一種廢酸回收方法及設備與流程

2023-05-01 08:21:52 2

本發明涉及廢酸回收再利用
技術領域：
，具體而言，涉及一種廢酸回收方法及設備。
背景技術：
：由於金屬製品在使用中具有很多的優點，不同功能的金屬製品被大量製造，並應用於工業生產和人們的生活中，而在金屬精加工行業常用強無機酸(硫酸，硝酸，鹽酸)來去除表面的氧化物以減少對後續生產操作的影響。在很大程度上這些氧化物是被酸溶解的，並且隨著溶解的金屬濃度的增加游離酸的濃度也相應減少。雖然可通過添加新酸的方式來增加酸的濃度，但是當金屬濃度增加的時候，氧化物去除率通常會降低，當氧化皮不再被充分去除的時候，這些酸液就必須做報廢處理。如果直接將廢酸排放，會造成嚴重的環境汙染，也浪費了資源，所以一般都會對廢酸進行回收處理。傳統的廢酸回收方法有：中和法，噴霧焙燒法，擴散滲析法，萃取法以及濃縮結晶法，近年來，新研究出了一種環保、節能的廢酸回收方法，即酸阻滯技術。酸阻滯技術是一種基於強鹼性陰離子交換樹脂非離子交換吸附強酸，而不吸附相應的鹽，從而實現酸和鹽之間分離達到回收廢酸的目的的技術。酸阻滯技術回收廢酸除了水外，不需要任何化學試劑，吸附了強酸的樹脂床，只需要用水衝洗就可實現酸的洗脫和樹脂再生。現有的用於酸阻滯技術的裝置結構比較複雜，佔地面積大，還存在樹脂容易受到汙染而報廢、酸的回收率低、回收酸雜質多、回收酸濃度低等問題，廢酸的回收處理效果較差。有鑑於此，特提出本發明。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種廢酸回收方法以及實施所述方法的設備，以解決上述問題。為了實現本發明的上述目的，特採用以下技術方案：根據本發明的一方面，本發明涉及一種廢酸回收方法，將廢酸經過濾後經進酸泵增壓進入裝有吸酸樹脂的樹脂罐體中進行酸吸附，未被吸附的含鹽的廢水經出水口排至廢水收集池；所述樹脂罐體高度≤500mm，所述吸酸樹脂為球狀顆粒樹脂。本發明提供的方法在廢酸回收方面優勢明顯，具有佔地面積小，易操作，酸回收率在95％，回收酸濃度對比於原廢酸游離酸濃度有一定程度的濃縮，廢酸游離酸濃度在10％～15％的濃度得到的純淨酸可濃縮到20％～30％，所得純淨酸的金屬鹽殘留量在1克/升以下，可滿足企業的應用。本發明還涉及實施如上所述方法的廢酸回收設備，包括順次連接的粗過濾泵、粗過濾器、精過濾器、原料酸罐、進酸泵、填充有所述的吸酸樹脂的樹脂罐體以及廢水收集池；所述樹脂罐體的進料端還連接有回收酸罐；所述樹脂罐體的出料端還連接有衝洗水罐。與現有技術相比，本發明的有益效果為：1)、精細樹脂顆粒的應用，增加了單位體積的比表面積，提高反應動力學；並且對樹脂顆粒做了鹽泡壓實的預處理工作，極大的減少了樹脂顆粒間和樹脂與罐體間的空隙，廢酸殘留量極低，保證了清洗酸的純淨度；2)、矮樹脂床的應用，減少壓力降和設備尺寸；優化樹脂罐的布水器結構，在很大的橫截面積下滿足均勻布水，以解決矮床樹脂布水不均勻的問題，實現高效回收；3)、固定樹脂床的設計，儘量減少殘液量，減少再生時間，提高回收酸純度及濃度；4)、逆流進水的方式，最大限度地提高進料和再生步驟的化學效率。附圖說明為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明提供的廢酸回收設備的示意圖；圖2為本發明所採用的法蘭密封結構的樹脂罐體結構示意圖。附圖標記：粗過濾泵①、粗過濾器②、精過濾器③、原料酸罐④、進酸泵⑤、進酸閥⑥、回收酸閥⑦、回收酸罐⑧、樹脂罐體⑨、廢液排汙閥⑩、進水閥衝洗水罐衝洗泵廢水收集池具體實施方式在金屬精加工行業常用強無機酸(硫酸，硝酸，鹽酸，氫氟酸)來去除表面的氧化物以減少對後續生產操作的影響。在很大程度上這些氧化物是被酸溶解的，並且隨著溶解的金屬濃度的增加游離酸的濃度也相應減少。雖然可通過添加新酸的方式來增加酸的濃度，但是當金屬濃度增加的時候，氧化物去除率通常會降低，當氧化皮不再被充分去除的時候，這些酸液就必須做報廢處理。本發明採用樹脂回收廢酸中的游離酸，能達到游離酸和金屬鹽分離的目的，並且可以在原廢酸的濃度上略作提升，增加企業的效益，降低汙水處理成本。具體的，本發明涉及一種廢酸回收方法，將廢酸經過濾後經進酸泵增壓進入裝有吸酸樹脂的樹脂罐體中進行酸吸附，未被吸附的含鹽的廢水經出水口排至廢水收集池；所述樹脂罐體高度≤500mm，所填充的樹脂為球狀顆粒樹脂。優選的，所述樹脂罐體高度為100mm～450mm；或200mm～400mm；也可以選擇300mm。現有技術中，樹脂罐體過高，1000mm的樹脂罐體在酸阻滯的過程中會導致廢酸的回收率下降，回收率在80％左右。本發明採用的是矮床技術實現高效回收。優選的，如上所述的廢酸回收方法，將所述樹脂罐體填充於所述樹脂罐體的方法包括：將所述顆粒樹脂填充滿所述樹脂罐體後，用8wt％～12wt％的氯化鈉溶液浸泡2h～3h，樹脂在罐體內收縮，然後用新樹脂重新填滿樹脂罐體，再用清水清洗樹脂罐體。目前本領域樹脂工藝做廢酸處理採用的是強鹼性陰離子交換樹脂，樹脂的粒徑範圍0.3mm～1.2mm，樹脂顆粒之間空隙偏大，並且樹脂都是直接填滿，當廢酸進入樹脂系統後由於高酸高金屬鹽的環境，樹脂顆粒會有收縮，在清洗之前樹脂罐體內會有大量的廢酸殘液，這導致清洗得到的酸液純淨度不夠，金屬鹽含量在10克/升。本工藝採用精細顆粒樹脂，粒徑範圍在0.1mm～0.3mm，並且做了鹽泡壓實的預處理工作，極大的減少了樹脂顆粒間和樹脂與罐體間的空隙，廢酸殘留量極低，保證了清洗酸的純淨度；優選的，如上所述的廢酸回收方法，所述球狀顆粒樹脂為交聯聚苯乙烯。優選的，如上所述的廢酸回收方法，所述球狀顆粒樹脂的粒度為0.1mm～0.3mm，更優選為0.15mm～0.25mm，或0.2mm。優選的，如上所述的廢酸回收方法，所述樹脂罐體為對流再生固定床；更優選的，將廢酸經過濾後經進酸泵增壓進入裝有吸酸樹脂的樹脂罐體中進行酸吸附時，廢酸逆流泵入所述樹脂罐體；當清洗樹脂進行樹脂再生時，水以順流進水的方式進入所述樹脂罐體。優選的，如上所述的廢酸回收方法，所述過濾的精度≤1μm，更優選為0.1μm～1μm，或0.5μm。工藝前端採用高效過濾系統，過濾精度維持在1微米以下，可保證樹脂系統的高效運行，樹脂選型優選為tulsiona-853e，粒徑範圍0.1nm～0.3mm，樹脂架構為交聯聚苯乙烯，遠遠小於國產設備的樹脂粒徑，並且此樹脂球的應用可適用鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸或其混酸的回收。樹脂參數如下：類型強鹼型陰離子交換樹脂架構交聯聚苯乙烯離子形態氯型物理型式溼潤球狀顆粒粒度0.1-0.3mm交換容量1.3meq/ml反洗穩定密度690-720g/l最大操作溫度60℃溶解性不溶於任何有機溶劑樹脂罐體的加工要求高度小於500mm，在酸回收樹脂罐體加工好，將樹脂填充滿後，用10％的氯化鈉溶液浸泡樹脂，浸泡時間2～3小時，樹脂在罐體內收縮，然後用新樹脂重新填滿樹脂罐體。此應用工藝的原理為，樹脂球阻滯游離酸，不會吸附金屬離子，但是由於樹脂球與球之間以及樹脂球與罐體之間會有間隙，間隙空間會殘留廢酸液，而廢酸液中金屬鹽含量很高，這樣會影響洗下來的酸的純淨度，儘量降低間隙是為了提高得到酸液的純淨度，通過鹽水浸泡並重新補充樹脂的方式就可以最大程度的減小樹脂球與球及樹脂球與罐體之間的間隙。這樣的結果可保證在進廢酸的過程中不會有廢酸的大量殘留，在樹脂吸附酸液飽和清洗的過程中得到的酸液純淨度很高，酸液金屬鹽殘留量在1克/升以下，衝洗水更少，酸液有濃縮效果，可保證酸液不會過量累積。優選的，如上所述的廢酸回收方法，所述樹脂罐體採用法蘭密封結構；更優選的，所述樹脂罐體的上下法蘭盤上均設置有布水通孔；布水通孔設置有多個，用於廢酸處理及樹脂再生時均勻布水，考慮到工藝難度和布水效率，優選的通孔的孔徑為2mm～3mm；由於通孔的孔徑大於所述球狀樹脂顆粒的粒徑，因此更優選的，所述法蘭盤的上下表面還設置有濾板和/或濾布，所述濾板和/或濾布的孔徑小於樹脂顆粒的粒徑，更優選為≤0.08mm；更優選的，所述濾板和/或濾布選用耐酸腐材料。更優選的，所述法蘭密封結構選自板式平焊法蘭、帶頸平焊法蘭、帶頸對焊法蘭、整體法蘭、承插焊法蘭、螺紋法蘭、盲板法蘭。法蘭，或稱法蘭盤，意指連接管道、容器或固定軸類機械部件所用的對稱盤狀結構，通常有螺栓、螺紋結構以資固定。本工藝採用法蘭密封結構(其示意圖如圖2所示)，樹脂再次填滿後將樹脂罐體密封，然後通過清洗泵進純水清洗樹脂床，樹脂內的鹽水被洗走後樹脂顆粒失鹽膨脹對樹脂罐體殼壁和上下頂蓋都有一定壓力，這樣樹脂在罐體內就處於很理想的填滿壓實狀態。由於本工藝採用的樹脂粒徑遠遠小於現有技術酸回收系統所採用的樹脂粒徑，並且做了鹽泡填滿壓實的處理，樹脂顆粒之間的空隙會極小，並且樹脂顆粒在樹脂罐體內沒有未填滿的空餘空間，這樣的結果可保證在進廢酸的過程中不會有廢酸的大量殘留，在樹脂吸附酸液飽和清洗的過程中得到的酸液純淨度很高，酸液金屬鹽殘留量在1克/升以下，優選的，如上所述的廢酸回收方法，所述廢酸為含有強無機酸的廢液；更優選的，所述強無機酸包括硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸中的一種或多種。下面將結合附圖和具體實施方式對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，但是本領域技術人員將會理解，下列所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，僅用於說明本發明，而不應視為限制本發明的範圍。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例中未註明具體條件者，按照常規條件或製造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未註明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。如圖1所示，本發明提供的實施如上所述方法的廢酸回收設備，包括順次連接的粗過濾泵①、粗過濾器②、精過濾器③、原料酸罐④、進酸泵⑤、填充有所述的吸酸樹脂的樹脂罐體⑨以及廢水收集池所述樹脂罐體⑨的進料端還連接有回收酸罐⑧；所述樹脂罐體⑨的出料端還連接有衝洗水罐優選的，如上所述的廢酸回收設備，所述進酸泵⑤與所述樹脂罐體⑨之間設置有進酸閥⑥；所述樹脂罐體⑨與所述廢水收集池之間設置有廢液排汙閥⑩；所述樹脂罐體⑨與所述回收酸罐⑧之間設置有回收酸閥⑦；所述樹脂罐體⑨與所述衝洗水罐之間設置有進水閥優選的，如上所述的廢酸回收設備，所述粗過濾器②、精過濾器③、原料酸罐④、樹脂罐體⑨、回收酸罐⑧中的一種或多種裝置的殼體材料為防腐耐酸材質；更優選為碳鋼加防腐內襯的材質，和/或玻璃鋼。優選的，如上所述的廢酸回收設備，所述衝洗水罐與所述樹脂罐體⑨之間還設置有衝洗泵如圖1所示，本發明提供的設備在運行時的步驟如下：在打開進酸閥⑥和排汙閥⑩的閥門、回收酸閥⑦和進水閥的閥門關閉後，廢酸經過粗過濾泵①增壓後進入粗過濾器②和精過濾器③做過濾處理，精過濾器③的過濾精度在1μm左右，精過濾器③出水進入原料酸罐④，原料酸罐④中廢酸經過進酸泵⑤增壓後廢酸以逆流進水的方式進入樹脂罐體⑨樹脂回收酸的主體系統，樹脂罐體⑨把游離酸吸附到樹脂上，含有金屬鹽的廢水經出水口排至廢水收集池此過程進行10～20分鐘停掉①和⑤並關閉閥門⑥和⑩，然後打開回收酸閥⑦和進水閥啟動衝洗泵將衝洗水罐中的清水經過增加輸送至樹脂罐體中，以順流進水的方式清洗樹脂床，純淨酸液經過閥門⑦輸送至回收酸罐⑧，此過程進行3～7分鐘，然後重複之前的過程繼續進廢酸。本工藝採用矮床滿床技術，床高最大控制在500mm，樹脂採用的是精細顆粒樹脂粒徑在0.1～0.3mm，此工藝的應用最大程度的降低殘液量，保證清洗所得純酸的純淨度(金屬鹽殘留1克/升以下)，和游離酸的回收率(95％)，前端的預過濾工藝達到了極高的過濾精度，可滿足樹脂系統的長期有效運行，並且可根據具體的廢酸量來確定設備的大小，滿足企業的應用。最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，但本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。當前第1頁12