CN1722511A - 蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺及设备。本发明提供的工艺包括淋酸、若干级沉淀回收铅、片碱中和、化成和废硫酸外运工艺,以及淋酸、化成工艺中产生的废硫酸由第一、二级膜分离方法综合处理的工艺。本发明提供的工艺具有降低生产成本、可最大程度节水和改善厂区内用水状况,以及提高企业环保水平及经济效益等优点。本发明提供的设备将回收酸、供酸、清洗集成于一体,方便操作者使用,还具有构思新颖、高度集成、结构紧凑和节省有效空间等优点,它可去除废酸液中的颗粒物质,提高硫酸回用率和铁离子去除率,从而对铅酸蓄电池极板生产企业的环保水平的提升具有显著的促进作用。

Description

蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺及设备
技术领域
本发明涉及蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺及设备。
背景技术
目前,国内外铅酸蓄电池极板生产中大都在化成工艺与淋酸工艺和化成工艺中使用稀硫酸(见图3),生产产生大量废硫酸大多采取的是加片碱中和进行废酸治理或外运处理方法。由于对硫酸回用缺乏经济、有效的处理方法,致使财力与人力浪费、硫酸利用率低、处理外运成本高,而且导致极板生产工艺的中间原料在消耗企业大量的购置成本、占用大量的环保资源的同时,产生大量的环境污染。
此外,在铅酸蓄电池极板生产需要用大量自来水和纯水,使用过的水成为含硫酸和重金属铅的废水。为了减少对环境的污染,生产企业和环保部门在废水治理中大量使用片碱作为中和剂,其问题是:一是从资金、场地、人员而言,环保治理代价高;二是废水处理站中含有硫酸钠,当其浓度累计升高达到10000~20000mg/l时会结晶析出,如果回用出站水于冲地、绿化或作为循环水,则在水分蒸发后出现白色结晶,从而影响到场地的美观。如果直接外排则会造成环境污染。
因此,随着生产规模的不断扩大,蓄电池极板生产企业原有设备不能满足环境保护和生产用水的回用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:为了能够解决长期困扰铅酸蓄电池极板生产企业的大多数废硫酸处理的环保难题,提供一种蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺。在不影响极板产品质量前提下,它可以提高硫酸综合利用率,降低硫酸的购置成本、废硫酸治理成本、废水治理成本和出站水硫酸钠浓度,大幅度提高铅酸蓄电池生产企业环保效益、社会效益、经济效益。提供一种蓄电池极板生产中废硫酸回用设备,该设备整机一体化,可将淋酸和化成以及化成工艺产生的废硫酸中的杂质或铁离子分离出,滤出液达到回用要求,从而利于所述回用工艺的顺利实施。
本发明所采用的技术方案如下:包括淋酸、若干级沉淀回收铅、片碱中和、化成和废硫酸外运工艺,以及淋酸、化成工艺中产生的废硫酸由第一、二级膜分离方法综合处理的工艺。
与现有技术相比,本发明是一种将膜分离技术、蓄电池极板生产技术与蓄电池极板生产企业污染环保治理技术耦合起来进行环保综合治理的工艺技术和成套化设备。因此具有以下主要优点:
其一.可提高企业环保水平及经济效益:由于使废酸、废水资源化,因此在降低硫酸的购置成本、废硫酸治理成本和废水治理成本的同时,可提高硫酸综合利用率,硫酸回用率达到70%以上,还可以减少污水站80%以上的片碱,从而能够大幅度减轻环境污染和降低企业用于环保的物质、资金与人力的投入,以及减少原工艺化成废酸外运处理成本,这在铅酸蓄电池极板生产企业的环保效益上具有积极意义。
其二.可改善厂区内用水状况:因回用淋酸与化成废硫酸导致的减少大量中和片碱的使用,从而根治了废水处理中高浓度的硫酸钠,大大降低废水处理中的硫酸钠浓度,使出站废水水质提高,可满足冲地、绿化、循环水的回用水质要求,有益于环境。
其三.可最大程度节水:在处理废酸回用的同时,回收了大多数溶液中的水,直接应用于配制化成稀硫酸溶液,水的重复利用率很高,减少了纯水的需求。特别是进行废硫酸回用处理时不会引入其它的二次污染,不会因使用回用硫酸而影响极板的产品质量。
其四.企业取得节水政策优惠。各地节水办,尤其是北方,对工业企业的节水方面都有很多相关优惠的政策,通过企业的节水,为企业争取更多的政策性优惠,同时也为社会节约用水做出贡献。降低了废水处理站的处理负荷,为企业增加产能做好了物质基础。在企业增加产能时,不需要再顾虑废水处理设施的增容。
其五.可以降低生产成本,从而可化解因国际铅价大幅度提升给铅酸蓄电池带来成本上升的难题,并且增强市场销售的竞争力。
其六.操作简单,利于现有企业改造。在使用本工艺后,企业可因上述的效果带来显著的利润增长。
本发明提供的设备将回收酸、供给酸、冲洗、清洗等工艺集成于一体,方便操作者使用。该设备具有构思新颖、高度集成、结构紧凑和节省有效空间等优点,它可去除废酸液中的颗粒物质,提高硫酸回用率和铁离子去除率,从而对铅酸蓄电池极板生产企业的环保水平的提升具有显著的促进作用。
附图说明
图1是本发明工艺流程示意图。
图2是本发明回用环保设备的结构示意图。
图3是现有技术工艺流程示意图。
具体实施方式
本发明与现有技术相比,在淋酸和化成工艺中增加了废硫酸回用工艺。本发明提供的设备可安装于地面一层或地下室内,要求提供一级反渗透纯化水为冲洗和清洗用水,环境温度为10~50℃。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。
一.蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺1.如图1所示:本工艺包括淋酸、若干级沉淀回收铅、片碱中和、化成和废硫酸进入污水处理站或者外运处理工艺,以及淋酸、化成工艺中产生的废硫酸由第一、二级膜分离方法综合处理的工艺。本工艺产生的液体可用于配制化成工艺所需的稀硫酸,或者作为用于配制化成工艺所需稀硫酸的稀释水,此稀释水若经过污水处理站处理后还可作冲地、绿化、循环水等用。
2.第一级膜分离方法:其步骤包括:a)对于经若干级沉淀回收铅后的淋酸工艺产生的废硫酸和由化成工艺产生的废硫酸,用泵加压进入微滤或超滤膜循环单元设备后,使之内含的包括铅粉、硫酸铅固状物和悬浮物的杂质从废硫酸液中过滤分离出来,得第一级膜分离的滤出液和浓缩液。
b)将滤出液引入循环罐中,再由纳滤膜处理单元设备进一步处理。
c)将浓缩液排入工厂已有的污水处理站处理或外运处理。
3.第二级膜分离方法:其步骤包括:a)将第一级膜分离的滤出液泵入纳滤膜处理单元设备,再由该设备进行循环去除废硫酸中的铁离子和铅离子,得第二级膜分离的浓缩液和降低了铁离子浓度的滤出液,该滤出液含有0-8ppm铁离子,此浓度能够满足化成工艺用硫酸的铁离子浓度方面的要求。
b)将滤出液储存在高位槽中,作配制化成工艺所需的稀硫酸。
c)将浓缩液排入工厂已有的污水处理站处理或外运处理。
4.回用工艺具体实例:1)在淋酸工艺中,废酸液经过三级沉淀池沉淀后,用微滤或超滤膜处理极板生产中淋酸工艺(有部分蓄电池极板生产企业无淋酸工艺段)产生的废酸液,废酸液经泵加压进入微滤或超滤膜循环处理单元,浓缩液排入工厂的污水处理站处理或外运处理,滤出液泵入循环罐中储存;废酸液中铁离子浓度不稳定。微滤或超滤膜处理单元主要是作为纳滤膜处理单元设备的预处理单元,去除淋酸废硫酸中的铅粉、氧化铅与硫酸铅等物质产生固形物与悬浮物;而滤出液中主要成分为硫酸、水、铁离子、铅离子等,成分浓度完全符合以后纳滤膜处理单元设备对待处理物料的要求。
纳滤膜处理单元设备能够对泵入的第一级膜分离的滤出液进行铁离子循环浓缩,并对铁离子等非一价金属离子具有较高的截留能力,起到降低滤出液中铁离子浓度的作用,因此所滤出的溶液仅含有0-8ppm的铁离子,它可以回用于化成配酸或作其它用途。浓缩液因含有高浓度的铁离子而失去回用价值,作外运处理。经过此工艺步骤后,外运的废酸量降低了70%以上。滤出液进入化成配酸系统重新配制后回用。
2)在化成工艺中,化成酸液因铁离子浓度随时间增加而逐渐升高,当铁离子浓度高于4-8ppm后,对极板化成工艺中的极板质量会产生负面的影响,此时该酸液在原有的生产工艺中已失去利用价值而被废弃。
本工艺产生的废酸液的处理方法与处理淋酸废酸液的方法相同。
二.蓄电池极板生产中废硫酸回用设备其包括第一级膜分离方法使用的微滤或超滤膜循环单元设备,以及第二级膜分离方法使用的纳滤膜处理单元设备。其结构如图2所示。
1.微滤或超滤膜循环单元设备其包括正冲洗罐1、进料罐2、微滤或超滤膜装置4、循环罐5和无机膜压力泵11。它们通过管道3的连接关系是:正冲洗罐1、进料罐2经无机膜压力泵11连接微滤或超滤膜装置4的输入端;微滤或超滤膜装置4的输出端,一路连通进料罐2,另一路经循环罐5连通纳滤膜循环单元设备。
2.纳滤膜处理单元设备:其包括纳滤膜装置6、微滤或超滤膜装置4、高位槽7、清洗罐8、清洗泵9和纳滤膜压力泵10,它们通过管道3的连接关系是:纳滤膜压力泵10的两端,分别连接循环罐5的出料端、纳滤膜装置6的输入端。纳滤膜装置6的输入端经清洗泵9连接清洗罐8的出料端;纳滤膜装置6的输出端,一路连接高位槽7、清洗罐8的循环进料端,另一路连接循环罐5的进料端。
三.本发明的工作过程本发明是在现有技术的基础上发展起来的,因此,下面着重就淋酸、化成工艺中产生的废硫酸由第一、二级膜分离方法综合处理的工艺及所使用的设备叙述其工作过程。
1.淋酸工艺及所使用的设备的工作过程如图1、图2所示:当淋酸工艺产生的废硫酸被泵入进料罐2至设计位时,无机膜压力泵11启动,使罐中的废硫酸泵入微滤或超滤膜装置4中,经该装置处理得浓缩液和滤出液。通过管道3,浓缩液回流至进料罐2进行循环过滤,滤出液进入循环罐5储存。此为第一级膜分离过程。
接着,进行第二级膜分离,其过程是:当第一级膜分离处理后的滤出液流入循环罐5时,纳滤膜压力泵10启动,使罐中的滤出液泵入纳滤膜装置6中,经该装置处理得浓缩液和滤出液。通过管道3,浓缩液回流至循环罐5进进行循环过滤,滤出液进入高位槽7储存。
然后,进行的清洗、冲洗等工艺流程同现有技术。
2.化成工艺及所使用的设备的工作过程与淋酸工艺及所使用的设备的工作过程相同。

Claims (7)

1.一种蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺,包括淋酸、若干级沉淀回收铅、片碱中和、化成和废硫酸外运工艺,其特征是还包括淋酸、化成工艺中产生的废硫酸由第一、二级膜分离方法综合处理的工艺。
2.根据权利要求1所述的蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺,其特征是第一、二级膜分离方法综合处理的工艺,其产生的液体用于配制化成工艺所需的稀硫酸和回用水。
3.根据权利要求1所述的蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺,其特征在于第一级膜分离方法的步骤包括:a)对于经若干级沉淀回收铅后的淋酸工艺产生的废硫酸和由化成工艺产生的废硫酸,用泵加压进入微滤或超滤膜循环单元设备后,使之内含的包括铅粉、硫酸铅固状物和悬浮物的杂质从废硫酸液中过滤分离出来,得第一级膜分离的滤出液和浓缩液,b)将滤出液引入循环罐中,再由纳滤膜处理单元设备进一步处理,c)将浓缩液排入工厂已有的污水处理站处理或外运处理。
4.根据权利要求1所述的蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺,其特征在于第二级膜分离方法的步骤包括:a)将第一级膜分离的滤出液泵入纳滤膜处理单元设备,再由该设备进行循环去除废硫酸中的铁离子和铅离子,得第二级膜分离的浓缩液和降低了铁离子浓度的滤出液,b)将滤出液储存在高位槽中,作配制化成工艺所需的稀硫酸,c)将浓缩液排入工厂已有的污水处理站处理或外运处理。
5.根据权利要求4所述的蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺,其特征是滤出液含有0-8ppm铁离子。
6.根据权利要求3所述的蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺,其特征是所述的微滤或超滤膜循环单元设备,包括正冲洗罐(1)、进料罐(2)、微滤或超滤膜装置(4)、循环罐(5)和无机膜压力泵(11),它们通过管道(3)的连接关系是:正冲洗罐(1)、进料罐(2)经无机膜压力泵(11)连接微滤或超滤膜装置(4)的输入端;微滤或超滤膜装置(4)的输出端,一路连通进料罐(2),另一路经循环罐(5)连通纳滤膜处理单元设备。
7.根据权利要求4或6所述的蓄电池极板生产中废硫酸回用工艺,其特征是所述的纳滤膜处理单元设备,包括纳滤膜装置(6)、微滤或超滤膜装置(4)、高位槽(7)、清洗罐(8)、清洗泵(9)和纳滤膜压力泵(10),它们通过管道(3)的连接关系是:纳滤膜压力泵(10)的两端,分别连接循环罐(5)的出料端、纳滤膜装置(6)的输入端;纳滤膜装置(6)的输入端经清洗泵(9)连接清洗罐(8)的出料端;纳滤膜装置(6)的输出端,一路连接高位槽(7)、清洗罐(8)的循环进料端,另一路连接循环罐(5)的进料端。
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