一种用于废酸液回收处理的蒸发浓缩回用工艺的制作方法

1.本发明涉及废酸回收技术领域，具体是涉及一种用于废酸液回收处理的蒸发浓缩回用工艺。


背景技术：

2.工业酸是重要的无机化工原料，应用领域众多，除了钛白粉、芳烃硝化、染料、石油加工、钢铁酸洗、纤维工业等重点行业产生废酸外，其它许多化工产品生产时也都有废酸产生，而且非常分散。据中国硫酸工业协会估计，2017年中国废硫酸产生量达9613万吨，但除钛白粉、石油加工、钢铁酸洗企业废酸(均可作为工艺过程酸)产量较大外，其它行业单个企业的废酸量都不大，年产废酸量在1万吨以上企业极少，大部分企业年产废酸量为百吨至千吨级。另外，根据中国化工经济技术发展中心统计，2017年我国硝酸产量277万吨，表观消费量达280万吨。硝酸作为硝酸盐和硝酸酯的必需原料，被用来制取一系列硝酸盐类氮肥，如硝酸铵、硝酸钾等，也用来制取硝酸酯类或含硝基的炸药。除此之外，根据中石化联合会统计，2017年我国盐酸产量787万吨，主要用于酸洗钢材和制备化合物。
3.目前我国废酸处理典型处置技术主要有化学沉淀、资源化再生和综合利用三种手段。化学沉淀法主要有中和沉淀法和硫化物沉淀法。我国将近40％废酸通过简单的中和沉淀法处置。目前废酸资源化再生工艺主要包括蒸发浓缩/高温焙烧法回收酸工艺、冷冻结晶法回收酸工艺、以及膜浓缩回收酸工艺等，各种工艺路线适用于不同的生产行业产生的废无机酸，并且有着各自的优缺点。综合利用包括制备净水剂、制备锡产品和制备磷肥等。
4.酸碱中和沉淀法是指采用加入碱性物质处理酸性废水，加入酸性物质处理碱性废水，让两者中和后，加以过滤可将废水基本净化。典型的废无机酸中和系统采用药剂为碳酸钠、氢氧化钠、石灰石或石灰。该方法最大的优点就是简单易行，且方法适用性较强，可处理多种体系的废酸。但针对一些络合能力较强的金属离子，如镍离子、铜离子等，单纯的中和很难将这些金属离子全部去除，这些金属离子仍会以部分络合水溶性的络合离子溶解再中和后的废水中，影响下一步的处理过程。此外，中和产生的大量污泥或盐类，也加大了后续处理的难度。如使用石灰(氢氧化钙)作为碱去中和，其中的钙离子会和硫酸根、磷酸根等结合生产大量的污泥，由于这些污泥纯度较低，直接使用的可能性较小，这就需要大量的场地对这些污泥进行填埋处理，不仅会有后续的环境污染可能性，而且处置费用也十分高昂。
5.因此需要一种经济环保且成本较低的一种废酸回收再利用工艺。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于废酸液回收处理的蒸发浓缩回用工艺。
7.本发明的技术方案是：一种用于废酸液回收处理的蒸发浓缩回用工艺，包括以下步骤：
8.s1、废酸加热：
9.将废酸收集后，通入沉淀池经沉淀后去除杂质，然后再通入热交换器中进行加热，经过热交换器加热的后的废酸通入气液分离装置中，进行气液分离，得到酸雾和初级酸液；
10.s2、静电除酸雾：
11.将步骤s1中的得到的酸雾经过高压静电装置，使酸雾沉积在电极处，进而对酸雾进行净化，并收集沉积在电极处的液体酸雾，将沉积后的液体酸雾作为废酸再次返回至步骤s1进行处理；
12.s3、初级酸液冷却及压滤：
13.将步骤s1中的得到的初级酸液进行自然冷却后通入压滤机中进行压滤处理，压滤处理后得到二级酸液和酸液沉淀物；
14.s4、蒸发浓缩：
15.将二级酸液通入三效蒸发器进行蒸发浓缩，得到三级酸液；
16.s5、熟化压滤
17.将三级酸液进行熟化处理得到熟化后的酸液，熟化处理完成后再将熟化后的酸液通入冷却结晶罐中进行冷却结晶，冷却结晶完成后将酸液通入压滤机中进行压滤，压滤后得到硫酸亚铁析出晶体和回收酸液。
18.进一步地，所述步骤s4中的三效蒸发器的平均温度为80-90℃，每个蒸发器的蒸发时长为1-2h，蒸发速度快，蒸发效率高。
19.进一步地，所述步骤s4中的三效蒸发器的第一蒸发器、第二蒸发器、第三蒸发器的依次连通，从各个蒸发器中蒸发出的蒸汽经过高压静电装置后形成的冷凝液作为二级酸液再次进入第一蒸发器中进行蒸发，将蒸汽中的酸雾进行净化后，气体排出，冷凝后的酸液回收。
20.进一步地，所述步骤s1中，废酸加满沉淀池后计时，静置时长为1-2天，静置后可有效去除废酸中的不容杂质。
21.进一步地，步骤s1中，废酸在所述沉淀池静置完成后，抽取上层清液通入热交换器中，下层浊液进入压滤机中进行压滤，压滤完成后再次进入沉淀池与新的废酸进行二次沉淀，经过压滤机过滤后的废酸，去除了里面的不容杂质，然后再次进行沉淀。
22.进一步地，步骤s3中，所述压滤机采用隔膜压滤机，压滤机的功率为15-20kw，这样的压滤机压滤效果好，压滤效率高。
23.进一步地，所述步骤s5中的冷却结晶罐的冷却温度为-6～0℃，冷却结晶罐中设有搅拌机，搅拌机转速为60-70r/min，搅拌至三级酸液不再有新的结晶出现，冷却结晶完成，再冷却罐中会析出硫酸亚铁晶体，回收硫酸亚铁晶体，得到浓酸液。
24.进一步地，所述步骤s3中的自然冷却为：冷却至初级酸液温度为15-20℃，自然冷却完成，自然冷却成本较低。
25.进一步地，步骤s2中，所述高压静电装置的电场内的过风面为酸雾风量的的2倍，电场的输出直流电压为1-2万伏，净化酸雾效果好。
26.进一步地，步骤s1中，所述热交换器的热源为回转窑的尾气，将回转窑的尾气通过管道通入热交换器与废酸进行热传递，回转窑的尾气流速为2-3l/min，废酸液体流速为0.5-1l/min，废酸液体管径与尾气管径相同，通过与回转窑尾气热量交换，降低废酸加热的成本。
27.本发明的有益效果是：
28.本发明采用结晶法利用结晶沉淀的方式将废硫酸中的有机或无机杂质去除。可以有效去除硫酸亚铁等杂质，去除效果较好，且处理后的废硫酸可返回钢材酸性工序循环利用。可得到质量分数为80％～85％的浓硫酸，不仅能对废酸进行回收再利用，也可对收集的硫酸亚铁结晶体进行回收再利用。
具体实施方式
29.实施例1：
30.一种用于废酸液回收处理的蒸发浓缩回用工艺，包括以下步骤：
31.s1、废酸加热：
32.将废酸收集后，通入沉淀池经沉淀后去除杂质，然后再通入热交换器中进行加热，经过热交换器加热的后的废酸通入气液分离装置中，进行气液分离，得到酸雾和初级酸液；
33.s2、静电除酸雾：
34.将步骤s1中的得到的酸雾经过高压静电装置，使酸雾沉积在电极处，进而对酸雾进行净化，并收集沉积在电极处的液体酸雾，将沉积后的液体酸雾作为废酸再次返回至步骤s1进行处理；
35.s3、初级酸液冷却及压滤：
36.将步骤s1中的得到的初级酸液进行自然冷却后通入压滤机中进行压滤处理，压滤处理后得到二级酸液和酸液沉淀物；
37.s4、蒸发浓缩：
38.将二级酸液通入三效蒸发器进行蒸发浓缩，得到三级酸液；
39.s5、熟化压滤
40.将三级酸液进行熟化处理得到熟化后的酸液，熟化处理完成后再将熟化后的酸液通入冷却结晶罐中进行冷却结晶，冷却结晶完成后将酸液通入压滤机中进行压滤，压滤后得到硫酸亚铁析出晶体和回收酸液。
41.步骤s4中的三效蒸发器的平均温度为80℃，每个蒸发器的蒸发时长为1h，蒸发速度快，蒸发效率高。
42.步骤s4中的三效蒸发器的第一蒸发器、第二蒸发器、第三蒸发器的依次连通，从各个蒸发器中蒸发出的蒸汽经过高压静电装置后形成的冷凝液作为二级酸液再次进入第一蒸发器中进行蒸发，将蒸汽中的酸雾进行净化后，气体排出，冷凝后的酸液回收。
43.步骤s1中，废酸加满沉淀池后计时，静置时长为1天，静置后可有效去除废酸中的不容杂质。
44.步骤s1中，废酸在沉淀池静置完成后，抽取上层清液通入热交换器中，下层浊液进入压滤机中进行压滤，压滤完成后再次进入沉淀池与新的废酸进行二次沉淀，经过压滤机过滤后的废酸，去除了里面的不容杂质，然后再次进行沉淀。
45.步骤s3中，压滤机采用隔膜压滤机，压滤机的功率为15kw，这样的压滤机压滤效果好，压滤效率高。
46.步骤s5中的冷却结晶罐的冷却温度为-6℃，冷却结晶罐中设有搅拌机，搅拌机转速为60r/min，搅拌至三级酸液不再有新的结晶出现，冷却结晶完成，再冷却罐中会析出硫
酸亚铁晶体，回收硫酸亚铁晶体，得到浓酸液。
47.步骤s3中的自然冷却为：冷却至初级酸液温度为15℃，自然冷却完成，自然冷却成本较低。
48.步骤s2中，高压静电装置的电场内的过风面为酸雾风量的的2倍，电场的输出直流电压为1万伏，净化酸雾效果好。
49.步骤s1中，热交换器的热源为回转窑的尾气，将回转窑的尾气通过管道通入热交换器与废酸进行热传递，回转窑的尾气流速为2l/min，废酸液体流速为0.5l/min，废酸液体管径与尾气管径相同，通过与回转窑尾气热量交换，降低废酸加热的成本。
50.实施例2：
51.一种用于废酸液回收处理的蒸发浓缩回用工艺，包括以下步骤：
52.s1、废酸加热：
53.将废酸收集后，通入沉淀池经沉淀后去除杂质，然后再通入热交换器中进行加热，经过热交换器加热的后的废酸通入气液分离装置中，进行气液分离，得到酸雾和初级酸液；
54.s2、静电除酸雾：
55.将步骤s1中的得到的酸雾经过高压静电装置，使酸雾沉积在电极处，进而对酸雾进行净化，并收集沉积在电极处的液体酸雾，将沉积后的液体酸雾作为废酸再次返回至步骤s1进行处理；
56.s3、初级酸液冷却及压滤：
57.将步骤s1中的得到的初级酸液进行自然冷却后通入压滤机中进行压滤处理，压滤处理后得到二级酸液和酸液沉淀物；
58.s4、蒸发浓缩：
59.将二级酸液通入三效蒸发器进行蒸发浓缩，得到三级酸液；
60.s5、熟化压滤
61.将三级酸液进行熟化处理得到熟化后的酸液，熟化处理完成后再将熟化后的酸液通入冷却结晶罐中进行冷却结晶，冷却结晶完成后将酸液通入压滤机中进行压滤，压滤后得到硫酸亚铁析出晶体和回收酸液。
62.步骤s4中的三效蒸发器的平均温度为85℃，每个蒸发器的蒸发时长为1.5h，蒸发速度快，蒸发效率高。
63.步骤s4中的三效蒸发器的第一蒸发器、第二蒸发器、第三蒸发器的依次连通，从各个蒸发器中蒸发出的蒸汽经过高压静电装置后形成的冷凝液作为二级酸液再次进入第一蒸发器中进行蒸发，将蒸汽中的酸雾进行净化后，气体排出，冷凝后的酸液回收。
64.步骤s1中，废酸加满沉淀池后计时，静置时长为1.5天，静置后可有效去除废酸中的不容杂质。
65.步骤s1中，废酸在沉淀池静置完成后，抽取上层清液通入热交换器中，下层浊液进入压滤机中进行压滤，压滤完成后再次进入沉淀池与新的废酸进行二次沉淀，经过压滤机过滤后的废酸，去除了里面的不容杂质，然后再次进行沉淀。
66.步骤s3中，压滤机采用隔膜压滤机，压滤机的功率为18kw，这样的压滤机压滤效果好，压滤效率高。
67.步骤s5中的冷却结晶罐的冷却温度为-4℃，冷却结晶罐中设有搅拌机，搅拌机转
速为65r/min，搅拌至三级酸液不再有新的结晶出现，冷却结晶完成，再冷却罐中会析出硫酸亚铁晶体，回收硫酸亚铁晶体，得到浓酸液。
68.步骤s3中的自然冷却为：冷却至初级酸液温度为18℃，自然冷却完成，自然冷却成本较低。
69.步骤s2中，高压静电装置的电场内的过风面为酸雾风量的的2倍，电场的输出直流电压为1.5万伏，净化酸雾效果好。
70.步骤s1中，热交换器的热源为回转窑的尾气，将回转窑的尾气通过管道通入热交换器与废酸进行热传递，回转窑的尾气流速为2.5l/min，废酸液体流速为0.8l/min，废酸液体管径与尾气管径相同，通过与回转窑尾气热量交换，降低废酸加热的成本。
71.实施例3：
72.一种用于废酸液回收处理的蒸发浓缩回用工艺，包括以下步骤：
73.s1、废酸加热：
74.将废酸收集后，通入沉淀池经沉淀后去除杂质，然后再通入热交换器中进行加热，经过热交换器加热的后的废酸通入气液分离装置中，进行气液分离，得到酸雾和初级酸液；
75.s2、静电除酸雾：
76.将步骤s1中的得到的酸雾经过高压静电装置，使酸雾沉积在电极处，进而对酸雾进行净化，并收集沉积在电极处的液体酸雾，将沉积后的液体酸雾作为废酸再次返回至步骤s1进行处理；
77.s3、初级酸液冷却及压滤：
78.将步骤s1中的得到的初级酸液进行自然冷却后通入压滤机中进行压滤处理，压滤处理后得到二级酸液和酸液沉淀物；
79.s4、蒸发浓缩：
80.将二级酸液通入三效蒸发器进行蒸发浓缩，得到三级酸液；
81.s5、熟化压滤
82.将三级酸液进行熟化处理得到熟化后的酸液，熟化处理完成后再将熟化后的酸液通入冷却结晶罐中进行冷却结晶，冷却结晶完成后将酸液通入压滤机中进行压滤，压滤后得到硫酸亚铁析出晶体和回收酸液。
83.步骤s4中的三效蒸发器的平均温度为90℃，每个蒸发器的蒸发时长为2h，蒸发速度快，蒸发效率高。
84.步骤s4中的三效蒸发器的第一蒸发器、第二蒸发器、第三蒸发器的依次连通，从各个蒸发器中蒸发出的蒸汽经过高压静电装置后形成的冷凝液作为二级酸液再次进入第一蒸发器中进行蒸发，将蒸汽中的酸雾进行净化后，气体排出，冷凝后的酸液回收。
85.步骤s1中，废酸加满沉淀池后计时，静置时长为2天，静置后可有效去除废酸中的不容杂质。
86.步骤s1中，废酸在沉淀池静置完成后，抽取上层清液通入热交换器中，下层浊液进入压滤机中进行压滤，压滤完成后再次进入沉淀池与新的废酸进行二次沉淀，经过压滤机过滤后的废酸，去除了里面的不容杂质，然后再次进行沉淀。
87.步骤s3中，压滤机采用隔膜压滤机，压滤机的功率为20kw，这样的压滤机压滤效果好，压滤效率高。
88.步骤s5中的冷却结晶罐的冷却温度为0℃，冷却结晶罐中设有搅拌机，搅拌机转速为70r/min，搅拌至三级酸液不再有新的结晶出现，冷却结晶完成，再冷却罐中会析出硫酸亚铁晶体，回收硫酸亚铁晶体，得到浓酸液。
89.步骤s3中的自然冷却为：冷却至初级酸液温度为20℃，自然冷却完成，自然冷却成本较低。
90.步骤s2中，高压静电装置的电场内的过风面为酸雾风量的的2倍，电场的输出直流电压为2万伏，净化酸雾效果好。
91.步骤s1中，热交换器的热源为回转窑的尾气，将回转窑的尾气通过管道通入热交换器与废酸进行热传递，回转窑的尾气流速为3l/min，废酸液体流速为1l/min，废酸液体管径与尾气管径相同，通过与回转窑尾气热量交换，降低废酸加热的成本。
92.对比实施例1-实施例3，实施例3所回收的废酸纯度更高，效果最好，因此实施例3为最佳实施例。