[发明专利]一种磺化法钢制品盐酸酸洗废液资源化处理工艺及装置

权利要求书

1.一种磺化法钢制品盐酸酸洗废液资源化处理工艺，其特征在于，包含以下步骤：

(1)蒸发结晶：将钢制品盐酸酸洗废液经过预热后泵入多效蒸发系统中，经过多效蒸发产生的含盐酸蒸汽冷凝后形成稀盐酸，作为回收高浓度盐酸的制酸系统吸收液；经过多效蒸发产生的浓缩液经过结晶后形成四水氯化亚铁粗品，固液分离产生的氯化亚铁母液返回多效蒸发系统中重新蒸发浓缩；

(2)氯化亚铁粗品除杂：在步骤(1)得到的四水氯化亚铁粗品中依次加入碱液调节pH值和硫化物去除重金属离子，反应产生的硫化氢尾气经碱液吸收，除杂反应产生的氯化亚铁溶液经结晶分离后得到四水氯化亚铁晶体，固液分离出的氯化亚铁母液重新参与氯化亚铁粗品除杂反应；

(3)磺化反应制取硫酸亚铁：在步骤(2)得到氯化亚铁晶体中加入浓硫酸进行磺化反应，化学反应方程式为：FeCl₂+H₂SO₄→FeSO₄+2HCl↑，

反应过程中产生的氯化氢气体进入氯化氢气体吸收制酸系统中制取盐酸；反应产生的硫酸亚铁经结晶形成七水硫酸亚铁粗品，固液分离出的母液重新参与到磺化反应中；

(4)硫酸亚铁重结晶：将步骤(3)中得到的七水硫酸亚铁粗品热熔后重结晶得到七水硫酸亚铁成品；

(5)氯化氢气体吸收制酸：将步骤(3)中产生的氯化氢气体经过多级负压吸收得到高浓度盐酸，多级负压吸收采用步骤(1)中多效蒸发产生的稀盐酸作为吸收液。

2.根据权利要求1所述的一种磺化法钢制品盐酸酸洗废液资源化处理工艺，其特征在于：步骤(2)中向四水氯化亚铁粗品中加入氢氧化钠调整pH值约为3；除杂反应产生的硫化氢尾气采用浓度为8％的碱液进行中和吸收。

3.根据权利要求1所述的一种磺化法钢制品盐酸酸洗废液资源化处理工艺，其特征在于：步骤(3)中，浓硫酸与氯化亚铁之间按照重量的投料比例为1.05：1～1.15：1；且磺化合成反应温度控制在110℃～115℃、真空度控制在-0.03MPa～-0.05MPa。

4.一种磺化法钢制品盐酸酸洗废液资源化处理装置，其特征在于：包括蒸发结晶系统、除杂系统、硫酸亚铁磺化合成系统、硫酸亚铁重结晶系统和吸收制酸系统，其中：

在蒸发结晶系统中，包括预热器、蒸发器、分离器、浓缩液分布器、氯化亚铁结晶釜、氯化亚铁离心机和冷凝器，所述的预热器连接由蒸发器和分离器组成的多效蒸发单元，用于对来自原液池的盐酸酸洗废液进行蒸发浓缩，所述的多效蒸发单元的浓缩液出口通过浓缩液分布器连接氯化亚铁结晶釜，用于将浓缩后的氯化亚铁浓缩液结晶为氯化亚铁晶体，氯化亚铁结晶釜与氯化亚铁离心机相连接，用于过滤得到四水氯化亚铁粗品，并通过装料机构送入除杂系统系统中，所述的氯化亚铁离心机的滤液出口连接至多效蒸发单元中，用于使滤液重新参与蒸发浓缩；多效蒸发单元的蒸汽出口与冷凝器连接，用于将蒸发出的的氯化氢气体与水蒸气冷凝形成稀盐酸，冷凝器与稀酸罐相连接，用于将稀盐酸收集后送入吸收制酸系统中；

在除杂系统中，包括pH调节反应釜、除杂反应釜、尾气吸收塔、氯化亚铁除杂结晶釜和氯化亚铁除杂离心机，所述的pH调节反应釜的进料口与碱液罐相连接，用于向pH调节反应釜内添加碱液来调节来自蒸发结晶系统产生的四水氯化亚铁粗品的pH值，所述的pH调节反应釜的出料口与除杂反应釜的进料口相连接，用于在除杂反应釜中与硫化物反应去除重金属离子，所述的除杂反应釜的出料口通过泵连接氯化亚铁除杂结晶釜，用于对除杂后的氯化亚铁溶液进行结晶，氯化亚铁除杂结晶釜与氯化亚铁除杂离心机相连接，用于过滤得到四水氯化亚铁晶体，并通过装料机构送入硫酸亚铁磺化合成系统中，所述的氯化亚铁除杂离心机的滤液出口连接至除杂反应釜；所述的除杂反应釜的尾气出口与除杂尾气吸收塔连接，除杂尾气吸收塔与碱液罐连接，利用碱液对除杂反应产生的硫化氢尾气进行吸收；

在硫酸亚铁磺化合成系统中，包括合成釜、浓硫酸高位槽、母液高位槽、硫酸亚铁结晶釜和硫酸亚铁离心机，所述的浓硫酸高位槽与合成釜相连接，用于通过浓硫酸高位槽向合成釜中来自除杂系统制得的四水氯化亚铁晶体中加入浓硫酸磺化反应产生硫酸亚铁和氯化氢，合成釜的气体出口连接至吸收制酸系统，用于将产生的氯化氢吸收制成高浓度盐酸；合成釜的液体出口与硫酸亚铁结晶釜相连接，用于将反应产生的硫酸亚铁溶液冷却结晶，硫酸亚铁结晶釜与硫酸亚铁离心机相连接，用于将结晶后的硫酸亚铁晶体固液分离形成七水硫酸亚铁粗品，硫酸亚铁离心机的滤液出口通过母液高位槽重新返回至合成釜中作为浓硫酸的稀释液；

在硫酸亚铁重结晶系统中，包括硫酸亚铁热熔釜、硫酸亚铁重结晶釜和硫酸亚铁离心机，硫酸亚铁磺化合成系统中制得的七水硫酸亚铁粗品通入硫酸亚铁热熔釜中，硫酸亚铁热熔釜与硫酸亚铁重结晶釜相连接，用于将七水硫酸亚铁粗品在硫酸亚铁热熔釜中加入纯水加热溶解，并将溶解后的硫酸亚铁溶液经过硫酸亚铁重结晶釜重结晶形成七水硫酸亚铁晶体，硫酸亚铁重结晶釜与硫酸亚铁离心机相连接，固液分离形成七水硫酸亚铁成品；

在吸收制酸系统中，包括降膜吸收器、吸收液罐和尾气吸收塔，硫酸亚铁磺化合成系统中的合成釜的气体出口连接降膜吸收器，用于将来自硫酸亚铁磺化合成系统产生的氯化氢气体经过降膜吸收器吸收形成盐酸，降膜吸收器的液体出口通过吸收液罐连接成品酸储罐，用于将氯化氢浓度达到设定值的盐酸打入成品酸储罐；降膜吸收器的尾气出口连接至尾气吸收塔，尾气吸收塔利用蒸发结晶系统中的产生的稀盐酸作为尾气吸收液。