专利名称：硫酸酸洗废液在线再生的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于环保领域，涉及钢铁酸洗，尤其是钢铁企业硫酸酸洗废液在线再生
装置。
背景技术：
由于现今钢铁企业广泛使用硫酸作为钢材酸洗介质，由此产生的废液多经一般 中和处理后排入江河，而这是水域较为严重的污染源之一，同时也是资源的浪费。
随着人们环保意识的提高，循环经济的发展，如能将这些废酸有效回收再生利 用，生产有用的化工产品，不但可以减少环境污染，同时可以减少资源的浪费，符合节 能减排理念，有利于国计民生。因此，有必要对钢铁酸洗后废酸进行再利用以满足经济 及环境要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硫酸酸洗废液在线再生的方法及装置，使硫酸废液 在在线再生过程中，工艺过程短、设备投资少；动力消耗小、运行费用低；无"三废" 排放，大大降低了对环境的污染；操作方便，劳动强度低；占地面积小。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是
—种硫酸酸洗废液在线再生的方法，其包括以下步骤 1)向酸洗后的低浓度废酸液中加入一定量的浓硫酸，调节到酸洗所需要的酸浓 度； 2)加入冷却液对步骤1)中所得的酸洗液进行急冷，使其迅速降温至-5 -15°C ， 析出硫酸亚铁； 3)将步骤2)中所得溶液通过固液分离设备进行固液分离，生成再生酸经换热升 温后送入酸洗系统循环使用。 步骤1)中通过耐蚀定量泵连续配酸，并采用耐蚀材料制造的静态混合器进行连 续地混合均匀获得酸洗所需酸浓度的酸洗液。 实现所述的硫酸酸洗废液在线再生的方法的装置，其包括配酸系统、换热系 统、结晶系统、分离系统，配酸系统将废酸及浓酸配成所需浓度的酸液，输送至与其相 连的换热系统经由换热系统换热降温，结晶系统与换热系统相连将酸液中的晶体析出， 通过分离系统分离析出晶体及酸液，将酸液送入换热系统再利用。 所述配酸系统包括废酸输入泵、浓酸输入泵、静态混合器，废酸输入泵及浓酸 输入泵通过耐蚀管道连接至静态混合器。 所述换热系统包括水-酸板式换热器、酸-酸板式换热器、急冷系统，水-酸板 式换热器一端与配酸系统的输出端相连，另一端与酸-酸板式换热器相连，酸-酸板式换 热器的另一端则连接至结晶系统，急冷系统对结晶系统降温。 所述结晶系统包括结晶器、养晶器，结晶器一端与酸-酸板式换热器相连，另一端则与养晶器相连，养晶器的另一端与分离系统相连。 所述分离系统包括混酸抽出泵、固液分离器、真空暂存罐、再生酸泵，混酸抽 出泵与结晶系统相连将废酸液抽出并输送到固液分离设备进行固液分离，固液分离器带 有水环式真空泵进行真空抽滤，将分离出来的再生酸在真空暂存罐内暂存后，由再生酸 泵送入换热系统再利用。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点 l.本装置采用集成在一个机架内，大大降低了钢铁企业酸洗废液进行在线再生 处理的难度； 2.本装置对酸洗废液采用连续再生处理，充分利用了物料的热量，降低了能源 消耗。
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明装置实施例的主视图。
图3为本发明装置实施例的俯视图。
具体实施例方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。 本发明是废硫酸通过加入一定量的浓酸，调节到能够正常酸洗所需要的酸浓 度，实现冷冻结晶析出硫酸亚铁晶体得到固体产品和母液继续用于生产酸洗工艺中的一 个废硫酸连续再生过程的一体化装置。 如图l所示的流程图，本发明硫酸酸洗废液在线再生的工艺主要包括以下三个 基本过程 一是对硫酸废液的配酸过程，二是急冷降温结晶过程，三是固液分离回收过 程。 1.配酸就是通过废酸输入泵1及浓酸输入泵2向低浓度的废酸液中加入一定量的 浓硫酸，并调节到酸洗所需要的酸浓度16% 20%，该过程包括通过耐蚀定量泵连续配 酸，然后通过耐蚀材料制造的静态混合器3进行连续地混合均匀两个具体步骤，经取样 检测达到所需浓度即可。该过程的目的是通过提高混合液中游离酸浓度，即使完成后的 再生酸浓度达到酸洗工艺要求，又使废酸液中硫酸亚铁溶解度降低，促使硫酸亚铁晶体 析出的机会； 2.由于配酸过程是个放热过程，混合后的酸液温度提高了3(TC左右，在进入结 晶器和养晶器前，必须依次通过通过水-酸板式换热器4、酸-酸板式换热器5冷却，然 后进入结晶器6析出晶体，在养晶器7中，小的晶体慢慢形成稍大并且均匀的晶体，便 于下一步分离。在结晶养晶过程中通过急冷系统8经冷却液对其进行急冷，使其迅速降 温至-5 -15t:，以降低硫酸亚铁溶解度，目的是使硫酸亚铁晶体在最经济的条件下充分 析出。本发明装置在这一过程中摒弃了传统工艺中使用的笨重易损的石墨换热器，代之 以耐蚀合金制造的板式换热器和特殊设计的制冷剂直冷装置，使装置的总体体积大大縮 小，并且能够装在一个整体机架内，实现大大縮短废硫酸再生过程、方便运输、使企业 易于接受的目的。并且在这一过程中，采用了经优化设计的换热流程，充分利用了固液分离后生成的低温再生酸的冷量，降低了装置的能源消耗，达到降低运行成本的目的。
3.当结晶和养晶过程达到工艺规定温度(-5 -15°C )和1小时的养晶时间后，由 混酸抽出泵9将废酸液输送到固液分离设备10进行固液分离的过程，固液分离设备10采 用由水环式真空泵13进行真空抽滤的工作原理，生成再生酸在真空暂存罐11暂存后由再 生酸泵12经换热升温后送入酸洗系统循环使用，分离出的硫酸亚铁晶体则装袋作为化工 原料销售。 本发明的硫酸酸洗废液在线再生一体化装置，如图2、图3所示，废酸输入泵l 及浓酸输入泵2通过耐蚀管道连接至静态混合器3，静态混合器3可以将废酸输入泵1输 出的5%的废酸和浓酸输入泵2输出的98%的浓酸均匀混合，使其达到所需的酸浓度，例 如20%的酸夜。经静态混合器3调配的酸液，通过管道依次流入水-酸板式换热器4、 酸-酸板式换热器5，酸-酸板式换热器5在通过管道依次连接结晶器6、养晶器7，结晶 器6附近设有急冷系统8，通过急冷系统8(压縮机)产生的冷媒降低结晶器6和养晶器7 的温度，使物料达到设定的温度。养晶器7连接有混酸抽出泵9，用于将混有硫酸亚铁 结晶的混酸输送到与混酸抽出泵9相连的固液分离器10，水环式真空泵13为固液分离器 的附带设备，使其操作所必需的。由水环式真空泵13进行真空抽滤后生成再生酸在真空 暂存罐11暂存后由再生酸泵12输出至酸-酸板式换热器5，利用其低温冷却待结晶的混 酸，以降低能耗。固液分离器10分离出的硫酸亚铁晶体则装袋作为化工原料销售。
本发明装置采用集成化设计，将各单机设备高度集成化，縮减各单机设备占用 的空间。本发明装置中所采用的单机设备全部是化工行业标准定型设备或采用耐蚀材料 制造的非标成熟技术设备。本发明装置在处理酸洗废酸液过程中仅仅消耗一些电能和冷 却水，经本装置再生处理得到的再生酸直接可以进酸洗工段使用，副产品则是用途广泛 的化工产品，不产生额外的固、液态废弃物，符合国家的环保和循环经济理念。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发 明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明 的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的 实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本 发明的保护范围之内。
权利要求
一种硫酸酸洗废液在线再生的方法，其特征在于其包括以下步骤1)向酸洗后的低浓度废酸液中加入一定量的浓硫酸，调节到酸洗所需要的酸浓度；2)加入冷却液对步骤1)中所得的酸洗液进行急冷，使其迅速降温至-5～-15℃，析出硫酸亚铁；3)将步骤2)中所得溶液通过固液分离设备进行固液分离，生成再生酸经换热升温后送入酸洗系统循环使用。
2. 如权利要求1所述的硫酸酸洗废液在线再生的方法，其特征在于步骤1)中通过 耐蚀定量泵连续配酸，并采用耐蚀材料制造的静态混合器进行连续地混合均匀获得酸洗 所需酸浓度的酸洗液。
3. 实现权利要求1所述的硫酸酸洗废液在线再生的方法的装置，其特征在于其包 括配酸系统、换热系统、结晶系统、分离系统，配酸系统将废酸及浓酸配成所需浓度的 酸液，输送至与其相连的换热系统经由换热系统换热降温，结晶系统与换热系统相连将 酸液中的晶体析出，通过分离系统分离析出晶体及酸液，将酸液送入换热系统再利用。
4. 如权利要求3所述的硫酸酸洗废液在线再生的装置，其特征在于所述配酸系统 包括废酸输入泵、浓酸输入泵、静态混合器，废酸输入泵及浓酸输入泵通过耐蚀管道连 接至静态混合器。
5. 如权利要求3所述的硫酸酸洗废液在线再生的装置，其特征在于所述换热系统 包括水-酸板式换热器、酸-酸板式换热器、急冷系统，水-酸板式换热器一端与配酸系 统的输出端相连，另一端与酸-酸板式换热器相连，酸-酸板式换热器的另一端则连接至 结晶系统，急冷系统对结晶系统降温。
6. 如权利要求3所述的硫酸酸洗废液在线再生的装置，其特征在于所述结晶系统 包括结晶器、养晶器，结晶器一端与酸-酸板式换热器相连，另一端则与养晶器相连，养 晶器的另一端与分离系统相连。
7. 如权利要求3所述的硫酸酸洗废液在线再生的装置，其特征在于所述分离系 统包括混酸抽出泵、固液分离器、真空暂存罐、再生酸泵，混酸抽出泵与结晶系统相连 将废酸液抽出并输送到固液分离设备进行固液分离，固液分离器带有水环式真空泵进行 真空抽滤，将分离出来的再生酸在真空暂存罐内暂存后，由再生酸泵送入换热系统再利 用。
全文摘要
一种硫酸酸洗废液在线再生的方法及装置，其方法主要是，1)向酸洗后的低浓度废酸液中加入一定量的浓硫酸，调节到酸洗所需要的酸浓度；2)加入冷却液对步骤1)中所得的酸洗液进行急冷，使其迅速降温至-5～-15℃，析出硫酸亚铁；3)将步骤2)中所得溶液通过固液分离设备进行固液分离，生成再生酸经换热升温后送入酸洗系统循环使用。该装置配酸系统将废酸及浓酸配成所需浓度的酸液，输送至与其相连的换热系统换热降温，结晶系统与换热系统相连析出酸液中晶体，通过分离系统分离晶体及酸液，将酸液送入换热系统再利用。本发明的工艺过程短、设备投资少；动力消耗小、运行费用低；无“三废”排放，大大降低对环境的污染。
文档编号C23G1/00GK101691663SQ200910195518
公开日2010年4月7日 申请日期2009年9月11日 优先权日2009年9月11日
发明者孙宇, 尹磊, 张 杰, 毛燕芳, 潘荣幸, 程炜, 范建伟, 董雪岭, 赵奇, 郑伟, 陈云思 申请人:同济大学;上海同济科蓝环保设备工程有限公司