废液在真空蒸发器3中的不断蒸发浓缩，废液中的氯化亚铁得到浓缩结晶，浓缩液通过循环泵输送至离心过滤机7进行离心过滤，实现氯化亚铁晶体与母液的分离。离心后的氯化亚铁晶体8可作为化工原料外售，母液通过管道回至废酸储罐1中，进入下一个循环处理流程。
加热器4、冷凝器5及压缩机9组成热泵循环系统，用以完成对料液的加热及盐酸蒸汽的冷凝。图1中虚线部分为热泵工作流体即冷媒的工作流程。首先，冷媒进入压缩机9，进行压缩和加热，成为气态，然后进入加热器4，与待加热料液进行热交换，盐酸酸洗废液得到加热，冷媒则得到冷却，再进入冷凝器5，与盐酸蒸汽进行热交换，使前者冷凝成为液态的稀盐酸，同时热交换后的冷媒再回到压缩机9，完成热泵循环。
回用酸储罐6中冷凝所得的盐酸经适当配酸后，直接回到酸洗生产线回用，副产品氯化亚铁晶体8可外售生产高效水处理药剂、铁系颜料、印染的媒染剂等高附加值的化工产品。本发明整个系统可实现无外排放，基本零污染，并且使盐酸酸洗废液得到回收处理的同时节约了能源。
本发明中的冷凝器实为一换热器，其主要目的为通过热交换使气态盐酸冷却为液态。