Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Химический процесс Регенерация соляной кислоты или регенерация HCl - это химический процесс рекультивации связанного и несвязанного HCl из растворов хлорида металла, таких как соляная кислота.
Chemical process
Hydrochloric acid regeneration or HCl regeneration is a chemical process for the reclamation of bound and unbound HCl from metal chloride solutions such as hydrochloric acid.
Область применения
Наиболее коммерчески значимой областью применения процессов регенерации HCl является получение HCl из отходов уксусной жидкости от линий уксуса из углеродистой стали. Другие применения включают производство оксидов металлов, таких как, но не ограничиваясь, Al2O3 и MgO, а также оксидов редкоземельных металлов, путем пирогидролиза водных растворов хлорида металлов или хлорида редкоземельных металлов. Существует несколько различных способов обработки. Наиболее широко используется основанный на пирогидролизе и адьябатическом поглощении хлороводорода в воде, процесс, изобретенный в 1960-х годах. Однако ужесточение экологических стандартов и жесткая политика в отношении разрешений на использование воздуха все больше затрудняют создание новых установок кислотной регенерации на основе пирогидролиза.
The commercially most relevant field of application for HCl regeneration processes is the recovery of HCl from waste pickle liquors from carbon steel pickling lines. Other applications include the production of metal oxides such as, but not limited, to Al2O3 and MgO, as well as rare earth oxides, by pyrohydrolysis of aqueous metal chloride or rare earth chloride solutions. A number of different process routes are available. The most widely used is based on pyrohydrolysis and adiabatic absorption of hydrogen chloride in water, a process invented in the 1960s. However tightening environmental standards and stringent air permit policies render it increasingly difficult to establish new pyrohydrolysis based acid regeneration plants.
Известные реализации
Известные варианты реализации процессов гидротермальной регенерации HCl включают процесс PORI (в 1974 году для J&L Steel, демонтированный) и оптимизированный SMS Demag wet process (2008 год для ThyssenKrupp Steel, в стадии строительства).
Known implementations of the hydrothermal HCl regeneration processes include the PORI process (1974 for J&L Steel, dismantled) and the optimized SMS Demag wet process (2008 for ThyssenKrupp Steel, under construction).
Жарка
Преконцентрированные отходы кислоты из преконцентратора (III / IV) вводятся в реактор (I) с помощью одного или нескольких распылителей (VIII), каждый из которых имеет одну или несколько насадных сопла. Впрыск происходит в верхней части реактора при давлении от 4 до 10 бар. Реактор напрямую запускается тангенциально установленными горелками, которые создают горячий вихрь. Температура внутри реактора колеблется от 700 °C (уровень горелки) до 370 °C (выходный канал для выжигания газа). В реакторе происходит превращение капель предосодержащей кислоты в порошок оксида железа и хлороводородный газ. Хлорид водорода выходит из реактора через верхнюю часть, в то время как порошок оксида железа удаляется из нижней части реактора с помощью механических устройств экстракции. Циклон (II) в газопроводе для обжига обеспечивает разделение и обратную подачу более крупных частиц оксида, переносимых обжигающим газом.
Preconcentrated waste acid from the preconcentrator (III / IV) is injected into the reactor (I) by means of one or more spray booms (VIII) bearing one or more injection nozzles each. Injection takes place at reactor top at a pressure between 4 and 10 bar. The reactor is directly fired by tangentially mounted burners that create a hot swirl. Temperatures inside the reactor vary between 700 °C (burner level) and 370 °C (roast gas exit duct). In the reactor the conversion of droplets of preconcentrated waste acid into iron oxide powder and hydrogen chloride gas takes place. Hydrogen Chloride leaves the reactor through the top, while iron oxide powder is removed from the reactor bottom by means of mechanical extraction devices. A cyclone (II) in the roast gas duct ensures separation and feed back of larger oxide particles carried by the roast gas.
Поглощение
В колоне поглощения (V) хлорводородное соединение насыщенного газообразного обжарки, выходящего из предварительного концентратора, адиабатически поглощается водой (которая во многих случаях является кислотной водой отмывания из линии окисления углеродистой стали). Регенерированная кислота (типичная концентрация: 18% мас./мас.) собирается в нижней части колоны поглощения.
In the absorption column (V) the hydrogen chloride compound of the saturated roast gas leaving the preconcentrator is adiabatically absorbed in water (which in many cases is acid rinse water from a carbon steel pickling line). Regenerated acid (typical strength: 18% wt/wt) is collected at absorption column bottom.
Обработка выхлопных газов
Газ для обжарки пропускается через систему с помощью вентилятора выхлопных газов (VI). Вентиляторы в установках обеспечивают повышение давления приблизительно на 0,6%. 200 мбар и контролируются обратной связью, чтобы поддерживать относительное давление 3 мбар между реактором и атмосферой, чтобы избежать любой утечки кислого газа, связанной с избыточным давлением. Для промывания печатного колеса и охлаждения газа, а также для удаления остатков HCl из горячего газа вентилятор выхлопных газов обычно подается вода для гашения, которая отделяется от потока выхлопных газов с помощью устранителя тумана (VII) на стороне давления вентилятора. В конечном скруббере, обычно состоящем из комбинации мокрого скруббера, такого как скруббер вентури (IX) и скруббер-колонны (X), удаляются оставшиеся следы HCl и пыли. На некоторых заводах для связывания HCl и Cl2 используются химические вещества, такие как NaOH и Na2S2O3 (которые создаются при определенных обстоятельствах в нескольких, но не во всех реакторах обжарки в распылении).
The roast gas is conveyed through the system by means of an exhaust gas fan (VI). Fans in plants provide pressure increases of approx. 200 mbar and are feedback controlled to maintain a relative pressure of 3 mbar between reactor and atmosphere to avoid any overpressure related leakage of acid gas. To rinse the impeller and cool the gas as well as to remove remaining traces of HCl from the roast gas, the exhaust gas fan is commonly supplied with quenching water, which is separated from the exhaust gas stream by means of a mist eliminator (VII) at the pressure side of the fan. In a final scrubber, commonly consisting of a combination of wet scrubbers such as venturi scrubbers (IX) and scrubber columns (X), remaining traces of HCl and dust are removed. In some plant, absorption chemicals such as NaOH and Na2S2O3 are used to bind HCl and Cl2 (which is created under certain circumstances in several, but not all spray roasting reactors).
Влияние на окружающую среду
Процессы регенерации кислоты на основе пирогидролиза производят значительное количество выбросов, содержащих HCl, частицы и хлор, что привело к многочисленным нарушениям закона о чистоте воздуха в США в прошлом.
Pyrohydrolysis based acid regeneration processes produce a considerable amount of stack emissions containing HCl, particles and chlorine, which has led to numerous violations of the U. S. clean air act in the past.