[新品] 盐酸酸洗废液三效逆流闪蒸结晶装置

装置的工艺说明和特点

1.1 工作原理：

本技术方案设计的处理装置采用了设计单位的国家发明专利：高效节能型盐酸酸洗废液三效负压蒸发结晶装置。主要是对盐酸酸洗废液采用三效蒸发，节约能源，降低蒸汽的消耗。三效蒸发就是在各效分离器内留出一个足够的空间进行气液分离，蒸汽自分离器顶部直接进入下一效蒸发器。因分离器出气管道的横截面积比一般蒸汽管道要大2倍以上，通入下一级蒸发器无折转，距离近，大大降低蒸汽阻力，增加流量，提高加热效率。且因气液分离是在分离器内完成，减少了引出蒸汽的热量损失。一效蒸发器的加热蒸汽冷凝水通过疏水阀通入热水预热器，冷凝水从热水预热器排出，避免了蒸汽损失，也解决了疏水器的噪声和污染。利用每一效蒸发器冷凝液的热量和***后一效气相的热量，对盐酸酸洗废液原液和离心母液进行多次预热。利用一效浓缩液的热量进行闪蒸，提高盐酸的浓度和浓缩液氯化亚铁的含量，还降低了蒸发器的结晶结垢；延长了蒸发器的淘洗周期。

三效蒸发流程是由三组蒸发器、分离器组合后的蒸发操作过程。三效蒸发时要求后效的操作压强和溶液的沸点均较前效低，引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质，即后效的蒸发器成为前效二次蒸汽的冷凝器，仅***效需要消耗生蒸汽。末效蒸发在真空下操作，降低了溶液的沸点。由于前一效的二次蒸汽作为下一效的加热蒸汽，故提高了生蒸汽的利用率，即经济性。本装置整套系统充分地利用了湿、潜热，节约了生蒸汽消耗量，降低了运行成本。本装置的蒸发系统总耗汽量是普通蒸发设备的1/3，运行总功率是传统蒸发设备的1/3。整套装置设计理念既环保、科学，又高效、节能；符合国家制定的“节能法”之规定。

本技术方案设计的盐酸酸洗废液三效负压逆流闪蒸结晶装置，实质上是一种溶液中溶质和溶剂分离的物理过程。它的基本原理是将含有氯化氢、氯化亚铁等溶质的水溶液，在真空状态下加热，使溶液中可挥发性的溶质氯化氢和水一起蒸发，通过冷凝器利用冷却水冷凝，形成洁净度较高的盐酸；随着溶液的体积减小，溶液中不可挥发的溶质铁离子的浓度增加，形成氯化亚铁的过饱和溶液。然后通过冷却，降低溶液的溶解度，在溶液过饱和状态下，使一部分氯化亚铁以四水氯化亚铁结晶物的晶体状态结晶析出，达到溶液中溶质和溶剂的分离。本工艺处理盐酸酸洗废液可回收90%以上的氯化氢；使铁离子全部以四水氯化亚铁晶体形式析出。

1.2 工艺流程简介：

三效负压逆流闪蒸结晶法处理盐酸酸洗废液是根据氯化亚铁的物理特性及氯化亚铁在水（盐酸）中溶解度的规律，采用蒸汽间接加热、负压蒸发浓缩工艺，蒸发产生的气体经冷凝器冷凝成为盐酸进入盐酸收集池；返回生产车间酸洗工段重新使用。盐酸酸洗废液经蒸发浓缩使氯化亚铁达到过饱和浓度，冷却浓缩液使氯化亚铁以四水氯化亚铁结晶物的晶体状态结晶析出，再经固液分离获取四水氯化亚铁的结晶体湿品。

负压蒸发结晶法处理盐酸酸洗废液整套装置由几十台化工设备构成蒸发、冷凝、结晶、分离、包装五个化工单元操作岗位，形成一整套工艺流程。由石墨蒸发器和石墨分离器组成的蒸发单元采用强制式外循环蒸发，蒸发强度大、热效率高；由冷凝器和盐酸罐组成的冷凝系统，采用特制冷凝器、循环冷却水冷却的冷凝方式；结晶过程是在结晶釜内进行，在结晶釜夹套内通入冷却水，循环冷却进行固相结晶析出；采用离心机对晶浆液进行固液相分离，所获得的四水氯化亚铁是颗粒状的结晶体；结晶体人工称重包装后外运或者入库；分离出来的母液返回蒸发系统重新蒸发。
1.3 主体设备简介：

主体设备在选型时考虑的主要因素有：

1)、料液的性质；

2)、工程技术要求：如处理量、蒸发量、安装现场的面积和高度、连续或间歇生产、生产实地现场的要求等；

3)、利用的热源和冷却水的情况；

4)、物料的黏度随蒸发过程中溶液温度、浓度的变化情况等。

为了提高装置的蒸发能力、处理能力、使用寿命，设计单位针对性开发了盐酸酸洗废液处理装置专用的石墨蒸发器、石墨分离器、石墨预热器、石墨冷凝器等设备及相关配件。

负压蒸发浓缩法处理盐酸废液装置的核心设备是石墨蒸发器、石墨分离器、石墨冷凝器、石墨预热器等。石墨设备对于盐酸类介质具有极强的耐腐蚀性能和良好的导热性能，经过多年运行证明，对于盐酸类介质采用石墨设备，工作性能可靠、使用寿命长、操作维护简便，是***理想的选择。石墨蒸发器和石墨分离器是盐酸酸洗废液蒸发浓缩中***关键的设备，是根据外循环蒸发浓缩操作的特点专门精心设计的产品。由于分离器内盛装沸腾状态的盐酸酸洗废液，温度高、腐蚀性很强，所以，需要采用特制的石墨蒸发器、石墨分离器。项目设计单位经过多年的研发和改良特制的石墨蒸发器、石墨分离器在多年来的多个工程的实际应用中取得了满意的效果。本装置各分离器都有独立进料口和观察孔，便于观察和控制进料流量。三组蒸发器和分离器组成的蒸发浓缩单元合理排列布置，缩短了装置的总长度，既便于操作又减少了占地面积。

结晶过程是在结晶釜内完成，结晶釜在冷却水循环冷却下析出氯化亚铁结晶体。结晶完成后进行固液分离。分离过程中采用离心机将固液混合状态的晶浆液进行固液分离，从液态的晶浆液中提取、分离出固相的四水氯化亚铁结晶体。由于盐酸具有较强的腐蚀性，一般金属都难以适应，所以选用衬塑材质的离心机及配套系统。分离出的四水氯化亚铁结晶体人工称重包装外运或者入库。根据工艺要求选用了搪玻璃反应釜、全自动刮刀下部卸料离心机等设备。

对于稀酸泵、盐酸泵等均采用机械密封性能良好、耐腐蚀性能极强的F46的化工离心泵，保证在负压状态下，能连续进、出料工作；保证装置稳定运转和具有较长的使用寿命。

对于进料泵、强制循环泵、出料泵、过料泵、母液泵等均采用美国杜邦PFA材质、自主开发的耐高温耐腐蚀无泄漏夹板式氟合金离心泵，保证在负压状态下，能使高浓度物料或结晶物料连续出料工作，采用德国博格曼先进技术特制的SiC双端面集装式机械密封保证了系统安全运行程度高和设备检修周期长。

对于真空泵采用了带动力机械密封的2SK系列不锈钢双级水环式真空泵。保证真空度的稳定及设备基本无检修。

对于真空机组采用了带冷却器的FRPP材质的RPP系列水喷射真空机组。保证真空度的稳定及设备基本无检修，同时***大程度减少换水频率。

对于平衡罐、母液罐、汽液分离罐、回收液罐等均采用特制的FRPP设备，既能满足耐腐蚀性的要求，又比较经济合理。

对于闪蒸罐、稀酸罐、盐酸罐等均采用搪玻璃立式储罐，既满足了实际生产需要的耐腐蚀性，还对耐真空、耐温度更有实用性。

对于闪蒸罐采用钢衬石墨的立式储罐，主要是为了满足了实际生产时氯化氢气体的气相腐蚀的耐用性，还对耐真空、耐温度更有实用性。

1.4 管道、管件、阀门等选用概述：

本装置中物料管道、管件等均选用钢衬石墨、FRPP材质，物料过流部分阀门均选用钢衬四氟材质。其中：一效蒸发单元的物料循环管道、二次蒸汽管道均选用钢衬石墨材质，二效蒸发单元、三效蒸发单元、冷凝工段所有的管道均选用FRPP材质。对耐腐蚀、耐负压、耐温度方面较为理想。既符合生产工艺的要求又节约项目的实际投资。

1.5 工艺特点：

本装置采用专业对口的特制石墨设备是提高装置的运行能力、使用寿命和耐腐蚀性；采用三效负压逆流闪蒸结晶技术主要是降低盐酸酸洗废液处理蒸汽耗量和处理费用；采用全负压系统是保证清洁安全生产，降低车间环境污染。具体的特点有以下几项：

1）、负压蒸发浓缩：

盐酸酸洗废液常压下蒸发温度较高，腐蚀性很强，设备维修量大、寿命短，是盐酸酸洗废液处理运行费用和设备日常维护费用高的主要原因。本装置对盐酸酸洗废液采用负压外循环蒸发浓缩工艺：在负压条件下，蒸发温度低，对设备、管道的材质腐蚀降低，能够保证连续稳定生产。由于工作温度降低，使得设备、管道在选取材质方面有很多有利条件和广泛可能性，可以降低工程投资。处理过程均在负压下操作，酸性气体外泄减少，操作环境及工厂环境大为改善。

2）、外加热式蒸发器结合强制循环模式：

盐酸酸洗废液在蒸发浓缩到一定程度后容易结晶，甚至于堵塞蒸发器物料通道，造成设备损坏。采用外加热式蒸发器结合强制循环模式，在工艺布置上采取蒸发器与分离器上高下低的错落布置，盐酸酸洗废液在重力差和热力差的双重作用及系统真空条件下，蒸发器内的物料因加热而上窜、分离器内的相对冷物料下降的强烈循环，加上强制循环模式；保证物料循环的速度在1.5 m/s以上。物料在这种高速激烈运动状态下,基本上杜绝了物料在蒸发器中结晶和堵塞蒸发器的可能性，使正常生产中设备运行稳定。

3）、回收的再生酸纯度高：

回收盐酸的工艺由于铁离子不易挥发，蒸发出的氯化氢和水蒸汽经冷凝器冷凝而成盐酸，基本不含铁离子，因而纯度很高，返回车间使用不会对生产工艺产生任何不利影响。

4）、工艺简单、设备投资较低：

本装置采用的工艺中所需设备数量少，投资较低，且操作简单易行。本装置具有蒸发效率高、能连续稳定生产、操作简单、治理过程不需添加其他助剂、设备及管道材料防腐耐用、处理费用低、环保效益明显等诸多优点。

本技术方案提供的三效负压逆流闪蒸结晶工艺不仅可用于盐酸酸洗废液的处理，也可用于硫酸废液、磷酸废液等废液的回收处理。本技术方案的工作原理还可以广泛用于盐卤、芒硝、硫酸钾、氟化钠、烧碱、亚硫酸钠、硫酸锰、氯化钠、氯化钡、氯化钙、氧化铝、硫酸铵、氯化铵、硝酸钠、硫酸钠、硫酸镁等溶液的蒸发结晶工艺。