CN109019530B - 一种污酸处理回收系统及其处理回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污酸处理回收系统及对污酸处理回收的方法。通过该系统对污酸进行过滤、浓缩、脱氟氯及硫化处理，然后进行过滤，即得到净化的稀硫酸。该系统将硫化氢生产装置与污酸处理装置相连通，通过硫化氢直接进行重金属离子的硫化，降低了污酸的处理成本；该系统操作简单、装置占地面积小、易于操作，能够实现完全的循环利用，最大程度的节约了污酸的处理成本，具有很好的社会经济效益。通过该方法处理后，回收得到的酸中氟可降至10mg/l，氯可降至100mg/l以下，铅、锌、铜等有价金属及硫的回收利用率均达到95％以上。

Description

一种污酸处理回收系统及其处理回收方法
技术领域
本发明属于污酸处理技术领域，具体涉及一种污酸处理回收系统及其处理回收方法。
背景技术
在制酸净化过程中，烟气净化洗涤时会产生浓度约为10％的废酸，并且烟气中的砷、锌、镉、铅、氯等污染物进入废酸中，称之为“污酸”，随着洗涤过程的循环进行，这些污染物逐渐富集，为防止杂质积累，影响净化及后续制酸工序，必须定期排出一定的污酸进行处理、排放。污酸中的砷、氯等均为剧毒物质，该废酸对动植物体具有严重的危害，也会破坏生态环境；而且直接排放也会造成稀酸资源、重金属资源等的严重浪费。因此，该废酸在排出之前一定要进行严格的处理。
在传统的废酸处理过程中，大多数均是采用硫化钠硫化+石灰中和法、石灰-铁盐法或硫化法等方法进行处理，在上述方法的处理过程中，废酸通过处理后不能进行回收利用、处理过程中需要消耗大量的资源、同时产生大量的有害废渣，使得生产企业承担巨大的经济压力和环境压力。即传统的处理方法在处理过程中将废酸转化为了大量的固体废渣，不仅不能对废酸中的资源进行回收，而且大量固体废渣的产生也对环境造成较大的影响。因此，如何更好的处理废酸并对其中的资源进行回收再利用成为该行业中的继续解决的问题。
目前，在对废酸处理中通常通过浓缩、分布硫化，对废酸中的重金属离子及处理后的酸溶液进行回收。硫化过程中常采用硫化钠进行，该过程中由于重金属离子的大量存在需要消耗大量的硫化钠、则会产生大量的硫化氢气体，从而给硫化氢吸收装置带来很大的压力，而且硫化钠价格昂贵，且不能得到充分的利用，大大增加了废酸的处理成本。为了解决硫化过程中硫化钠价格昂贵已经产生过多硫化氢的问题，现有在处理污酸时，通过直接加入硫化氢以除去污酸中的重金属离子；但整个处理过程不能有效的除去污酸中的杂质离子，使得污酸不能得到高价值的回收再利用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种污酸处理回收系统以及采用该系统进行污酸处理回收的方法。该系统中首先对污酸进行高效浓缩除去其中的杂质离子，然后通过高效硫化装置同时进行硫化及脱氟氯处理，得到高纯度的硫酸。操作简单、处理高效，处理后的稀硫酸纯度高。
本发明是通过以下技术方案实现的
一种污酸处理回收系统，该系统包括污酸产生系统、第一过滤装置、滤酸循环槽、浓缩装置、硫化脱氯装置、第二过滤装置和纯化稀酸存储槽；
所述的污酸生产系统设有污酸出口，污酸出口通过物料输送管道与第一过滤装置的污酸进口相连通，第一过滤装置还设有滤液出口，滤液出口通过物料输送管道与滤酸循环槽的滤酸进口相连通，滤酸循环槽还设有酸液出口，其酸液出口通过第一物料输送管道与浓缩装置的滤酸进口相连通，所述浓缩装置的浓缩酸出口通过第二物料输送管道与硫化脱氟氯装置的浓缩酸进口相连通，所述硫化脱氟氯装置还设有混合酸液出口，其混合酸液出口通过第三物料输送管道与第二过滤装置相连通，所述第二过滤装置的滤液出口通过物料输送管道与纯化稀酸存储装置相连通；
所述的硫化脱氟氯装置还设有药剂加入口及硫化氢气体进口，所述硫化氢气体进口通过气体输送管道与硫化氢气产生装置的气体出口相连通。
进一步的，所述的浓缩装置包括第一浓缩塔和逆喷槽，所述的第一浓缩塔和逆喷槽相连通；所述第一浓缩塔顶端设有气体出口，第一浓缩塔上部设有滤酸进口，第一浓缩塔中部设有循环酸出口，第一浓缩塔底端边缘处设有浓缩酸出口；所述逆喷槽顶端设有干热气体进口，逆喷槽下部设有浓缩酸循环进口，逆喷槽上部也设有浓缩酸循环进口；
所述滤酸循环槽的底部边缘处还设有循环酸进口；所述第一浓缩塔中部的循环酸出口通过第四物料输送管道与滤酸循环槽的循环酸进口相连通；
所述的第一浓缩塔下部还设有补液口及溢流口，所述的第一物料输送管道上设有第一三通管接头，所述的第一三通管接头通过物料输送管道与补液口相连通；所述的第四物料输送管道上设有第二三通管接头，所述的第二三通管接头通过物料输送管道与溢流口相连通；
和/或所述的溢流口位于补液口的下方；
以及，所述的第一浓缩塔中部设有塔板，塔板上设有多个风帽；所述第一浓缩塔中部设有的循环酸出口位于塔板上方。
进一步的，所述的第一浓缩塔及逆喷槽底部边缘处均设有排料口；用于浓缩后结晶得到的含砷物料的排出。
进一步的，所述的第二物料输送管道上还设有第三三通管接头，第三三通管接头通过第五物料输送管道与逆喷槽上部的浓缩酸循环进口相连通，
和/或所述的第五物料输送管道上设有第四三通管接头，所述的第四三通管接头通过第六物料输送管道与逆喷槽下部的浓缩酸循环进口相连通；
和/或所述的第五物料输送管道及第六物料输送管道上均设有循环泵；所述的第一物料输送管道及第三物料输送管道上也设有循环泵
进一步的，该系统还包括事故高位水箱；所述的第五物料输送管道上设置的第五三通管接头，第五三通管接头通过物料输送管道与事故高位水箱相连通；
以及，所述事故高位箱上端边缘处及下端边缘处均设有出口，所述的出口均通过物料输送管道与逆喷槽相连通；
该系统还包括气体洗涤装置，第一浓缩塔顶端的气体出口通过气体输送管道与气体洗涤装置的进口相连通；所述的气体进口设置在气体洗涤装置的下部；
所述的气体洗涤装置下端边缘处还设有液体出口，所述的液体出口通过物料输送管道及循环泵与气体洗涤装置上端液体喷淋进口相连通；所述的气体洗涤装置顶端还设有净化气体出口，所述的净化气体出口通过气体输送管道与换热器相连通，所述换热器的干热气体出口通过气体输送管道与逆喷槽顶端设置的干热气体进口相连通；
优选的，所述的气体洗涤装置为碱液洗涤塔。
进一步的，所述的第一过滤装置还设有滤渣出口，所述的滤渣出口通过物料输送管道与原料系统相连通。
进一步的，所述的污酸处理回收系统中，各个物料输送管道上均设有阀门，所述的阀门可以为手动阀门也可以为自动控制阀门。
采用上述污酸处理回收系统处理回收污酸的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将污酸产生系统产生的污酸输送至过滤装置中进行过滤，得到滤液和滤渣；
(2)将步骤(1)得到的滤液由输送至滤酸循环槽中存储；然后由滤酸循环槽输送至浓缩装置中进行浓缩，得到浓缩污酸；
(3)将步骤(2)所得浓缩污酸输送至高效硫化装置中进行脱氟氯，脱氟氯处理后进行硫化处理；处理完后得到反应混合液；
(4)对步骤(3)所得到的反应混合液进行过滤，得到滤渣及纯化的硫酸。
进一步的，步骤(1)所述污酸产生系统产生的污酸浓度为4～15％。
进一步的，步骤(2)污酸浓缩具体为：首先将滤酸循环槽中的污酸由第一浓缩塔顶部进入到第一浓缩塔中，与第一浓缩塔塔底进入的干热气体逆流接触、进行热量交换，同时吹脱污酸中含有的氟离子及氯离子；第一浓缩塔浓缩后的污酸输送至逆喷槽中由逆喷槽下部向上喷淋与逆喷槽顶部进入的干热气体逆流接触、进行热量交换，同时吹脱除去污酸中含有的氟离子及氯离子；即该过程中通过第一浓缩塔与逆喷槽共同作用对污酸进行浓缩处理、同时吹脱除去其中的氟离子及氯离子。
进一步的，所述第一浓缩塔中的温度为90～100℃，第一浓缩塔中上部喷淋下的液体与底部通入的干热气体的体积比为1：300～500；所述逆喷槽中的温度为100～180℃，逆喷槽中向上喷入的液体与顶部进入的干热气体的体积比为1：200～400；
和/或所述浓缩后污酸的质量浓度为50％以上。
进一步的，步骤(3)所述脱氟氯处理具体为：首先在通入浓缩污酸的高效硫化装置中加入脱氟剂及脱氯剂，在55～65℃条件下反应1.5～2小时，即可完成脱氟及氯反应；
优选的，所述的脱氟剂为镁铝二元水滑石，其中浓缩污酸中氟离子的质量浓度与加入的镁铝二元水滑石的质量浓度比值为1：5～50；所述的脱氯剂为氧化亚铜，其中氧化亚铜的用量与浓缩污酸中氯离子的含量有关，氧化亚铜与氯离子的摩尔比为1.1～1.2：1；
优选的，在脱氟脱氯反应过程中，搅拌速率为40～55r/min；
优选的，所述的镁铝二元水滑石在使用前进行如下处理：粉碎，然后在350～600℃条件下焙烧1～3h。
进一步的，步骤(3)所述的硫化处理为：在脱氟氯处理之后的溶液中通入硫化氢气体，常温下搅拌反应80～100min；
优选的，硫化反应过程中，通入的硫化氢气体与脱氟氯后污酸中重金属离子的摩尔比为1.1～1.4：1；所述的硫化反应过程中的搅拌速度为70r/min。
与现有技术相比，本发明的积极有益效果为
(1)该系统通过第一浓缩塔及逆喷槽对污酸进行多次浓缩能够明显降低污酸的体积，降低了后续处理装置的购置费用；而且在不断吹脱浓缩过程中除去了污酸中大部分的氟氯，同时通过不断的蒸发浓缩使得污酸中含有的砷不断沉积在塔底，然后由塔底排出、处理即可回收其中的砷。即通过浓缩既缩小了污酸的体积同时也有效的除去了其中含有的氟氯、高效的回收了污酸中含有的砷，简化了处理过程，降低了生产成本；
该系统通过硫化氢生产装置直接与该系统相连通，根据需要的量通入所需的硫化氢，既降低了S的损耗，降低了由于硫化钠的大量使用所消耗的成本，也避免了过多硫化氢尾气的产生，节能降耗、减少了对环境的污染；
该系统将脱硫、脱氟氯通过同一装置完成，减小了处理装置的占地面积，也降低了处理过程中的投资成本；
(2)本发明采用高效浓缩装置对污酸进行高效浓缩，在浓缩过程中，脱出了其中的氟离子及氯离子，同时通过浓缩、冷却结晶收集了其中的重金属离子砷；将污酸进行了高效的浓缩，降低了后续处理过程的处理难度；
(3)本发明在同一高效硫化装置中进行脱氟氯及硫化处理，采用脱氟剂及脱氯剂对污酸中的氟离子及氯离子进行进一步的脱除，使已经吹脱氟、氯的污酸中的氟离子及氯离子量大大减少；脱氟氯后通入硫化氢对其中的重金属离子进行高效脱除，该过程中不会有硫化氢的逸出，而且能够高效的去除其中的重金属离子；与传统处理工艺相比，该工艺过程能够对硫元素进行利用充分，降低硫化剂消耗，不产生中和渣，降低污酸综合处置费用50％以上；
该过程中，首先加入脱氟剂及脱氯剂对污酸中的氟离子及氯离子进行进一步的脱除，其中的脱氯剂氧化亚铜脱氯之后形成氯化亚铜沉淀，氯化亚铜沉淀收集后可以通过与氢氧化钠反应、加热，再次生成氧化亚铜，能够循环再利用；因此，该过程中既实现了氯离子的高效脱除、也实现了其中脱氯剂的循环使用，在对污酸中的氟离子、氯离子进行进一步高效脱除的同时，没有增加任何成本，高效的实现了整个系统的循环再利用；
(4)本发明通过对污酸的处理后，回收得到的酸中氟可降至30mg/l，氯可降至100mg/l以下；其中砷作为三氧化二砷回收利用、回收率为60～70％，污酸中铅、锌、铜等有价金属及硫的回收利用率均达到95％以上；
(5)该系统操作简单、装置占地面积小、易于操作，能够实现完全的循环利用，最大程度的节约了污酸的处理成本，具有很好的社会经济效益。
(6)将各工段操作纳入整改系统之中，使用新技术控制简单，且可通过温度、流量、在线自动检测手段集成，很容易实现整体的自动化控制，大大降低劳动强度。
附图说明
图1表示实施例1所述污酸处理回用系统的结构示意图；
图2表示实施例1污酸处理回用系统的结构示意图中的浓缩装置示意图；
图3表示实施例2所述污酸处理回用系统的结构示意图；
图4表示实施例2污酸处理回用系统的结构示意图中的浓缩装置示意图；
图5表示污酸处理回用系统的示意图；
图中符号表示的意义为：1表示污酸产生系统，2表示第一过滤装置，3表示滤酸循环槽，4表示浓缩装置，5表示硫化脱氟氯装置，6表示第二过滤装置，7表示纯化稀酸存储槽，8表示第一物料输送管道，9表示第二物料输送管道，10表示第三物料输送管道，11表示硫化氢生产装置，12表示第四物料输送管道，13表示气体洗涤装置，14表示循环泵，15表示事故高位水箱，16表示第五物料输送管道，17表示第六物料输送管道，18表示气体存储罐，19表示换热器；
301表示滤酸循环槽的循环酸进口，401表示第一浓缩塔，4011表示401顶部的气体出口，4012表示401中部的循环酸出口，4013表示401下部的补液口，4014表示401下部的溢流口，4015表示401中部的塔板，4016表示塔板上的风帽，402表示逆喷槽，4021表示402顶端的干热气体进口，4022表示402上设置的浓缩酸循环进口，801表示第一三通管接头，901表示第三三通管接头，1201表示第二三通管接头，1301表示气体洗涤装置下端边缘处的液体出口，1302表示表示气体洗涤装置上端的液体喷淋进口，1601表示第四三通管接头，1602表示第五三通管接头。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对发明进行更加详细的说明，但是旨在使读者更好的理解本发明的技术内容，并不用于对本发明的限制。
具体实施例
本发明提供了一种污酸处理回收系统，如图1、图2所示，该系统包括污酸产生系统1、第一过滤装置2、滤酸循环槽3、浓缩装置4、硫化脱氟氯装置5、第二过滤装置6和纯化稀酸存储槽7；
所述的污酸产生系统1设有污酸出口，其污酸出口通过物料输送管道与第一过滤装置2的污酸进口相连通，第一过滤装置2设有滤液出口，其滤液出口通过物料输送管道与滤酸循环槽3的滤酸进口相连通，滤酸循环槽3设有酸液出口，其酸液出口通过第一物料输送管道8与浓缩装置4的滤酸进口相连通，所述浓缩装置4的浓缩酸出口通过第二物料输送管道9与硫化脱氟氯装置5的浓缩酸进口相连通，所述的硫化脱氟氯装置5还设有混合酸出口，其混合酸出口通过第三物料输送管道10与第二过滤装置6相连通，所述第二过滤装置6的滤液出口通过物料输送管道与纯化稀酸存储装置7相连通；
所述的硫化脱氟氯装置还设有药剂加入口及硫化氢气体进口，所述的硫化氢气体进口通过气体输送管道与硫化氢生产装置11的气体出口相连通；
其中，所述的浓缩装置4包括第一浓缩塔401与逆喷槽402，第一浓缩塔与逆喷槽的底部相连通。所述的第一浓缩塔401顶部设有气体出口4011，第一浓缩塔上部设有滤酸进口，第一浓缩塔中部设有循环酸出口4012，第一浓缩塔底端边缘处设有浓缩酸出口；所述逆喷槽402的顶端设有干热气体进口4021，逆喷槽下部设有浓缩酸循环进口、逆喷槽的上部也设有浓缩酸循环进口4022；
所述滤酸循环槽3的底部边缘处还设有循环酸进口301；所述第一浓缩塔中部的循环酸出口4022通过第四物料输送管道12与滤酸循环槽3的循环酸进口相连通；
所述的第一浓缩塔下部设有补液口4013，所述的第一物料输送管道8上设有第一三通管接头801，所述的第一三通管接头通过物料输送管道与补液口相连通；
其中，所述的第一浓缩塔中部设有塔板4015，塔板上设有风帽4016，所述第一浓缩塔中部的循环酸出口4012设置在塔板4015的上部；该风帽区的存在使得由于逆喷槽顶端进入的干热气体由塔板下部进入到塔板上部与第一浓缩塔上端喷淋下的液体相接触以使得污酸得到浓缩，浓缩后的污酸由循环酸出口4012排出后，经过滤酸循环槽之后再次循环进入到第一浓缩塔中进行浓缩，依次进行循环。
优选的，该系统还包括气体洗涤装置13，所述的第一浓缩塔顶端的气体出口4011通过气体输送管道与设置在气体洗涤装置13下部的气体进口相连通；所述的气体洗涤装置13下端边缘处还设有液体出口1301，气体洗涤装置13的上端还设有液体喷淋进口1302，所述的液体出口1301通过物料输送管道与液体喷淋进口1302相连通；
优选的，所述的液体出口1301与液体喷淋进口1302相连通的物料输送管道上设有循环泵14。
优选的，所述气体洗涤装置13的顶端设有净化气气体出口，所述的净化气气体出口通过气体输送管道与气体存储罐18相连通，所述的气体存储罐通过气体输送管道与换热器19相连通，所述的换热器19的气体出口通过气体输送管道与逆喷槽402顶端设置的干热气体进口相连通。即在污酸浓缩过程中产生的废气经过气体洗涤装置处理后再经过干热处理进入到逆喷槽中用于污酸的浓缩，使得整个系统实现了完全的循环利用，大大提高了整个系统的利用效率，具有很好的经济效益。
即通过浓缩装置浓缩后的废气通过第一浓缩塔顶端的气体出口排出后，经过气体洗涤装置进行洗涤、且洗涤过程中的液体能够循环使用，洗涤后的气体既可以达标排放也可以经过加热在此作为逆喷槽中的干热气体使用，实现了完全的循环利用，具有很好的节能降耗的效果。
该系统用的另一实施例：本发明所述污酸处理回收系统的另一实施例如图3、图4所示，所述的第一浓缩塔下部溢流口4014；所述的第四物料输送管道12上设有第二三通管接头1201；所述的第二三通管接头通过物料输送管道1201与溢流口4014相连通；
优选的，所述的溢流口位于补液口的下方。
优选的，该系统还包括事故高位水箱15；所述的第二物料输送管道9上还设有第三三通管接头901，所述的第三三通管接头通过第五物料输送管道16与逆喷槽上部的浓缩酸循环进口相连通；第五物料输送管道上设有第四三通管接头1601，所述的第四三通管接头1601通过第六物料输送管道17与逆喷槽下部的浓缩酸循环进口相连通，所述的第五物料输送管道上还设有第五三通管接头1602，所述的第五三通管接头1602通过物料输送管道与事故高位水箱相连通；
以及，所述事故高位箱上端边缘处及下端边缘处均设有出口，所述的出口均通过物料输送管道与逆喷槽相连通；事故高位箱的存在，在整个系统中出现问题时、系统的溶液可以计入到高位箱中以备使用，然后由高位箱循环进入到逆喷槽中，再由逆喷槽进入系统中进行循环处理；
所述的第五物料输送管道及第六输送管道上均设有循环泵。
本发明还提供了采用上述的污酸处理回收系统进行污酸处理回收的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将污酸产生系统产生的污酸输送至过滤装置中进行过滤，得到滤液和滤渣；其中的滤渣返回原料系统进行再利用；
(2)将步骤(1)得到的滤液由输送至滤酸循环槽中存储；然后由滤酸循环槽输送至浓缩装置中进行浓缩，得到浓缩污酸；
该过程中，滤酸循环槽中的酸由物料输送管道输送至第一浓缩塔的上部，由上部向下喷淋,塔上部向下喷淋的液体与由塔底进入的干热气体的体积为1：300～500，塔内的温度为90～100℃；
在第一浓缩塔浓缩后的滤酸由第一浓缩塔底部边缘处的出口排出，然后进入到逆喷槽中进行进一步的浓缩处理，进入逆喷槽的液体流量为/h，进入到逆喷槽中向上喷淋的液体与逆喷槽顶端向下的干热气体的体积比为1：200～400，逆喷槽内的温度为100～180℃；
浓缩后得到浓缩污酸的质量浓度为50～70％；
(3)将步骤(2)所述浓缩后的污酸由浓缩塔输送至高效硫化装置中，向该装置中加入镁铝二元水滑石进行脱氟处理、同时加入氧化亚铜进行脱氯处理；脱氟、脱氯处理完成后，向该装置中通入硫化氢气体进行硫化除重金属离子；
该过程中浓缩污酸中氟离子的质量浓度与加入的镁铝二元水滑石的质量浓度比为1：5～50，浓缩污酸中氯离子量与加入的氧化亚铜的摩尔比为1：1.1～1.2；加入镁铝二元水滑石及氧化亚铜后，在55～65℃条件下反应1.5～2小时，反应过程中的搅拌速率为40～55r/min；
该过程中所用的镁铝二元水滑石需要进行如下处理：将镁铝二元水滑石粉碎，在350～600℃条件下焙烧1～3小时，再进行使用，对于氟离子进行吸附；
脱氯时的化学反应方程式如下：Cu2O+H+＝Cu++H2O
Cu++Cl-＝CuCl(s)
该过程中，脱氟氯完成后，向高效硫化装置中通入硫化氢气体，通入的硫化氢气体与污酸中重金属离子的总含量的摩尔比为1.1～1.8：1，通入硫化氢后、在常温下搅拌反应80～100min，反应过程中的搅拌速率为60～100r/min；
该硫化过程中的化学反应方程式如下：
Cd2++S2-＝CdS↓
Cu2++S2-＝CuS↓
Pd2++S2-＝PdS↓
Zn2++S2-＝ZnS↓
Fe2++S2-＝FeS↓
2As3++3S2-＝As2S3↓
(4)将步骤(3)所述脱氟氯、并硫化反应后的混合物料由高效硫化装置输送至压滤机中进行过滤，得到滤渣和净化的稀硫酸；对滤渣进行处理收集其中的有价金属，收集后剩余滤渣返回原料系统中进行重复再利用；得到的净化稀硫酸收集。
下面通过具体实施例对污酸的处理过程进行详细说明。
实施例1
一种采用污酸处理回收系统进行污酸处理回收的方法之一，该方法包括以下步骤：
(1)将污酸产生系统产生的污酸输送至过滤装置中进行过滤，得到滤液和滤渣。
(2)将步骤(1)得到的滤液由输送至滤酸循环槽中存储；然后由滤酸循环槽输送至浓缩装置中进行浓缩，得到浓缩污酸；
该过程中，滤酸循环槽中的酸由物料输送管道输送至第一浓缩塔的上部，由上部向下喷淋，进入第一浓缩塔上部的滤酸的量为(20)m3/h,塔上部向下喷淋的液体与由塔底进入的干热气体的体积为1：370，塔内的温度为90～100℃；
在第一浓缩塔浓缩后的滤酸由第一浓缩塔底部边缘处的出口排出，然后进入到逆喷槽中进行进一步的浓缩处理，进入逆喷槽的液体流量为(35)m3/h，进入到逆喷槽中向上喷淋的液体与逆喷槽顶端向下的干热气体的体积比为1：200，逆喷槽内的温度为100～180℃；
浓缩后得到浓缩污酸的硫酸的质量浓度为61％。
(3)将步骤(2)所述浓缩后的污酸由浓缩塔输送至高效硫化装置中，向该装置中加入镁铝二元水滑石进行脱氟处理、同时加入氧化亚铜进行脱氯处理；脱氟、脱氯处理完成后，向该装置中通入硫化氢气体进行硫化除重金属离子；
该过程中浓缩污酸中氟离子的质量浓度与加入的镁铝二元水滑石的质量浓度比为1：22，浓缩污酸中氯离子量与加入的氧化亚铜的摩尔比为1：1.1～1.2；加入镁铝二元水滑石及氧化亚铜后，在55～65℃条件下反应1.5～2小时，反应过程中的搅拌速率为40～55r/min；
该过程中所用的镁铝二元水滑石需要进行如下处理：将镁铝二元水滑石粉碎，在400℃条件下焙烧2.5小时，再进行使用；
该过程中，脱氟氯完成后，向高效硫化装置中通入硫化氢气体，通入的硫化氢气体与污酸中重金属离子的总含量的摩尔比为1.1：1，通入硫化氢后、在常温下搅拌反应80～100min，反应过程中的搅拌速率为80～90r/min；
(4)将步骤(3)所述脱氟氯、并硫化反应后的混合物料由高效硫化装置输送至压滤机中进行过滤，得到滤渣和净化的稀硫酸；对滤渣进行处理收集其中的有价金属，收集后剩余滤渣返回原料系统中进行重复再利用；得到的净化稀硫酸收集。
该过程中，各个步骤的检测结果如表1所示。
实施例2
一种采用污酸处理回收系统进行污酸处理回收的方法之二，该方法包括以下步骤：
(1)将污酸产生系统产生的污酸输送至过滤装置中进行过滤，得到滤液和滤渣。
(2)将步骤(1)得到的滤液由输送至滤酸循环槽中存储；然后由滤酸循环槽输送至浓缩装置中进行浓缩，得到浓缩污酸；
该过程中，滤酸循环槽中的酸由物料输送管道输送至第一浓缩塔的上部，由上部向下喷淋，进入第一浓缩塔上部的滤酸的量为(45)m3/h,塔上部向下喷淋的液体与由塔底进入的干热气体的体积为1：450，塔内的温度为90～100℃；
在第一浓缩塔浓缩后的滤酸由第一浓缩塔底部边缘处的出口排出，然后进入到逆喷槽中进行进一步的浓缩处理，进入逆喷槽的液体流量为(100)m3/h，进入到逆喷槽中向上喷淋的液体与逆喷槽顶端向下的干热气体的体积比为1：260，逆喷槽内的温度为100～180℃；
浓缩后得到浓缩污酸的质量浓度为65％；
(3)将步骤(2)所述浓缩后的污酸由浓缩塔输送至高效硫化装置中，向该装置中加入镁铝二元水滑石进行脱氟处理、同时加入氧化亚铜进行脱氯处理；脱氟、脱氯处理完成后，向该装置中通入硫化氢气体进行硫化除重金属离子；
该过程中浓缩污酸中氟离子的质量浓度与加入的镁铝二元水滑石的质量浓度比为1：16，浓缩污酸中氯离子量与加入的氧化亚铜的摩尔比为1：1.1～1.2；加入镁铝二元水滑石及氧化亚铜后，在55～65℃条件下反应1.5～2小时，反应过程中的搅拌速率为40～55r/min；
该过程中所用的镁铝二元水滑石需要进行如下处理：将镁铝二元水滑石粉碎，在500℃条件下焙烧2小时，再进行使用；
该过程中，脱氟氯完成后，向高效硫化装置中通入硫化氢气体，通入的硫化氢气体与污酸中重金属离子的总含量的摩尔比为1.2：1，通入硫化氢后、在常温下搅拌反应80～100min，反应过程中的搅拌速率为90～100r/min；
(4)将步骤(3)所述脱氟氯、并硫化反应后的混合物料由高效硫化装置输送至压滤机中进行过滤，得到滤渣和净化的稀硫酸；对滤渣进行处理收集其中的有价金属，收集后剩余滤渣返回原料系统中进行重复再利用；得到的净化稀硫酸收集。
该过程中，各个步骤的检测结果如表1所示。
具体工业应用
下面对本发明方法在具体工业中的应用进行详细说明，该过程中处理的为山东某冶炼厂制酸烟气洗涤产生的污酸。
一种采用污酸处理回收系统进行污酸处理回收的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将污酸产生系统产生的污酸输送至过滤装置中进行过滤，得到滤液和滤渣。
(2)将步骤(1)得到的滤液由输送至滤酸循环槽中存储；然后由滤酸循环槽输送至浓缩装置中进行浓缩，得到浓缩污酸；
该过程中，滤酸循环槽中的酸由物料输送管道输送至第一浓缩塔的上部，由上部向下喷淋，进入第一浓缩塔上部的滤酸的量为(1000)m3/h,塔上部向下喷淋的液体与由塔底进入的干热气体的体积为1：420，塔内的温度为90～100℃；
在第一浓缩塔浓缩后的滤酸由第一浓缩塔底部边缘处的出口排出，然后进入到逆喷槽中进行进一步的浓缩处理，进入逆喷槽的液体流量为(1200)m3/h，进入到逆喷槽中向上喷淋的液体与逆喷槽顶端向下的干热气体的体积比为1：315，逆喷槽内的温度为100～180℃；
浓缩后得到浓缩污酸的质量浓度为55％。
(3)将步骤(2)所述浓缩后的污酸由浓缩塔输送至高效硫化装置中，向该装置中加入镁铝二元水滑石进行脱氟处理、同时加入氧化亚铜进行脱氯处理；脱氟、脱氯处理完成后，向该装置中通入硫化氢气体进行硫化除重金属离子；
该过程中浓缩污酸中氟离子的质量浓度与加入的镁铝二元水滑石的质量浓度比为1：24，浓缩污酸中氯离子量与加入的氧化亚铜的摩尔比为1：1.1～1.2；加入镁铝二元水滑石及氧化亚铜后，在55～65℃条件下反应1.5～2小时，反应过程中的搅拌速率为40～55r/min；
该过程中所用的镁铝二元水滑石需要进行如下处理：将镁铝二元水滑石粉碎，在600℃条件下焙烧1小时，再进行使用；
该过程中，脱氟氯完成后，向高效硫化装置中通入硫化氢气体，通入的硫化氢气体与污酸中重金属离子的总含量的摩尔比为1.1：1，通入硫化氢后、在常温下搅拌反应80～100min，反应过程中的搅拌速率为90～100r/min；
(4)将步骤(3)所述脱氟氯、并硫化反应后的混合物料由高效硫化装置输送至压滤机中进行过滤，得到滤渣和净化的稀硫酸；对滤渣进行处理收集其中的有价金属，收集后剩余滤渣返回原料系统中进行重复再利用；得到的净化稀硫酸收集。
所述具体工业应用中各个成分的含量检测结果如表2所述。
表1实施例1～3污酸处理过程中各个成分的检测结果(mg/L)
表2处理山东工业污酸中各个成分的含量(mg/L)
由上述检测结果可知：本发明采用整体可循环、以控制的系统对污酸进行处理，对污酸中的杂质离子进行有效收集，实现再利用，所得净化后的稀硫酸能够直接作为硫酸产品出售。即通过简单、成本低的处理过程，使得污酸中F-离子的含量达到27mg/L以下、Cl-的含量达到68mg/L以下，在污酸处理中具有很好的应用前景。

Claims (10)

1.一种污酸处理回收系统，其特征在于，该系统包括污酸产生系统、第一过滤装置、滤酸循环槽、浓缩装置、硫化脱氟氯装置、第二过滤装置和纯化稀酸存储槽；
所述的污酸产生系统设有污酸出口，污酸出口通过物料输送管道与第一过滤装置的污酸进口相连通，第一过滤装置还设有滤液出口，滤液出口通过物料输送管道与滤酸循环槽的滤酸进口相连通，滤酸循环槽还设有酸液出口，其酸液出口通过第一物料输送管道与浓缩装置的滤酸进口相连通，所述浓缩装置的浓缩酸出口通过第二物料输送管道与硫化脱氟氯装置的浓缩酸进口相连通，所述硫化脱氟氯装置还设有混合酸液出口，其混合酸液出口通过第三物料输送管道与第二过滤装置相连通，所述第二过滤装置的滤液出口通过物料输送管道与纯化稀酸存储装置相连通；
所述的硫化脱氟氯装置还设有药剂加入口及硫化氢气体进口，所述硫化氢气体进口通过气体输送管道与硫化氢气产生装置的气体出口相连通；所述药剂为脱氟剂和脱氯剂，脱氟剂为镁铝二元水滑石，脱氯剂为氧化亚铜；
所述的浓缩装置包括第一浓缩塔和逆喷槽，所述的第一浓缩塔和逆喷槽相连通；所述第一浓缩塔顶端设有气体出口，第一浓缩塔上部设有滤酸进口，第一浓缩塔中部设有循环酸出口，第一浓缩塔底端边缘处设有浓缩酸出口；所述逆喷槽顶端设有干热气体进口，逆喷槽下部设有浓缩酸循环进口，逆喷槽上部也设有浓缩酸循环进口。
2.根据权利要求1所述的污酸处理回收系统，其特征在于：所述滤酸循环槽的底部边缘处还设有循环酸进口；所述第一浓缩塔中部的循环酸出口通过第四物料输送管道与滤酸循环槽的循环酸进口相连通；
所述的第一浓缩塔下部还设有补液口及溢流口，所述的第一物料输送管道上设有第一三通管接头，所述的第一三通管接头通过物料输送管道与补液口相连通；所述的第四物料输送管道上设有第二三通管接头，所述的第二三通管接头通过物料输送管道与溢流口相连通；
和/或所述的溢流口位于补液口的下方；
以及，所述的第一浓缩塔中部设有塔板，塔板上设有多个风帽；所述第一浓缩塔中部设有的循环酸出口位于塔板上方。
3.根据权利要求2所述的污酸处理回收系统，其特征在于，所述的第一浓缩塔及逆喷槽底部边缘处均设有排料口；用于浓缩后结晶得到的含砷物料的排出。
4.根据权利要求2所述的污酸处理回收系统，其特征在于，所述的第二物料输送管道上还设有第三三通管接头，第三三通管接头通过第五物料输送管道与逆喷槽上部的浓缩酸循环进口相连通，
和/或所述的第五物料输送管道上设有第四三通管接头，所述的第四三通管接头通过第六物料输送管道与逆喷槽下部的浓缩酸循环进口相连通；
和/或所述的第五物料输送管道及第六物料输送管道上均设有循环泵；所述的第一物料输送管道及第三物料输送管道上也设有循环泵。
5.根据权利要求2~4任一项所述的污酸处理回收系统，其特征在于，该系统还包括事故高位水箱；第五物料输送管道上设置的第五三通管接头，第五三通管接头通过物料输送管道与事故高位水箱相连通；
以及，所述事故高位水箱上端边缘处及下端边缘处均设有出口，所述的出口均通过物料输送管道与逆喷槽相连通；
该系统还包括气体洗涤装置，第一浓缩塔顶端的气体出口通过气体输送管道与气体洗涤装置的进口相连通；所述的气体进口设置在气体洗涤装置的下部；
所述的气体洗涤装置下端边缘处还设有液体出口，所述的液体出口通过物料输送管道及循环泵与气体洗涤装置上端液体喷淋进口相连通；所述的气体洗涤装置顶端还设有净化气体出口，所述的净化气体出口通过气体输送管道与换热器相连通，所述换热器的干热气体出口通过气体输送管道与逆喷槽顶端设置的干热气体进口相连通；
所述的气体洗涤装置为碱液洗涤塔。
6.一种采用权利要求1所述污酸处理回收系统处理回收污酸的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）将污酸产生系统产生的污酸输送至过滤装置中进行过滤，得到滤液和滤渣；
（2）将步骤（1）得到的滤液由输送至滤酸循环槽中存储；然后由滤酸循环槽输送至浓缩装置中进行浓缩，得到浓缩污酸；
（3）将步骤（2）所得浓缩污酸输送至高效硫化装置中进行脱氟氯，脱氟氯处理后进行硫化处理；处理完后得到反应混合液；
（4）对步骤（3）所得到的反应混合液进行过滤，得到滤渣及纯化的硫酸。
7.根据权利要求6所述的处理回收污酸的方法，其特征在于，步骤（2）污酸浓缩具体为：首先将滤酸循环槽中的污酸由第一浓缩塔顶部进入到第一浓缩塔中，与第一浓缩塔塔底进入的干热气体逆流接触、进行热量交换，同时吹脱污酸中含有的氟离子及氯离子；第一浓缩塔浓缩后的污酸输送至逆喷槽中由逆喷槽下部向上喷淋与逆喷槽顶部进入的干热气体逆流接触、进行热量交换，同时吹脱除去污酸中含有的氟离子及氯离子；即该过程中通过第一浓缩塔与逆喷槽共同作用对污酸进行浓缩处理、同时吹脱除去其中的氟离子及氯离子。
8.根据权利要求7所述的处理回收污酸的方法，其特征在于，所述第一浓缩塔中的温度为90~100℃，第一浓缩塔中上部喷淋下的液体与底部通入的干热气体的体积比为1：300~500；所述逆喷槽中的温度为100~180℃，逆喷槽中向上喷入的液体与顶部进入的干热气体的体积比为1：200~400；
和/或所述浓缩后污酸的质量浓度为50%以上。
9.根据权利要求6所述的处理回收污酸的方法，其特征在于，步骤（3）所述脱氟氯处理具体为：首先在通入浓缩污酸的高效硫化装置中加入脱氟剂及脱氯剂，在55~65℃条件下反应1.5~2小时，即可完成脱氟及氯反应；
所述的脱氟剂为镁铝二元水滑石，其中浓缩污酸中氟离子的质量浓度与加入的镁铝二元水滑石的质量浓度比值为1：5~50；所述的脱氯剂为氧化亚铜，其中氧化亚铜的用量与浓缩污酸中氯离子的含量有关，氧化亚铜与氯离子的摩尔比为1.1~1.2：1；
所述在脱氟脱氯反应过程中，搅拌速率为40~55r/min；
所述镁铝二元水滑石在使用前进行如下处理：粉碎，然后在350～600℃条件下焙烧1～3h。
10.根据权利要求6所述的处理回收污酸的方法，其特征在于，步骤（3）所述的硫化处理为：在脱氟氯处理之后的溶液中通入硫化氢气体，常温下搅拌反应80~100min；
所述硫化反应过程中，通入的硫化氢气体与脱氟氯后污酸中重金属离子的摩尔比为1.1~1.4：1；所述的硫化反应过程中的搅拌速度为70r/min。
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