酸洗废液预处理机构及酸洗废液处理系统的制作方法

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1.本实用新型涉及一种酸洗废液预处理机构及采用该酸洗废液预处理机构的酸洗废液处理系统。

背景技术：

2.钢铁材料表面处理的过程中，通常会采用化学酸洗的方法除去表面氧化铁皮以提高产品表面质量，通常会采用盐酸、硫酸、硝酸、等酸液中一种或几种联合酸洗。在经历一段时间酸洗后，酸液中金属离子不断累积，造成钢材酸洗表面质量下降，必须定期进行废酸排放和新酸加入才可保证表面质量稳定。因而导致酸洗后产生大量废酸液，具有很强的腐蚀性。如果不加以处理，会对环境造成严重污染，同时由于废酸的大量排放，也会造成很大的资源浪费，从而提高酸洗成本。
3.为了达到环保排放要求，钢铁企业通常采用石灰中和方法对废酸液进行处理，不仅处理成本高，而且依然会产生大量重金属污泥，相当于只是进行了污染转移，对环境影响仍然存在，且极大地浪费了资源。
4.特别是在不锈钢品种钢材的酸洗处理过程中，通常采用含有hno3的混酸液进行酸洗处理，所产生的废酸液具有极强的腐蚀性，即使进行中和处理，仍然会产生含氮废水，需进行废水脱氮处理，进一步增加处理成本。目前也有部分钢铁企业采用喷雾焙烧法进行混酸废液处理，但由于废酸中的游离酸和化合酸一起进入高温反应器，游离hno3易受热分解产生不易被吸收的nox气体，导致焙烧法的hno3回收率只能达到60～70％，且大量nox气体存在又增加了尾气脱氮处理成本。中国专利cn212864355u公开了一种废酸液再生预处理系统，其采用过滤-树脂吸附的方式对废酸进行处理，树脂床吸附的自由酸采用水置换后送入酸洗槽，这种方式对于水的耗量较大，而且置换得到的酸浓度较低，难以直接用于酸洗槽中。

技术实现要素：

5.本实用新型涉及一种酸洗废液预处理机构及采用该酸洗废液预处理机构的酸洗废液处理系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。
6.本实用新型涉及一种酸洗废液预处理机构，包括过滤装置和树脂处理装置，所述过滤装置上设有废酸供管、清洁酸出口管和污泥出口管，所述清洁酸出口管与所述树脂处理装置的进料口连接，还包括酸浓缩器，所述树脂处理装置的回收酸出口管连接至所述酸浓缩器上，所述酸浓缩器具有稀酸出口管和浓缩酸出口管，所述稀酸出口管与所述树脂处理装置的解吸液入口连接。
7.作为实施方式之一，该酸洗废液预处理机构还包括固液配置器，所述污泥出口管以及所述树脂处理装置的金属废液出口管均与所述固液配置器连接。
8.作为实施方式之一，所述废酸供管上设有第一支路，所述第一支路连接至所述固液配置器上。
9.作为实施方式之一，所述浓缩酸出口管上设有第二支路，所述第二支路连接至所述固液配置器上。
10.作为实施方式之一，所述酸浓缩器采用纳滤装置或反渗透装置。
11.本实用新型还涉及一种酸洗废液处理系统，包括焙烧处理机构，所述焙烧处理机构包括通过烟气管道依次连接的焙烧炉、预浓缩器、吸收塔和洗涤塔，还包括如上所述的酸洗废液预处理机构，其中，所述污泥出口管以及所述树脂处理装置的金属废液出口管均与所述预浓缩器连接。
12.作为实施方式之一，所述洗涤塔的回收液出口管与所述吸收塔的喷淋液入口和/或与所述树脂处理装置的解吸液入口连接。
13.本实用新型至少具有如下有益效果：
14.本实用新型采用稀酸作为解吸液，一方面可以提高回收酸的浓度，相应地能提高浓缩酸和再生酸的浓度，便于再生酸的回用；另一方面，可以节约外源水资源的消耗量，达到系统自给自足的效果；结合酸浓缩效应，可以避免树脂吸附法酸液体积加倍的问题。
15.本实用新型中，将预处理得到的污泥和金属废液供入焙烧处理机构，不仅能实现酸洗废液中的污泥的资源化利用，而且能相应地提高金属盐回收率。
附图说明
16.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。
17.图1为本实用新型实施例提供的酸洗废液处理系统的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的酸洗废液处理系统(废酸供管上设有第一支路)的结构示意图；
19.图3为本实用新型实施例提供的酸洗废液处理系统(浓缩酸出口管上设有第二支路)的结构示意图。
具体实施方式
20.下面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。
21.实施例一
22.如图1-图3，本实用新型实施例提供一种酸洗废液预处理机构，包括过滤装置11和树脂处理装置12，所述过滤装置11上设有废酸供管、清洁酸出口管和污泥出口管，所述清洁酸出口管与所述树脂处理装置12的进料口连接，还包括酸浓缩器13，所述树脂处理装置的回收酸出口管连接至所述酸浓缩器13上，所述酸浓缩器13具有稀酸出口管和浓缩酸出口管，所述稀酸出口管与所述树脂处理装置12的解吸液入口连接。
23.上述过滤装置11主要用于去除酸洗废液中的固体颗粒，避免对树脂处理装置12造
成污染，也能降低树脂处理装置12及酸浓缩器13的处理负荷。上述过滤装置11可以采用一级过滤或多级过滤；在其中一个实施例中，该过滤装置11 包括旋流分离装置和微滤装置，该微滤装置优选为带有反冲洗功能，以延长其使用寿命。酸洗废液经过滤处理后，可得到清洁酸和污泥，其中，清洁酸经由上述清洁酸出口管排出，污泥则由上述污泥出口管排出；可以理解地，上述清洁酸为相对概念，相对于酸洗废液，该清洁酸是一种更为洁净的酸液。
24.上述树脂处理装置12可以对清洁酸中的游离酸进行吸附，实现对酸洗废液的初步资源化回收，保证酸洗废液中游离酸的高效回收以及高回收率处置。其中，该树脂处理装置12包括树脂床。清洁酸经树脂处理装置12处理后，得到回收酸和金属废液，其中，回收酸经由上述回收酸出口管排出，金属废液经由上述金属废液出口管排出。
25.上述酸浓缩器13用于对回收酸进行浓缩处理，在其中一个实施例中，该酸浓缩器13可以采用纳滤装置或反渗透装置。回收酸经酸浓缩器13处理后，得到浓缩酸和稀酸，其中，浓缩酸经由上述浓缩酸出口管排出，稀酸经由稀酸出口管排出。
26.本实施例中，对酸洗废液进行预处理，可以减轻后续处理工序的处理负荷，降低运行能耗，并且能高效回收酸洗废液中的可用酸液，提高酸洗废液的酸回收率。
27.本实施例中，废酸预处理采用过滤-树脂吸附-酸浓缩处理工艺，避免了游离 hno3进入高温反应器发生分解，提高了hno3回收率，而且便于后续的尾气脱硝操作，节省尾气脱硝的药剂消耗。酸浓缩处理得到的稀酸和浓缩酸可分别资源化利用，其中，采用稀酸作为解吸液，一方面可以提高回收酸的浓度，相应地能提高浓缩酸和再生酸的浓度，便于再生酸的回用，另一方面，可以节约外源水资源的消耗量，达到系统自给自足的效果；结合酸浓缩效应，可以避免树脂吸附法酸液体积加倍的问题。
28.上述酸浓缩器13得到的浓缩酸可直接回用于酸洗工序，也可将其用于后续的焙烧处理机构中，例如将浓缩酸送至焙烧处理机构的吸收塔中。
29.在其中一个实施例中，如图1-图3，上述废酸预处理机构还包括固液配置器 14，所述污泥出口管以及所述金属废液出口管均与所述固液配置器14连接。污泥和金属废液先在该固液配置器14中进行混合处理，以得到泥水混合物，该泥水混合物送至后续的焙烧处理机构中时，处理效果更好；其中，在该固液配置器14中，优选为设置搅拌器，可提高固液混合效果和效率。
30.进一步优选地，如图2，所述废酸供管上设有第一支路15，所述第一支路 15连接至所述固液配置器14上。如图3，也可在浓缩酸出口管上设有第二支路 16，所述第二支路16连接至所述固液配置器14上。其中，优选为第一支路和第二支路均设置。基于上述方式，可以将部分酸洗废液或浓缩酸送至固液配置器14中，可以促进污泥与金属废液的混合，能达到调节配置液中固液比的效果，保证泥水混合物在焙烧处理机构中的处理效果，避免供入焙烧处理机构的泥水混合物中固含量过高导致喷嘴堵塞或固含量过低时不利于污泥与废液的协调处置。优选地，泥水混合物中，固液比控制在4％～10％范围内(此处为体积比)。固液比控制在范围内。
31.实施例二
32.如图1-图3，本实用新型实施例提供一种酸洗废液处理系统，包括焙烧处理机构，所述焙烧处理机构包括通过烟气管道依次连接的焙烧炉21、预浓缩器22、吸收塔23和洗涤塔24，还包括上述实施例一所提供的酸洗废液预处理机构，其中，所述污泥出口管以及所述
树脂处理装置的金属废液出口管均与所述预浓缩器22连接。
33.如上所述，上述酸浓缩器13得到的浓缩酸可直接回用于酸洗工序，也可将其用于焙烧处理机构中。在其中一个实施例中，所述酸浓缩器13的浓缩酸出口管连接至所述预浓缩器22上和/或所述吸收塔23上。将酸洗预处理得到的污泥、金属废液和浓缩酸分别供入焙烧处理机构的不同位置处，可以实现酸洗预处理的产物的全资源化处理。本实施例中，优选地，酸浓缩器13的浓缩酸出口管连接至吸收塔23上，一方面提高吸收塔23的处理效果，另一方面，也避免当浓缩酸中含硝酸时，其送至焙烧炉21被分解成氮氧化物的情况。
34.进一步地，如图1-图3，所述洗涤塔24的回收液出口管与所述吸收塔23 的喷淋液入口和/或与所述树脂处理装置12的解吸液入口连接。基于该方案，同样可以达到上述稀酸所能达到的效果，此处不作赘述。
35.优选地，酸浓缩器13所得稀酸和洗涤塔24所得回收液都可以作为解吸液，二者可以协调配合，保证树脂处理装置12的运行可靠性。其中，多余的稀酸可以送至吸收塔23中作为喷淋液。
36.另外，所述洗涤塔24的回收液出口管与所述吸收塔23的喷淋液入口连接，洗涤塔24所得回收液能够供吸收塔23和/或树脂处理装置12进行利用。
37.进一步优化上述酸洗废液处理系统，所述吸收塔23的烟气出口侧还连接有用于去除烟气中的氮氧化物的脱硝机构。本方案尤其适用于酸洗废液中包括硝酸的情况，例如该酸洗废液为混酸废液。
38.优选地，如图1-图3，所述脱硝机构包括用于将氮氧化物转化成硝酸的氧化装置，也即将烟气中的nox氧化为hno3。在其中一个实施例中，该氧化装置采用氧化塔25，在该氧化塔25中设有氧化喷淋单元，用于喷淋液态氧化剂，通过液态氧化剂与烟气逆流接触，实现对氮氧化物的氧化处理；液态氧化剂可以采用双氧水等。
39.进一步地，上述氧化塔25配置有氧化液循环管路，在该氧化液循环管路上设有第三支路，该第三支路连接至洗涤塔24上，可将部分循环液送至洗涤塔24 作为洗涤液，可节约洗涤塔24的耗水量，同时实现对氧化塔25中硝酸的回收，而且，循环液中的双氧水可在洗涤塔24中与烟气反应，从而充分地利用双氧水的氧化作用，减少双氧水的耗量。另外，若洗涤塔24的回收液中还具有一定的双氧水，将该回收液送至吸收塔23或树脂处理装置12(最终可随浓缩酸进入吸收塔23)时，在吸收塔23中的烟气温度下，双氧水基本能被分解，其分解产生的氧气则进入烟气并与氮氧化物反应，因此，所获得的再生酸中不含双氧水；从而，上述氧化塔25的循环液可以送至吸收塔23或者树脂处理装置12，尤其是当氧化塔25的循环液中硝酸浓度达到设定阈值(为避免硝酸浓度过高而影响循环液的氧化作用)时，需将该部分循环液排出，这部分循环液送至前工序不仅不会造成不利影响，反而有利于硝酸的回收以及对氮氧化物的处理。
40.进一步地，如图1-图3，上述脱硝机构还包括尾气脱氮装置26，可以对尾气中仍然存在的氮氧化物进行处理，保证排放烟气的达标排放，该尾气脱氮装置26可采用常规的脱硝设备等。
41.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。

技术特征：

1.一种酸洗废液预处理机构，包括过滤装置和树脂处理装置，所述过滤装置上设有废酸供管、清洁酸出口管和污泥出口管，所述清洁酸出口管与所述树脂处理装置的进料口连接，其特征在于：还包括酸浓缩器，所述树脂处理装置的回收酸出口管连接至所述酸浓缩器上，所述酸浓缩器具有稀酸出口管和浓缩酸出口管，所述稀酸出口管与所述树脂处理装置的解吸液入口连接。2.如权利要求1所述的酸洗废液预处理机构，其特征在于：还包括固液配置器，所述污泥出口管以及所述树脂处理装置的金属废液出口管均与所述固液配置器连接。3.如权利要求2所述的酸洗废液预处理机构，其特征在于：所述废酸供管上设有第一支路，所述第一支路连接至所述固液配置器上。4.如权利要求2所述的酸洗废液预处理机构，其特征在于：所述浓缩酸出口管上设有第二支路，所述第二支路连接至所述固液配置器上。5.如权利要求1所述的酸洗废液预处理机构，其特征在于：所述酸浓缩器采用纳滤装置或反渗透装置。6.一种酸洗废液处理系统，包括焙烧处理机构，所述焙烧处理机构包括通过烟气管道依次连接的焙烧炉、预浓缩器、吸收塔和洗涤塔，其特征在于：还包括如权利要求1至5中任一项所述的酸洗废液预处理机构，其中，所述污泥出口管以及所述树脂处理装置的金属废液出口管均与所述预浓缩器连接。7.如权利要求6所述的酸洗废液处理系统，其特征在于：所述洗涤塔的回收液出口管与所述吸收塔的喷淋液入口和/或与所述树脂处理装置的解吸液入口连接。

技术总结

本实用新型涉及一种酸洗废液预处理机构，包括过滤装置、树脂处理装置和酸浓缩器，过滤装置上设有废酸供管、清洁酸出口管和污泥出口管，清洁酸出口管与树脂处理装置的进料口连接，树脂处理机构的回收酸出口管连接至酸浓缩器上，酸浓缩器具有稀酸出口管和浓缩酸出口管，稀酸出口管与树脂处理装置的解吸液入口连接。另外还涉及采用该酸洗废液预处理机构的酸洗废液处理系统。本实用新型采用稀酸作为解吸液，一方面可以提高回收酸的浓度，相应地能提高浓缩酸和再生酸的浓度，便于再生酸的回用；另一方面，可以节约外源水资源的消耗量，达到系统自给自足的效果；结合酸浓缩效应，可以避免树脂吸附法酸液体积加倍的问题。免树脂吸附法酸液体积加倍的问题。免树脂吸附法酸液体积加倍的问题。