CN107245753B - 一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粗化溶液的回用技术领域，尤其涉及电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统及方法，采用低压高温蒸汽蒸馏，膜过滤的技术原理，借助低压蒸汽将无铬化学溶液加热，再通过负压蒸馏的将无铬化学溶液与水分离，通过精密膜过滤方式将水蒸汽过滤，达到无铬化学溶液与水彻底分离的效果，无铬化学溶液除固体杂物，脱水后洁净度高，提纯处理效果稳定，回用率高，节能环保，能够有效降低企业的运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及粗化溶液的回用技术领域，尤其涉及高纯度无铬粗化化学溶液提纯回用系统及方法。
背景技术
随着我国工业化程度发展越来越快，如何控制企业的运行成本越来越受到高度重视。
在采用化学方法进行粗化工艺的技术领域，在工件电镀前，粗化工序相当重要，以前普遍采用的是一种含有铬酐的硫酸粗化液，然而铬酐价格昂贵、成本高，并且属于致癌物质，会严重污染环境，因此目前粗化工艺均采用无铬化学溶液，其成分主要含有硫酸，强氧化剂，表面活性剂等主要成分按一定比例组合而成。
然而在化工领域，化学溶液是一种高危害的化学物品，国家相关法律对其使用的范畴其企业的用量做了一系列规定，化学溶液的回收再利用对可有效降低企业的运行成本，提高企业营收利润满足企业生产需求的同时，又不超越相关法律的规定范畴。
因此亟须一种能够将电镀粗化溶液中的无铬化学溶液进行脱水回用的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统及方法，本发明自动化程度高，操作简单，无铬化学溶液提纯洁净度高，处理效果稳定，回用率高，节能环保，能够有效降低企业的运行成本。
本发明是通过以下技术方案来实现的，一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统，包括用于储存无铬化学溶液的母液收集罐、用于过滤无铬化学溶液的精密过滤器、用于加热无铬化学溶液的换热器、用于对无铬化学溶液进行脱水的真空脱水塔和用于为真空脱水塔提供负压并收集无铬化学溶液脱水后产生的水蒸汽的真空机组；所述母液收集罐的出水口与精密过滤器的进水口连通，所述精密过滤器的出水口与换热器的进水口连通，所述换热器的出水口与真空脱水塔的进水口连通，所述真空脱水塔设置有净化后无铬化学溶液输出口和水蒸汽输出口，所述净化后无铬化学溶液输出口连接有净化后无铬化学溶液回用通道，所述水蒸汽输出口与真空机组的水蒸汽输入口连通。
作为优选，所述母液收集罐与精密过滤器之间还设置有用于将无铬化学溶液从母液收集罐流入精密过滤器内的输送泵。
作为优选，该电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统还包括蒸汽锅炉，所述换热器设置有低压蒸汽输入口和低压蒸汽输出口，所述低压蒸汽输入口和低压蒸汽输出口均与蒸汽锅炉连通。
作为优选，所述真空脱水塔内设置有喷淋装置，所述喷淋装置的进水口与换热器的出水口连通，所述喷淋装置的下方设置有无铬化学溶液冷却装置，所述净化后无铬化学溶液输出口设置于无铬化学溶液冷却装置的下方；所述水蒸汽输出口设置于真空脱水塔的上端，所述水蒸汽输出口处设置有精密过滤膜。
作为优选，所述真空机组包括水环真空泵、真空水罐和管道泵，所述水环真空泵设置有水蒸汽输入口和水蒸汽输出口，所述水环真空泵的水蒸汽输入口与真空脱水塔的水蒸汽输出口连通，所述水环真空泵的水蒸汽输出口与真空水罐连通，所述真空水罐的底部设置有水蒸汽回流输出口，所述水环真空泵设置有水蒸汽回流输入口，所述管道泵分别与真空水罐的水蒸汽回流输出口、水环真空泵的水蒸汽回流输入口连通。
作为优选，所述真空机组还包括冷冻水装置，所述真空水罐内设置有冷冻水管道，所述冷冻水管道的进水口与出水口均与冻水装置连通。
作为优选，所述真空机组还包括收集水罐，所述真空水罐还设置有出水口，所述出水口与收集水罐连通。
一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用方法，包括以下步骤：A. 通过母液收集罐收集无铬化学溶液，再通过输送泵将无铬化学溶液传入精密过滤器进行过滤；B. 精密过滤器将无铬化学溶液中的固体杂质和纯净液体分离，固体杂质集中收集并进行后续处理，纯净液体则流入换热器内；C. 换热器采用多级管道式换热方式对无铬化学溶液进行隔绝加热，蒸汽锅炉持续不断的提供低压蒸汽供无铬化学溶液加热用，加热完后的无铬化学溶液进入真空脱水塔内；D. 真空脱水塔对无铬化学溶液进行脱水处理，脱水后的浓无铬化学溶液通过净化后无铬化学溶液回用通道回流至前端工艺上二次利用；E. 无铬化学溶液脱水后的产生的水蒸汽则进入真空机组内进一步处理。
作为优选，所述步骤D具体包括以下步骤：d1. 真空机组对真空脱水塔内进行真空处理，无铬化学溶液从喷淋装置喷出后，由于真空脱水塔内负压，高温的无铬化学溶液中的水份以蒸馏的方式挥发成水蒸汽，从无铬化学溶液中分离出来，得到纯洁的无铬化学溶液；d2. 净化后的无铬化学溶液通过净化后无铬化学溶液回用通道回流至前端工艺上二次利用；d3. 水蒸汽则进入真空机组内进一步处理。
作为优选，所述步骤E具体包括以下步骤：e1. 水蒸汽通过水环真空泵进入真空水罐内；e2. 冷冻水装置的冷冻水进入冷冻水管道内，并与水蒸汽发生热交换，液化成水，水再流入收集水罐内收集；e3. 冷冻水再回流至冷冻水装置内进行二次利用；e4. 残余的水蒸汽通过管道泵回流至水环真空泵内，再通过水环真空泵进入真空水罐内，进行多次循环，保证水蒸汽高效回收
本发明有益效果：采用低压高温蒸汽蒸馏，膜过滤的技术原理，借助低压蒸汽将无铬化学溶液加热，再通过负压蒸馏的将无铬化学溶液与水分离，通过精密膜过滤方式将水蒸汽过滤，达到无铬化学溶液与水彻底分离的效果，无铬化学溶液脱水除杂净化提纯程度高，处理效果稳定，回用率高，节能环保，能够有效降低企业的运行成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明真空脱水塔的结构示意图。
图3为本发明真空机组的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1至附图3，以及具体实施方式对本发明做进一步地说明。
如图1所示，一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统及方法，包括用于储存无铬化学溶液的母液收集罐1、用于过滤无铬化学溶液的精密过滤器2、用于加热无铬化学溶液的换热器3、用于对无铬化学溶液进行脱水的真空脱水塔4和用于为真空脱水塔4提供负压并收集无铬化学溶液脱水后产生的水蒸汽的真空机组5；所述母液收集罐1的出水口与精密过滤器2的进水口连通，所述精密过滤器2的出水口与换热器3的进水口连通，所述换热器3的出水口与真空脱水塔4的进水口连通，所述真空脱水塔4设置有净化后无铬化学溶液输出口41和水蒸汽输出口42，所述净化后无铬化学溶液输出口41连接有净化后无铬化学溶液回用通道6，所述水蒸汽输出口42与真空机组5的水蒸汽输入口连通。
本实施例通过母液收集罐1收集无铬化学溶液，无铬化学溶液再传入精密过滤器2进行过滤，精密过滤器2将无铬化学溶液中的固体杂质和纯净液体分离，固体杂质集中收集并进行后续处理，纯净液体则流入换热器3内，换热器3采用多级管道式换热方式对无铬化学溶液进行隔绝加热，加热完后的无铬化学溶液进入真空脱水塔4内，真空脱水塔4对无铬化学溶液进行脱水处理，脱水后的无铬化学溶液通过净化后无铬化学溶液回用通道6回流至前端工艺上二次利用，无铬化学溶液脱水后的产生的水蒸汽则进入
真空机组5内进一步处理，本发明达到无铬化学溶液与水彻底分离的效果，无铬化学溶液脱水除杂净化提纯程度高，处理效果稳定，回用率高，节能环保，能够有效降低企业的运行成本。
本实施例母液收集罐1内为前段工序使用过的无铬化学溶液，其含有硫酸浓度≥65%，表面活性剂，强氧化剂，固体杂质，水等混合体；，母液收集罐1材质为耐强酸碱的PTFE塑胶罐体或内衬耐强酸碱PTFE材质的罐体，能够有效防腐蚀。
本实施例中，所述母液收集罐1与精密过滤器2之间还设置有用于将无铬化学溶液从母液收集罐1流入精密过滤器2内的输送泵7，输送泵7为计量隔膜泵，其材质为耐强酸碱的塑胶材质，可按需控制无铬化学溶液从母液收集罐1流入精密过滤器2内的间隔时间和流量。
本实施例中，该无铬化学溶液提纯回用系统还包括蒸汽锅炉8，所述换热器3设置有低压蒸汽输入口和低压蒸汽输出口，所述低压蒸汽输入口和低压蒸汽输出口均与蒸汽锅炉8连通，蒸汽锅炉8持续不断的提供低压蒸汽供无铬化学溶液加热用。
如图2所示，本实施例中，所述真空脱水塔4内设置有喷淋装置43，所述喷淋装置43的进水口与换热器3的出水口连通，所述喷淋装置43的下方设置有无铬化学溶液冷却装置44，所述净化后无铬化学溶液输出口41设置于无铬化学溶液冷却装置44的下方；所述水蒸汽输出口42设置于真空脱水塔4的上端，所述水蒸汽输出口42处设置有精密过滤膜45，真空机组5对真空脱水塔4内进行真空处理，无铬化学溶液从喷淋装置43喷出后，由于真空脱水塔4内负压，高温的无铬化学溶液中的水份以蒸馏的方式挥发成水蒸汽，从无铬化学溶液中分离出来，得到纯净的无铬化学溶液，纯净的无铬化学溶液再通过无铬化学溶液冷却装置44冷却，冷却后的无铬化学溶液通过净化后无铬化学溶液回用通道6回流至前端工艺上二次利用，水蒸汽则进入先通过精密过滤膜45过滤，过滤后进入真空机组5内进一步处理。
如图3所示，本实施例中，所述真空机组5包括水环真空泵51、真空水罐52和管道泵53，所述水环真空泵51设置有水蒸汽输入口511和水蒸汽输出口512，所述水环真空泵51的水蒸汽输入口511与真空脱水塔4的水蒸汽输出口42连通，所述水环真空泵51的水蒸汽输出口512与真空水罐52连通，所述真空水罐52的底部设置有水蒸汽回流输出口521，所述水环真空泵51设置有水蒸汽回流输入口513，所述管道泵53分别与真空水罐52的水蒸汽回流输出口521、水环真空泵51的水蒸汽回流输入口513连通，所述真空机组5还包括冷冻水装置54，所述真空水罐52内设置有冷冻水管道522，所述冷冻水管道522的进水口与出水口均与冻水装置54连通，所述真空机组5还包括收集水罐55，所述真空水罐52还设置有出水口523，所述出水口523与收集水罐55连通，水蒸汽通过水环真空泵51进入真空水罐52内，冷冻水装置54的冷冻水进入冷冻水管道522内，并与水蒸汽发生热交换，液化成水，水再流入收集水罐55内收集，冷冻水再回流至冷冻水装置54内进行二次利用，残余的水蒸汽通过管道泵53回流至水环真空泵51内，再通过水环真空泵51进入真空水罐52内，进行多次循环，保证水蒸汽高效回收。
一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用方法，包括以下步骤：A. 通过母液收集罐1收集无铬化学溶液，再通过输送泵7将无铬化学溶液传入精密过滤器2进行过滤；B. 精密过滤器2将无铬化学溶液中的固体杂质和纯净液体分离，固体杂质集中收集并进行后续处理，纯净液体则流入换热器3内；C. 换热器3采用多级管道式换热方式对无铬化学溶液进行隔绝加热，蒸汽锅炉8持续不断的提供低压蒸汽供无铬化学溶液加热用，加热完后的无铬化学溶液进入真空脱水塔4内；D. 真空脱水塔4对无铬化学溶液进行脱水处理，脱水后的无铬化学溶液通过净化后无铬化学溶液回用通道6回流至前端工艺上二次利用；E. 无铬化学溶液脱水后的产生的水蒸汽则进入真空机组5内进一步处理。
本实施例中，所述步骤D具体包括以下步骤：d1. 真空机组5对真空脱水塔4内进行真空处理，无铬化学溶液从喷淋装置43喷出后，由于真空脱水塔内负压，高温的无铬化学溶液中的水份以蒸馏的方式挥发成水蒸汽，从无铬化学溶液中分离出来，得到纯净的无铬化学溶液；d2. 纯净的无铬化学溶液通过净化后无铬化学溶液回用通道6回流至前端工艺上二次利用；d3. 水蒸汽则进入真空机组5内进一步处理。
本实施例中，所述步骤E具体包括以下步骤：e1. 水蒸汽通过水环真空泵51进入真空水罐52内；e2. 冷冻水装置54的冷冻水进入冷冻水管道522内，并与水蒸汽发生热交换，液化成水，水再流入收集水罐55内收集；e3. 冷冻水再回流至冷冻水装置54内进行二次利用；e4. 残余的水蒸汽通过管道泵53回流至水环真空泵51内，再通过水环真空泵51进入真空水罐52内，进行多次循环，保证水蒸汽高效回收。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统，其特征在于：包括用于储存无铬化学溶液的母液收集罐、用于过滤无铬化学溶液的精密过滤器、用于加热无铬化学溶液的换热器、蒸汽锅炉、用于对无铬化学溶液进行脱水的真空脱水塔和用于为真空脱水塔提供负压并收集无铬化学溶液脱水后产生的水蒸汽的真空机组；所述母液收集罐的出水口与精密过滤器的进水口连通，所述精密过滤器的出水口与换热器的进水口连通，所述换热器设置有低压蒸汽输入口和低压蒸汽输出口，所述低压蒸汽输入口和低压蒸汽输出口均与蒸汽锅炉连通，所述真空脱水塔内设置有喷淋装置，所述喷淋装置的进水口与换热器的出水口连通，所述喷淋装置的下方设置有无铬化学溶液冷却装置，所述无铬化学溶液冷却装置的下方设置有无铬化学溶液输出口，所述无铬化学溶液输出口连接有净化后无铬化学溶液回用通道，所述真空脱水塔的上端设置有水蒸汽输出口，所述水蒸汽输出口处设置有精密过滤膜，所述水蒸汽输出口与真空机组的水蒸汽输入口连通。
2.根据权利要求1所述的一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统，其特征在于：所述母液收集罐与精密过滤器之间还设置有用于将无铬化学溶液从母液收集罐流入精密过滤器内的输送泵。
3.根据权利要求1所述的一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统，其特征在于：所述真空机组包括水环真空泵、真空水罐和管道泵，所述水环真空泵设置有水蒸汽输入口和水蒸汽输出口，所述水环真空泵的水蒸汽输入口与真空脱水塔的水蒸汽输出口连通，所述水环真空泵的水蒸汽输出口与真空水罐连通，所述真空水罐的底部设置有水蒸汽回流输出口，所述水环真空泵设置有水蒸汽回流输入口，所述管道泵分别与真空水罐的水蒸汽回流输出口、水环真空泵的水蒸汽回流输入口连通。
4.根据权利要求3所述的一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统，其特征在于：所述真空机组还包括冷冻水装置，所述真空水罐内设置有冷冻水管道，所述冷冻水管道的进水口与出水口均与冻水装置连通。
5.根据权利要求3所述的一种电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统，其特征在于：所述真空机组还包括收集水罐，所述真空水罐还设置有出水口，所述出水口与收集水罐连通。
6.一种应用于权利要求1至5任一项所述的电镀无铬粗化化学溶液提纯回用系统的无铬化学溶液提纯回用方法，其特征在于：包括以下步骤：
A. 通过母液收集罐收集无铬化学溶液，再通过输送泵将无铬化学溶液传入精密过滤器进行过滤；
B. 精密过滤器将无铬化学溶液中的固体杂质和纯净液体分离，固体杂质集中收集并进行后续处理，纯净液体则流入换热器内；
C. 换热器采用多级管道式换热方式对无铬化学溶液进行隔绝加热，蒸汽锅炉持续不断的提供低压蒸汽供无铬化学溶液加热用，加热完后的无铬化学溶液进入真空脱水塔内；
D. 真空脱水塔对无铬化学溶液进行脱水处理，脱水后的无铬化学溶液通过净化后无铬化学溶液回用通道回流至前端工艺上二次利用；
E. 无铬化学溶液脱水后的产生的水蒸汽则进入真空机组内进一步处理。
7.根据权利要求6所述的一种无铬粗化化学溶液提纯回用方法，其特征在于：所述步骤D具体包括以下步骤：
d1. 真空机组对真空脱水塔内进行真空处理，无铬化学溶液从喷淋装置喷出后，由于真空脱水塔内负压，高温的无铬化学溶液中的水份以蒸馏的方式挥发成水蒸汽，从无铬化学溶液中分离出来，得到纯净无铬化学溶液；
d2. 净化后的无铬化学溶液通过净化后无铬化学溶液回用通道回流至前端工艺上二次利用；
d3. 水蒸汽则进入真空机组内进一步处理。
8.根据权利要求6所述的一种无铬粗化化学溶液提纯回用方法，其特征在于：所述步骤E具体包括以下步骤：
e1. 水蒸汽通过水环真空泵进入真空水罐内；
e2. 冷冻水装置的冷冻水进入冷冻水管道内，并与水蒸汽发生热交换，液化成水，水再流入收集水罐内收集；
e3. 冷冻水再回流至冷冻水装置内进行二次利用；
e4. 残余的水蒸汽通过管道泵回流至水环真空泵内，再通过水环真空泵进入真空水罐内，进行多次循环，保证水蒸汽高效回收。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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