(设计方案)某酸洗废水处理及回用工艺设计.docxVIP

个人收集整理 勿做商业用途 封 面 个人收集整理 勿做商业用途 作者：Pan?Hongliang 仅供个人学习 第一章?总论 1.1?设计的依据和目的 本次设计主要针对钢材酸洗工段的酸洗废水的处理及回用提供 工艺设计，该工艺实现“零”排放，主要参照吉林中国一汽富奥标准 个人收集整理 勿做商业用途 件公司酸洗废水车间工艺流程，根据设计任务书的水质水量，选择合 适的工艺流程. 处理任务酸洗废水量为?20?吨，且含有大量的硫酸亚铁.以往通过 加入碱性药剂进行中和处理的方法，不仅造成了大量的酸碱物料的浪 费，同时在中和过程中产生的大量亚铁沉淀物给后处理工作造成了很 大的困难. 因此结合以往同类硫酸废液的治理经验，提出了采取冷却结晶工 艺分别回收硫酸及水和硫酸亚铁的综合治理改造方案?.根据硫酸亚铁 的溶解度特性，以及酸洗工序的工艺特点，因此将在酸洗温度?(65℃ 左右)条件下接近硫酸亚铁饱和状态的硫酸废液进行加酸冷冻结晶， 使其达到过饱和条件而结晶析出，从而实现废硫酸母液的回收利用及 副产硫酸亚铁水合沉淀物. 1.2?处理废水的技术指标 1.2.1?设计的主要条件及技术参数: 表?1?废水水质： 指标 进水 出水 硫酸含量 硫酸亚铁含量 ≤10% ≥25% 20-40% 5-8% 水量 20?吨 20?吨 1.3?酸洗废水的来源 钢厂的酸洗工序是将钢材侵入质量分数为?20%左右的硫酸洗槽 中进行酸洗?.随着酸洗的进行，硫酸浓度逐渐降低，硫酸亚铁浓度不 断增高，当溶液中硫酸的质量分数降至?6%——8%,生成的硫酸亚铁 质量浓度超过?200——250g/l?时，酸洗速率下降，必须更换酸洗液， 排放酸洗废液?.酸洗好的钢材必须用清水进行冲洗以去除表面的酸性 物质，又造成了废酸水的外排?.另外也可用盐酸代替硫酸，形成盐酸 废水. 第二章?工艺方法论证 2.1?硫酸酸洗废水的方法 (1)提高废酸浓度，在低温或高温下使硫酸亚铁从废液中析出，回收 的硫酸再用于酸洗.低温分离有浓缩冷冻、蒸汽喷射真空结晶(简称蒸 个人收集整理 勿做商业用途 喷真空结晶).产品为?FeSO?.7H?O?和再生酸. 4 2 (2)?某一物质于废液内，在一定的条件下使之与游离酸反应生成其他 有用的物质后予以回收.如加入铁屑使之全部生成硫酸亚铁的铁屑法、 加铁屑和苛性钠处理的氧化铁红法、加氨处理的氧化铁红——硫酸铵 法(HA?法)等. (2)废液中硫酸亚铁重新变为硫酸和氧化铁?(或纯铁)，以回收全部硫 酸如用扩散渗析法——电解法、氯化氢置换法(鲁兹钠法)等. 酸洗过程中，在钢件表面的氧化铁得到去除的同时，也使大量单 质铁与硫酸反应而进入酸洗液中，这是酸洗液硫酸消耗的主要因素?. 当酸洗液硫酸浓度降低到?10%左右时，酸洗速度就会影响到生产进度， 从而需要重新调整酸洗液硫酸浓度或全部进行置换. 对于酸洗硫酸废液的处理，国内一般传统工艺一是采用焚烧法回 收硫酸和氧化铁，但由于耗能较高、设备腐蚀严重等问题，以被废弃; 二是采用石灰中和法进行中和处理，但由于产生大量的泥渣给后续处 理造成了较大的困难(采用碳酸那种和也同样要产生大量的碳酸铁沉 淀)，而且，中和处理法本身也造成了资源的浪费. 2.2?工艺基本原理 根据硫酸亚铁的溶解度特性，以及酸洗工序的工艺特点，我们处 理含硫酸小于?10%的废液，因此将在酸洗温度(65℃左右)条件下接近 硫酸亚铁饱和状态的硫酸废液进行加酸冷冻结晶，加酸是使酸度增加 的同时硫酸亚铁的溶解度减小；此过程在沉降池中完成，并且同时实 现自然冷却，使温度接近硫酸亚铁析出所需的临界温度，因为在酸度 一定的条件下，温度越低，硫酸亚铁的溶解度越小，所以要继续降低 废液温度，此过程在结晶罐里完成，用冷冻盐水冷却将废液温度降低 至?0?度左右，使其达到过饱和条件，硫酸亚铁结晶析出，从而实现废 硫酸母液的回收利用及副产硫酸亚铁水合沉淀物. 比较于其他的回收利用方法，加酸冷冻结晶法集浓缩冷冻法和蒸 喷真空结晶法的优点于一身，它的主要优点是无需蒸发浓缩，减少蒸 气耗能这一项，操作简便，但需要冷冻设备，劳动强度大. 2.3?处理工艺可行性分析 于不同温度、H?SO?浓度条件下?FeSO 于不同温度、H?SO?浓度条件下?FeSO???的溶解度(质量分数).见图?1[5] 在处理过程中通过加酸的方式,使得酸洗废水中的?SO?2?+?浓度升 4 高,使?FeSO?的溶解平衡向着结晶析出的方向移动,从而使?Fe2?+以结晶 4 的形式析出,达到综合利用的目的;析出?FeSO4?后的酸液经过处理后 可回用于钢材的酸洗工艺?,间接减少了新酸的消耗?.其工艺原理是基 2 4 4 通过理论计算得出，将原废水硫酸浓度调到?25%时 2.4?工艺流程 硫酸 冷冻机 酸洗槽 冷却沉降池 结晶