一种烟气冷却的盐酸再生装置及工艺的制作方法

本发明涉及一种盐酸回收利用处理工艺，尤其涉及一种烟气冷却的盐酸再生装置及工艺，适用于冷轧酸洗、化工、湿法冶金、钛白粉等行业产生的盐酸废液再生处理。

背景技术：

盐酸是一种重要的工业生产用品，在钢铁行业冷轧机组、制管行业酸洗段、化工行业的酸浸系统、蚀刻行业等均会用到。盐酸废液耗量较大时，一般采用可以回收再生利用的喷雾焙烧法和流化床法。该两种处理方法原理相同，即为：在焙烧炉(或其他焙烧设备)高温区域喷入浓缩后的废酸液体，经过化学热处理后，高温焙烧烟气经过文丘里预浓缩器(或者他设备)进行降温，烟气温度降温至90～95℃，且含有较高浓度的hcl和粉尘。常规烟气处理工艺流程为：经过降温后的焙烧烟气+吸收塔+废气风机+脱氯塔+洗涤塔。但该工艺在国内某些企业经常出现粉尘及hcl污染物排放超标的情况，而且吸收塔后的酸雾对废气风机的叶轮腐蚀较为严重。此外，随着民众环保意识的增强，看到工厂的烟囱冒出的“白汽”会给他们一种感观或者心理上的不悦感。

国内也有一些单位在尝试着进行烟气冷却方面的研究，但大都是采用石墨换热器对烟气进行换热降温，这些工艺从短期看在一定程度上可以达到降低烟气温度的效果，但烟气中含有一定量的氧化铁粉粉尘，长期运行会造成石墨换热器内部换热孔被铁粉堵塞，严重影响了换热器的换热效果。此外，气体进入换热器内的换热效率相对较低，往往需要的换热面积较大，设备价格较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种烟气冷却的盐酸再生装置及工艺，用于处理及冷却喷雾焙烧法或者流化床法盐酸再生反应后的烟气，并使得烟气中污染物浓度达到较低的浓度，排放烟气温度可达到45-50℃左右，排放至大气中的水蒸气含量低，污染物含量极少，且无明显的“白汽”。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种烟气冷却的盐酸再生装置，包括沿烟气流通方向依次设置的吸收塔、第一级洗涤塔、喷淋冷却塔、废气风机、第一级气液分离器、第二级洗涤塔、第二级气液分离器和烟囱，所述喷淋冷却塔为内部无填料的空塔，所述喷淋冷却塔的循环液管路上安装有第一换热器，第一换热器连接有循环冷却水管路。

按上述技术方案，所述第一级洗涤塔的循环液管路上安装有第一循环泵，所述第一循环泵的出口侧管路上连接有第一回流支路，所述第一回流支路与一收集罐连接，所述收集罐通过第四回流支路与所述吸收塔的喷淋层连接。

按上述技术方案，所述喷淋冷却塔的循环液管路上安装有第二循环泵，所述第二循环泵的出口侧管路上连接有第二回流支路，所述第二回流支路与所述第一级洗涤塔的收集池连接。

按上述技术方案，所述第二级洗涤塔的循环液管路上安装有第三循环泵，所述第三循环泵的出口侧管路上连接有第三回流支路，所述第三回流支路与所述喷淋冷却塔的收集池连接。

按上述技术方案，所述第二级洗涤塔的循环液管路上安装有第二换热器，第二换热器连接有循环冷却水管路。

按上述技术方案，所述第一换热器和第二换热器均为石墨换热器或者由耐盐酸腐蚀的金属材料制成的换热器。

按上述技术方案，所述第一级洗涤塔为带有文丘里喉口其无填料的文丘里洗涤塔，所述第二级洗涤塔的气流方向为自下而上方向，所述第二级气液分离器为布置于第二级洗涤塔顶部的竖直液滴分离器。

按上述技术方案，所述第一级气液分离器为水平液滴分离器，

相应的，本发明还提供一种烟气冷却的盐酸再生工艺，该工艺采用上述烟气冷却的盐酸再生装置，包括以下步骤：启动该装置，先用脱盐水补充至第二级洗涤塔中，再依次向第二级洗涤塔、喷淋冷却塔、第一级洗涤塔和吸收塔的喷淋层通循环液；吸收塔对进入其内的93℃～96℃的烟气进行酸雾吸收，经过吸收塔处理后烟气温度降至85℃～87℃后进入第一级洗涤塔，以去除烟气中的粉尘颗粒和酸雾，且使烟气温度降低至83℃～85℃，经第一级洗涤塔处理的烟气进入喷淋冷却塔，使烟气温度降低至50～55℃，且降低烟气中的饱和蒸汽含量、hcl浓度以及铁粉颗粒物含量，经喷淋冷却塔处理后的烟气经废气风机送入第一级气液分离器进行第一次气液分离后进入第二级洗涤塔，经第二级洗涤塔净化和降温处理的烟气进入第二级气液分离器进行第二次气液分离，处理后的烟气温度降至45℃～50℃后经烟囱排至大气中。

按上述技术方案，在烟气进入吸收塔前，先用脱盐水补充至第二级洗涤塔中，待塔内液位达到设定值后，启动第三循环泵，通过第三回流支路给喷淋冷却塔补水，待喷淋冷却塔内的液位达到设定值后，启动第二循环泵，通过第二回流支路给第一级洗涤塔补水，待第一级洗涤塔内的液位达到设定值后，启动第一循环泵，通过第一回流支路给收集罐补水，将收集罐内的液体输送至吸收塔的喷淋层。

本发明产生的有益效果是：本发明通过在第一级洗涤塔与废气风机之间增设喷淋冷却塔，该喷淋冷却塔内部无填料，因此具有较大的内部循环流量，可以对烟气进行快速降温并降低烟气中的饱和蒸汽含量和hcl浓度，减少酸雾液滴随着高温蒸汽被带出，使得后续进入废气风机的气体质量、气量均大幅减少，不仅节省了废气风机造价，而且减轻了hcl对风机叶轮的腐蚀，延长叶轮使用寿命避免；同时在喷淋冷却塔和第二级洗涤塔的循环液管路上安装换热器，可以对与烟气换热后升温的循环液进行冷却，将热量移走，降低循环水的温度，以保证喷淋冷却塔和第二级洗涤塔对烟气的冷却效果，从而可以降低烟气中的饱和蒸汽含量，降低了烟气中hcl和铁粉粉尘浓度，达到理想的烟气出口温度。与现有技术中换热器直接与烟气换热相比，本发明用换热器对循环液进行换热，提高了换热器的换热效率，而且避免了烟气管道换热器受到铁粉堵塞换热器孔道的风险。

经本发明处理后最终排放的烟气温度可以达到45～50℃，且降温后的烟气中水蒸气含量也会大幅降低，从而降低了烟囱中被水蒸气带出的hcl和铁粉粉尘浓度，减小了烟囱污染物排放浓度，不仅可以达到较为优良的排放指标，而且烟气温度降低后消除了烟囱中“白汽”，避免了“白汽”对民众的心理上造成的不悦感；另外，经过喷淋冷却塔处理烟气温度降低，会产生大量冷凝水，节约了用水。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图。

图中：1-吸收塔、2-第一级洗涤塔、3-喷淋冷却塔、4-废气风机、5-第一级气液分离器、6-第二级洗涤塔、7-第二级气液分离器、8-烟囱、9-第四循环泵、10-收集罐、11-第一循环泵、12-第二循环泵、13-第一换热器、14-第三循环泵、15-第二换热器、16-第一回流支路、17-第二回流支路、18-第三回流支路、19-第四回流支路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种烟气冷却的盐酸再生装置，包括沿烟气流通方向依次设置的吸收塔1、第一级洗涤塔2、喷淋冷却塔3、废气风机4、第一级气液分离器5、第二级洗涤塔6、第二级气液分离器7和烟囱8，喷淋冷却塔3为内部无填料的空塔，喷淋冷却塔3的循环液管路上分别安装有第一换热器13，第一换热器13连接有循环冷却水管路进行热交换，冷却后的循环液通过喷嘴喷淋至塔内，在塔内与逆流的烟气进行换热，从而降低了烟囱排出的烟气温度(可降至40-50℃)。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，第一级洗涤塔2的循环液管路上安装有第一循环泵11，第一循环泵11的出口侧管路上连接有第一回流支路16，第一回流支路16与一收集罐10连接，收集罐10通过第四回流支路19与吸收塔1的喷淋层连接；喷淋冷却塔3的循环液管路上安装有第二循环泵12，第二循环泵12的出口侧管路上连接有第二回流支路17，第二回流支路17与第一级洗涤塔2的收集池连接；第二级洗涤塔6的循环液管路上安装有第三循环泵14，第三循环泵14的出口侧管路上连接有第三回流支路18，第三回流支路18与喷淋冷却塔3的收集池连接。本实施例中，除第二级洗涤塔6需要补充脱盐水以外，其余塔器补水均由后一级塔器泵支路向前一级塔器补水，这样可以避免因塔器循环液体中hcl浓度过高而造成酸雾吸收效果下降，达到很好的环保要求，同时，也可以综合利用补充水，达到节约用水的目的。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，第二级洗涤塔6的循环液管路上安装有第二换热器15，第二换热器15连接有循环冷却水管路，以进一步加大对烟气的冷却效果。优选的，第一换热器13和第二换热器15均为石墨换热器或者由耐盐酸腐蚀的金属材料制成的换热器。本发明在具体应用时，可以根据具体情况选择只开启第一换热器对进入喷淋冷却塔3内的循环液进行换热，或同时开启第一换热器和第二换热器对进入喷淋冷却塔3和第二级洗涤塔6内的循环液进行换热，以使得最终烟囱排放的烟气温度达到45℃～50℃。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，第一级洗涤塔2为带有文丘里喉口其无填料的文丘里洗涤塔，第二级洗涤塔6的气流方向为自下而上方向，第二级气液分离器7为布置于第二级洗涤塔6顶部的竖直液滴分离器，第一级气液分离器5为水平液滴分离器。

相应的，本发明还提供一种烟气冷却的盐酸再生工艺，如图1所示，该工艺采用上述烟气冷却的盐酸再生装置，包括以下步骤：启动该装置，先用脱盐水补充至第二级洗涤塔6中，再依次向第二级洗涤塔6、喷淋冷却塔3、第一级洗涤塔2和吸收塔1的喷淋层通循环液，吸收塔1对进入其内的93℃～96℃的烟气进行酸雾吸收，经过吸收塔1处理后烟气温度降至85℃～87℃后进入第一级洗涤塔2，以去除烟气中的粉尘颗粒和酸雾，且使烟气温度降低至83℃～85℃，经第一级洗涤塔2处理的烟气进入喷淋冷却塔3，使烟气温度降低至50～55℃，且降低烟气中的饱和蒸汽含量、hcl浓度以及铁粉颗粒物含量，经喷淋冷却塔3处理后的烟气经废气风机4送入第一级气液分离器5进行第一次气液分离后进入第二级洗涤塔6，经第二级洗涤塔6净化和降温处理的烟气进入第二级气液分离器7进行第二次气液分离，处理后的烟气温度降至45℃～50℃后经烟囱8排至大气中。在本发明的优选实施例中，如图1所示，在烟气进入吸收塔1前，先用脱盐水补充至第二级洗涤塔6中，待塔内液位达到设定值后，启动第三循环泵14，通过第三回流支路18给喷淋冷却塔3补水，待喷淋冷却塔3内的液位达到设定值后，启动第二循环泵12，通过第二回流支路17给第一级洗涤塔2补水，待第一级洗涤塔2内的液位达到设定值后，启动第一循环泵11，通过第一回流支路16给收集罐10补水，将收集罐10内的液体输送至吸收塔1的喷淋层。

本发明在具体应用时，如图1所示，高温烟气首先进入吸收塔1进行处理(与传统工艺相同)，经过吸收塔1处理后的烟气(85-87℃)进入文丘里洗涤塔，与循环液一起高速通过文丘里洗涤塔喉口，在此过程中循环液体可对烟气中残留的hcl吸收和除去部分烟气中的粉尘颗粒，经文丘里洗涤塔处理后的烟气温度会降低2-3℃(83-85℃)，随后烟气进入喷淋冷却塔3中，喷淋冷却塔3为空塔，内部无填料，但其内部的循环流量较大，喷淋冷却塔的循环管路上设置有第一换热器(石墨或者耐盐酸腐蚀金属材质)，用于冷却喷淋冷却塔的循环液体，经过冷却后的循环液体喷入喷淋冷却塔后使烟气温度降低，大约50℃左右，冷却后的烟气经废气风机4、水平液滴分离器抽送至第二级洗涤塔6底部，水平液滴分离器用于气液分离，第二级洗涤塔6的循环水管路上设置第二换热器15，用于冷却洗涤塔循环液，第二级洗涤塔顶部设有竖直液滴分离器和烟囱8，最后排放的烟气温度可以达到45-50℃，不仅可以达到较为优良的排放指标，而且排放的烟气仅有淡淡的白烟，不会对民众产生心理上的不悦感。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。