[發明專利]一種廢鹽酸蒸發分離及熱能多次利用的方法和裝置

在審

• 申請號: 201610005182.0
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105439361A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 李業玉
• 申請（專利權）人: 南寧匯安電工設備有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/16;C02F101/12
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術領域

本發明屬物質分離和熱能綜合利用技術。具體是一種廢鹽酸蒸發分離及熱能多次利用的方法和裝置。

技術背景

熱鍍鋅行業中，因酸洗需要，產生大量廢鹽酸，其成分中主要物質為HCl和FeCl₂，污染性特別大，廢水排入江河湖海,將使水體污染,破壞生態系統,嚴重地危害人體健康及農業、漁業的生產。需要進行凈化處理，減少污染。

同時，在熱鍍鋅生產中，需要用到含氯化銨和氯化鋅的一種溶劑用來保證鍍鋅品質，此溶劑為液態，且需要持續加熱將溫度保持在60-70℃，一般需要120-150KW(或同等效率的其他能源)的加熱功率。能耗較大。

常規處理方式中，其中一種方式采取加熱蒸餾廢鹽酸液體，飽和濃縮液降溫后結晶析出。析出的FeCl₂結晶水合物作為凈水劑生產原料，循環利用。蒸發形成的含8-10％HCl氣體的蒸汽，經冷凝后，形成8-10°的稀鹽酸，與常規31°鹽酸配制成16-20°濃度，繼續用于本車間的酸洗除銹。整個生產工藝也基本做到無污染物排放。但蒸餾過程中，需要將廢鹽酸加熱至100℃(此階段消耗熱能為80千卡/kg)后，繼續加熱蒸發(此階段為一效蒸發，消耗熱能為539千卡/kg，一般以每小時處理200公斤計算，電耗功率為200KW左右)。整個蒸餾過程中需要吸收大量熱能(80+539＝619千卡)以及其他散熱等引起的熱能消耗，并在后續的冷凝過程中釋放出與吸收同等的熱能。冷凝時釋放一定的熱能，一般用于二次蒸發，，冷凝釋放的熱能因為冷凝條件的限制，其溫度遠低于100攝氏度，如對此熱能再一次利用作為蒸發熱源，只能在較低氣壓和沸點的半真空狀態下運行，就需要有真空機組持續抽取蒸發的蒸汽。二次利用時，真空機組需要投入的電能較大(一般大于20KW)，導致效率明顯降低(此階段為二效蒸發，處理量相應的下降為80公斤/小時)。二效蒸發后的蒸汽溫度則更低，不再有在利用價值。

溶劑加熱則需要另行建設加熱設備，能耗一般達到120KW(或同等效率的其他能源)以上，溶劑池中連續批量浸泡常溫的待鍍鋅鐵件，帶走部分熱能，部分熱能則向周邊的空氣和地層中散失，需要連續加熱維持生產溫度。熱能也是只能一次性使用。

以上傳統的生產工藝當中，需投入較多的蒸發、冷凝、二效蒸發、換熱、溶劑加熱等設備較多，以處理量280公斤/小時計算，全部設備運行功率達到340KW，在保證溶劑溫度維持在生產要求狀態下，單位運行功率達到1.21KW/公斤.小時。

以上兩套設備在使用中，各自獨立運行，互不關聯。廢鹽酸蒸餾處理過程中，消耗熱能一般達到溶劑加熱熱能的2倍以上。

發明內容

本發明為了克服了傳統設備能源利用率效率低下的不足，提供一種廢鹽酸蒸發分離及熱能多次利用的方法和裝置。該裝置集廢鹽酸蒸發固液分離處理與溶劑加熱融合為一套設備。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

1.一種廢鹽酸蒸發分離及熱能多次利用的方法和裝置

1)廢鹽酸蒸發分離及熱能多次利用的裝置：

裝置由第一熱液降溫換熱器、第二熱液降溫換熱器、蒸發器、加熱器、蒸汽冷凝換熱器、結晶池、溶劑池、包裝儲存室和循環使用存儲罐構成。所述結晶池設有飽和廢鹽酸入口、廢鹽酸出口和FeCL₂結晶出口。

所述第一熱液降溫換熱器、第二熱液降溫換熱器和蒸汽冷凝換熱器均為列管式換熱器。所述加熱器為電加熱器、燃氣加熱器或熔巖加熱器。

所述蒸發器設有預熱后廢鹽酸入口、飽和廢鹽酸出口和含HCl髙溫蒸汽出口三個接口，蒸發器與加熱器連接、加熱器設置在蒸發器下方；蒸發器的預熱后廢鹽酸入口與第二熱液降溫換熱器管外程的出口連接。蒸發器的飽和廢鹽酸出口與第一熱液降溫換熱器的管內程的入口連接。蒸發器的含HCl₂髙溫蒸汽出口與蒸汽冷凝換熱器的管內程的入口連接。

所述蒸汽冷凝換熱器的管內程的出口與第二熱液降溫換熱器管內程的入口連接。蒸汽冷凝換熱器管外程的出口與溶劑池的入口連接。蒸汽冷凝換熱器管外程的入口與溶劑池的出口連接；蒸汽冷凝換熱器的管內程的入口與蒸發器(3)的含HCl髙溫蒸汽出口連接。

所述溶劑池的出口與蒸汽冷凝換熱器的管外程的入口連接；溶劑池的入口與蒸汽冷凝換熱器的管外程的出口連接。