CN111517326A - 一种废酸回收系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废酸回收系统，包括依次连接的废酸回收预处理装置(1)、除氟硅酸装置(4)、除氢氟酸装置(7)、硝酸盐装置(10)；废酸回收预处理装置(1)包括过滤装置(2)和清洗装置(3)；除氟硅酸装置(4)包括氟硅酸盐生产装置(5)和清洗装置(6)；除氢氟酸装置(7)包括氟化钙装置(8)和清洗装置(9)；硝酸盐装置(10)包括硝酸盐生产装置(11)和结晶装置(12)；过滤装置(2)、氟硅酸盐生产装置(5)、氟化钙装置(8)、硝酸盐生产装置(11)的气体出口与环保装置连通。本发明的废酸回收系统，实现废酸资源化、无害化、循环化综合利用，将废酸中有毒有害的物质回收，杂质作为废物处置，废气达标排放。

Description

一种废酸回收系统和方法

技术领域

本发明涉及废酸回收处理技术领域，特别涉及一种废酸回收系统和方法。

背景技术

在工业生产中，使用工业酸(如硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸、氟硅酸、磷酸及醋酸等有机类或无机类酸)作为原料，工业生产装置无法进行再次使用，被迫对外排放的酸统称为废酸。废酸通常产生于有机物的硝化、酯化、磺化、烷基化、催化和气体干燥等过程，或产生于钛白粉生产、钢铁酸洗和气体干燥，以及电子行业、光伏行业的蚀刻等过程。

据行业综合调研统计，我国废酸中无机废酸约占65％，有机废酸约占35％。其中：化学工业领域每年产生各种浓度的废酸接近8000万吨，属于产生废酸的大户；钢铁企业、金属加工及酸洗领域年产生各种废酸约6500万吨；另外在轻工业、石油冶炼业、纤维工业、矿产加工业、蓄电池工业、军工及核材料工业等领域，每年产生的废酸也要超过5000万吨。因此，我国每年产生废酸总量在2亿吨以上。

废酸对地下水的危害远大于一般的化工废水，它在渗入地下的同时，还将岩石、土壤中的碳酸盐、亚硫酸盐、硫化物等反应，生成二氧化硫、硫化氢等有害气体并散发到空气中，对大气造成污染。在废酸产生量较大的行业，如有色金属、钛白粉行业，排出的废酸中含有大量重金属，溶解进入河流或地下，对河流或地下水造成严重污染，用这些被污染的水灌溉，又对土壤造成了严重污染。据环保部调查，我国近20％的土壤已被污染。有机化工排出的废酸含有大量的有机物，有些事致癌的而且不可降解。也有企业将这些废酸加以利用，如生产磷肥、硫酸铵、硫酸镁、造纸厂利用废硫酸中和造纸碱液生产有机肥等，如果不科学有效处理，有害物质随肥料进入土壤，先污染地表水，并进一步渗入地下或随雨水进入河流，污染河底和地下水，更为可怕的是用被污染的水灌溉，引起土壤酸化，重金属在酸性土壤中活性较高也易被植物吸收，这些有机或无机有害物随植物进入食物，对食品安全造成重大隐患。

我国工业废酸具有以下特点：

①源广泛、行业分散，除了钛白粉、芳烃硝化、染料、石油加工和钢铁酸洗等主要行业外，还有其他几十种化工产品生产中产生大量废酸。

②废酸总量较大，单个企业产出的废酸量不大，几十吨至几百吨不等，但全国各地累计产生量巨大。

③废酸浓度普遍偏低，杂质含量偏高。

④废酸大多含有机物，直接利用较为困难。

⑤废酸综合利用率低，二次污染严重。

为避免废酸所带来的二次污染，传统方法一般是采用石灰、电石渣或石灰消化反应的产物Ca(OH)2进行中和，中和后pH值虽达到要求，但其余各项指标很难达标，而且产生的泥渣脱水困难、不易干燥、后处理难度大，大部分情况是堆积待处理，占用了大量土地，造成二次污染，同时该方法浪费了大量的酸和铁资源。

发明内容

针对上述现有的废酸回收系统和方法去除效率低的问题，本发明提供一种废酸回收系统和方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种废酸回收系统，其中：包括依次连接的废酸回收预处理装置(1)、除氟硅酸装置(4)、除氢氟酸装置(7)、硝酸盐装置(10)；所述废酸回收预处理装置(1)包括过滤装置(2)和清洗装置(3)；所述除氟硅酸装置(4)包括氟硅酸盐生产装置(5)和清洗装置(6)；所述除氢氟酸装置(7)包括氟化钙装置(8)和清洗装置(9)；所述硝酸盐装置(10)包括硝酸盐生产装置(11)和结晶装置(12)；所述过滤装置(2)、氟硅酸盐生产装置(5)、氟化钙装置(8)、硝酸盐生产装置(11)的气体出口通过管道与环保装置的入口连通。

优选的是，所述的废酸回收系统，其中：所述氟硅酸盐生产装置(5)包括第一反应器和第一沉淀过滤器。

优选的是，所述的废酸回收系统，其中：所述氟化钙装置(8)包括包括第二反应器和第二沉淀过滤器。

优选的是，所述的废酸回收系统，其中：所述过滤装置(2)为板框式过滤机或自动过滤机。

优选的是，所述的废酸回收系统，其中：所述结晶装置(12)的冷凝水出口通过管道与清洗装置(3)、清洗装置(6)、清洗装置(9)的入口连通。

一种利用系统进行废酸回收再生的方法，其中：包括以下步骤：

(1)将废酸加入过滤装置中进行过滤处理，得到第一滤液和杂质；所述第一滤液进入氟硅酸盐生产装置(5)，杂质进入清洗装置(3)清洗；

(2)将氟硅酸盐生产装置(5)的第一反应器中加入硝酸钠或硝酸钾，控制温度为5～60℃，得到氟硅酸钠或氟硅酸钾盐沉淀，沉淀经第一沉淀过滤器过滤然后进入清洗装置(6)，经干燥、包装得到产品；第二滤液进入氟化钙装置(8)；

(3)将氟化钙装置(8)的第一反应器中加入硝酸钙，控制温度为5～60℃，得到氟化钙盐沉淀，沉淀经第二沉淀过滤器过滤然后进入清洗装置(9)，经干燥、包装得到产品；第三滤液进入硝酸盐生产装置(11)；

(4)将硝酸盐生产装置中加入碳酸盐，控制温度为5～60℃，控制pH值8～11，反应得到硝酸盐，硝酸盐进入结晶装置，包装得到产品；结晶装置(12)的冷凝水进入清洗装置(3)、清洗装置(6)、清洗装置(9)作为洗涤用水。

优选的是，所述的系统进行废酸回收再生的方法，其中：所述过滤装置(2)、氟硅酸盐生产装置(5)、氟化钙装置(8)、硝酸盐生产装置(11)的含酸废气进入环保装置进行处理。

有益效果：

(1)本发明的废酸回收系统，实现废酸资源化、无害化、循环化综合利用，将废酸中有毒有害的物质，回收其有价值成分，用于制备为氟硅酸盐产品、氟化钙产品、硝酸盐产品直接作为化工原料销售，重新返回市场进行利用，产生杂质作为一般废物处置，产生废气达标排放；

(2)本系统各清洗装置，直接利用结晶装置产生的蒸汽冷凝水作为洗涤用水使用，避免消耗新鲜用水，节约水资源；

(3)本系统产生的废气进行统一收集，经环保装置统一处理，废气达标排放，对环境无污染。因此，采用本发明一种废酸回收处理系统工艺和方法，可解决产废酸企业和危废处置企业经济效益、持续发展、环境保护等一些列问题，其经济效益、环保效益明显。

附图说明

图1为本发明中废酸回收系统的结构示意图；

图2为本发明中沉淀或杂质洗涤工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明提供一种废酸回收系统，其中：包括依次连接的废酸回收预处理装置1、除氟硅酸装置4、除氢氟酸装置7、硝酸盐装置10；所述废酸回收预处理装置1包括过滤装置2和清洗装置3；所述除氟硅酸装置4包括氟硅酸盐生产装置5和清洗装置6；所述除氢氟酸装置7包括氟化钙装置8和清洗装置9；所述硝酸盐装置10包括硝酸盐生产装置11和结晶装置12；所述过滤装置2、氟硅酸盐生产装置5、氟化钙装置8、硝酸盐生产装置11的气体出口通过管道与环保装置的入口连通。

具体的：所述氟硅酸盐生产装置5包括第一反应器和第一沉淀过滤器。

具体的：所述氟化钙装置8包括包括第二反应器和第二沉淀过滤器。

具体的：所述过滤装置2为板框式过滤机或自动过滤机。

具体的：所述结晶装置12的冷凝水出口通过管道与清洗装置3、清洗装置6、清洗装置9的入口连通。结晶装置12结晶过程中产生冷凝水，可与清洗装置3、6、9连接，作为一次补充洗涤水用，剩余冷凝水外用，洗涤后的水直接返会系统，不直接外排放，减少环境污染，剩余冷凝水直接外用。

洗涤装置3、6、9，可采用一级洗涤、逆流三级或多级洗涤，洗涤装置3产生高浓度洗涤水，直接配入5中与废酸混合继续处理，洗涤装置6产生高浓度洗涤水，直接配入8中与废酸混合继续处理，洗涤装置9产生高浓度洗涤水，直接配入11中与废酸混合继续处理。

洗涤装置3、6、9，可采用逆流三级洗涤，洗涤装置由一级清洗14、二级清洗15和三级清洗16依次连接而成。新鲜水或洗涤水由三级清洗16连接二级清洗15，再连接一级清洗14，洗涤后的浓水分别进入下到装置；从三级清洗16洗涤后的杂质或沉淀，直接排出界外。

一种利用废酸回收系统进行废酸回收再生的方法，包括以下步骤：

(1)将废酸加入过滤装置中进行过滤处理，得到第一滤液和杂质；所述第一滤液进入氟硅酸盐生产装置5，杂质进入清洗装置3清洗；

(2)将氟硅酸盐生产装置5的第一反应器中加入硝酸钠或硝酸钾，控制温度为5～60℃，得到氟硅酸钠或氟硅酸钾盐沉淀，沉淀经第一沉淀过滤器过滤然后进入清洗装置6，经干燥、包装得到产品；第二滤液进入氟化钙装置8；

(3)将氟化钙装置8的第一反应器中加入硝酸钙，控制温度为5～60℃，得到氟化钙盐沉淀，沉淀经第二沉淀过滤器过滤然后进入清洗装置9，经干燥、包装得到产品；第三滤液进入硝酸盐生产装置11；

(4)将硝酸盐生产装置11中加入碳酸盐，控制温度为5～60℃，控制pH值8～11，反应得到硝酸盐，硝酸盐进入结晶装置，包装得到产品；结晶装置12的冷凝水进入清洗装置3、清洗装置6、清洗装置9作为洗涤用水。

具体的：过滤装置2、氟硅酸盐生产装置5、氟化钙装置8、硝酸盐生产装置11的含酸废气进入环保装置进行处理。

本发明的原理是：通过对废酸中的杂质进行分离、洗涤处理，对含少量的氟硅酸用于制取沉淀氟硅酸产品，对于氢氟酸用于制取氟化钙产品，最终剩余的硝酸直接用于生产硝酸盐产品。配备的解决装置产生的蒸发冷凝水最为各个洗涤装置补充用洗涤水。系统产生的废气统一进入环保装置处理。本系统实现对废酸的资源化、无害化、循环化的综合利用，产生的产品氟硅盐沉淀、氟化钙沉淀、硝酸盐等均可直接销售，实现其经济效益，解决排废酸企业特别是危废处置企业可持续发展问题。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种废酸回收系统，其特征在于：包括依次连接的废酸回收预处理装置(1)、除氟硅酸装置(4)、除氢氟酸装置(7)、硝酸盐装置(10)；所述废酸回收预处理装置(1)包括过滤装置(2)和清洗装置(3)；所述除氟硅酸装置(4)包括氟硅酸盐生产装置(5)和清洗装置(6)；所述除氢氟酸装置(7)包括氟化钙装置(8)和清洗装置(9)；所述硝酸盐装置(10)包括硝酸盐生产装置(11)和结晶装置(12)；所述过滤装置(2)、氟硅酸盐生产装置(5)、氟化钙装置(8)、硝酸盐生产装置(11)的气体出口通过管道与环保装置的入口连通。

2.根据权利要求1所述的废酸回收系统，其特征在于：所述氟硅酸盐生产装置(5)包括第一反应器和第一沉淀过滤器。

3.根据权利要求1所述的废酸回收系统，其特征在于：所述氟化钙装置(8)包括包括第二反应器和第二沉淀过滤器。

4.根据权利要求1所述的废酸回收系统，其特征在于：所述过滤装置(2)为板框式过滤机或自动过滤机。

5.根据权利要求1所述的废酸回收系统，其特征在于：所述结晶装置(12)的冷凝水出口通过管道与清洗装置(3)、清洗装置(6)、清洗装置(9)的入口连通。

6.一种利用权利要求1～5中任意一项所述的系统进行废酸回收再生的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将废酸加入过滤装置中进行过滤处理，得到第一滤液和杂质；所述第一滤液进入氟硅酸盐生产装置(5)，杂质进入清洗装置(3)清洗；

(2)将氟硅酸盐生产装置(5)的第一反应器中加入硝酸钠或硝酸钾，控制温度为5～60℃，得到氟硅酸钠或氟硅酸钾盐沉淀，沉淀经第一沉淀过滤器过滤然后进入清洗装置(6)，经干燥、包装得到产品；第二滤液进入氟化钙装置(8)；

(3)将氟化钙装置(8)的第一反应器中加入硝酸钙，控制温度为5～60℃，得到氟化钙盐沉淀，沉淀经第二沉淀过滤器过滤然后进入清洗装置(9)，经干燥、包装得到产品；第三滤液进入硝酸盐生产装置(11)；

(4)将硝酸盐生产装置中加入碳酸盐，控制温度为5～60℃，控制pH值8～11，反应得到硝酸盐，硝酸盐进入结晶装置，包装得到产品；结晶装置(12)的冷凝水进入清洗装置(3)、清洗装置(6)、清洗装置(9)作为洗涤用水。

7.根据权利要求6所述的系统进行废酸回收再生的方法，其特征在于：所述过滤装置(2)、氟硅酸盐生产装置(5)、氟化钙装置(8)、硝酸盐生产装置(11)的含酸废气进入环保装置进行处理。

Images