[发明专利]一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统和工艺

说明书

本发明提出了一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统和工艺，设置废酸洗涤塔，用于除去尾气中的Fe₂O₃粉尘，并对尾气进行降温，对废酸进行预升温，节省能耗；设置湿式电除尘器，尾气中的Fe₂O₃浓度确保低于10mg/Nm³，达到国家超低排放的标准；相比于丝网除雾器等机械式的除雾除尘设备，不会产生网孔堵塞的问题，能有效降低能耗，同时，也可以有效去除尾气中携带的微米级别液滴，实现尾气“消白”的功能。设置了文丘里洗涤器和急冷塔，可以实现在大幅降低新鲜脱盐水用量的前提下，大幅度提高尾气中HCl的去除率，确保将尾气HCl浓度控制在10mg/Nm³以内；通过控制急冷塔出口气体的温度来调节产生的冷凝液流量，确保急冷塔既能达到尾气降温的效果，又不产生任何废水。

技术领域

本发明涉及喷雾焙烧盐酸再生装置领域，尤其涉及一种用于喷雾焙烧盐酸再生装置的尾气净化系统和工艺。

背景技术

钢铁、机械加工、化工企业普遍采用盐酸除去钢件(钢卷、钢板、钢管等)表面的氧化铁锈，在盐酸处理钢件过程中发生的化学反应如下：

Fe₂O₃+6HCl＝2FeCl₃+3H₂O

FeO+2HCl＝FeCl₂+H₂O

因此，酸洗废液的主要成份是FeCl₂、FeCl₃溶液，目前，盐酸废液普遍采用喷雾焙烧工艺对废酸进行再生。

如图1所示，喷雾焙烧再生工艺原理是：废酸首先进入预浓缩器a2，在预浓缩器a2的“喉口”部位与焙烧炉a1产生的高温气体进行传质与传热，由于气液之间强烈的热交换，酸液中由于35％的H₂O由液态蒸发成气态而被浓缩，同时焙烧炉a1的高温气体提供H₂O的蒸发潜热而被降温。其中，预浓缩循环泵a8控制酸与焙烧炉a1产生的高温气体进行循环热交换。经预浓缩器a2浓缩后的废酸通过变频控制泵a7以喷雾形式注入焙烧炉a1内。

在焙烧炉a1中部切线方向设置了若干以燃气、助燃空气为介质的烧嘴，喷入的酸液在燃烧产生的高温气体环境下，在炉内发生下列分解反应：

2FeCl₂+2H₂O+1/2O₂＝Fe₂O₃↓+4HCl↑

2FeCl₃+3H₂O＝Fe₂O₃↓+6HCl↑

反应生成Fe₂O₃成颗粒状(微米级别)，由于颗粒自身的重力作用，Fe₂O₃落到焙烧炉a1的底部，通过焙烧炉a1底部设置的旋转阀，由专门的离心风机送入氧化铁粉仓进行储存。焙烧炉a1内产生的高温气体的主要成份是Fe₂O₃颗粒、水蒸气、HCl气体及燃烧废气，高温气体从焙烧炉a1顶部离开，经具备气固分离功能的旋风分离器处理后进入预浓缩器a2，对废酸进行预浓缩。预浓缩器a2不仅可以对焙烧炉a1产生的高温烟气降温，也可以除去烟气中携带的大量粉尘，是喷雾焙烧工艺的核心设备。

经预浓缩器a2降温及除尘后的气体由高温降低至100℃以下，经降温和除尘后的气体随后进入填料式吸收塔a3，吸收塔a3一般为气液逆流形式，吸收塔a3顶部采用喷嘴喷水，气体由吸收塔a3底部进入塔体，气体在通过装有填料的塔体的过程中与顶部喷淋的液体接触而形成再生酸(HCl溶液)，形成的再生酸流入再生酸罐进行储存。