[实用新型]从酸洗废酸再生系统中回收微细氧化铁粉的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及酸洗废酸再生技术领域，具体而言，涉及一种从酸洗废酸再生系统中回收微细氧化铁粉的装置以及酸洗废酸再生系统。

背景技术

奥地利鲁兹纳(RUTHNER)公司于20世纪70年代开出的冷轧酸洗废酸再生工艺是目前各大钢厂普遍采用的冷轧酸洗废酸再生技术。

该工艺所使用的酸洗废酸再生系统主要由依次连接的焙烧反应炉、旋风除尘器、预浓缩器、喷淋吸收塔、风机、中和洗涤塔组成。现结合上述这些设备对该工艺进行说明。

首先，经过预浓缩处理后的冷轧酸洗废酸被导入焙烧反应炉中进行酸液热解再生，废酸中的氯化亚铁和氯化铁在焙烧反应炉的550-650℃反应环境下按照下述方式分解：

4FeCl₂+4H₂O+O₂＝2Fe₂O₃+8HCl↑

2FeCl₃+3H₂O＝Fe₂O₃+6HCl↑

焙烧反应炉中，初生的氧化铁粉具有空心球体结构，粒径极小；这些氧化铁粉在焙烧反应炉中随上升气流向上，遇到滴落的酸液抱和，逐渐长大沉降。沉降到炉底的氧化铁粉粒径为1-100微米，此后从焙烧反应炉输出最终得以回收。

焙烧反应炉反应过程中产生的大量气态物中绝大部分为气态氯化氢。该气态物中夹杂着粒径较小因而不容易沉降的氧化铁粉从焙烧反应炉流出并进入旋风除尘器进行气固分离。从旋风除尘器输出的已除尘气体被导向预浓缩器；而通过旋风除尘器分离出的氧化铁粉则返回焙烧反应炉以便在焙烧反应炉中进一步长大而沉降。

预浓缩器是该酸洗废酸再生系统的重要设备。其作用一是对旋风除尘器输出的温度仍较高的已除尘气体进行降温，带走气体中的大量热量，以便后续通过喷淋吸收塔吸收氯化氢形成要求浓度的再生酸；二是对该气体进行进一步的除尘；三是利用该气体的热量将预浓缩器中喷淋出的废酸中的大量水分蒸发，从而使废酸被预浓缩，而这些被预浓缩的废酸将作为焙烧反应炉的原料从而提高焙烧反应炉中废酸的有效反应浓度。

从结构上看，现有的预浓缩器具有高温气体输入端、低温气体输出端、待浓缩酸液输入端以及酸液输出端，所述酸液输出端通过一回流结构与待浓缩酸液输入端连接。其中，高温气体输入端与待浓缩酸液输入端均位于预浓缩器的顶部，酸液输出端位于预浓缩器的底部，低温气体输出端位于预浓缩器的侧部，在预浓缩器中位于预浓缩器的顶部与底部之间具有一个文氏管结构。

预浓缩器的工作原理为：从旋风除尘器输出的温度较高的已除尘气体从高温气体输入端进入预浓缩器，同时，待浓缩酸液也从待浓缩酸液输入端进入该预浓缩器并喷淋于气体上形成气液混合物，气液混合物从文氏管结构的上端向文氏管结构的下端运动，这个过程中气体的温度下降且待浓缩酸液中的水分大量蒸发，最后，降温后的氯化氢气体以及大量水蒸汽从低温气体输出端输出，浓缩后的酸液从酸液输出端输出。浓缩后的酸液可以通过回流通道回流至待浓缩酸液输入端从而进行循环喷淋。

从预浓缩器的低温气体输出端输出的气体温度约为80℃。这些气体进入喷淋吸收塔后，被吸收液吸收其中的氯化氢气体形成一定浓度的再生酸。

喷淋吸收塔排出的气体在风机的驱动下进入中和洗涤塔以吸收少量剩余氯化氢气体和氯气，中和洗涤塔的尾气可直接排放。

本实用新型的实用新型人发现：上述冷轧酸洗废酸再生工艺中，由于旋风除尘器并不能去除粒径较小的氧化铁粉，主要是粒径小于1微米、呈悬浮态的氧化铁粉(属于微细氧化铁粉)，这些氧化铁粉将随着气体进入预浓缩器并在预浓缩器中与氯化氢发生逆反应生成氯化亚铁和氯化铁，从而消耗掉焙烧反应炉通过高能耗热解产生的部分氧化铁粉和氯化氢气体，而形成总氯提高70％左右、总铁提升50％左右的预浓缩酸液，这些新增总氯总铁随着预浓缩酸液又返回焙烧反应炉再次参与热解反应。可见，焙烧反应炉与预浓缩器之间存在着部分物料反复发生热解-降温逆反应吸收-再热解的循环，造成了系统运行过程中的无用消耗。此外，一些微细氧化铁粉在喷淋吸收塔中进入再生酸，降低了再生酸的品质；另外还有一些微细氧化铁粉最终外排，也会造成了一定程度的大气污染。