一种酸性污泥与废酸资源化回收装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于酸性污泥与废酸的资源化处理及再生利用技术领域，具体涉及一种酸性污泥与废酸资源化回收装置。


背景技术：

[0002]
在冶金行业酸洗工艺当中，采用大量的酸液对板材、棒线材等进行酸洗，过程中产生了大量的酸洗废液，同时也产生了大量由基材表面氧化铁皮、沉降的金属酸性化合物等组成的酸性污泥。这些酸洗废液和酸性污泥中含有废酸、重金属等，这些都是冶金企业最重大的污染物，均被列入危废名录。
[0003]
针对酸洗废液和酸性污泥，钢铁企业通常采用石灰对其进行中和处理，形成中和污泥沉淀物，处理成本很高且产生了更大量的重金属污泥，对环境影响更大且极大地浪费了资源。
[0004]
也有部分企业针对酸性污泥采用压滤机压滤成泥饼后，集中运送至冶金冶炼系统中作为原料与铁矿石等混合投加作为其处理手段。但由于酸性污泥中含有大量的酸性成分，对冶炼设备会造成严重的腐蚀，往往导致设备损坏影响生产。
[0005]
在工业制备各种产品过程中，生成的具有极强腐蚀性的含硝酸的酸废液，若没有得到合理处理，则对环境造成严重污染，同时，由于含硝酸的废酸大量排出，提高了酸洗成本。在现有含游离硝酸的废酸再生工业中，高温热水解为其常用方法之一，而在高温热水解工艺尾气脱硝工艺段需要使用热源以满足尾气脱硝的温度需求，但经过加热处理后的达标尾气若直接排放则造成该部分热量直接损失。
[0006]
因此有必要设计一种酸性污泥与废酸资源化回收装置，以克服上述问题。


技术实现要素：

[0007]
为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种酸性污泥与废酸资源化回收装置，可同时对酸性污泥和废酸进行一体化资源回收处理。
[0008]
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种酸性污泥与废酸资源化回收装置，包括污泥蒸发器以及依次通过输气管道连接的高温反应器、负压蒸发浓缩器、吸收器和洗涤器；所述污泥蒸发器的物料进口与酸性污泥进管连通，所述污泥蒸发器的物料出口依次通过物料管道连接研磨器、分子筛过滤器、固液混合器和所述高温反应器；所述负压蒸发浓缩器的物料进口与废酸进管连通，所述负压蒸发浓缩器的物料出口与所述高温反应器的物料进口连通；所述吸收器的物料出口与再生酸出管连通；所述洗涤器的排气口通过输气管道与所述污泥蒸发器的热源气体进口连通，且所述洗涤器和所述污泥蒸发器之间的输气管道上连接有热源h。
[0009]
作为实施例之一，所述洗涤器的排气口依次通过输气管道连接硝酸转化器和脱硝反应器，所述脱硝反应器的排气口通过输气管道与所述污泥蒸发器的热源气体进口连通；所述热源h与所述脱硝反应器连接。
[0010]
进一步地，所述污泥蒸发器的含酸蒸汽排出口通过输气管道与所述负压蒸发浓缩器与所述吸收器之间的输气管道连通，或者所述污泥蒸发器的含酸蒸汽排出口通过输气管道与所述吸收器与所述洗涤器之间的输气管道连通。
[0011]
进一步地，所述污泥蒸发器为间接换热装置。
[0012]
进一步地，所述高温反应器包括上层高温反应层以及与所述上层高温反应层物料连通的下层高温反应层，所述固液混合器的物料出口和所述负压蒸发浓缩器的物料出口均与所述上层高温反应层上的物料进口连通。
[0013]
进一步地，所述洗涤器上串联有一洗涤泵，且所述洗涤泵通过一支管与所述吸收器连通。
[0014]
进一步地，所述负压蒸发浓缩器上串联有一浓缩泵，且所述浓缩泵通过一支管与所述高温反应器的物料进口连通。
[0015]
进一步地，所述硝酸转化器上串联有转化循环泵和循环液冷却器，所述循环液冷却器通过一支管与所述洗涤器连通。
[0016]
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
[0017]
（1）采用本实用新型提供的酸性污泥与废酸资源化回收装置可同时回收酸性污泥和废酸中的酸及金属氧化物，增加资源回收；
[0018]
（2）采用本实用新型提供的酸性污泥与废酸资源化回收装置可以将酸性污泥和废酸的尾气集中处置，对酸性成分和金属氧化物产品进行集中回收；
[0019]
（3）本实用新型根据酸性污泥和废酸的投加量，来调整高温反应器内温度区域划分，实现高反应效率并保证处理完全；
[0020]
（4）本实用新型在硝酸转化器降低气体温度，使气体内大量水分冷凝进入循环液，对循环液进行补充，无需额外补水即可自行完成废酸的处理，同时，有益于气体达标后排放；
[0021]
（5）本实用新型利用洗涤器的尾气余热或脱硝反应器的反应余热等对酸性污泥进行加热蒸发，有利于降低系统能耗；
[0022]
（6）本实用新型通过先蒸发去除酸性污泥中的水分和游离酸，再对污泥进行研磨，可以有效降低污泥对研磨器的腐蚀性；
[0023]
（7）本实用新型采用固液混合的方式，再通过浆液供料泵、浆液喷枪等设备供料，有利于简化污泥的供料方式。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0025]
图1为本实用新型实施例一提供的酸性污泥与废酸资源化回收装置的结构示意图；
[0026]
图2为本实用新型实施例二提供的酸性污泥与废酸资源化回收装置的结构示意图；
[0027]
图中：1、污泥蒸发器，2、研磨器，3、分子筛过滤器，4、固液混合器，5、高温反应器，6、负压蒸发浓缩器，7、吸收器，8、洗涤器，9、硝酸转化器，10、脱硝反应器，11、浓缩泵，12、吸收器泵，13、洗涤泵，14、转化循环泵，15、循环液冷却器。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0030]
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0031]
实施例一
[0032]
如图1所示，本实施例提供一种酸性污泥与废酸资源化回收装置，包括污泥蒸发器1以及依次通过输气管道连接的高温反应器5、负压蒸发浓缩器6、吸收器7和洗涤器8；其中，高温反应器5的排气口与负压蒸发浓缩器6的进气口连通，用于将含酸性成分的高温气体输送至负压蒸发浓缩器6内并向负压蒸发浓缩器6提供热量；负压蒸发浓缩器6的排气口与吸收器7的进气口连通，用于将负压蒸发浓缩器6内的含酸性成分的气体输送至吸收器7内，对气体中的可回收的酸性成分吸收形成再生酸并回收；吸收器7的排气口与洗涤器8的进气口连通，用于将吸收器7内剩余气体输送至洗涤器8进行洗涤除尘；污泥蒸发器1的物料进口与酸性污泥进管连通，用于向污泥蒸发器1内供应酸性污泥；污泥蒸发器1的物料出口依次通过物料管道连接研磨器2、分子筛过滤器3、固液混合器4和高温反应器5，用于向高温反应器5中供应污泥浆料，发生高温热水解反应生成可回收的有效酸性成分和金属氧化物，其中固液混合器4还与配置液投加装置连通，用于向固液混合器4中供应采用水、废酸等配置的配置液；负压蒸发浓缩器6的物料进口与废酸进管连通，用于向负压蒸发浓缩器6内供应废酸；负压蒸发浓缩器6的物料出口与高温反应器5的物料进口连通，用于将负压蒸发浓缩器6内浓缩的酸液输送至高温反应器5内进行高温热水解反应，生成可回收的有效酸性成分和金属氧化物；吸收器7的物料出口与再生酸出管连通，用于将生成的再生酸排出；洗涤器8的排气口通过输气管道与污泥蒸发器1的热源气体进口连通，且洗涤器8和污泥蒸发器1之间的输气管道上连接有热源h，用于对洗涤器8排出的尾气进行加热以向污泥蒸发器1内提供热量。
[0033]
本实施例的酸性污泥与废酸资源化回收装置可用于处理不含有硝酸的酸洗废液和酸性污泥，将酸性污泥和废酸的尾气集中处置，可同时回收酸性污泥和废酸中的酸及金
属氧化物，增加资源回收；同时利用洗涤器8排出尾气的余热和热源h对酸性污泥进行加热蒸发，有利于降低系统能耗。
[0034]
本实施例在洗涤器8和污泥蒸发器1之间的输气管道上配置有热源h，用于对洗涤器8排出的尾气进行加热，调节控制通入污泥蒸发器1内的尾气的温度，从而达到较佳的酸性污泥蒸发效果，如可采用电加热器等热源；优选地，控制通入污泥蒸发器1内的尾气的温度在140～250℃，保证游离酸的蒸发，进一步以控制在160℃左右为佳。
[0035]
实施例二
[0036]
如图2所示，本实施例提供一种酸性污泥与废酸资源化回收装置，包括污泥蒸发器1以及依次通过输气管道连接的高温反应器5、负压蒸发浓缩器6、吸收器7、洗涤器8、硝酸转化器9和脱硝反应器10；其中，高温反应器5的排气口与负压蒸发浓缩器6的进气口连通，用于将含酸性成分的高温气体输送至负压蒸发浓缩器6内并向负压蒸发浓缩器6提供热量；负压蒸发浓缩器6的排气口与吸收器7的进气口连通，用于将负压蒸发浓缩器6内的含酸性成分的气体输送至吸收器7内，对气体中的可回收的酸性成分吸收形成再生酸并回收；吸收器7的排气口与洗涤器8的进气口连通，用于将吸收器7内剩余气体输送至洗涤器8进行洗涤除尘；洗涤器8的排气口与硝酸转化器9的进气口连通，用于将洗涤器8输送来的剩余气体中的no
x
氧化并转化为hno3；硝酸转化器9的排气口与脱硝反应器10的进气口连通，完成了对nox回收后的剩余气体进入脱硝反应器10中进行脱硝处理，最终形成可以达标外排的高温尾气；污泥蒸发器1的物料进口与酸性污泥进管连通，用于向污泥蒸发器1内供应酸性污泥；污泥蒸发器1的物料出口依次通过物料管道连接研磨器2、分子筛过滤器3、固液混合器4和高温反应器5，用于向高温反应器5中供应污泥浆料，发生高温热水解反应生成可回收的有效酸性成分和金属氧化物，其中固液混合器4还与配置液投加装置连通，用于向固液混合器4中供应采用水、废酸等配置的配置液；负压蒸发浓缩器6的物料进口与废酸进管连通，用于向负压蒸发浓缩器6内供应废酸；负压蒸发浓缩器6的物料出口与高温反应器5的物料进口连通，用于将负压蒸发浓缩器6内浓缩的酸液输送至高温反应器5内进行高温热水解反应，生成可回收的有效酸性成分成分和金属氧化物；吸收器7的物料出口与再生酸出管连通，用于将生成的再生酸排出；脱硝反应器10的排气口通过输气管道与污泥蒸发器1的热源气体进口连通，用于向污泥蒸发器内提供热量；热源h与脱硝反应器10连接，用于保证脱硝反应需求温度。
[0037]
本实施例的酸性污泥与废酸资源化回收装置可用于处理含有硝酸的酸洗废液和酸性污泥，将酸性污泥和废酸的尾气集中处置，可同时回收酸性污泥和废酸中的酸及金属氧化物，增加资源回收；同时由于脱硝反应器10中进行的脱硝反应是放热反应，因此，利用反应放出的热量对酸性污泥进行加热蒸发，有利于降低系统能耗。
[0038]
本实施例的脱硝反应器10用于对硝酸转化器9排出的气体进行脱硝处理，保证尾气达标排放；该脱硝反应器10配置有热源h以供脱硝反应需求温度，如可采用电加热器等热源；通过该热源h还可以调节控制通入污泥蒸发器1内的脱硝尾气的温度，从而达到较佳的酸性污泥蒸发效果，优选地，控制通入污泥蒸发器1内的脱硝尾气的温度在140～250℃，保证游离酸的蒸发，进一步以控制在160℃左右为佳。
[0039]
进一步地，硝酸转化器9上串联有转化循环泵14和循环液冷却器15，用于将硝酸转化器9内气体中的no
x
氧化为hno3；循环液冷却器15通过一支管与洗涤器8连通，用于将氧化
吸收的hno3溶液输送至洗涤器8，并通过洗涤器8的一支管运输至吸收器7内，用于对再生酸的回收。本实施例通过循环液冷却器15降低硝酸转化器内气体温度，使气体内大量水分冷凝进入循环液，对循环液进行补充，循环液通过支管进入洗涤器8再进入吸收器7对气体中的可回收的酸性成分吸收形成再生酸，无需额外补水即可完成废酸的处理，同时，有利于气体达标后排。
[0040]
实施例三
[0041]
接续实施例一或实施例二提供的酸性污泥与废酸资源化回收装置，上述污泥蒸发器1的含酸蒸汽排出口通过输气管道与负压蒸发浓缩器6与吸收器7之间的输气管道连通，或者污泥蒸发器1的含酸蒸汽排出口通过输气管道与吸收器7与洗涤器8之间的输气管道连通，用于将负压蒸发浓缩器6内蒸发的可回收的有效酸性成分回收。如图1和图2所示，本实施例的污泥蒸发器1中蒸发出来的含酸性成分的气体通过输气管道输送至吸收器7内，经喷淋吸收后，气体中的可回收的有效酸性成分的被水吸收形成再生酸后通过再生酸出管排出；或者污泥蒸发器1中蒸发出来的含酸性成分的气体通过输气管道输送至洗涤器8内，经喷淋吸收后，气体中的可回收的有效酸性成分的被水吸收形成再生酸经洗涤泵13运送至吸收器7内，后通过再生酸出管排出。本实施例中与吸收器7的物料出口连通的再生酸出管上安装有吸收器泵12，用于将吸收器7内生成的再生酸输送外排。
[0042]
接续实施例一或实施例二提供的酸性污泥与废酸资源化回收装置，上述污泥蒸发器1为间接换热装置，洗涤器8或脱硝反应器10排出的尾气经污泥蒸发器1的热源气体进口进入，与污泥蒸发器1内的酸性污泥进行间接热交换后，由污泥蒸发器1的冷源气体出口直接外排。
[0043]
接续实施例一或实施例二提供的酸性污泥与废酸资源化回收装置，上述洗涤器8上串联有一洗涤泵13，对喷淋液进行循环利用；且洗涤泵13通过一支管与吸收器7的喷淋吸收液入口连通，用于向吸收器7提供喷淋吸收液。
[0044]
接续实施例一或实施例二提供的酸性污泥与废酸资源化回收装置，上述负压蒸发浓缩器6上串联有一浓缩泵11，对浓缩酸液进行多次浓缩；且浓缩泵11通过一支管与高温反应器5的物料进口连通，用于负压蒸发浓缩器6内的浓缩酸液输送至高温反应器5内进行高温热水解反应。
[0045]
接续实施例一或实施例二提供的酸性污泥与废酸资源化回收装置，上述高温反应器5用于使负压蒸发浓缩器6输送的浓缩酸液和固液混合器4输送的污泥浆料发生高温热水解反应生成可回收的有效酸性成分和金属氧化物，使得金属氧化物得以回收，且含酸性成分的气体进入负压蒸发浓缩器6与废酸进行热交换。本实施例的高温反应器5可以采用焙烧炉或高温热水解反应器。如图1和图2所示，可以根据浓缩酸液的成分、浓度等情况将高温反应器5分为上、下两层，即高温反应器5包括上层高温反应层以及与上层高温反应层物料连通的下层高温反应层，固液混合器4的物料出口和负压蒸发浓缩器6的物料出口均与上层高温反应层上的物料进口连通。负压蒸发浓缩器6输送的浓缩酸液和固液混合器4输送的污泥浆料先进入上层高温反应层，使大部分的金属化合物反应以回收，反应后的固液物料/液料进入下层高温反应层，使剩余的金属化合物反应以回收；上层高温反应层可连接相同的高温热源，也可连接不同的高温热源，根据实际的反应情况进行选择，其中，高温热源可为钢企可燃烧煤气等。在其中一个实施例中，上层高温反应层和下层高温反应层的工作温度均
在500～850℃范围内。
[0046]
实施例四
[0047]
本实施例提供一种采用实施例一提供的回收装置的酸性污泥与废酸资源化回收工艺，如图1所示，具体步骤为：
[0048]
废酸通入负压蒸发浓缩器6内，在负压作用下，废酸与高温反应器5输送来的含酸性成分的高温气体进行热交换，使废酸中的大量水和游离酸蒸发以回收游离酸，同时对废酸进行浓缩，得到的浓缩酸液通过浓缩泵11上的支管输送至高温反应器5内进行高温热水解反应，生成可回收的有效酸性成分和金属氧化物；
[0049]
酸性污泥供入污泥蒸发器1内，采用洗涤器8排出尾气的余热和热源h将酸性污泥蒸干，将干燥后的酸性污泥输送至研磨器2内研磨成颗粒粉料，后经过分子筛过滤器3过滤后投加至固液混合器4中，通过配置液投加装置向固液混合器4中输送采用水、废酸等配置的配置液，使粉料污泥与配置液混合形成污泥浆料，再将污泥浆料输送至高温反应器5内进行高温热水解反应，生成可回收的有效酸性成分和金属氧化物；污泥蒸发器1中蒸发出来的含酸性成分的气体通过输气管道输送至吸收器7内、经喷淋吸收后气体中的可回收的有效酸性成分的被水吸收形成再生酸、后通过再生酸出管排出，或者污泥蒸发器1中蒸发出来的含酸性成分的气体通过输气管道输送至洗涤器8内、经喷淋吸收后气体中的可回收的有效酸性成分的被水吸收形成再生酸、后经洗涤泵13的一支管运送至吸收器7内、后通过再生酸出管排出；
[0050]
回收高温反应器5内的金属氧化物并将其排出；同时，负压蒸发浓缩器6内生成的游离酸与高温反应器5输送来的含有可回收的有效酸性成分的气体混合，且混合后的气体通过输气管道输送至吸收器7内，经喷水淋洗，气体中的可回收的有效酸性成分的被水吸收形成再生酸，并回收外排；
[0051]
吸收器7内剩余的气体通过输气管道输送至洗涤器8内进行除尘，洗涤器8排出的可达标排放的尾气经热源h加热后，输送至污泥蒸发器1对酸性污泥进行加热后排放。
[0052]
本实施例的酸性污泥与废酸资源化回收工艺可用于处理不含有硝酸的酸洗废液和酸性污泥。
[0053]
实施例五
[0054]
本实施例提供一种采用实施例二提供的回收装置的酸性污泥与废酸资源化回收工艺，如图2所示，具体步骤为：
[0055]
废酸通入负压蒸发浓缩器6内，在负压作用下，废酸与高温反应器5输送来的含酸性成分的气体进行热交换，使废酸中的大量水和游离酸蒸发以回收游离酸，同时对废酸进行浓缩，得到的浓缩酸液通过浓缩泵11上的支管输送至高温反应器5内进行高温热水解反应，生成可回收的有效酸性成分和金属氧化物；
[0056]
酸性污泥供入污泥蒸发器1内，采用硝酸转化器10内脱硝反应的尾气余热将酸性污泥蒸干，将干燥后的酸性污泥输送至研磨器2内研磨成颗粒粉料，后经过分子筛过滤器3过滤后投加至固液混合器4中，通过配置液投加装置向固液混合器4中输送采用水、废酸等配置的配置液，使粉料污泥与配置液混合形成污泥浆料，再将污泥浆料输送至高温反应器5内进行高温热水解反应，生成可回收的有效酸性成分和金属氧化物；污泥蒸发器1中蒸发出来的含酸性成分的气体通过输气管道输送至吸收器7内、经喷淋吸收后气体中的可回收的
有效酸性成分的被水吸收形成再生酸、后通过再生酸出管排出，或者污泥蒸发器1中蒸发出来的含酸性成分的气体通过输气管道输送至洗涤器8内、经喷淋吸收后气体中的可回收的有效酸性成分的被水吸收形成再生酸、后经洗涤泵13的一支管运送至吸收器7内、后通过再生酸出管排出；
[0057]
回收高温反应器5内的金属氧化物并将其排出；同时，负压蒸发浓缩器6内生成的游离酸与高温反应器5输送来的含有可回收的有效酸性成分的气体混合，且混合后的气体通过输气管道输送至吸收器7内，经喷水淋洗，气体中的可回收的有效酸性成分被水吸收形成再生酸，并回收外排；
[0058]
吸收器7内剩余的气体通过输气管道输送至洗涤器8内进行除尘，洗涤器8排出的尾气进入硝酸转化器9内，通过硝酸转化器9上串联的转化循环泵14和循环液冷却器15将气体中的no
x
氧化为hno3，同时通过循环液冷却器15上的一支管将氧化吸收的hno3溶液输送至洗涤器8，洗涤器8内的hno3溶液再通过洗涤泵13上的一支管输送至吸收器7内作为喷淋吸收液，用于再生酸的回收；
[0059]
采用热源h对脱硝反应器10进行加热以提供脱硝反应需求温度，同时将硝酸转化器9排出的尾气输送至脱硝反应器10内进行脱硝处理，经脱硝处理后的可达标排放的高温尾气输送至污泥蒸发器1对酸性污泥进行加热后排放。
[0060]
本实施例的酸性污泥与废酸资源化回收工艺可用于处理含有硝酸的酸洗废液和酸性污泥。
[0061]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。