CN105152229A - 一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收系统及回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收系统及回收工艺，回收系统包括废酸储罐、冷却结晶器、离心机和膜分离装置；回收工艺包括：(1)将废酸输送进废酸储罐中进行存储；(2)废酸储罐将废酸通过离心泵输送进冷却结晶器内，冷却结晶器将结晶后的废酸输送至离心机内；(3)离心机将结晶后的废酸分离出七水硫酸亚铁晶体和其他液相，将分离出的液相输送进膜分离装置内；(4)膜分离装置将液相中的硫酸与Fe2+进行分离，将分离出来的浓液输送至废酸储罐中继续重复上述步骤，直至七水硫酸亚铁晶体与硫酸完全回收。本发明结构简单、操作方便、能耗低、能同时回收硫酸及硫酸亚铁晶体、不易堵塞、可长周期运行、硫酸纯度高、无三废产生、具有良好的经济效益和环保社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及废酸回收领域，具体涉及一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收系统及回收工艺。
背景技术
废酸中硫酸质量分数一般为15～25％，该废酸如需排放，需通过加碱性药剂进行中和处理的方法，不仅造成了大量的酸碱物料的浪费，同时在中和过程中产生的大量亚铁沉淀物给后续处理工作造成了很大的困难；同时废酸浓度低，利用价值低，故在回用中需要对废酸进行浓缩，但废酸中的硫酸亚铁盐对废酸回收利用造成较大困难。
目前，废酸浓缩主要采用硫酸浓缩装置，该装置在硫酸浓缩过程中，随着硫酸浓度增加，硫酸亚铁在硫酸中的溶解度降低，从而结晶析出，该晶体会造成硫酸浓缩装置及换热器堵塞，导致装置无法长周期运行，对浓缩工艺造成破坏，同时浓缩回收的硫酸中，仍然有溶解硫酸亚铁存在，硫酸纯度较低。
CN102730650A公布了一种钛白废酸回收方法，以燃煤或燃气为能源，采取控温气化吸收工艺回收硫酸。整个工艺由燃烧工序、汽化净化工序、吸收工序、余热回收工序和尾气处理工序组成。该工艺回收酸比较纯净，浓度可调，可满足回用目的，同时硫酸盐以固相无分离。但该工艺流程复杂，能耗高，回收过程中产生废气，同时回收的硫酸中仍存在溶解的硫酸亚铁。
CN103030117A公布了一种废酸回收工艺，整个工艺由燃烧汽化分离系统、产品酸生成分离系统和废酸预热系统组成，整个工艺流程短，动力设备少。但该工艺仍采用燃烧汽化分离系统，回收过程中产生废气，且未考虑硫酸亚铁的结晶析出问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，从而提供一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收系统及回收工艺。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收系统,所述净化回收系统包括废酸储罐、冷却结晶器、离心机和膜分离装置，所述废酸储罐通过离心泵与冷却结晶器连通，所述冷却结晶器与离心机连通，所述离心机液相出口与膜分离装置连通，所述膜分离装置浓液出口与废酸储罐连通。
在本发明的一个优选实施例中，所述膜分离装置为纳滤膜。
在本发明的一个优选实施例中，所述离心机后端设有换热器。
一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收工艺，该工艺包括如下步骤：
(1)将废酸输送进废酸储罐中进行存储；
(2)废酸储罐将其内部的废酸通过离心泵输送进冷却结晶器内，冷却结晶器内的循环冷冻水将废酸冷却结晶，冷却结晶器将结晶后的废酸输送至离心机内进行固液分离；
(3)离心机将结晶后的废酸分离出七水硫酸亚铁晶体和液相，将分离出的七水硫酸亚铁晶体进行回收，将分离出的液相经过换热器升温后，输送进膜分离装置内进行分离浓缩；
(4)膜分离装置将液相中的硫酸与Fe2+进行分离，将分离出来的硫酸通过硫酸回收装置进行回收，将分离出来的浓液输送至废酸储罐中继续重复上述步骤，直至七水硫酸亚铁晶体与硫酸完全回收。
在本发明的一个优选实施例中，废酸温度为30～70℃，废酸中硫酸质量分数为10～30％、硫酸亚铁质量分数为6％～12％。
在本发明的一个优选实施例中，冷却结晶器的冷却温度为-5～10℃。
在本发明的一个优选实施例中，离心机分离出来的七水硫酸亚铁晶体及硫酸亚铁质量分数为4％～9％，硫酸质量分数为10～20％的液相。
在本发明的一个优选实施例中，换热器将液相升温至20～40℃。
在本发明的一个优选实施例中，膜分离装置的膜耐质量分数不大于40％的硫酸，废酸中的全部硫酸可透过膜分离装置，硫酸亚铁全部被膜分离装置截留。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明结构简单、操作方便、能耗低、能同时回收硫酸及硫酸亚铁晶体、不易堵塞、可长周期运行、硫酸纯度高、无三废产生、具有良好的经济效益和环保社会效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，本发明提供的含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收系统，其由废酸储罐100、冷却结晶器200、离心机300和膜分离装置400组成。
废酸储罐100，其是用于存储废酸，并且通过离心泵将废酸输送进冷却结晶器200内进行冷却结晶。
冷却结晶器200，其与废酸储罐100连通，其内部设有循环冷冻水，其是用于将废酸储罐100输送来的废酸冷却结晶，并将结晶后的固液两相输送至离心机300内。
离心机300，其与冷却结晶器200连接，其是用于将冷却结晶器200输送来的物料进行固液分离，将废酸结晶中的七水硫酸亚铁晶体与液相进行分离，通过晶体回收装置将七水硫酸亚铁晶体进行回收，离心机300后通过换热器对分离出来的液相进行升温，并将升温后的液相输送至膜分离装置400内。
膜分离装置400，其是用于将离心机300输送来的液相进行分离浓缩，其具体为纳滤膜，其可将液相中的硫酸与Fe2+进行分离，膜分离装置400将分离出来的硫酸通过硫酸回收装置进行回收，将分离出来的其他浓液输送至废酸储罐100中，继续重复上述步骤，直至七水硫酸亚铁晶体与硫酸完全回收。
通过上述装置的相互配合，本系统可将七水硫酸亚铁晶体与硫酸完全回收，回收效率非常高。
参见图2，下面是本发明的回收工艺：
(1)将废酸输送进废酸储罐中进行存储；
(2)废酸储罐将其内部的废酸通过离心泵输送进冷却结晶器内，冷却结晶器内的循环冷冻水将废酸冷却结晶，冷却结晶器将结晶后的废酸输送至离心机内进行固液分离；
(3)离心机将结晶后的废酸分离出七水硫酸亚铁晶体和液相，将分离出的七水硫酸亚铁晶体进行回收，将分离出的液相经过换热器升温后，输送进膜分离装置内进行分离浓缩；
(4)膜分离装置将液相中的硫酸与Fe2+进行分离，将分离出来的硫酸通过硫酸回收装置进行回收，将分离出来的浓液输送至废酸储罐中继续重复上述步骤，直至七水硫酸亚铁晶体与硫酸完全回收。
在本发明的一个优选实施例中，废酸温度为30～70℃，废酸中硫酸质量分数为10～30％、硫酸亚铁质量分数为6％～12％。
在本回收工艺中，冷却结晶器的冷却温度为-5～10℃。
在本回收工艺中，离心机分离出来的七水硫酸亚铁晶体及硫酸亚铁质量分数为4％～9％，硫酸质量分数为10～20％的液相。
在本回收工艺中，换热器将液相升温至20～40℃。
在本回收工艺中，膜分离装置的膜耐质量分数不大于40％的硫酸，废酸中的全部硫酸可透过膜分离装置，硫酸亚铁全部被膜分离装置截留。
下面是本发明的一个具体实施例：
流量82500kg/h的废酸，温度为51℃，硫酸质量分数为20％，硫酸亚铁质量分数为11％，与膜分离装置浓液侧硫酸亚铁质量分数为11％，硫酸质量分数为25％的浓液混合后，进入冷却结晶器冷却至5℃，得到16597.7kg/h七水硫酸亚铁，及硫酸亚铁质量分数为7.5％，硫酸质量分数为25％的液相，该液相经换热器升温至30℃后，进入膜分离装置，清液测出纯净硫酸，硫酸浓度为25％，硫酸中Fe2+含量小于10ppm，回收硫酸量为65902.3kg/h，浓液侧浓液循环至废酸储罐，继续重复上述步骤。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收系统,其特征在于，所述净化回收系统包括废酸储罐、冷却结晶器、离心机和膜分离装置，所述废酸储罐通过离心泵与冷却结晶器连通，所述冷却结晶器与离心机连通，所述离心机液相出口与膜分离装置连通，所述膜分离装置浓液出口与废酸储罐连通。
2.根据权利要求1所述的一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收系统，其特征在于，所述膜分离装置为纳滤膜。
3.根据权利要求1所述的一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收系统，其特征在于，所述离心机后端设有换热器。
4.一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：
(1)将废酸输送进废酸储罐中进行存储；
(2)废酸储罐将其内部的废酸通过离心泵输送进冷却结晶器内，冷却结晶器内的循环冷冻水将废酸冷却结晶，冷却结晶器将结晶后的废酸输送至离心机内进行固液分离；
(3)离心机将结晶后的废酸分离出七水硫酸亚铁晶体和液相，将分离出的七水硫酸亚铁晶体进行回收，将分离出的液相经过换热器升温后，输送进膜分离装置内进行分离浓缩；
(4)膜分离装置将液相中的硫酸与Fe2+进行分离，将分离出来的硫酸通过硫酸回收装置进行回收，将分离出来的浓液输送至废酸储罐中继续重复上述步骤，直至七水硫酸亚铁晶体与硫酸完全回收。
5.根据权利要求4所述的一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收工艺，其特征在于，废酸温度为30～70℃，废酸中硫酸质量分数为10～30％、硫酸亚铁质量分数为6％～12％。
6.根据权利要求4所述的一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收工艺，其特征在于，冷却结晶器的冷却温度为-5～10℃。
7.根据权利要求4所述的一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收工艺，其特征在于，离心机分离出来的七水硫酸亚铁晶体及硫酸亚铁质量分数为4％～9％，硫酸质量分数为10～20％的液相。
8.根据权利要求4所述的一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收工艺，其特征在于，换热器将液相升温至20～40℃。
9.根据权利要求4所述的一种含高浓度硫酸亚铁的废硫酸净化回收工艺，其特征在于，膜分离装置的膜耐质量分数不大于40％的硫酸，废酸中的全部硫酸可透过膜分离装置，硫酸亚铁全部被膜分离装置截留。
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