1、酸再生酸再生技术技术概述概述 在现代冶金工业中，从热轧厂运送来的热轧带钢卷，是在高温下进行轧制在现代冶金工业中，从热轧厂运送来的热轧带钢卷，是在高温下进行轧制和卷取的，带钢表面在该条件下生成的氧化铁皮覆盖在带钢表面上。在冷轧厂和卷取的，带钢表面在该条件下生成的氧化铁皮覆盖在带钢表面上。在冷轧厂中，热轧带钢在冷轧前必须进行酸洗，其目的是为了清除粘附在带钢表面的氧中，热轧带钢在冷轧前必须进行酸洗，其目的是为了清除粘附在带钢表面的氧化层，为后续加工做好准备。除去氧化铁皮的工作通常由酸洗机组来完成，目化层，为后续加工做好准备。除去氧化铁皮的工作通常由酸洗机组来完成，目前大部分工厂使用的酸洗液通常是盐酸
2、。前大部分工厂使用的酸洗液通常是盐酸。 在酸洗过程中，每吨钢需消耗在酸洗过程中，每吨钢需消耗35-45kg的盐酸，这些酸不能随便进行排放的盐酸，这些酸不能随便进行排放。为防止对环境照成恶劣的影响，因此须对废酸进行再生处理，一方面可以循。为防止对环境照成恶劣的影响，因此须对废酸进行再生处理，一方面可以循环利用盐酸，另一方面减少对环境的破坏。环利用盐酸，另一方面减少对环境的破坏。 20世纪世纪30年代，德国的鲁奇（年代，德国的鲁奇（Lurgi）公司提出了鲁奇法（即流化床法）公司提出了鲁奇法（即流化床法）回收盐酸。回收盐酸。1959年奥地利年奥地利ANDRITZ公司首创了公司首创了Ruthner法盐
3、酸再生工艺，即法盐酸再生工艺，即喷雾焙烧工艺。酸再生机组根据客户的要求不同，配置也有所不一样，一般分喷雾焙烧工艺。酸再生机组根据客户的要求不同，配置也有所不一样，一般分预脱硅、脱硅和酸再生三部分。预脱硅、脱硅和酸再生三部分。 随着国内对环境保护和资源利用重视程度有了明显提高随着国内对环境保护和资源利用重视程度有了明显提高,人们对冶金工业酸人们对冶金工业酸洗废液资源化处理的研究也越来越深入，目前国内大部分冷轧钢厂都配备了废洗废液资源化处理的研究也越来越深入，目前国内大部分冷轧钢厂都配备了废酸再生机组，其中酸再生机组，其中ANDRITZ公司的公司的Ruthner法盐酸再生工艺在国内应用的较为法盐酸
4、再生工艺在国内应用的较为广泛。广泛。酸再生机组的概述酸再生机组的概述为满足为满足VAMAVAMA一期产量一期产量150150万吨，二期产量万吨，二期产量200200（230230）万吨的生产要求。本机组按第一万吨的生产要求。本机组按第一期期7.5m3/h7.5m3/h的酸处理能力进行设计，并预留第二期位置。本机组包含废酸净化和酸再生的酸处理能力进行设计，并预留第二期位置。本机组包含废酸净化和酸再生二二大工序。大工序。其主要特点是：其主要特点是：In order to fulfil the 1.5MTPA for VAMA in phase 1In order to fulfil the 1.5
5、MTPA for VAMA in phase 1，2.02.0（2.32.3）MTPA total in MTPA total in phase 2phase 2.This plant is designed for .This plant is designed for oneone plant of plant of 7.5m3/h.and 7.5m3/h.and reserved the area for reserved the area for phase 2 extension. The plant is include the phase 2 extension. The pla
6、nt is include the WapurWapur and the and the ARP.theARP.the main feature is main feature is listed below:listed below:能处理碳钢冷轧酸洗线所产生的废酸能处理碳钢冷轧酸洗线所产生的废酸, , 完全回收并再次使用；完全回收并再次使用；It can deal with the waste acid from the pickling line,and can regenerate it for It can deal with the waste acid from the pick
7、ling line,and can regenerate it for usingusing; ;采取的是喷雾焙烧工艺（该工艺由上个世纪采取的是喷雾焙烧工艺（该工艺由上个世纪5050年代由年代由RuthnerRuthner发明发明, ,现在由现在由AndritzAndritz研发部门做了很多改进）；研发部门做了很多改进）；It takes the Spray Roast Process instead of the Flat Bed Process;It takes the Spray Roast Process instead of the Flat Bed Process;所生产出的副产品
8、氧化铁粉具有高附加值，主要用于磁性材料领域；所生产出的副产品氧化铁粉具有高附加值，主要用于磁性材料领域；It can produce the high quality oxide powder which is used for magnetic It can produce the high quality oxide powder which is used for magnetic materials;materials;采用特殊的废气处理方法，使得机组的各项环境指标均能达到一流标准。采用特殊的废气处理方法，使得机组的各项环境指标均能达到一流标准。It takes a special w
9、ay to reduce the fume ,all the environment KPI can reach the It takes a special way to reduce the fume ,all the environment KPI can reach the EURO standard;EURO standard; 酸洗线生产时，带钢表面的氧化铁皮与酸洗槽内德盐酸溶液接触而发生一系列的化学反酸洗线生产时，带钢表面的氧化铁皮与酸洗槽内德盐酸溶液接触而发生一系列的化学反应，随着反应的进行，酸溶液中的酸浓度逐渐降低，反应生成的氯化亚铁浓度逐渐升高。应，随着反应的进行，酸溶液中
10、的酸浓度逐渐降低，反应生成的氯化亚铁浓度逐渐升高。酸再生酸再生机组工作原理机组工作原理PL-TCM0.248g/lAve.7.6m3/hWAPURARP 1SiO20.02g/l12m3/h7.5m3/hSiO2ARP 20.02g/l4.5m3/hOR7.5m3/h(Waste Acid PURification)盐酸再生的工作原理可用下面的方程式表示出来：盐酸再生的工作原理可用下面的方程式表示出来： 酸洗酸洗FeO+2HCl FeCl2+H2O 再生再生 此方程式从左向右的反应为酸洗过程，从右向左的过程则是再生过此方程式从左向右的反应为酸洗过程，从右向左的过程则是再生过程，因此也可以说再生
11、过程就是酸洗过程的逆反应。程，因此也可以说再生过程就是酸洗过程的逆反应。预脱硅工艺预脱硅工艺废酸从酸洗线通过泵连续打到酸再生的罐区之前需要经过预脱硅工序，其目的是采用物废酸从酸洗线通过泵连续打到酸再生的罐区之前需要经过预脱硅工序，其目的是采用物理沉淀的方式将酸液里面的固体颗粒和不溶物从酸液里面分离出来。理沉淀的方式将酸液里面的固体颗粒和不溶物从酸液里面分离出来。废酸先经过冷却，接下来与絮凝剂混合，形成含废酸先经过冷却，接下来与絮凝剂混合，形成含SiO2 SiO2 颗粒的絮状物，随后添加另一种絮颗粒的絮状物，随后添加另一种絮凝剂，使得这些凝剂，使得这些SiOSiO2 2颗粒在沉淀池里沉淀下来。处
12、理酸液就从沉淀池上部溢出，回到预处理颗粒在沉淀池里沉淀下来。处理酸液就从沉淀池上部溢出，回到预处理酸罐，下面的泥浆通过泥浆泵打到压滤机压成泥饼卸掉，而压出的滤液送回到预处理酸罐。酸罐，下面的泥浆通过泥浆泵打到压滤机压成泥饼卸掉，而压出的滤液送回到预处理酸罐。沉淀罐沉淀罐材料：材料：FRPFRP或钢衬胶或钢衬胶容积：约容积：约120m120m直径：约直径：约7m7m高度：约高度：约8m8m来自酸洗线废酸80gFe/l3gSiO2/lMT絮凝剂1换热器T压滤机单元压滤机单元材料：钢衬胶材料：钢衬胶压滤板：压滤板：PPPP尺寸：尺寸：2222滤饼LIC收集罐收集罐材料：材料：PPPP容积：容积：5m
13、5m滤液处理后废酸80gFe/l0.1gSiO2/l去WAPUR混合罐混合罐材料：材料：FRPFRP或或PPPP容积：约容积：约2m2m搅拌器搅拌器冷却水T絮凝剂2去酸再生去酸再生 to ARP去酸再生去酸再生 to ARP絮凝剂絮凝剂flocculant 絮凝剂准备罐絮凝剂准备罐Preparation tank 脱盐水脱盐水Demi-water浸溶塔浸溶塔Leaching column 浸溶塔浸溶塔Leaching column 氨水氨水ammonia泥饼泥饼filter cakeM压缩空气压缩空气compressed air絮凝剂储罐絮凝剂储罐Storage tank处理酸处理酸 trea
14、ted acid过过滤滤器器Filter压滤机压滤机Filter press沉淀池沉淀池Sedimentation tank 反应罐反应罐Process tank储罐储罐storage tank废铁边废铁边ScrapM废酸废酸Waste acid水冷却器冷却器cooler混合箱混合箱mixing tank氨水氨水ammoniaM压缩空气压缩空气compressed air处理酸处理酸 treated acid过过滤滤器器FilterM水冷却器冷却器cooler混合箱混合箱mixing tank氨水氨水ammonia处理酸处理酸 treated acid过过滤滤器器FilterM水冷却器冷却器c
15、ooler混合箱混合箱mixing tank氨水氨水ammonia处理酸处理酸 treated acid过过滤滤器器FilterM水冷却器冷却器cooler混合箱混合箱mixing tank氨水氨水ammonia过过滤滤器器FilterM水冷却器冷却器cooler混合箱混合箱mixing tank到处理酸罐到处理酸罐To treated acid tankM压缩空气压缩空气compressed air絮凝剂储罐絮凝剂储罐Storage tank处理酸处理酸罐罐1、2、3Treated acid tank1、2、3过过滤滤器器Filter压滤机压滤机Filter press沉淀池沉淀池Sedim
16、entation tank 反应罐反应罐Process tank储罐储罐storage tank废铁边废铁边ScrapM水冷却器冷却器cooler混合箱混合箱mixing tankM压缩空气压缩空气compressed air过过滤滤器器FilterM水冷却器冷却器cooler混合箱混合箱mixing tank过过滤滤器器FilterM水冷却器冷却器cooler混合箱混合箱mixing tank过过滤滤器器FilterM水冷却器冷却器cooler混合箱混合箱mixing tank过过滤滤器器FilterM加热器加热器Heater加热器加热器Heater加热器加热器Heater加热器加热器Hea
17、ter加热器加热器Heater加热器加热器Heater加热器加热器Heater加热器加热器Heater加热器加热器Heater加热器加热器Heater水冷却器冷却器cooler混合箱混合箱mixing tank废酸加热废酸加热从酸洗线排放的废酸先储存在废酸储罐中，然后通过泵送入浸溶塔中与废从酸洗线排放的废酸先储存在废酸储罐中，然后通过泵送入浸溶塔中与废铁屑反应。为了保证废酸在浸溶塔中与铁屑充分反应，在废酸进入浸溶塔之前铁屑反应。为了保证废酸在浸溶塔中与铁屑充分反应，在废酸进入浸溶塔之前，首先将废酸加热到，首先将废酸加热到80-90，但要考虑减少盐酸的挥发量（温度越高，盐酸，但要考虑减少盐酸的挥
18、发量（温度越高，盐酸的挥发越严重）。的挥发越严重）。废酸加热采用蒸汽间接加热的方式。废酸加热采用蒸汽间接加热的方式。在冷凝水的回路上配置有电导率值测量计，用于监控废酸的泄露。在冷凝水的回路上配置有电导率值测量计，用于监控废酸的泄露。 浸溶溶解浸溶溶解加热后的废酸从浸溶塔的底部进入到浸溶塔中，在浸溶塔中游离盐酸和废加热后的废酸从浸溶塔的底部进入到浸溶塔中，在浸溶塔中游离盐酸和废铁屑充分反应，产生氢气和氯化铁：铁屑充分反应，产生氢气和氯化铁：2HCl+Fe=FeCl2+H26HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O废酸在浸溶塔中的滞留时间必须保证游离酸充分反应完全。废酸在浸溶塔中的滞留时间必须保
19、证游离酸充分反应完全。反应所需废铁屑来自冷轧生产线废料，最好是含硅量较低的废铁。铁屑由反应所需废铁屑来自冷轧生产线废料，最好是含硅量较低的废铁。铁屑由电磁吊从浸溶塔的顶部添加。在正常的操作中，废铁屑的位置应保持始终高于电磁吊从浸溶塔的顶部添加。在正常的操作中，废铁屑的位置应保持始终高于废酸的液位，保证反应的充分进行。废酸的液位，保证反应的充分进行。废酸冷却废酸冷却从浸溶塔上部溢流出的废酸温度约从浸溶塔上部溢流出的废酸温度约80-85，经过石墨换热器冷却到，经过石墨换热器冷却到45。废酸冷却的。废酸冷却的目的主要有两个：一是废酸的温度高，在其后的氧化过程中生成的沉淀小，不易沉积下来；目的主要有两
20、个：一是废酸的温度高，在其后的氧化过程中生成的沉淀小，不易沉积下来；二是温度高使氨水的挥发量增大，增加氨水的消耗量。冷却水回路上配置有电导率值测量计二是温度高使氨水的挥发量增大，增加氨水的消耗量。冷却水回路上配置有电导率值测量计，用于监控液体是否泄露。，用于监控液体是否泄露。 氧化氧化冷却后的废酸通过溢流进入氧化反应罐，在搅拌器搅拌下与加入的氨水混合，废酸中的冷却后的废酸通过溢流进入氧化反应罐，在搅拌器搅拌下与加入的氨水混合，废酸中的一部分一部分Fe2+将氧化生成氢氧化铁絮状沉淀。将氧化生成氢氧化铁絮状沉淀。氨水的添加量根据进入浸溶塔的废酸量来确定，通过计量泵控制。反应罐内部设置有搅氨水的添加
21、量根据进入浸溶塔的废酸量来确定，通过计量泵控制。反应罐内部设置有搅拌装置，同时从反应罐底部吹入压缩空气，促进反应充分进行。经过氧化后，部分拌装置，同时从反应罐底部吹入压缩空气，促进反应充分进行。经过氧化后，部分Fe2+氧化氧化成成Fe3+（氢氧化铁絮状物），主要反应如下：（氢氧化铁絮状物），主要反应如下：PH调整：调整：HCl+NH4OHNH4Cl+H2O沉淀：沉淀：FeCl2+2NH4OHFe（OH）2+NH4Cl氧化：氧化：Fe（OH）2+1/2O2+H+Fe（OH）3吸附：吸附：Fe（OH）3+SiO2=Fe（OH）3XSiO2氢氧化铁絮状物吸附氢氧化铁絮状物吸附SiO2形成溶胶溶液。形
22、成溶胶溶液。在反应罐中反应之后，废酸的在反应罐中反应之后，废酸的PH值一般控制在值一般控制在4.04.5之间。之间。PH值得控制很重要，一方值得控制很重要，一方面影响氨水和絮凝剂的使用量，同时对氧化铁粉的影响也大，面影响氨水和絮凝剂的使用量，同时对氧化铁粉的影响也大，PH值搞，意味着氨水和絮凝剂值搞，意味着氨水和絮凝剂的用量增大，会使更多的的用量增大，会使更多的Fe2+沉淀下来，氧化铁粉的产量减少，另一方面沉淀下来，氧化铁粉的产量减少，另一方面PH值偏低，影响除值偏低，影响除硅效果，不能有效降低废酸中硅含量。硅效果，不能有效降低废酸中硅含量。沉淀沉淀溶液从反应罐上部溢流进入沉淀罐，在沉淀罐中加
23、入絮凝剂，絮凝剂可以使胶溶液从反应罐上部溢流进入沉淀罐，在沉淀罐中加入絮凝剂，絮凝剂可以使胶状析出物连接更为紧密，形成一种大聚状物，该聚状物在大面积区域内快速沉淀，状析出物连接更为紧密，形成一种大聚状物，该聚状物在大面积区域内快速沉淀，絮凝剂的添加量根据进入浸溶塔的废酸量来确定。絮凝剂的添加量根据进入浸溶塔的废酸量来确定。 压滤压滤净化后的废酸清夜自沉淀罐上部溢流进入废酸中间收集罐，即处理酸罐，然后通过泵送净化后的废酸清夜自沉淀罐上部溢流进入废酸中间收集罐，即处理酸罐，然后通过泵送往再生机组。沉积在沉淀罐下不的往再生机组。沉积在沉淀罐下不的Fe（OH）3XSiO2絮状物用泥浆泵送到压滤机，压滤
24、得到絮状物用泥浆泵送到压滤机，压滤得到液体送回收集罐，同时得到固体滤饼。液体送回收集罐，同时得到固体滤饼。压滤的过程分为：填料压滤的过程分为：填料压滤压滤卸饼。卸饼。滤饼从压滤机卸下之前，要经过冷凝水或脱盐水洗涤。滤饼从压滤机卸下之前，要经过冷凝水或脱盐水洗涤。再生工艺过程包括两个流程：再生工艺过程包括两个流程：一是以废酸经过处理路线的流程，即废酸一部分从处理酸罐经泵送入预浓缩器循环，然后通过焙烧炉供料泵送入焙烧炉一是以废酸经过处理路线的流程，即废酸一部分从处理酸罐经泵送入预浓缩器循环，然后通过焙烧炉供料泵送入焙烧炉燃烧反应，另一部分打到燃烧反应，另一部分打到FeCl2洗涤塔里对雾气进行第一级
25、的洗涤，洗涤完的液体回到预浓缩器里。洗涤塔里对雾气进行第一级的洗涤，洗涤完的液体回到预浓缩器里。二是以焙烧炉内经燃烧产生的混合气体净化过程为路线的路程，即焙烧炉产生的炉气依次通过双旋风分离器、预浓缩器二是以焙烧炉内经燃烧产生的混合气体净化过程为路线的路程，即焙烧炉产生的炉气依次通过双旋风分离器、预浓缩器、吸收塔、洗涤塔、烟囱，然后排空。、吸收塔、洗涤塔、烟囱，然后排空。u预浓缩预浓缩脱硅后的废酸首先经过废酸过滤器过滤，进入预浓缩器（文丘里）的底部，并通过预浓脱硅后的废酸首先经过废酸过滤器过滤，进入预浓缩器（文丘里）的底部，并通过预浓缩器的循环泵循环，在循环的过程中废酸与来自焙烧炉的高温焙烧气体
26、直接热交换，吸收缩器的循环泵循环，在循环的过程中废酸与来自焙烧炉的高温焙烧气体直接热交换，吸收HCL气体，降低焙烧废气的温度，从而达到预浓缩的目的，废气和循环废酸在预浓缩器内为气体，降低焙烧废气的温度，从而达到预浓缩的目的，废气和循环废酸在预浓缩器内为顺溜操作。顺溜操作。预浓缩器主要作用有三个：预浓缩器主要作用有三个：浓缩废酸。与浓缩器内的废酸通过循环泵从预浓缩器顶部喷枪喷下，与从焙烧炉内出来浓缩废酸。与浓缩器内的废酸通过循环泵从预浓缩器顶部喷枪喷下，与从焙烧炉内出来的高温焙烧气体直接接触，废酸吸收废气中的的高温焙烧气体直接接触，废酸吸收废气中的HCL，废酸被加热，部分水份蒸发而浓缩，同，废酸
27、被加热，部分水份蒸发而浓缩，同时废酸温度升高。时废酸温度升高。冷却焙烧气体，将高温焙烧气体温度降至操作许可范围内，以保证其后的吸收过程顺利冷却焙烧气体，将高温焙烧气体温度降至操作许可范围内，以保证其后的吸收过程顺利进行，因为从预浓缩器内出来的气体将进入吸收塔内，吸收塔的材质不能承受高温。进行，因为从预浓缩器内出来的气体将进入吸收塔内，吸收塔的材质不能承受高温。清洗焙烧气体，使气体中的清洗焙烧气体，使气体中的Fe2O3含量减至许可范围，以保证再生酸中对含量减至许可范围，以保证再生酸中对Fe的含量的要求的含量的要求。从焙烧炉出来经过旋风分离器后的焙烧气体温度约为从焙烧炉出来经过旋风分离器后的焙烧气
28、体温度约为400左右，且含有较高氧化铁粉，左右，且含有较高氧化铁粉，若不经过降温或除尘，吸收塔无法吸收。降温是焙烧炉气体与循环废酸进行热交换的结果，若不经过降温或除尘，吸收塔无法吸收。降温是焙烧炉气体与循环废酸进行热交换的结果，焙烧气体经过预浓缩器后温度降为约焙烧气体经过预浓缩器后温度降为约95。焙烧气体的除尘采用文丘里除尘，其工作原理如下：细颈区气体速度为焙烧气体的除尘采用文丘里除尘，其工作原理如下：细颈区气体速度为V1，液体速度为，液体速度为V2，其中，其中V1远大于远大于V2，使液体与气体之间产生很大的相对速度，液体变成液滴，附着在气体，使液体与气体之间产生很大的相对速度，液体变成液滴，
29、附着在气体中的氧化铁粉微粒上，增加氧化铁粉自重而从焙烧气体中分离出来，分离出的氧化铁粉在预中的氧化铁粉微粒上，增加氧化铁粉自重而从焙烧气体中分离出来，分离出的氧化铁粉在预浓缩器中与废酸溶液接触并发生如下反应：浓缩器中与废酸溶液接触并发生如下反应：Fe2O3（s）+6HCl（l）=FeCl3+3H2Ou焙烧焙烧经过预浓缩的废酸液由焙烧炉供料泵以一定的流量送到焙烧炉。经过预浓缩的废酸液由焙烧炉供料泵以一定的流量送到焙烧炉。焙烧炉通过燃气加热到约焙烧炉通过燃气加热到约700左右，炉顶的喷嘴将废酸液雾化成细微的液滴，从炉顶左右，炉顶的喷嘴将废酸液雾化成细微的液滴，从炉顶喷洒下来与高温炉气接触，废酸中喷
30、洒下来与高温炉气接触，废酸中FeCl2被高温焙烧而发生化学反应分解为被高温焙烧而发生化学反应分解为Fe2O3颗粒和颗粒和HCl气体。气体。燃烧后的烟气通过炉顶部管道排出，气体的成份主要是燃烧后的烟气通过炉顶部管道排出，气体的成份主要是HCl、水蒸气的混合气体，气体、水蒸气的混合气体，气体排出，气体的成份主要是排出，气体的成份主要是HCl、水蒸气的混合气体，气体排出温度约为、水蒸气的混合气体，气体排出温度约为400。废酸液在焙烧炉内发生如下主要化学反应：废酸液在焙烧炉内发生如下主要化学反应：FeCl2+2H2O+1/2O2=Fe2O3+4HCl2FeCl3+3H2O=Fe2O3+6HCl反应产物
31、固体颗粒（反应产物固体颗粒（Fe2O3）以粉末的形式落在焙烧炉下部锥形中，并通过一个旋转阀）以粉末的形式落在焙烧炉下部锥形中，并通过一个旋转阀排放。旋转阀有密封作用，可以保证焙烧炉内部的气体同外部气体隔离开来。在旋转阀的上排放。旋转阀有密封作用，可以保证焙烧炉内部的气体同外部气体隔离开来。在旋转阀的上部设计安装了破碎机，用来破碎可能产生的部设计安装了破碎机，用来破碎可能产生的Fe2O3结块。结块。u 双旋风除尘双旋风除尘焙烧炉燃烧产生的气体包括燃烧废气、水蒸气和氯化氢（焙烧炉燃烧产生的气体包括燃烧废气、水蒸气和氯化氢（HCl）气体，同时燃烧气体中）气体，同时燃烧气体中含有大量粉尘（如含有大量粉
32、尘（如Fe2O3），气体从焙烧炉的顶部管道离开焙烧炉后经过双旋风分离器，在），气体从焙烧炉的顶部管道离开焙烧炉后经过双旋风分离器，在旋风分离器处由于离心力的作用，气体中所含的旋风分离器处由于离心力的作用，气体中所含的Fe2O3粉尘将部分被分离出来，旋风分离器粉尘将部分被分离出来，旋风分离器的效率约为的效率约为50-60%，即通过双旋风分离器有，即通过双旋风分离器有50%-60%的氧化铁粉分离出来，分离出的的氧化铁粉分离出来，分离出的Fe2O3将通过双旋风分离器的旋转阀回送到焙烧炉中。将通过双旋风分离器的旋转阀回送到焙烧炉中。燃气中粉尘含量与工艺设计和控制有密切关系，当炉温升高，或者空燃比增大，
33、都将增燃气中粉尘含量与工艺设计和控制有密切关系，当炉温升高，或者空燃比增大，都将增大燃气的粉尘量，增加后续设备的负担。大燃气的粉尘量，增加后续设备的负担。u氧化铁粉储存和装袋氧化铁粉储存和装袋通过一个气动输送系统将产生的氧化铁粉运送到氧化铁粉储存箱里，该系统保持轻微的负压通过一个气动输送系统将产生的氧化铁粉运送到氧化铁粉储存箱里，该系统保持轻微的负压防止铁粉泄露到大气中防止铁粉泄露到大气中。在储存箱顶部有个布袋过滤器，防止排出的抽风携带铁粉在储存箱顶部有个布袋过滤器，防止排出的抽风携带铁粉. . 氧化铁粉通过箱底部的旋转阀装氧化铁粉通过箱底部的旋转阀装袋后销售。袋后销售。氧化铁粉是一种高附加值
34、的产品，可以作为磁性材料广泛用于电子产业，还可用于生产颜料氧化铁粉是一种高附加值的产品，可以作为磁性材料广泛用于电子产业，还可用于生产颜料、粉末冶金等。、粉末冶金等。衡量氧化铁粉品质的指标包括物理和化学指标，化学指标主要有衡量氧化铁粉品质的指标包括物理和化学指标，化学指标主要有SiOSiO2 2；ClCl；FeFe2 2O O3 3；MnMn；CaCa等等指标，物理指标主要有平均粒径、比表面积、压缩密度、松装比等。指标，物理指标主要有平均粒径、比表面积、压缩密度、松装比等。氧化铁粉中的氧化铁粉中的ClCl主要以主要以HClHCl、FeClFeCl2 2、CaClCaCl2 2、NaClNaCl
35、等形式存在，由于等形式存在，由于ClCl的存在，在磁性材料烧的存在，在磁性材料烧结过程中将逸出结过程中将逸出HClHCl气体，对设备产生腐蚀，同时影响铁氧体生成物的产量，气体，对设备产生腐蚀，同时影响铁氧体生成物的产量，ClCl以盐的形式存在将以盐的形式存在将干扰生成的铁氧体产品的晶体结构，导致最终产品的性能下降，如增加功耗，减少磁导率等。干扰生成的铁氧体产品的晶体结构，导致最终产品的性能下降，如增加功耗，减少磁导率等。SiOSiO2 2的含量对磁性材料的影响也很大，的含量对磁性材料的影响也很大，SiOSiO2 2含量过高，生产出的磁性材料边界阻力大，功耗含量过高，生产出的磁性材料边界阻力大，
36、功耗高，同时高，同时SiOSiO2 2含量过高，铁粉活性差，生产的磁性材料中含杂质高，易脆化，含量过高，铁粉活性差，生产的磁性材料中含杂质高，易脆化，SiOSiO2 2熔点低，烧结时熔点低，烧结时铁粉易结块。铁粉易结块。氧化铁粉的物理性能最基本的是粒径和比表面积，粒径影响着磁性材料生产工艺的功效，粒氧化铁粉的物理性能最基本的是粒径和比表面积，粒径影响着磁性材料生产工艺的功效，粒径细易于混合，可压缩性好，烧结过程活性好，通常比表面积越大，磁性材料活性越好，分体粒径细易于混合，可压缩性好，烧结过程活性好，通常比表面积越大，磁性材料活性越好，分体粒径小，有利于对铁磁体进行微型化控制，有利于压缩铁磁体
37、体积，减少动力消耗。径小，有利于对铁磁体进行微型化控制，有利于压缩铁磁体体积，减少动力消耗。氧化铁粉品质的好坏还有一个重要指标就是氧化铁粉质量的稳定性。氧化铁粉品质的好坏还有一个重要指标就是氧化铁粉质量的稳定性。u吸收吸收焙烧气体进入预浓缩器（文丘里），在预浓缩器中，焙烧气体进入预浓缩器（文丘里），在预浓缩器中，400高温气体直接与循环酸接触，气高温气体直接与循环酸接触，气体经冷却和清洗之后，温度降为约体经冷却和清洗之后，温度降为约90，此时的剩余气体中还残留了少量的氧化物。，此时的剩余气体中还残留了少量的氧化物。经过预浓缩器之后，气体进入到吸收塔，此时漂洗水或去离子水从吸收塔顶部喷下，与经过
38、预浓缩器之后，气体进入到吸收塔，此时漂洗水或去离子水从吸收塔顶部喷下，与HCl气体充分接触吸收生成再生酸。气体充分接触吸收生成再生酸。吸收塔中充填了大量的填料，填料增大了吸收面积，提高吸收效率。吸收塔中充填了大量的填料，填料增大了吸收面积，提高吸收效率。影响再生酸浓度的因素有如下几项：影响再生酸浓度的因素有如下几项：焙烧炉中盐酸气体含量；焙烧炉中盐酸气体含量；焙烧气体温度；焙烧气体温度；漂洗水的喷流量。漂洗水的喷流量。再生酸达到设计的浓度之后，从吸收塔底部排出，存入再生酸储罐，供酸洗线使用。再生酸达到设计的浓度之后，从吸收塔底部排出，存入再生酸储罐，供酸洗线使用。由于酸再生机组产生的废酸浓度一
39、般为由于酸再生机组产生的废酸浓度一般为18%左右，新酸的浓度一般约为左右，新酸的浓度一般约为32%，因此在实际生，因此在实际生产中常常需要对酸进行浓度的调配，以满足酸洗线补充酸的浓度的要求。产中常常需要对酸进行浓度的调配，以满足酸洗线补充酸的浓度的要求。u废气净化废气净化经过吸收塔之后，剩余气体通过排气风机进入洗涤塔洗涤，通过循环洗涤达到环保指标后，经过吸收塔之后，剩余气体通过排气风机进入洗涤塔洗涤，通过循环洗涤达到环保指标后，通过烟囱排空。通过烟囱排空。在排气风机净化后的气体先进入氯化亚铁洗涤塔，在该洗涤塔中通过使用来自在排气风机净化后的气体先进入氯化亚铁洗涤塔，在该洗涤塔中通过使用来自WA
40、PUR的氯的氯化亚铁液来移除废气中的氯气（化亚铁液来移除废气中的氯气（Cl2），反应式如下：），反应式如下：FeCl2+1/2Cl2FeCl3同时通过该洗涤塔还能降低废气中的同时通过该洗涤塔还能降低废气中的HCl和粉尘的含量。和粉尘的含量。随后废气进入文丘里气体洗涤塔，在该洗涤塔采用脱盐水方式进行洗涤，就是用脱盐水吸收随后废气进入文丘里气体洗涤塔，在该洗涤塔采用脱盐水方式进行洗涤，就是用脱盐水吸收排放气体中的排放气体中的HCl，从而降低，从而降低HCl的排放量。的排放量。酸再生酸再生新技术介绍新技术介绍脱硅目前还没有找到更好的反应物质来替代氨水，因为氨水在后续的再生反应脱硅目前还没有找到更好的
41、反应物质来替代氨水，因为氨水在后续的再生反应中对氧化铁粉的质量不会产生任何不良的影响。中对氧化铁粉的质量不会产生任何不良的影响。2 NH2 NH4 4Cl + OCl + O2 2 N N2 2 + 2 H + 2 H2 2O + 2 O + 2 HClHCl目前西马克发明了一种新的酸再生技术（目前西马克发明了一种新的酸再生技术（hydrothermal acid regenerationhydrothermal acid regeneration），与传统的焙烧法相比，能源消耗减少），与传统的焙烧法相比，能源消耗减少3050%3050%，且再生产品具有更好的市场。，且再生产品具有更好的市场。
42、目前仅建在蒂森克虏伯美国钢厂一座，处理能力为目前仅建在蒂森克虏伯美国钢厂一座，处理能力为18m18m3 3/h/h。但由于该技术还不成。但由于该技术还不成熟，一直都在调试中。熟，一直都在调试中。该法包括三个步骤，首先是预浓缩阶段，在该法包括三个步骤，首先是预浓缩阶段，在7070度和度和-70kPa-70kPa负压条件下对废酸进负压条件下对废酸进行浓缩使得多余的水和自由酸挥发。行浓缩使得多余的水和自由酸挥发。接下来为氧化阶段，在接下来为氧化阶段，在700KPa700KPa和和150150度利用氧气将氯化亚铁氧化成氧化铁。度利用氧气将氯化亚铁氧化成氧化铁。4FeCl4FeCl2 2 + O + O
43、2 2 + 4HCl 4FeCl + 4HCl 4FeCl3 3 + 2H + 2H2 2O O然后进行低温水解，在然后进行低温水解，在170170度下，将氯化铁转化成氧化铁和盐酸。其中的氧化度下，将氯化铁转化成氧化铁和盐酸。其中的氧化铁通过特殊的过滤装置与溶液分离进行分离，剩余的溶液蒸发，蒸发物与预浓缩铁通过特殊的过滤装置与溶液分离进行分离，剩余的溶液蒸发，蒸发物与预浓缩阶段产生的盐酸和水汽结合凝聚成再生酸。阶段产生的盐酸和水汽结合凝聚成再生酸。2FeCl2FeCl3 3 + 3H + 3H2 2O FeO Fe2 2O O3 3 + 6HCl + 6HCl思考题思考题1.1.简述脱硅、酸再
44、生工艺流程？简述脱硅、酸再生工艺流程？2.2.在脱硅时为什么要控制废酸液的在脱硅时为什么要控制废酸液的PHPH值在值在4.04.54.04.5之之间？间？3.3.预浓缩器的作用是什么？预浓缩器的作用是什么？4.4.焙烧炉内进行了哪些化学反应？焙烧炉内进行了哪些化学反应？5.5.双旋风分离器的作用是什么？它的分离效率能达双旋风分离器的作用是什么？它的分离效率能达到多少？到多少？6.ARP6.ARP中两个废气洗涤塔有什么不同？中两个废气洗涤塔有什么不同？7.7.如何保证浸溶塔中游离酸充分反应？如何保证浸溶塔中游离酸充分反应？焙烧反应方程式焙烧反应方程式 The reaction equation
45、for the roaster除了硅之外可以除掉的元素除了硅之外可以除掉的元素 The other impurities can be decreased during the WAPURThe other impurities can be decreased during the WAPUR Al2O3CrCuNiPbVPTi9595998530709570020406080100 %Al2O3CrCuNiPbVPTi颜料颜料pigmentpigment13%13%建材用品建材用品building material building material 27%27%涂料涂料coatingco
46、ating44%44%动物添加剂动物添加剂additiveadditive1%1%化学药品化学药品 chemicalschemicals6%6%亚铁盐亚铁盐ferriteferrite9%9%Reference酸再生机组基本参数酸再生机组基本参数酸洗产量(VAMA 1期) 1,500,000 吨/年酸洗产量(VAMA 2期) 2,300,000 吨/年铁损(大概估计值) 0.4 % 铁 HCl (总) 大概 (最高) 200 (230) g/l HCl (总) 平均200 Fe 平均(最高.) 120 (180) (1) g/l 酸液中 SiO2含量 小于0.02 % 氟化物含量 小于5 pp
47、m 没有Pb Zn Cu 温度 最大80-90 C 可用小时 / 年 8,760 时年检15天- 360 时双周定修15 x 16 时 400 时 有效利用系数90 % 每年净生产时间每年净生产时间 7,200 7,200 时时u产量和酸洗参数产量和酸洗参数u废酸组成废酸组成当供给酸再生的废酸中铁含量超过160g/l时，废酸必须用水来稀释（如，在罐区稀释）u机组有效操作时间机组有效操作时间酸再生机组设计能力酸再生机组设计能力以下数据由VAMA提供，作为酸再生和预脱硅系统规模计算的依据。1期VAMA小时废酸流量: 2期增加的VAMA小时废酸流量: 因此，推荐能力为：1 x 7,500 l/h 废
48、酸供给酸再生1期，1 x 4,500 l/h（或1 x 7,500 l/h）废酸供给酸再生2期 酸再生能力设计酸再生能力设计脱硅处理能力脱硅处理能力脱硅能力需要考虑第2期的生产能力，设计脱硅废酸处理能力为12,000 l/h。酸再生机组设计能力酸再生机组设计能力酸储存酸储存能力设计能力设计氧化铁粉储存能力氧化铁粉储存能力提供以下储存能力(罐区的设计考虑了2期酸再生的使用量)废酸罐4200 m 再生酸罐1 200 m 漂洗水罐2 200 m 新酸罐2200 m 处理酸罐3200 m 氧化铁粉存储能力2 x 200 m 酸再生机组消耗指标酸再生机组消耗指标以下数据是机组在正常产能和热平衡下正常操作
49、条件下得出的数据。所有的数据都是大概数据。两个酸再生工序总和（不包含脱硅）两个酸再生工序总和（不包含脱硅）名称名称连接管道总损失连接管道总损失消耗指标值消耗指标值电参照电气说明书参照电气说明书饮用水10 m/h 安全淋浴的时候使用工业水10 m/h 用于冲洗机组，清洁用. 脱盐水10 m/h 大概. 1 - 2 m/h 漂洗水min. 10 m/h 大概. 8 m/h 燃气31,000 MJ/h 23,000 MJ/h 压缩空气300 Nm/h 大概. 150 Nm/h 氮气(1) (1) 储存器来决定用于烧嘴管道的冲洗脱硅工序脱硅工序名称名称连接管道总损失连接管道总损失消耗指标值消耗指标值电
50、见电参数部分见电参数部分脱盐水5 m/h 25 l/h 冷却水120 m/h 大概 70 m/h 压缩空气300 Nm/h 大概200 Nm/h蒸汽1500kg/h 1000 kg/h 废边存储器来决定 500 kg/h 固体絮凝剂- 大概1 kg/h Fe2O399.3% Fe2O399.3% MnO+CaO+Na2O+K2O+MgO+SO40.3%MnO+CaO+Na2O+K2O+MgO+SO40.3%FeO0.4%FeO0.4%Cl-:max.0.15% Cl-:max.0.15% H2O:max.0.2% H2O:max.0.2% SiO2:max.100ppm SiO2:max.10
