一種太陽能矽洗廢酸處理裝置的製作方法

2023-05-30 11:49:51 1

本實用新型涉及一種太陽能矽洗廢酸處理裝置。

背景技術：

傳統處理含F、N的無機廢酸主要採用酸鹼中和的方法，其簡單易行，但反應後產生的濾泥黏性大，處理費時耗工，成本太高。目前已有的工業廢酸處理裝置中，雖然能夠解決自動上料、自動卸料，尾氣處理等問題，但隨著廢酸處理量地增大，很難協調解決反應速率與處理效率的問題。另外，因太陽能矽板處理工藝中產生的廢酸與其它工業廢酸有所不同，其含有大量的F、N元素，需要對反應產物進行再處理後才能達到排放標準。

因此，如何能夠有效地對含F、N元素的廢酸進行高效處理，同時，將處理後的反應產物回收再利用，是影響太陽能矽洗廢酸處理的兩個關鍵的、亟需解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種太陽能矽洗廢酸處理裝置。

本實用新型所採取的技術方案是：

一種太陽能矽洗廢酸處理裝置，包括反應罐，與反應罐相連的壓濾機，與壓濾機相連的蒸發乾燥器；

其中，反應罐上設有進料口與進酸管，反應罐內設置有噴淋管；進酸管和噴淋管相連。

所述的反應罐包括內筒和外筒。

內筒和外筒之間設置有冷卻系統。

還包括與反應罐頂部相連的洗滌塔。

反應罐頂部設置有壓力監測器、溫度監測器和pH監測器；反應罐中還設有攪拌器。

所述的反應罐上還設有進水管和出水管；壓濾機上還設有出渣口。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的裝置可以高效處理矽洗廢酸，同時，能將反應產物進行再處理後回收利用，這樣不僅有利於太陽能矽洗廢酸處理的產業化和自動化，而且還能實現對矽洗廢酸處理產生的廢棄物循環利用，達到變廢為寶，有效節約資源的效果。

附圖說明

圖1是本裝置的示意圖；

1：外筒；2：內筒；3：加料口；4：進酸管；5：噴淋管；6：密封蓋；7：控速攪拌器；8：壓力監測器；9：溫度監測器；10：pH監測器；11：真空泵；12：洗滌塔；13：洗滌廢液排出口；14：排氣口；15：壓濾機；16：出渣口；17：蒸發乾燥器；18：結晶排出口；19：進水管；20：出水管。

具體實施方式

一種太陽能矽洗廢酸處理裝置，包括反應罐，與反應罐相連的壓濾機15，與壓濾機15相連的蒸發乾燥器17；蒸發乾燥器17上設有結晶排出口18；壓濾機15上設有出渣口16；

其中，反應罐上設有進料口3與進酸管4，反應罐內設置有噴淋管5；進酸管4和噴淋管5相連；

優選的，所述的反應罐包括內筒2和外筒1；內筒2和外筒1之間設置有冷卻系統；

優選的，還包括與反應罐頂部相連的洗滌塔12；洗滌塔12與反應罐頂部相連的管道上設有真空泵11；洗滌塔12上設有洗滌廢液排出口13和排氣口14；

優選的，反應罐頂部設置有壓力監測器8、溫度監測器9和pH監測器10；反應罐中還設有控速攪拌器7；反應罐通過頂部的密封蓋6進行密封；

優選的，所述的反應罐上還設有進水管19和出水管20。

利用上述裝置處理矽洗廢酸的方法，包括以下步驟：

1）從進料口向反應罐底部填鋪碳酸鹽、碳酸氫鹽、無機鹼中的至少一種，然後將矽洗廢酸通過進酸管輸送到噴淋管，進而噴淋到填鋪於底部的物質上，靜態反應；開啟攪拌器攪拌，監測壓力、溫度和pH值，充分反應；

2）加入無機鹼，調節pH；

3）反應過程中產生的泥漿輸送進壓濾機中進行壓濾；

4）壓濾產生的廢渣輸出，可應用於陶瓷、水泥、混凝土的生產當中，例如與粘土、頁巖混合制磚；

5）壓濾產生的廢液送入蒸發乾燥器進行蒸髮結晶，收集結晶物。

優選的，步驟1）中，所述的碳酸鹽為ⅠA族元素的碳酸鹽、ⅡA族元素的碳酸鹽中的至少一種；所述的碳酸氫鹽為ⅠA族元素的碳酸氫鹽、ⅡA族元素的碳酸氫鹽中的至少一種；所述的無機鹼為ⅠA族元素的氫氧化物、ⅡA族元素的氫氧化物中的至少一種；

進一步優選的，步驟1）中，從進料口向反應罐底部填鋪下列物質中的至少一種：氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸氫鎂、碳酸氫鈣中的至少一種。

優選的，步驟1）中，反應過程中產生的廢氣送入洗滌塔中進行鹼化處理；

優選的，步驟1）中，靜態反應的時間為120-180min；

優選的，步驟1）中，開啟攪拌器後，反應溫度控制在80℃以下；

優選的，步驟2）中，所述的無機鹼為ⅠA族元素的氫氧化物、ⅡA族元素的氫氧化物中的至少一種；優選的，為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇中的至少一種；進一步優選的，為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣中的至少一種。

優選的，所述的矽洗廢酸中，HF濃度為10～30%；HNO3濃度在5～30%。

下面結合實施例對本實用新型做進一步的說明：

實施例：

矽洗廢酸Ⅰ：處理太陽能矽板產生的廢酸（HF濃度為13.46～16.30%；HNO3濃度在8.33～16.66%），pH值<0。

從進料口內反應內（R=3.5m，h=5m）底部平鋪複合鹼（氫氧化鈣、碳酸鈣、碳酸氫鈣的混合物）3 t，然後用真空抽氣泵將廢酸通過管道均勻地噴淋在複合鹼層上，靜態反應120-180min後，開啟攪拌器攪拌，攪拌反應30-60min同時監測壓力和溫度，使之充分反應，待整個反應池中沒有煙霧產生時，即反應完全（此時pH值為5.0~5.5）。加入片鹼溶液或石灰乳將pH值調到8.0~9.0。在反應過程中開啟抽風機將反應罐內產生的廢氣（主要是CO2，少量HF和HNO3氣體）抽出，送到氣體噴淋洗滌塔內鹼化處理，在此過程中，維持整個反應過程中反應罐內保持負壓。反應結束後，打開壓濾機將反應罐內的泥漿進行壓濾，壓濾後得到廢渣，將其與粘土、頁巖混勻後製作陶瓷、水泥、混凝土等。廢液則送到蒸發乾燥機內利用熱能蒸發，並收集結晶物，純化後可以作為製作化肥、化學試劑等的原料循環再利用。

廢氣、廢液、廢渣等多次測試，pH值為7.0，氟化物1.62 mg/L（標準限制為10 mg/L），效果穩定。