钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法及其装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法，包括以下步骤：步骤一，收集并过滤酸洗线上酸洗液并输送至汽液分离器；步骤二，加药装置向汽液分离器加入乙二酸；步骤三，将混合液在汽液分离器和耐酸耐高温的加热蒸发装置间强制循环，形成酸蒸汽和含有乙二酸亚铁结晶的过饱和溶液，酸蒸汽输送至酸洗线上；步骤四，结晶罐将乙二酸亚铁析出并输送至第二过滤装置；步骤五，第二过滤装置过滤乙二酸亚铁晶体；步骤六，重复上述步骤。本发明利用乙二酸将经过酸洗后的低浓度盐酸转化为可循环利用的高浓度盐酸，再次输送至酸洗线上，同时由于乙二酸与氯化亚铁的反应，生成乙二酸亚铁，乙二酸亚铁还能用作于锂电池的原材料等，节约成本并创收。
【专利说明】
钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法及其装置
技术领域
[0001]本发明涉及钢材酸洗的技术领域，特别涉及一种钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法及其装置。
【背景技术】
[0002]热乳厂生产的热乳带钢板卷，是乳制和卷取的，带钢表面在相应的条件下生成的氧化铁皮，能够很牢固地覆盖在带钢的表面上，并掩盖着带钢表面的缺陷。氧化铁皮在冷乳时会损坏乳辊表面，导致带钢表面产生缺陷，所以带钢在冷乳前，必须经过酸洗去除对冷乳有害的原料钢卷表面上的氧化皮。
[0003]目前全国拥有为数众多的冷乳带钢、酸洗带钢、钢管、钢丝等生产线，其产品在深加工过程中都需要对其表面进行酸洗以去除表面的氧化铁皮。酸洗的主要作用是借助于机械和化学的作用，利用盐酸等酸洗液，把从热连乳厂来的带钢钢卷表面氧化铁皮及污垢去掉，使带钢具有洁净并有活性的表面，以保证所生产的钢材的表面质量。
[0004]钢材进行酸洗时，盐酸进行一次酸性后，形成含有氯化亚铁的混合液，再次进行酸洗，直至混合液中的H+浓度下降，无法进行酸洗形成废酸。得到废酸无法直接排放，为了回收和利用这些废酸液和氯化亚铁，需要较大的投资来建设相应的回收和处理设备。我国废酸的排放量非常巨大，中小型企业绝大多数都沒有投产废酸再生装置，产生的废酸多是花钱交由废酸处理公司去处理，但其成本非常高，在利益的驱使下，很多企业都是偷偷排放，一旦发生直接排放的情况，就会对环境造成严重污染。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决上述问题，而提供一种钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法及其装置。
[0006]本发明所采取的技术方案是:
本发明的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法，包括以下步骤:
步骤一，收集酸洗线上含有氯化亚铁和盐酸的酸洗液，并输送至第一过滤装置将其中固体杂质滤出，然后将酸洗液输送至汽液分离器；
步骤二，加药装置向汽液分离器加入乙二酸，使乙二酸与酸洗液在汽液分离器内通过搅拌混合充分反应；
步骤三，将混合液在汽液分离器和耐酸耐高温的加热蒸发装置间强制循环，使酸洗液中的盐酸和混合液中反应生成的盐酸不断蒸发，形成含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液，然后将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液输送至结晶罐，并将蒸发过程中产生的酸蒸汽直接输送至酸洗线上；
步骤四，结晶罐对含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液进行降温冷却，使过饱和溶液中的乙二酸亚铁晶体进一步析出，然后将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液输送至第二过滤装置； 步骤五，第二过滤装置将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液中的乙二酸亚铁晶体滤出，然后将母液输送回汽液分离器；
步骤六，汽液分离器将母液与步骤一得到的酸洗液和步骤二中加入的乙二酸混合反应再次参与蒸发循环，重复步骤三至五步骤，直至停止步骤一中的从酸洗线上收集的酸洗液。
[0007]所述的步骤一中，将第一过滤装置过滤后的酸洗液，先输送至测量称进行称重，用于控制加药装置向汽液分离器加入的乙二酸含量，再输送至汽液分离器。
[0008]所述的步骤三中，将步骤二的酸洗液中的氯化亚铁与乙二酸进行反应生成的含有乙二酸亚铁和盐酸的混合液利用循环栗输送至耐酸耐高温的加热蒸发装置，耐酸耐高温的加热蒸发装置进行加热，使反应生成的盐酸与酸洗液中的盐酸蒸发形成酸蒸汽，然后将混合液和酸蒸汽输送回汽液分离器，如此循环，直至盐酸被蒸发到使混合液中有乙二酸亚铁结晶析出的程度。
[0009]所述的步骤三中，将蒸发过程中产生的酸蒸汽，还通过真空喷射装置输送至酸洗线上。
[0010]所述的步骤四中，结晶罐连通有多个第二过滤装置，结晶罐将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液分别依次输送至多个的第二过滤装置内，使结晶罐与至少一个呈未使用状态的第二过滤装置相连通。
[0011]本发明的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用装置，包括与酸洗线连通的第一过滤装置，第一过滤装置的出口连通有汽液分离器的进料口，容纳有乙二酸的加药装置还与汽液分离器的加药口连通，汽液分离器的出料口连通有结晶罐的进料口，结晶罐的出料口还分别连通有多个第二过滤装置，第二过滤装置的出口与汽液分离器的返料口连通，汽液分离器的酸蒸汽出口与酸洗线连通。
[0012]所述的第一过滤装置的出口还与测量称或耐酸耐高温的电磁流量计相连，所述的测量称或耐酸耐高温的电磁流量计与汽液分离器的进料口连通。
[0013]所述的汽液分离器的出液口连通耐酸耐高温的加热蒸发装置的入口，所述的耐酸耐高温的加热蒸发装置的出口还连通汽液分离器的回液口；所述的耐酸耐高温的加热蒸发装置采用石墨蒸发器、氟塑料蒸发器或MVR蒸发器。
[0014]所述的汽液分离器的酸蒸汽出口还与真空喷射装置的入口连通，真空喷射装置的出口再与酸洗线连通。
[0015]所述的第二过滤装置采用板框压滤机或离心分离机过滤。
[0016]本发明具有的优点和积极效果是:
本发明能够将在线的经过酸洗后的溶液，利用乙二酸，将溶液中的低浓度盐酸转化为可循环利用的高浓度盐酸，酸洗液本身需要加热，本发明产生的高温盐酸蒸汽直接输送至酸洗线上，不再消耗额外能源，节约成本，减少能耗。同时由于乙二酸与氯化亚铁的反应，还能去除酸洗液中影响酸洗效率的氯化亚铁，提高酸洗效率，生成的乙二酸亚铁既用作于锂电池的正电极磷酸铁锂的原材料，又能用作照相显影剂和制药工业，产生新材料，节能并创收，更具有经济效果，本发明使酸洗工艺无废酸产生、实现零排放、减少二次污染，免去废酸处理成本和换酸成本，避免了废酸偷排，保护环境。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构示意图。
[0018]其中:
1:酸洗线2:第一过滤装置
3:汽液分离器4:加药装置 5:耐酸耐高温的加热蒸发装置6:结晶罐
7:真空喷射装置8:第二过滤装置 9:测量称或电磁流量计。
【具体实施方式】
[0019]以下参照附图及实施例对本发明的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法及其装置进行详细的说明。
[0020]如图1所示，本发明的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法，包括以下步骤: 步骤一，收集酸洗线I上含有氯化亚铁和盐酸的酸洗液，并输送至第一过滤装置2将其中固体杂质滤出，然后将酸洗液输送至汽液分离器3;
步骤二，加药装置4向汽液分离器3加入乙二酸，使乙二酸与酸洗液在汽液分离器3内通过搅拌混合充分反应；
步骤三，将混合液在汽液分离器3和耐酸耐高温的加热蒸发装置5间强制循环，使酸洗液中的盐酸和混合液中反应生成的盐酸不断蒸发，形成含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液，然后将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液输送至结晶罐6，并将蒸发过程中产生的酸蒸汽直接输送至酸洗线I上；
步骤四，结晶罐6对含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液进行降温冷却，使过饱和溶液中的乙二酸亚铁晶体进一步析出，然后将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液输送至第二过滤装置8;
步骤五，第二过滤装置8将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液中的乙二酸亚铁晶体滤出，然后将母液输送回汽液分离器3;
步骤六，汽液分离器3将母液与步骤一得到的酸洗液和步骤二中加入的乙二酸混合反应再次参与蒸发循环，重复步骤三至五步骤，直至停止步骤一中的从酸洗线I上收集的酸洗液。
[0021]所述的步骤一中，将第一过滤装置2过滤后的酸洗液，先输送至测量称9进行称重，用于控制加药装置4向汽液分离器3加入的乙二酸含量，再输送至汽液分离器3。
[0022]所述的步骤三中，将步骤二的酸洗液中的氯化亚铁与乙二酸进行反应生成的含有乙二酸亚铁和盐酸的混合液，化学方程式H2C204+FeCl2=FeC204+2HCl，利用循环栗输送至耐酸耐高温的加热蒸发装置5，耐酸耐高温的加热蒸发装置5进行加热，使反应生成的盐酸蒸发形成酸蒸汽，然后将混合液和酸蒸汽输送回汽液分离器3，如此循环，直至盐酸被蒸发到使混合液中有乙二酸亚铁晶体析出的程度。
[0023]所述的步骤三中，将蒸发过程中产生的酸蒸汽，还通过真空喷射装置7输送至酸洗线I上。
[0024]所述的步骤四中，结晶罐6连通有多个第二过滤装置8，结晶罐6将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液分别依次输送至多个的第二过滤装置8内，使结晶罐6与至少一个呈未使用状态的第二过滤装置8相连通。
[0025]本发明的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用装置，包括与酸洗线I连通的第一过滤装置2，第一过滤装置2的出口连通有汽液分离器3的进料口，容纳有乙二酸的加药装置4还与汽液分离器3的加药口连通，汽液分离器3的出料口连通有结晶罐6的进料口，结晶罐6的出料口还分别连通有多个第二过滤装置8，第二过滤装置8的出口与汽液分离器3的返料口连通，汽液分离器3的酸蒸汽出口与酸洗线I连通。
[0026]所述的第一过滤装置2的出口还与测量称或耐酸耐高温的电磁流量计9相连，所述的测量称或耐酸耐高温的电磁流量计9与汽液分离器3的进料口连通。
[0027]所述的汽液分离器3的出液口连通耐酸耐高温的加热蒸发装置5的入口，所述的耐酸耐高温的加热蒸发装置5的出口还连通汽液分离器3的回液口；所述的耐酸耐高温的加热蒸发装置5采用石墨蒸发器、氟塑料蒸发器或MVR蒸发器。同时，并不仅限于石墨蒸发器、氟塑料蒸发器或MVR蒸发器这三种装置，还可使用同一领域内的相同功能的其他装置。
[0028]所述的汽液分离器3的酸蒸汽出口还与真空喷射装置7的入口连通，真空喷射装置7的出口再与酸洗线I连通。
[0029]所述的第二过滤装置8采用板框压滤机或离心分离机过滤。同时，并不仅限于板框压滤机或离心分离机这两种装置，还可使用同一领域内的相同功能的其他装置。
[0030]本发明在工作时，打开阀门利用耐酸栗，收集酸洗线I上的酸洗液，并输送至第一过滤装置2，第一过滤装置2将其中固体杂质滤出，然后经第一过滤装置2的出口并通过阀门，将酸洗液先输送至测量称或耐酸耐高温的电磁流量计9进行称重，用于控制加药装置4向汽液分离器3加入的乙二酸含量，再打开阀门利用耐酸栗，使测量称或耐酸耐高温的电磁流量计9将酸洗液输送至汽液分离器3的进料口；酸洗液送至汽液分离器3后，加药装置4根据测量称或耐酸耐高温的电磁流量计9对酸洗液的称重结果，从汽液分离器3的加药口向内加入乙二酸，使乙二酸与酸洗液在汽液分离器3内通过搅拌混合，进行充分反应，即氯化亚铁与乙二酸进行反应生成的乙二酸亚铁和盐酸的混合液，化学方程式H2C204+FeC12 =FeC204+2HClo
[0031 ]利用循环栗将汽液分离器3内的混合液和酸洗液中的盐酸，在汽液分离器3和石墨蒸发器、氟塑料蒸发器或MVR蒸发器等耐酸耐高温的加热蒸发装置5间强制循环，使汽液分离器3将混合液和酸洗液中的盐酸从出液口输送至耐酸耐高温的加热蒸发装置5的入口，耐酸耐高温的加热蒸发装置5进行加热，使反应生成的盐酸和酸洗液中的盐酸蒸发形成酸蒸汽，再将混合液和酸蒸汽从耐酸耐高温的加热蒸发装置5的出口输送回汽液分离器3的回液口，如此循环，由于本发明为在线循环，盐酸持续蒸发，分离器里的盐酸会维持在一个相对较低的浓度，可直至盐酸被蒸发到使混合液中有乙二酸亚铁结晶析出的程度;然后打开阀门将含有乙二酸亚铁的过饱和溶液从汽液分离器3的出料口输送至结晶罐6的进料口，并将蒸发过程中产生的酸蒸汽从汽液分离器3的酸蒸汽出口直接输送至酸洗线I上，或者先输送至真空喷射装置7的入口内，打开阀门利用耐酸栗，使真空喷射装置7从出口将酸蒸汽输送至酸洗线I上。
[0032]结晶罐6对含有乙二酸亚铁的过饱和溶液进行降温冷却，使过饱和溶液的溶解度下降，便于乙二酸亚铁晶体进一步析出，然后打开阀门利用耐酸栗，使结晶罐6将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液通过出料口输送至板框压滤机或离心分离机过滤等第二过滤装置8。
[0033]由于结晶罐6连通有多个第二过滤装置8，结晶罐6可将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液分别依次输送至多个的第二过滤装置8内。例如，结晶罐3可将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液输送至第η个第二过滤装置8，直至第η个第二过滤装置8的容量到达饱和后，结晶罐3再将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液输送至第η+1个第二过滤装置8，直至第η+1个第二过滤装置8的容量同样到达饱和后，结晶罐3可选择将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液输送回第η个第二过滤装置8或输送至第η+2个第二过滤装置8，保证η大于等于I，如此类推，使结晶罐3与至少一个呈未使用状态的第二过滤装置8相连通。
【主权项】
1.一种钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法，包括以下步骤: 步骤一，收集酸洗线上含有氯化亚铁和盐酸的酸洗液，并输送至第一过滤装置将其中固体杂质滤出，然后将酸洗液输送至汽液分离器； 步骤二，加药装置向汽液分离器加入乙二酸，使乙二酸与酸洗液在汽液分离器内通过搅拌混合充分反应； 步骤三，将混合液在汽液分离器和耐酸耐高温的加热蒸发装置间强制循环，使酸洗液中的盐酸和混合液中反应生成的盐酸不断蒸发，形成含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液，然后将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液输送至结晶罐，并将蒸发过程中产生的酸蒸汽直接输送至酸洗线上； 步骤四，结晶罐对含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液进行降温冷却，使过饱和溶液中的乙二酸亚铁晶体进一步析出，然后将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液输送至第二过滤装置； 步骤五，第二过滤装置将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液中的乙二酸亚铁晶体滤出，然后将母液输送回汽液分离器； 步骤六，汽液分离器将母液与步骤一得到的酸洗液和步骤二中加入的乙二酸混合反应再次参与蒸发循环，重复步骤三至五步骤，直至停止步骤一中的从酸洗线上收集的酸洗液。2.根据权利要求1所述的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法，其特征在于:所述的步骤一中，将第一过滤装置过滤后的酸洗液，先输送至测量称进行称重，用于控制加药装置向汽液分离器加入的乙二酸含量，再输送至汽液分离器。3.根据权利要求1所述的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法，其特征在于:所述的步骤三中，将步骤二的酸洗液中的氯化亚铁与乙二酸进行反应生成的含有乙二酸亚铁和盐酸的混合液利用循环栗输送至耐酸耐高温的加热蒸发装置，耐酸耐高温的加热蒸发装置进行加热，使反应生成的盐酸与酸洗液中的盐酸蒸发形成酸蒸汽，然后将混合液和酸蒸汽输送回汽液分离器，如此循环，直至盐酸被蒸发到使混合液中有乙二酸亚铁结晶析出的程度。4.根据权利要求1所述的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法，其特征在于:所述的步骤三中，将蒸发过程中产生的酸蒸汽，还通过真空喷射装置输送至酸洗线上。5.根据权利要求1所述的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用方法，其特征在于:所述的步骤四中，结晶罐连通有多个第二过滤装置，结晶罐将含有乙二酸亚铁晶体的过饱和溶液分别依次输送至多个的第二过滤装置内，使结晶罐与至少一个呈未使用状态的第二过滤装置相连通。6.—种钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用装置，其特征在于:包括与酸洗线连通的第一过滤装置，第一过滤装置的出口连通有汽液分离器的进料口，容纳有乙二酸的加药装置还与汽液分离器的加药口连通，汽液分离器的出料口连通有结晶罐的进料口，结晶罐的出料口还分别连通有多个第二过滤装置，第二过滤装置的出口与汽液分离器的返料口连通，汽液分离器的酸蒸汽出口与酸洗线连通。7.根据权利要求6所述的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用装置，其特征在于:所述的第一过滤装置的出口还与测量称或耐酸耐高温的电磁流量计相连，所述的测量称或耐酸耐高温的电磁流量计与汽液分离器的进料口连通。8.根据权利要求6所述的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用装置，其特征在于:所述的汽液分离器的出液口连通耐酸耐高温的加热蒸发装置的入口，所述的耐酸耐高温的加热蒸发装置的出口还连通汽液分离器的回液口；所述的耐酸耐高温的加热蒸发装置采用石墨蒸发器、氟塑料蒸发器或MVR蒸发器。9.根据权利要求6所述的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用装置，其特征在于:所述的汽液分离器的酸蒸汽出口还与真空喷射装置的入口连通，真空喷射装置的出口再与酸洗线连通。10.根据权利要求6所述的钢材酸洗线上的在线盐酸循环利用装置，其特征在于:所述的第二过滤装置采用板框压滤机或离心分离机过滤。
【文档编号】C23G3/02GK106086914SQ201610716447
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月25日
【发明人】郝聿铭
【申请人】天津市润杰创新环保科技股份公司