CN108288736A - 一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统及利用其除氯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的名称为一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统及利用其除氯方法。属于铅酸蓄电池废旧硫酸回收技术领域。它主要是解决使用膜过滤回收存在氯离子不能去除的问题。它的主要特征是：包括过滤器、除氯装置和储酸罐；除氯装置包括电解槽、阴极电极、阳极电极、电解电源和隔气板；电解槽顶盖设有氢气排出口和氧气排出口；氢气排出口除酸雾器、氢气压缩机和氢气储罐依次连接；氧气排出口除氯塔、氧气压缩机和氧气储罐依次连接。电极材料选择电解铅，耐腐蚀性好，可提高电极的使用寿命，且该装置应用于铅酸蓄电池回收厂，电解铅材料易得。本发明具有简单、快捷、成本低和除氯能力好的特点，主要用于去除铅酸蓄电池回收厂的废酸中的氯离子。
Description
技术领域
本发明属于铅酸蓄电池废旧硫酸回收技术领域，具体涉及一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯的系统及利用其除氯方法，可用于去除铅酸蓄电池回收厂的废酸中的氯离子。
背景技术
现铅酸蓄电池废旧硫酸使用膜过滤回收，但存在遗留问题：氯离子不能去除。故需要其它技术来除掉废旧硫酸中的氯离子。主要的除氯技术有：1）传统的采用化学法，加入硫酸银经过滤后除去废旧硫酸中氯离子，但所用药剂硫酸银成本高，且需加入絮凝剂才能形成大颗粒沉淀，这样就会带入杂质，在工业生产上操作性差；2）电渗析，电渗析技术主要应用于纯水的制备中，在硫酸介质条件下并无案例，且电渗析成本高。以上方法都存在局限性，该系统所用方法是采用电解的方法，在做铅酸蓄电池使用过程中氯离子去向研究，得出在电解条件，氯离子会以氯气从电解液硫酸中进入到气相。通过研究结论设计了该除氯系统，含氯废旧硫酸经该除氯系统，其氯含量能降低至1ppm以下，能满足铅酸蓄电池氯含量要求，攻克了废旧硫酸回收的难点。
发明内容
本发明的目的在于提供经济又环保的方法用于处理除掉铅酸蓄电池废旧硫酸中的氯离子，相比于化学法、电渗析除氯，采用此方法能将含氯废旧硫酸，降低至1ppm以下，能满足铅酸蓄电池氯含量要求，攻克了废旧硫酸回收的难点。该系统还设置有氯气、氧气处理和氢气处理，不会对外界产生有害气体，在除氯的同时能生产具有经济价值的氧气、氢气副产品。
本发明除氯系统的技术解决方案是：一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统，其特征在于：包括依次通过输液管道相连通的过滤器、除氯装置和储酸罐；其中，除氯装置包括电解槽、阴极电极、阳极电极、电解电源和隔气板，电解槽为封闭槽体，隔气板设置在阴极电极与阳极电极之间；阴极电极侧的电解槽顶盖设有氢气排出口，阳极电极侧的电解槽顶盖设有氧气排出口；氢气排出口除酸雾器、氢气压缩机和氢气储罐通过输液管道依次相连接；氧气排出口除氯塔、氧气压缩机和氧气储罐通过输液管道依次相连接。
本发明除氯系统的技术解决方案中所述的阴极电极所用材料为电解铅；阳极电极所用材料为极化后的电解铅，电解铅耐腐蚀性好，能提高电极的使用寿命。
本发明除氯系统的技术解决方案中所述的电解槽为内衬pp塑料钢制容器。
本发明除氯系统的技术解决方案中所述的电解电源为直流电源，分别与阴极电极和阳极电极连接。
本发明除氯系统的技术解决方案中所述的过滤器与除氯装置的上部连接，储酸罐与除氯装置的底部连接。
本发明除氯系统的技术解决方案中所述的过滤器为板框压滤设备，其内还包括滤液检测设备。
本发明除氯方法的技术解决方案是：一种利用废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统的除氯方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴将废旧铅酸蓄电池硫酸输入到除氯装置；
⑵对除氯装置中的硫酸进行电解，电解产生的氧气和氯气处于分隔独立的空间内，电解产生的氢气处于另外分隔独立的空间内；
⑶将氧气和氯气引出后，先进行除氯处理，再回收氧气；同时，将氢气引出后，经出去酸雾后回收氢气；
⑷电解完成后，将除氯后的硫酸从除氯装置输出。
本发明除氯方法的技术解决方案中所述的各步骤是：
⑴将废旧铅酸蓄电池硫酸经过滤器后从除氯装置上部输入到除氯装置的封闭电解槽；
⑵通过阴极电极、阳极电极和电解电源对电解槽中的硫酸进行电解，电解产生的氧气和氯气处于由隔气板分隔一侧的独立空间内，电解产生的氢气处于另外分隔一侧的独立空间内；
⑶将氧气和氯气从电解槽顶盖的氧气排出口引出后，先通过除氯塔进行除氯处理，再将氧气经氧气压缩机回收到氧气储罐中；同时，将氢气从电解槽顶盖的氢气排出口引出后，经除酸雾器、氢气压缩机回收到氢气储罐中；
⑷电解完成后，将除氯后的硫酸从电解槽输出到储酸罐中到储酸罐中。
本发明除氯方法的技术解决方案中第⑵步骤中所述的阴极电极所用材料为电解铅；阳极电极所用材料为极化后的电解铅，经极化后的电解铅，表面会生成一层致密的二氧化铅，将会增加电解除氯效果，所用电极为电解铅，其耐腐蚀性强，寿命长；电解槽为内衬pp塑料钢制容器。
本发明除氯方法的技术解决方案中在第⑷步骤完成电解后，将除氯后的硫酸从除氯装置输出或从电解槽输出到储酸罐，再除金属离子杂质，先除氯后除金属离子，由于溶液中含有金属离子，可以减少欧姆极化。在回收过程中，先处理氯离子杂质，再处理金属离子杂质。
本发明相比于化学法、电渗析除氯，能将含氯废旧硫酸降低至1ppm以下，能满足铅酸蓄电池氯含量要求，攻克了废旧硫酸回收的难点。本发明还设置有氯气、氧气处理和氢气处理，不会对外界产生有害气体，在除氯的同时能生产具有经济价值的氧气、氢气副产品。
本发明更具实际应用性，具有简单、快捷、成本低和除氯能力好的特点。本发明主要用于去除铅酸蓄电池回收厂的废酸中的氯离子。
附图说明
图1为发明的废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统的示意图。
图中：1. 过滤器；2. 除氯装置；2-1. 阴极电极；2-2. 阳极电极；2-3. 电解电源；2-4. 电解槽；2-5. 隔气板；2-6. 进酸口；2-7. 出酸口；2-8. 氧气排出口；2-9. 氢气排出口；3. 储酸罐；4. 除酸雾器;5．氢气压缩机； 6. 除氯塔；7. 氧气压缩机；8. 氧气储罐；9.氢气储罐。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统，包括依次通过输液管道相连通的过滤器1、除氯装置2和储酸罐3。其中，除氯装置2包括电解槽2-4、阴极电极2-1、阳极电极2-2、电解电源2-3和隔气板2-5。电解槽2-4为或内衬pp塑料钢制容器，且为封闭槽体。过滤器1与电解槽2-4上部的进酸口2-6用管道相连通，储酸罐3与电解槽2-4底部的出酸口2-7用管道相连通。过滤器1为板框压滤设备，其内还包括滤液检测设备。隔气板2-5设置在阴极电极2-1与阳极电极2-2之间，其作用为隔离氢气和氧气、氯气，防止氢气与氧气、氯气反应爆炸。阴极电极2-1所用材料为电解铅，因为电解铅的耐腐蚀性能好。阳极电极2-2所用材料为极化后的电解铅，经极化后的电解铅在表面会形成一层紧密的二氧化铅层，可提高除氯能力。电解电源2-3为直流电源，分别与阴极电极2-1和阳极电极2-2连接。阴极电极2-1侧的电解槽2-4顶盖设有氢气排出口2-9，氢气排出口2-9通过耐酸管道与除酸雾器4相连、氢气压缩机5和氢气储罐9连接，最终阴极产生的氢气压缩进入到氢气储罐5中存储。阳极电极2-2侧的电解槽2-4顶盖设有氧气排出口2-8。氧气排出口2-8通过输液管道依次与除氯塔6、氧气压缩机7和氧气储罐8连接，最终阳极产生的氧气经除氯塔6除氯，压缩进入到氧气储罐8中存储。除氯装置2设有氧气、氢气收集装置，收集氧气和氢气可作为有价值的副产品。
本发明一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯方法包括以下步骤：
⑴将废旧铅酸蓄电池硫酸经过滤器1后从除氯装置2上部输入到除氯装置2的封闭电解槽2-4；过滤器1为包括滤液检测设备的板框压滤设备，板框压滤设备在第一次或清洗之后，流经板框压滤设备的硫酸都会先流过滤液检测设备，当检测到无粒径大于0.1mm的杂质颗粒时，才进入电解槽2-4，由于板框压滤设备第一次用或清洗之后使用，板框上会有许多孔洞，需循环多次，有杂质沉积层将孔洞堵上，才能达到过滤效果；
⑵通过阴极电极2-1、阳极电极2-2和电解电源2-3对电解槽2-4中的硫酸进行电解，电解产生的氧气和氯气处于由隔气板2-5分隔一侧的独立空间内，电解产生的氢气处于另外分隔一侧的独立空间内；阴极电极2-1所用材料为电解铅，阳极电极2-2所用材料为极化后的电解铅，电解槽2-4为内衬pp塑料的钢制容器；废旧硫酸中金属离子杂质可增加导电率，将增加效率，降低能耗；
⑶将氧气和氯气从电解槽2-4顶盖的氧气排出口2-8引出后，先通过除氯塔6中的氢氧化钠溶液喷淋，去除阳极气体中的氯气，得到纯净的氧气，再将氧气经氧气压缩机7回收到氧气储罐8中；同时，将氢气从电解槽2-4顶盖的氢气排出口2-9引出后，得到纯净的氢气，经除酸雾器4、氢气压缩机5回收到氢气储罐9中；电解过程中伴随的副反应氧气和氢气，是具有经济价值的副产物；
⑷经半小时电解后，将除氯后的硫酸从电解槽2-4输出到储酸罐3中；
⑸将储酸罐3中的硫酸再除金属离子杂质；硫酸中的氯离子降低至1ppm以下，满足HG2692-2007-T 蓄电池用硫酸标准中的氯离子标准。
具体实施，以废旧铅酸蓄电池回收厂所产生的废旧硫酸用作试验测试用，废旧硫酸流入过滤器，并取样检测其中可溶性杂质含量，根据杂质含量调整后面电解过程中的电流密度，经过过滤器后的废旧硫酸进入到除氯装置2中，经电解半小时后，氯离子经检测基本低于1ppm，若高于1ppm，再继续电解，氯离子低于1ppm后，进入到储酸罐3中存储。
原液及经除氯系统处理后样品检测如下：
该除氯系统及除氯方法攻克了模回收废旧硫酸遗留的氯离子无法处理的问题，经该除氯系统电解处理后的废旧硫酸，其氯离子含氯低于1ppm以下，满足HG 2692-2007-T 蓄电池用硫酸标准中的氯离子小于等于1ppm，相比化学法-硫酸银除氯，成本更低，且更贴合工业生产条件，具有实际应用性，相比与电渗析的方法，更简单、快捷、成本低，且其除氯能力更好。
Claims (10)
1.一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统，其特征在于：包括依次通过输液管道相连通的过滤器（1）、除氯装置（2）和储酸罐（3）；其中，除氯装置（2）包括电解槽（2-4）、阴极电极（2-1）、阳极电极（2-2）、电解电源（2-3）和隔气板（2-5），电解槽（2-4）为封闭槽体，隔气板（2-5）设置在阴极电极（2-1）与阳极电极（2-2）之间；阴极电极（2-1）侧的电解槽（2-4）顶盖设有氢气排出口（2-9），阳极电极（2-2）侧的电解槽（2-4）顶盖设有氧气排出口（2-8）；氢气排出口（2-9）、除酸雾器（4）、，氢气压缩机（5）和氢气储罐（9）通过输液管道依次相连接；氧气排出口（2-8）、除氯塔（6）、氧气压缩机（7）和氧气储罐（8）通过输液管道依次相连接。
2.根据权利要求1所述的一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统，其特征在于：所述的阴极电极（2-1）所用材料为电解铅；阳极电极（2-2）所用材料为极化后的电解铅。
3.根据权利要求1或2所述的一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统，其特征在于：所述的电解槽（2-4）为内衬pp塑料钢制容器。
4.根据权利要求1或2所述的一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统，其特征在于：所述的电解电源（2-3）为直流电源，分别与阴极电极（2-1）和阳极电极（2-2）连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统，其特征在于：所述的过滤器（1）与除氯装置（2）的上部连接，储酸罐（3）与除氯装置（2）的底部连接。
6.根据权利要求1或2所述的根据权利要求1或2所述的一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统，其特征在于：所述的过滤器（1）为板框压滤设备，其内还包括滤液检测设备。
7.一种利用权利要求1所述的废旧铅酸蓄电池硫酸除氯系统的除氯方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴将废旧铅酸蓄电池硫酸输入到除氯装置（2）；
⑵对除氯装置（2）中的硫酸进行电解，电解产生的氧气和氯气处于分隔独立的空间内，电解产生的氢气处于另外分隔独立的空间内；
⑶将氧气和氯气引出后，先进行除氯处理，再回收氧气；同时，将氢气引出后，经出去酸雾后回收氢气；
⑷电解完成后，将除氯后的硫酸从除氯装置（2）输出到储酸罐（3）中。
8.根据权利要求7所述的一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴将废旧铅酸蓄电池硫酸经过滤器（1）后从除氯装置（2）上部输入到除氯装置（2）的封闭电解槽（2-4）；
⑵通过阴极电极（2-1）、阳极电极（2-2）和电解电源（2-3）对电解槽（2-4）中的硫酸进行电解，电解产生的氧气和氯气处于由隔气板（2-5）分隔一侧的独立空间内，电解产生的氢气处于另外分隔一侧的独立空间内；
⑶将氧气和氯气从电解槽（2-4）顶盖的氧气排出口（2-8）引出后，先通过除氯塔（6）进行除氯处理，再将氧气经氧气压缩机（7）回收到氧气储罐（8）中；同时，将氢气从电解槽（2-4）顶盖的氢气排出口（2-9）引出后，经除酸雾器（4）、氢气压缩机（5）回收到氢气储罐（9）中；
⑷电解完成后，将除氯后的硫酸从电解槽（2-4）输出到储酸罐（3）中。
9.根据权利要求8所述的一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯方法，其特征在于：第⑵步骤中所述的阴极电极（2-1）所用材料为电解铅；阳极电极（2-2）所用材料为极化后的电解铅；电解槽（2-4）内衬pp塑料钢制容器。
10.根据权利要求7或8所述的一种废旧铅酸蓄电池硫酸除氯方法，其特征在于：在第⑷步骤完成电解后，将除氯后的硫酸从除氯装置（2）输出或从电解槽（2-4）输出到储酸罐（3），再除金属离子杂质。
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| CN200978302Y (zh) * | 2006-06-29 | 2007-11-21 | 李海涛 | 一种氯化物体系线路版废蚀刻液中提取铜的装置 |
| CN205355201U (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-29 | 连云港市云海电源有限公司 | 碱性电解液回收装置 |
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2017
- 2017-09-30 CN CN201710937483.1A patent/CN108288736B/zh active Active
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