废酸回收方案 华南工业炉.doc

郑州永通特钢有限公司盘条清洗钝化处理 废酸回收技术 附件 保密 0.5m3/h.套废酸净化回收系统工艺设计方案编制单位： 华南工业炉公司 废酸净化回收系统工艺设计方案一 工程技术条件处 理 量：0.5m3/h.套工作时间：6000h/年处理对象：HF-HNO3 、H2SO4混合酸洗废液 内含F-、Cr6+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Ni2+ 、H+、NO3二 工艺方案1工艺简介废混合酸处理工艺综述不锈钢材（如板、带、管、棒、线材）生产过程中，通常需用硝酸、氢氟酸、硫酸 盐酸等或混合酸液或其它酸液作表面处理即化学酸洗，以去除钢材表面氧化物，确保不锈钢表面质量和光泽。但酸洗工艺排出的废混合酸必须采取有效措施进行处理，否则对环境影响很大，通常废混合酸采用以下两类方法处理。1.1无害化处理工艺将废混合酸与酸洗过程生产的清洗废水合并处理，使混合废水PH、F-，Cr+6、Cr+3、Fe+2、Fe+3、Ni+1等污染因素处理达标后排放，并将化学沉淀物危险性污泥经脱水后送至环保当局指定地点管制堆存。1.2资源回收利用工艺目前对硝酸-氢氟酸混合酸洗废液回收利用现阶段较为成熟的主要有以下三种工艺方法。 喷雾焙烧工艺：采用高温分解法回收HF、HNO3酸及不锈钢金属氧化粉（或球）本工艺为全酸回收工艺。 硫酸置换工艺：利用低价值硫酸置换废混合酸中的酸根（F-、NO3-），并蒸发冷凝回收HF、HNO3再生酸。本工艺为全酸回收工艺。 离子交换工艺：利用离子交换树脂（或离子交换膜）选择吸收（或渗透）原理，回收废酸中的游离态HF、HNO3酸。本工艺为游离酸回收工艺。2工艺综合比较：无害化处理工艺具有环境保护效果，但对生产企业而言，只有投入，虽有环保效果，但无经济收益价值。一般用于小规模的酸洗线工程。资源利用工艺中：喷雾焙烧工艺具有环境保护效果，具有较高的经济收益价值。其回收的再生混合酸可循环使用，金属氧化物可供作不锈钢粉末冶金或炼钢原料。但此工艺投资昂贵，目前还只能由国外引进工艺技术和关键设备（国内仅宁波宝新公司建有2套，奥地利Ruthner公司生产制造）。硫酸置换工艺具有环境保护效果，具有较高的经济收益价值。其回收的再生混合酸可循环使用，仅仅只要再将置换残液（不锈钢金属硫酸盐）与酸洗废水一并处理，仍能达到环保要求。同时此工艺投资低，回收率高，本公司自1997年以来已为用户设计提供了多套再生装置，运行正常。本工艺系低温，负压工艺，生产安全性较其它方法可靠。离子交换工艺因仅回收废酸中的游离酸，且再生酸浓度低于废酸中游离酸浓度，总酸回收率45；另有等体积量的混合酸盐残液排出需进行环保处理，因此，总体经济价值低下，如采用树脂法还存在冷却和防爆技术问题。膜渗析工艺国内有科研成果，尚无应用实例。3工艺选择：本公司根据国内不锈钢企业酸洗生产实际情况，曾先后为宁波阳光、上钢三厂、常熟益成、内蒙古华业特钢、浙江申吉、金川集团等生产厂家设计、制造、安装、调试过多套废混合酸净化回收设备，均运行良好，经济效果甚佳。因此，我公司对硫酸置换工艺进行废混合酸的净化回收有非常丰富的经验，同时结合目前实际情况，建议采用硫酸置换工艺进行对废混合酸的净化回收，将很大程度降低酸性废水处理负荷，大大减少药剂消耗量，并提高混酸利用效率。三 工艺说明1工艺原理在一个标准大气压、气温15的条件下，HNO3的沸点为86、HF的沸点为120、H2SO4的沸点为338、且硝酸和氢氟酸属于易挥发酸，在温度升高、压力下降的条件下其沸点下降的速度远大于不易挥发的硫酸，而且其挥发度也大大提高。在还未达到HNO3的沸点86的情况下，溶液中的HNO3就早已基本挥发殆尽，HF的情况也是如此。相比较之下，H2SO4溶液的挥发度极低，溶液中的水分可以大量蒸发而获得高浓度硫酸。故此，根据以上条件我们可以将硫酸注入废混合酸中，以低价值的SO4-2 来置换高价值的F-、NO3-，然后利用硫酸挥发度远远低于硝酸和氢氟酸的物理特性用升温、减压的方法将硝酸和氢氟酸从混合酸液中挥发出来，在经过冷凝使挥发出的酸雾和水汽凝结，由此获取大量的硝酸和氢氟酸用以投入酸洗，以节约硝酸和氢氟酸的损耗、降低成本。整个过程具体化学及物理反应方程式如下： 置换反应：HF+HNO 3+MeF+MeNO 3 + H2SO4 废混合酸 置换酸HF+HNO3+MeSO4气液分离：HF+HNO 3 +MeSO4 HF+ HNO 3 + MeSO 4 母液 负压 气相 残液 （至废水处理）气相酸雾冷凝回收：HF+HNO 3 +H2 O 冷凝 HF+HNO 3 气相 混合酸液2工艺流程3工艺参数 废混合酸处理量 ：0.5m3/h 硫酸（98）耗量：0.05m3/h 循环冷却水 ：100m3/h 蒸汽耗量 ：0.5t/h 工业净水： ：0.10 m3/h 定员 ：2人/班（含2套0.5m3/h规模） 回收酸体积 ：0.4m3/h 其中 HF浓度：约58HNO3浓度：约1214 视初洗液配制成分而定 硫酸盐残液 ：平均约0.15m3/h（排至废水处理站）经过计算和工程经验综合分析，在以下条件是废酸净化可达到最佳效果：真 空 度： 660690mmHg柱（最佳范围：675685mmHg柱）蒸发温度： 5070 （最佳范围5565）蒸汽压力： 0.25-0.3MPa左右四 主要设备 蒸发器： 热交换器： 冷凝器： 废酸计量槽：