fe与hci反应的化学方程式,HCI与Fe反应的化学方程式

首页 > 机动车 > 作者:YD1662023-06-28 07:57:07

1、概述

盐酸酸洗时的氧化物被从钢板表面洗掉,同时相应的消耗定量的盐酸形成铁的氧化物溶解在酸洗液中。这样酸洗液中铁离子的浓度增加,而游离盐酸浓度降低,为了消除铁离子的增加量,对应这个量的酸洗液被送往酸再生机组。在酸再生机组铁的氧化物被氧化成HCI和Fe2O3,HCI被吸收成浓度为18~20%的盐酸,并被送回酸洗线,Fe2O3以粉状形式排出。这样酸洗槽中的酸与铁的浓度就可以保持衡定。

酸洗和酸再生的过程可以由以下方程表示出来:

酸洗:

Fe 2HCI→FeCI2 H2

FeO 2HCI→FeCI2 H2O

Fe3O4 2HCI→FeCI2 FeCI3 H2O

Fe2O3 6HCI→2 FeCI2 3 H2O

2FeCI3 Fe→3 FeCI2

4FeCI2 4HCI O2→4Fe2CI3 2H2O

再生:

2FeCI2 2H2O 1/2O2→Fe2O3 4HCI

进入酸再生机组的酸洗液主要包括水、游离盐酸、FeCI2和少量FeCI3。

2、盐酸再生机组的主要工艺过程

废酸泵将废酸从废酸罐中打出经废酸过滤器进入到预浓缩器(文丘里型)中。从预浓缩器中废酸被焙烧炉供给泵打出,送到喷雾焙烧反应炉的喷嘴。焙烧炉由烧嘴直接加热。废酸被喷嘴雾化成主要含H2O、HCI和FeCI2的小液滴。这些小液滴进入焙烧炉后首先被加热到沸腾温度然后蒸发。FeCI2部分仍保留,在炉内下降过程中温度在300~800℃的范围内被焙烧成游离酸和铁的氧化物。其反应如下:

2FeCI2 2H2O 1/2O2→Fe2O3 4HCI

2FeCI3 3H2O→Fe2O3 3HCI

生成的大部分氧化铁留在喷雾焙烧反应炉内。其它部分被热炉气带走,其中一部分在粉尘分离器被分离并流回反应炉,最后由旋转阀排出,氧化铁具有较高纯度,它的密度在0.3~0.5Kg/dm3之间.它的纯度主要取决于酸洗钢板的金属组成.。氧化铁粉由氧化铁粉气动输送系统输送到铁粉库。

焙烧后的气体产品中含有大量水和酸洗液中的游离酸,还含有HCI气体和烧嘴燃烧废气(主要有H2O、CO2、N2和剩余的氧气)。

焙烧炉气由底部进入到吸收塔中。水从吸收塔上部进入与炉气反向冲洗。此时HCI和H2O结合成盐酸(200g/LHCI)冷凝流向底部。然后再生酸被送回酸洗槽。

冲洗水量考虑烧嘴气体带进的附加水份。以避免酸洗液被稀释。

整个生产过程中,风机使整个机组保持负压,并将含有游离HCI的废气排到大气中。

风机设计成预洗涤型,洗涤水在风机前注入,这个洗涤水被用作吸收塔的吸收水。

清洗废气中HCI气体的洗涤塔安装在废气风机后。

洗涤塔用的是新水。洗涤水也被用于吸收塔。再生机组的废酸处理量为5,000t/h

3 酸再生机组的原料和产品

3.1酸再生机组原料及标准

3.1.1废酸:废酸处理量5,000t/h;

废酸中铁离子含量110~130g/l;

废酸中HCI(游离酸加离子)含量30~50g/l;

废酸温度70℃;

3.1.2冲洗水:来自酸洗线冲洗水槽;

需用量:正常4.0m3/h

水操作时9.5m3/h

3.1.3饮用水:消耗量20.0 m3/h;

饮用水标准:压力:最小0.4Mpa

温度:4~28℃

3.1.4脱盐水:消耗量:大约1.5 m3/h

脱盐水标准:压力:0.2~0.3Mpa

水质:PH7~8

电导率:<10微米/厘米

3.1.5混合煤气:消耗量:3100Nm3/h;

混合煤气标准:低热值:1800kcal/Nm3

压力:700~1400mmWC(在交接点)

3.2酸再生机组产品

3.2.1再生酸:应与废酸量相同5,000l/h;

再生酸铁离子含量<50g/l

再生酸中HCI(游离酸加离子)含量180~200g/l;

再生酸温度:93℃

3.2.2Fe2O3铁粉:理论上Fe2O3铁粉产量为751.22Kg/h;

实际产量830Kg/h

铁粉颗粒:1~200microns

密度:300~500Kg/ m3;

4 主要生产设备、参数

4.1废酸泵

机械轴封离心泵

介质:废酸

温度:80℃

密度:1.25kg/dm3;

能力:10 m3/h;

扬程:35m

转速:2950rpm

马达功率:4.0kw

4.2冲洗水泵

机械轴封离心泵

介质:冲洗水

温度:60℃

密度1.02kg/dm3;

能力:15 m3/h;

扬程:35m

转速:2950rpm

马达功率:5.5kw

4.3再生酸泵

机械轴封离心泵

介质:再生酸

温度:90℃

密度1.1kg/dm3;

能力:10 m3/h;

扬程:35m

转速:2950rpm

马达功率:4.0kw

4.4新酸泵

机械轴封离心泵

介质:新酸

温度:20℃

密度1.15kg/dm3;

能力:10m3/h;

扬程:35m

转速:2950rpm

马达功率:4.0kw

4.5污水泵

双隔膜泵

介质:废酸、水

温度:60℃

能力:最大15m3/h;

压力:空气压力4bar,水量15 m3/h;压力是2.5bar

4.6废酸罐

立式带硬质防酸胶衬的钢罐

直径:5,000mm

高度:6,400mm

容积:120m3

4.7冲洗水罐

立式:带硬质防酸胶衬的钢罐

直径:5,000mm

高度:6,400mm

容积:120m3

4.8再生酸罐

立式:带硬质防酸胶衬的钢罐

直径:5,000mm

高度:6,400mm

容积:120m3

4.9新酸罐

立式:带硬质防酸胶衬的钢罐

直径:5,000mm

高度:6,400mm

容积:120m3

4.10新酸罐备用罐

置于厂房外,用于储存新酸。原新酸罐用作其它酸储罐的备用罐。

立式:带硬质防酸胶衬的钢罐

直径:5,000mm

高度:6,400mm

容积:120m3

4.11增压站

两台垂直离心泵和钢质压力罐

介质:饮用水

温度:20℃

密度:1.0kg/d m3

能力:2×5 m3/h;

出口压力:9bar

入口压力:4bar

4.12焙烧炉供给泵

机械轴封离心泵

介质:浓缩酸

温度:96℃

密度1.38kg/dm3;

能力:7m3/h;

扬程:65m

转速:2950rpm

马达功率:15kw

4.13文丘里循环

机械轴封离心泵

介质:浓缩酸

温度:96℃

密度:1.38kg/dm3;

能力:61m3/h;

扬程:20m

转速:2950rpm

马达功率:11kw

4.14吸收塔泵

机械轴封离心泵

介质:冲洗水

温度:85℃

密度:1.01kg/dm3;

能力:7.5m3/h;

扬程:45m

转速:2950rpm

马达功率:5.5kw

4.15洗涤塔泵

机械轴封离心泵

介质:酸性水

温度:80℃

密度:1.00kg/dm3;

能力:65m3/h;

扬程:23m

转速:2950rpm

马达功率:11kw

4.16废气风机

风机由接轴直转传动

注入水:1.5m3/h;

直接传动:160kw、2980rpm

能力:23,000m3;

静力学压力:14,000Pa

废气温度:85℃

废气比重:0.75kg/dm3;

转速:2,980rpm

重量:2,700kg

4.17助燃风机

能力:7000m3/h;

介质:空气

温度: 20℃

压力:8150Pa

操作方式:连续式

马达功率:30kw

转速:2930rpm

4.18冲洗水中间贮罐

FRP(玻璃钢)制的圆筒罐

4.19双旋风除尘器

碳钢制成

4.20卧式液滴分离器

机座:PP

填料:PP

4.21 立式液滴分离器

机座:PP

填料:PP

4.22 废酸过滤器

入口/出口直径:DN50

过滤器面积:1.8m2

机座:带胶衬的钢

4.23 冲洗过滤

入口/出口直径:DN50

过滤器面积:1.8M2

4.24喷雾焙烧炉

负压值:(在反应炉出口处)-25mmw

输入:a)浓缩酸:Q=4m3/h T=95℃

b)混合煤气:1800kcal/Nm3±10%

Q=1960 Nm3/h±10%

助燃空气:Q=4.8210Nm3/h

输出:a)炉气:Q=11470m3/h

T=390℃

包括:HCI气体、水蒸气、N2、CO2、O2。

b)Fe2O3铁粉:Q=大约830kg/h

密度:300~500kg/m3 t=最大400℃

4.25烧嘴

煤气量:正常:650Nm3/h±10%

最大:860Nm3/h±10%

压力:10~40mbar

空气量:正常:1610Nm3/h

最大:2100Nm3/h

压力:10~40mbar

4.25.1烧嘴提升设备

4.25.2烧嘴:11个喷嘴 4个氧化陶瓷塞

型号:553S

材料:氧化陶瓷

标准能力:3bar时每分钟6吨水

喷射角度:55°

4.26预浓缩器

文里型、全部由钢制、上部衬砖

4.27吸收塔

由FRP制成

填料:11/2PP填料环

支撑格栅由PP制成

4.28破碎机

破碎机交叉成45°,齿轮马达通过传动链传动破碎机。

齿轮马达:1.1kw

转速:23rpm

4.29旋风除尘器旋转阀

马达:0.75 转速:10.5rpm

4.30炉底旋转阀

马达:1.1kw 转速:23rpm

4.31洗涤塔

直径:1900mm

填料高度:5500mm

入口管径:DN800mm

出口管径:DN1150mm

炉气量:大约12800Nm3/h

温度:84℃

循环量:大约45m3/h

新水供给量:1.5Nm3/h

洗涤水溢流量:1.5m3/h

4.32铁粉输送风机

能力:6760m3/h

介质:空气60℃

压力:20℃时5180Pa

转速:2930rpm

功率:18.5kw

4.33氧化铁粉过滤器

铁粉输送空气量:8500m3/h

过滤器面积:104m2

4.34铁粉仓旋转阀

能力:最大20m3/h

介质:铁粉颗粒

温度:60℃

转速:42rpm

功率:2.2kw

4.35氧化铁粉仓

容积:60m3

4.36装袋机

能力:每小时80袋

袋容积:25~50kg

空气消耗:25kw/袋 6bars时每袋35吨

0.6bar空气消耗120m3/h

抽吸量:600~900m3/h

5、主要操作程序

5.1操作:新水直接送到反应炉中,冲洗水通过吸收塔进入文丘里中循环,从文丘里中出来多余的水被打入废水坑中,吸收塔的流量被调到最小值。

5.2酸操作:对应于烧嘴的混合气体有一定两的酸,通过文丘里的液位控制进入系统中,焙烧炉的喷杆是由文丘里供应浓缩酸的,洗涤塔的水和冲洗水被用作吸收塔的吸收水,吸收塔中的再生酸流入再生酸罐。

5.2.1由水→酸的切换:在水操作过程中,切换按钮被按下,这时机组自动改为酸操作,文丘里的水在反应炉中被蒸发,当达到文丘里液位后,由水到酸的切换完成,自动把酸的入口阀定在操作位置上。

5.2.2由酸→水的切换,是在酸的入口阀关闭后,通过切换按钮实现的,文丘里中的浓缩酸被消耗,当达到文丘里液位时,多余的量由冲洗水稀释,当再生酸的浓度下降时(大约30分钟后)通往再生酸罐的再生酸阀关闭,吸收塔中的水流入文丘里。

5.3酸水操作

这种操作方式只用于清洗喷嘴时并限制在20分钟内,因为时间过长会引起浓缩酸中的Fe离子浓度增加。此时焙烧炉被注入新水而吸收塔仍维持酸操作。

6、酸再生机组正常停车及启动

6.1机组停车

酸再生机组停车时冲洗水操作至少要保持2小时,新水操作至少要保持1小时,然后按正常程序停车。

6.2机组启动

酸再生长时间停车后重新启动,要按正常程序启动缓慢升温。三杆枪稳定操作后方可酸操作。

7、酸再生机组主要注意事项

7.1主烧嘴操作期间,为了冷却点火烧嘴,供给点火烧嘴的空气必须连续。

7.2如果冷的燃烧室点火试验不成功,则需要空气彻底清扫燃烧室后,才可以重新点火试验。

7.3本机组随时可以由酸操作改为水操作。

7.4只有在紧急停车和紧急断开时,HCI气体才可能进入厂房。

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