0.5m3/h.套废酸净化回收系统
工艺设计方案
编制单位：华南工业炉公司
废酸净化回收系统工艺设计方案
一工程技术条件
处理量：0.5m3/h.套
工作时间：6000h/年
处理对象：HF-HNO3 、H2SO4混合酸洗废液
内含F-、Cr6+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Ni2+、H+、NO3－
二工艺方案
1工艺简介
废混合酸处理工艺综述
不锈钢材（如板、带、管、棒、线材）生产过程中，通常需用硝酸、氢氟酸、硫酸盐酸等或混合酸液或其它酸液作表面处理——即化学酸洗，以去除钢材表面氧化物，确保不锈钢表面质量和光泽。

但酸洗工艺排出的废混合酸必须采取有效措施进行处理，否则对环境影响很大，通常废混合酸采用以下两类方法处理。

1.1无害化处理工艺
将废混合酸与酸洗过程生产的清洗废水合并处理，使混合废水PH、F-，Cr+6、Cr+3、Fe+2、Fe+3、Ni+1等污染因素处理达标后排放，并将化学沉淀物——危险性污泥经脱水后送至环保当局指定地点管制堆存。

1.2资源回收利用工艺
目前对硝酸-氢氟酸混合酸洗废液回收利用现阶段较为成熟的主要有以
下三种工艺方法。

⑴喷雾焙烧工艺：采用高温分解法回收HF、HNO3酸及不锈钢金属氧化粉（或球）——本工艺为全酸回收工艺。

⑵硫酸置换工艺：利用低价值硫酸置换废混合酸中的酸根（F-、NO3-），并蒸发冷凝回收HF、HNO3再生酸。

——本工艺为全酸回收工艺。

⑶离子交换工艺：利用离子交换树脂（或离子交换膜）选择吸收（或渗透）原理，回收废酸中的游离态HF、HNO3酸。

——本工艺为游离酸回收工艺。

2工艺综合比较：
无害化处理工艺具有环境保护效果，但对生产企业而言，只有投入，虽有环保效果，但无经济收益价值。

一般用于小规模的酸洗线工程。

资源利用工艺中：
①喷雾焙烧工艺具有环境保护效果，具有较高的经济收益价值。

其回收的再生混合酸可循环使用，金属氧化物可供作不锈钢粉末冶金或炼钢原料。

但此工艺投资昂贵，目前还只能由国外引进工艺技术和关键设备（国内仅宁波宝新公司建有2套，奥地利Ruthner公司生产制造）。

②硫酸置换工艺具有环境保护效果，具有较高的经济收益价值。

其回收的再生混合酸可循环使用，仅仅只要再将置换残液（不锈钢金属硫酸盐）与酸洗废水一并处理，仍能达到环保要求。

同时此工艺投资低，回收率高，本公司自1997年以来已为用户设计提供了多套再生装置，运行正常。

本工艺系低温，负压工艺，生产安全性较其它方法可靠。

③离子交换工艺因仅回收废酸中的游离酸，且再生酸浓度低于废酸中游离
酸浓度，总酸回收率≤45％；另有等体积量的混合酸盐残液排出需进行环保处理，因此，总体经济价值低下，如采用树脂法还存在冷却和防爆技术问题。

膜渗析工艺国内有科研成果，尚无应用实例。

3工艺选择：
本公司根据国内不锈钢企业酸洗生产实际情况，曾先后为宁波阳光、上钢三厂、常熟益成、内蒙古华业特钢、浙江申吉、金川集团等生产厂家设计、制造、安装、调试过多套废混合酸净化回收设备，均运行良好，经济效果甚佳。

因此，我公司对硫酸置换工艺进行废混合酸的净化回收有非常丰富的经验，同时结合目前实际情况，建议采用硫酸置换工艺进行对废混合酸的净化回收，将很大程度降低酸性废水处理负荷，大大减少药剂消耗量，并提高混酸利用效率。

三工艺说明
1工艺原理
在一个标准大气压、气温15℃的条件下，HNO3的沸点为86℃、HF的沸点为120℃、H2SO4的沸点为338℃、且硝酸和氢氟酸属于易挥发酸，在温度升高、压力下降的条件下其沸点下降的速度远大于不易挥发的硫酸，而且其挥发度也大大提高。

在还未达到HNO3的沸点86℃的情况下，溶液中的HNO3就早已基本挥发殆尽，HF的情况也是如此。

相比较之下，H2SO4溶液的挥发度极低，溶液中的水分可以大量蒸发而获得高浓度硫酸。

故此，根据以上条件我们可以将硫酸注入废混合酸中，以低价值的SO4-2来置换高价值的F-、NO3-，然后利用硫酸挥发度远远低于硝酸和氢氟酸的物理特性
用升温、减压的方法将硝酸和氢氟酸从混合酸液中挥发出来，在经过冷凝使挥发出的酸雾和水汽凝结，由此获取大量的硝酸和氢氟酸用以投入酸洗，以节约硝酸和氢氟酸的损耗、降低成本。

整个过程具体化学及物理反应方程式如下：
①置换反应：HF+HNO 3+MeF+MeNO 3 + H2SO4
废混合酸置换酸
HF+HNO3+MeSO4
②气液分离：HF+HNO 3 +MeSO4△HF+ HNO 3 + MeSO 4
母液负压气相残液
（至废水处理）
③气相酸雾冷凝回收：HF+HNO 3 +H2 O 冷凝HF+HNO 3
气相混合酸液
2工艺流程
蒸发器加
热
器
冷
凝
器
接
受
器
成
品
酸
槽
酸洗循
环酸槽
排
渣
槽
缓
冲
器
真空
机组
废酸
计量
槽
硫酸
计量
槽
废水处理
3工艺参数
废混合酸处理量：0.5m3/h
硫酸（98％）耗量：0.05m3/h
循环冷却水：100m3/h
蒸汽耗量：0.5t/h
工业净水：：0.10 m3/h
定员：2人/班（含2套×0.5m3/h规模）
回收酸体积：0.4m3/h
其中HF浓度：约5~8％
HNO3浓度：约12~14％视初洗液配制成分而定硫酸盐残液：平均约0.15m3/h（排至废水处理站）
经过计算和工程经验综合分析，在以下条件是废酸净化可达到最佳效果：
真空度：660～690mmHg柱（最佳范围：675～685mmHg柱）
蒸发温度：50～70℃（最佳范围55～65℃）
蒸汽压力：0.25-0.3MPa左右
四主要设备
⑴蒸发器：
⑵热交换器：
⑶冷凝器：
⑷废酸计量槽：
⑸硫酸计量槽：
⑹缓冲器：
⑺接受器：
⑻排渣槽：
⑼ 100吨/时中温逆流玻璃钢冷却塔：⑽循环水泵：
⑾真空机组：
⑿成品酸泵：
⒀废酸泵：
⒁排渣泵：
⒂管道及阀门：
⒃钢结构平台：
⒄电气系统。