從酸的金屬溶液中回收這些酸的工藝的製作方法
2023-05-22 07:39:21 2
專利名稱：從酸的金屬溶液中回收這些酸的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過蒸發和熱裂解成酸和金屬氧化物，而從酸的金屬溶液，較好是HF、HNO3、Fe、Cr、Ni化合物以及這些化合物的混合物中，回收這些酸的工藝。
這些酸是通過將金屬化合物水溶液經由微細液滴射流噴霧進入一個加熱反應器中來回收的。熱量引起該液體首先蒸發(蒸發階段)，然後金屬化合物開始分解(氧化階段)。液滴以自由落體形式下行到反應器下段，而且必須在少數幾秒鐘內煅燒即熱裂解成氧化物和酸，然後可以除去反應器上部的酸蒸氣和反應器下部的氧化物。作為這個短暫保留時間的結果，總是有一定量殘留酸與鐵等金屬結合，它們再也不能完全脫除並殘存在氧化物中而成為一種所不希望的汙染物(殘留酸)。因此，反應器溫度必須設定得足夠高，以確保較大液滴或噴霧錐中心的液滴仍能在較大程度上被煅燒。這個轉化過程發生時有一個始於噴霧錐外緣並向裡推進的時間遲緩。結果，該氧化物變得過熱而且質量惡化(比表面積變小)。此外，總是存在著或多或少酸蒸氣隨氧化物一起排放的風險。
這種類型的工藝是諸如從AT 395312專利中得知的。一個具體缺點是，蒸發和分解在一個單一高溫步驟進行，引起可觀的酸分解。在硝酸(HNO3)的情況下，也產生有害的氮氧化物(NO，NO2)。可觀的冷卻是補償這一點所需要的，而且在一些情況下也可能有必要添加氧化劑。類似的HCl分解工藝，是諸如從AT 264248專利得知的。在此，要再生的酸是在利用排出氣體的逆向流中蒸發的，然後在反應器中分解。
本發明的目的是要減少HNO3分解量，從而通過省略NOx回收階段來實現節省。
因此，本發明的特徵在於該工藝包括一個由內置零件分隔成兩個區的加熱反應器，蒸發在上部第一區的低溫進行，而分解則在緊鄰第一區的另一個區的高溫進行。由於蒸發區的低溫，蒸發的主要是游離酸，並儘可能減少NOx生成。蒸發區的高溫使得能產生高純度金屬氧化物。
本發明的一個有利的進一步發展的特徵在於蒸發區的溫度為110～350℃、較好為150～200℃。在這些溫度下，大大避免了HNO3分解。
本發明的一種有利構型的特徵在於分解區的溫度為450～900℃、較好為550～700℃。在這些溫度下，任何殘留酸均從該氧化物中剝離，從而產生高純度金屬氧化物。
本發明的一個有利的進一步發展的特徵在於分解後有一個溫度為70～90℃、較好為78～85℃的吸收過程。
本發明的一種有利構型的特徵在於吸收是絕熱過程進行的。結果，不需要本來要求的熱交換器。
本發明的一個有利的進一步發展的特徵在於來自洗氣塔的廢水送入吸收塔中。這意味著該裝置不產生廢水。
本發明的一個有利的進一步發展的特徵在於來自酸浸的洗滌水送入吸收塔中。這是一種「處置」來自酸浸線的洗滌水的有利手段。
現在，將通過介紹實例和參照附圖
來描述本發明，其中，該圖例顯示一種用於實施按照本發明的工藝的裝置。
再生裝置1包含一個有蒸發段2和分解段8的反應器。在蒸發段中，尤其來自混酸酸浸裝置的廢酸浸液送入管道3直至噴嘴。用一個送入了加熱劑例如瓦斯5和燃燒層空氣6的燃燒器4，把這種廢酸浸液加熱到大約110℃～350℃、較好150～200℃的溫度。結果，該酸一般只蒸發而不分解。這對於硝酸(HNO3)尤其重要，它諸如若分解時本來會轉化成30～50％硝酸。另一個區域8緊鄰蒸發段2，在此呈一種噴霧焙燒反應器形式，有一個狹窄段7形成兩者之間的密封。這另一個區域8就是金屬化合物熱分解和產生金屬氧化物的地方。該狹窄段7可以呈一種諸如用來使微粒附聚崩裂的錐形壓碎器形式。進而，這也提供了金屬化合物的更好和更均勻氧化(焙燒)。提供燃燒器9是為了產生450℃～900℃、較好550～700℃的所需溫度。然後，該氧化物經由鎖10排出，然後冷卻、處置或進一步處理。
主要包含酸蒸氣和水的排出氣體經由廢氣管11送到一個射流或文丘裡洗氣器12。來自吸收塔14的再生物經由管13送到這個洗氣器12，在此，該再生物用來冷卻廢氣而且也用來在這一階段使部分氣體洗脫。其餘酸的吸收大部分在絕熱吸收塔14進行。然後，該再生物經由管15從這個吸收塔14中取出，用泵16輸送，而且有部分水蒸汽經由管13送到洗氣器12。主水蒸汽再循環到酸浸過程。這裡舉例說明的吸收塔14既為吸收而設計，也為隨後的氣體洗滌而設計。然後，經洗滌的氣體流經管18和排氣扇19到達排出氣體分離器20，再經由排出氣體熱交換器21，去進行隨後的催化處理22。經洗滌的排出氣體經由排氣煙囪23離開該裝置。
來自文丘裡洗氣器12、由噴霧焙燒反應器2產生的廢氣送到外段24，用於塔14下部的吸收。它向上流經填料層，在塔14頂段25拐彎，然後向下經由中心射流洗氣管26，進入位於塔14底端、包含漂洗水槽27的塔段。中心射流洗氣管和漂洗水槽也可安排成為個體部件以代替緊湊式設計。來自漂氣水槽27的漂洗水用泵28經由管29送到塔14的頂段25。此外，新鮮水經由管30噴霧到風扇19上遊的排氣管18中，提供該氣體的最終洗滌階段。排出氣體分離器20中取出的廢水經由管31送到塔14的漂洗水槽27，在這裡用作塔14的吸收水。這種工藝安排使該裝置能完全無廢水地運轉。補充的新鮮水供給是經由管32送入的。在此也可以使用來自酸浸工藝線的洗滌水。再生物中回收酸的濃度可以通過吸收液使用量來設定。
本發明不限於所描述的實例。一種可能的變種會是諸如也使用NaOH或Ca(OH)2洗氣器進行廢氣清洗。然而，這裡產生的洗滌水不能用作該塔的吸收液。一種進一步的可能性會是在反應器與塔之間插入一個熱回收階段，以加速廢酸浸液的濃縮。也可以在反應器之後包括一個旋風分離器，以提供更好的除塵。
權利要求
1.通過蒸發和熱裂解成酸和金屬氧化物，而從酸的金屬溶液，較好是HF、HNO3、Fe、Cr、Ni化合物以及這些化合物的混合物中，回收這些酸的工藝。其特徵在於該工藝包括一個由內置零件分隔成兩個區的加熱反應器，蒸發在上部第一區的低溫進行，而分解則在緊鄰第一區的另一個區的高溫進行。
2.按照權利要求1的工藝，其特徵在於蒸發區溫度為110～350℃、較好為150～200℃。
3.按照權利要求1或2的工藝，其特徵在於分解區溫度為450～900℃、較好為550～700℃。
4.按照權利要求1～3之一的工藝，其特徵在於吸收過程在分解區之後進行。
5.按照權利要求4的工藝，其特徵在於吸收在70～90℃、較好在78～85℃的溫度進行。
6.按照權利要求4或5的工藝，其特徵在於吸收以絕熱過程進行。
7.按照權利要求1～6之一的工藝，其特徵在於將來自氣體洗滌器的廢水送入吸收塔中。
8.按照權利要求1～7之一的工藝，其特徵在於將來自酸浸的洗滌水送入吸收塔中。
全文摘要
本發明涉及一種通過蒸發和熱裂解成酸和金屬氧化物,而從酸的金屬溶液,較好是HF、NHO
文檔編號C01B21/40GK1267747SQ0010437
公開日2000年9月27日 申請日期2000年3月21日 優先權日1999年3月22日
發明者A·勒布爾 申請人:安德裡茨-專利管理有限公司