CN205500781U - 废旧铅蓄电池硫酸回收系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种废旧铅蓄电池硫酸回收系统。该系统包括依次通过输液管道相连通的废酸收集设备、隔膜泵、板框过滤设备、第一储酸设备、第一增压泵、微滤膜过滤设备、第二储酸设备、扩散渗析设备、第三储酸设备、第二增压泵、纳滤膜过滤设备、酸液回收设备,其中,所述废酸收集设备上设置有废酸收集入口,所述板框过滤设备设置有泥饼收集口,所述扩散渗析设备内设置有阴离子交换膜,所述扩散渗析设备上还设置有扩散渗析渗析液入口,所述扩散渗析渗析液入口与第三增压泵相连接,所述第三增压泵另一端与扩散渗析渗析液供应设备相连接。该回收系统结构简单,节能环保,其杂质分离和硫酸回收效率高,能适用工业化大规模生产。

Description

废I日铅蓄电池硫酸回收系统
技术领域
[0001]本实用新型属于废液回收处理设备技术领域,具体是指一种废旧铅蓄电池硫酸回收系统。
技术背景技术
[0002]据统计,我国每年产生废铅酸蓄电池已近300万吨。报废的铅蓄电池为危险废弃物,主要由金属铅、铅膏、PVC隔板,PP塑料以及废硫酸(重量浓度约为15〜30%)组成,其中废硫酸约占总废弃物重量的20%,由于废旧铅蓄电池中铅具有较强的毒性,硫酸具有较强的腐蚀性,如何妥善处置一直为国内外相关从业人员关注。
[0003]目前对废旧铅酸蓄电电池铅的资源化回收利用,已经有关的技术应用于工程实践,但是由于废旧铅蓄电池的废硫酸成分复杂,还含有大量铁离子和铅离子,其中铁离子含量高达15〜150mg/L,远高于我国蓄电池用硫酸质量标准(HG/T2692-2007)优级品的铁含量指标为<0.0005% (w)(约为6.27mg/l),而高质量电瓶要求使用分析纯试剂硫酸(GB/T625-2007),其铁含量指标为< 0.00005% (w)(约为1.0mg/1)。这部分硫酸无法直接回用。目前传统的处理方法是将废硫酸用片碱中和后进入废水处理系统。这样不仅需消耗的大量的片碱中和,还产生大量含酸废水。
[0004]近年来,随着我国对环境要求的提高,促进了节能减排技术突飞猛进的发展,很多关于废旧铅酸蓄电池硫酸资源化利用的研究的报道。这些方法主要有:离子交换法、渗析法、膜集成分离法等。离子交换法具备较高的去除率,但目前应用范围还受到离子交换剂品种、性能、成本的限制。渗析法主要优点在于动力消耗小,但在回收硫酸对金属杂质含量要求高,需要多级处理时,所回收的硫酸浓度较低,渗析法无法适应多级处理的技术要求。膜集成分离法对废硫酸中的铅铁等金属离子有较好的截留效果,可实现大规模工程应用,但仍需解决膜组件如何在强酸(浓度15〜30%)条件下长期稳定的问题。
发明内容
[0005]本实用新型的目的就是克服上述现有技术存在的不足,提供一种废旧铅蓄电池硫酸回收系统。该回收系统结构简单,节能环保,其杂质分离和硫酸回收效率高,能适用工业化大规模生产。
[0006]为实现上述目的,本实用新型的废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特殊之处在于:该系统包括依次通过输液管道相连通的废酸收集设备、隔膜栗、板框过滤设备、第一储酸设备、第一增压栗、微滤膜过滤设备、第二储酸设备、扩散渗析设备、第三储酸设备、第二增压栗、纳滤膜过滤设备、酸液回收设备,其中,所述废酸收集设备上设置有废酸收集入口,所述板框过滤设备设置有泥饼收集口,所述扩散渗析设备内设置有阴离子交换膜,所述扩散渗析设备上还设置有扩散渗析渗析液入口,所述扩散渗析渗析液入口与第三增压栗相连接,所述第三增压栗另一端与扩散渗析渗析液供应设备相连接。
[0007]以下技术方案的任意一种可作为所述废旧铅蓄电池硫酸回收系统进一步的优选方案:
[0008]所述板框过滤设备上设置有板框过滤出料回流口,所述板框过滤出料回流口与所述废酸收集入口相连通。
[0009]所述微滤膜过滤设备上还设置有微滤膜反洗液入口,所述微滤膜反洗液入口与第一反洗栗相连接,所述第一反洗栗另一端与所述第二储酸设备上开设的反洗酸液出口端相连接。
[00Ί0]所述扩散渗析设备上开设有扩散渗析浓缩液出口,所述扩散渗析浓缩液出口与污水处理设备相连通。
[0011 ]所述阴离子交换膜将扩散渗析设备内腔分隔成渗析室和扩散室,所述扩散渗析渗析液入口与渗析室相连通,所述扩散渗析浓缩液出口与扩散室相连通。
[0012]所述纳滤膜过滤设备上还设置有纳滤膜清洗液入口,所述纳滤膜清洗液入口与第一清洗栗相连接,所述第一清洗栗另一端与清洗液供应设备相连通。
[0013]所述微滤膜过滤设备上还开设有微滤浓缩液出料口,所述微滤浓缩液出料口与所述废酸收集入口相连通。
[0014]所述纳滤膜过滤设备上开设有纳滤浓滤液出料口,所述纳滤浓滤液出料口与所述第二储酸设备的入口端相连通。
[0015]所述微滤膜过滤设备中,微滤膜的材质为无机陶瓷膜,微滤膜壳材质为聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯或聚丙烯;所述无机陶瓷为三氧化二铝、二氧化锆。
[0016]所述纳滤膜过滤设备中,纳滤膜材质为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯中的一种。
[0017]本实用新型的废旧铅蓄电池硫酸回收系统工作原理为:
[0018]待处理废酸通过废酸收集设备收集后,经隔膜栗初步增压进入板框过滤设备进行初过滤处理,除去大颗粒杂质,板框过滤设备产生的滤饼从滤饼收集口排出,过滤液进入第一储酸设备,再经第一增压栗送入微滤膜过滤设备进行微滤过滤,透过微滤膜的稀酸液进入第二储酸设备,未透过微滤膜的微滤浓缩液则进入到废酸收集设备的废酸收集入口进行再处理。第二储酸设备中的酸液进入扩散渗析设备,扩散渗析设备内设置阴离子交换膜,酸液中的S042—等阴离子能穿过该阴离子交换膜,而铁离子、铅离子等阳离子不能穿过该阴离子交换膜,阴离子交换膜将扩散渗析设备分隔成渗析室和扩散室两个功能室,渗析液入口与渗析室相连通,并与第三增压栗相连接,第三增压栗另一端与渗析液供应设备相连接,渗析液供应设备中放置纯水或低浓度的稀硫酸,渗析液通过第三增压栗进入到渗析室中,与扩散室中待处理酸液进行扩散渗析,除去铅、铁等阳离子杂质,产生的渗析酸液进入第三储酸设备后经第二增压栗进入纳滤膜过滤设备、再次经过纳滤膜过滤,进一步除去细微颗粒杂质,因而得到较纯的硫酸回收液进入酸液回收设备。
[0019]当所述板框过滤设备设置有板框过滤出料回流口,所述框过滤出料回流口与所述废酸收集入口相连通时,在该废旧铅蓄电池硫酸回收系统运行初阶段,板框过滤设备出料回流口开启,进行回流操作,目的是在板框过滤设备上形成一定厚度滤饼层,进而更好的去除大颗粒杂质,提升下级单元的处理效率;滤饼层形成后,关闭出料回流口,进入正常过滤操作阶段,所产生的泥饼经泥饼收集口收集后,作为危废外运处理,得到的粗硫酸进入第一储酸设备。
[0020]扩散渗析设备开设的与所述扩散室相连通的扩散渗析浓缩液出口,将经扩散渗析处理后产生的扩散渗析浓缩液排出质污水处理设备,即进入污水收集处理系统进行另行处理。
[0021 ]微滤膜过滤设备上设置有与第一反洗栗相连接微滤膜反洗液入口,第一反洗栗抽取第二储酸设备酸液对微滤膜过滤设备中的微滤膜进行反洗,进行再利用。
[0022]纳滤膜过滤设备上开设与所述第二储酸设备的入口端相连通的纳滤浓滤液出料口,纳滤过滤后的纳滤浓滤液可以进入第二储酸设备中,进行再次利用。
[0023]纳滤膜设备上还设置有纳滤膜清洗液入口,所述纳滤膜清洗液入口与第一清洗栗相连接,第一清洗栗另一端与所述清洗液供应设备相连通。设备清洗时,第一清洗栗抽取清洗液对纳滤膜过滤设备中的纳滤膜进行清洗,有利于下次进行再使用。
[0024]与现有的废旧铅酸蓄电池硫酸回用设备相比,本设备具有如下优点:(I)实现了收酸、回用、清洗一体化设计,占地面积小;(2)可实现全过程可实现自动化控制,操作维护简便;(3)处理过程不加入任何化学试剂,不产生二次污染,生产成本低;(4)对铅、铁等金属离子截留率高,硫酸回收率高.因而本实用新型的废旧铅蓄电池硫酸回收系统能实现废硫酸的回用同时又大幅度减少含酸废水的处理量,具备明显的经济和环境价值。
附图说明
[0025]图1为本实用新型的一种废旧铅蓄电池硫酸回收系统结构示意图。
[0026]图2为图1中所述扩散渗析设备的结构示意图。
具体实施方式
[0027]以下结合附图和具体实施例对本实用新型的废旧铅蓄电池硫酸回收系统做进一步详细说明。
[0028]如图1所示的一种废旧铅蓄电池硫酸回收系统,该系统包括依次通过输液管道相连通的废酸收集设备1、隔膜栗2、板框过滤设备3、第一储酸设备4、第一增压栗5、微滤膜过滤设备6、第二储酸设备7、扩散渗析设备8、第三储酸设备9、第二增压栗10、纳滤膜过滤设备U、酸液回收设备12,其中,废酸收集设备I设置有废酸收集入口 la,板框过滤设备3上设置有泥饼收集口 3a,还设置有板框过滤出料回流口 3b,板框过滤出料回流口 3b与所述废酸收集入口 Ia相连接。扩散渗析设备8的结构如附图2所示,其内设置有阴离子交换膜8a,扩散渗析设备8上还设置有扩散渗析渗析液入口 Sb,扩散渗析渗析液入口 Sb与第三增压栗15相连接,第三增压栗15另一端与扩散渗析渗析液供应设备16相连接。微滤膜过滤设备6上还开设有微滤浓缩液出料口 6a,微滤浓缩液出料口 6a与废酸收集入口 Ia相连通。微滤膜过滤设备6上还设置有微滤膜反洗液入口 6b,微滤膜反洗液入口 6b与第一反洗栗14相连接,第一反洗栗14另一端与所述第二储酸设备7上开设的反洗酸液出口端7a相连接。扩散渗析设备8上开设有扩散渗析浓缩液出口 Sc,扩散渗析浓缩液出口 Sc与污水处理设备13相连通。阴离子交换膜8a将扩散渗析设备8内腔分隔成渗析室8d和扩散室8e,扩散渗析渗析液入口 8b与渗析室Sd相连通,扩散渗析浓缩液出口 Sc与扩散室Se相连通。纳滤膜过滤设备11上开设有纳滤浓滤液出料口 I Ia,纳滤浓滤液出料口 I Ia与第二储酸设备7的入口端相连通。纳滤膜设备11上还设置有纳滤膜清洗液入口 I Ib,纳滤膜清洗液入口 I Ib与第一清洗栗17相连接,第一清洗栗17另一端与清洗液供应设备18相连通。设备清洗检修时,第一清洗栗抽取清洗液对纳滤膜过滤设备中的纳滤膜进行清洗,有利于下次进行再使用。
[0029]微滤膜过滤设备6中,微滤膜的材质为三氧化二铝膜或二氧化锆膜无忌陶瓷膜,微滤膜壳材质为聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯或聚丙烯;纳滤膜过滤设备中,纳滤膜的孔径为10〜lOOnm,纳滤膜过滤设备11中,纳滤膜材质为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯中的一种。
[0030]具体操作时,以某蓄电池生产企业的废旧铅蓄电池硫酸试验使用,废酸收集设备I收集约50T废硫酸,通过隔膜栗2送入板框过滤设备3中,开启出料回流口3b,进行初始回流操作,目的是在板框过滤设备上形成一定厚度的滤饼层,该滤饼层的形成有助于板框过滤设备更好的除去大颗粒杂质,进而能提升下级处理单元的处理效率,滤饼层形成后,关闭出料回流口 3b,进入正常过滤操作阶段,所产生的泥饼经泥饼收集口 3a收集后作为危废外运处理,得到的粗流酸液进入第一储酸设备4中,在第一增压栗5作用下,将所得粗硫酸液栗入微滤膜过滤设备6,进一步截留铅粉等细小悬浮物,产生每天约48.5T的微滤过滤液进入第二储酸设备7,将所得微滤过滤液栗入扩散渗析设备8,渗析处理截留铅、铁等可溶性阳离子杂质,扩散渗析处理后产生约46.5T的扩散渗析过滤液,扩散渗析过滤液进入第三储酸设备9中,产生约2T截留液通过排污管道进入污水处理设备13,在第二增压栗10作用下扩散渗析过滤液栗入纳滤膜过滤设备11,进一步截留含有的可溶性离子杂质,纳滤膜过滤得到约45T滤出液浓度为13%的回用硫酸进入酸液回收设备12储存。设备每运行4h,微滤膜过滤设备6进入一次反洗程序,反洗时间45s。设备每工作一个月,纳滤膜过滤设备11进行清洗操作,清洗液为放置在清洗液供应设备18中的纯水,第一清洗设备进行清洗操作,清洗时间约3h。

Claims (10)

1.一种废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特征在于:该系统包括依次通过输液管道相连通的废酸收集设备(I)、隔膜栗(2)、板框过滤设备(3)、第一储酸设备(4)、第一增压栗(5)、微滤膜过滤设备(6)、第二储酸设备(7)、扩散渗析设备(8)、第三储酸设备(9)、第二增压栗(10)、纳滤膜过滤设备(11)、酸液回收设备(12),其中,所述废酸收集设备(I)设置有废酸收集入口(Ia),所述板框过滤设备(3)设置有泥饼收集口(3a),所述扩散渗析设备(8)内设置有阴离子交换膜(Sa),所述扩散渗析设备(8)上还设置有扩散渗析渗析液入口(Sb),所述扩散渗析渗析液入口(Sb)与第三增压栗(15)相连接,第三增压栗(15)另一端与扩散渗析渗析液供应设备(16)相连接。
2.根据权利要求1所述废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特征在于:所述板框过滤设备(3)还设置有板框过滤出料回流口(3b),所述板框过滤出料回流口(3b)与所述废酸收集入口(Ia)相连通。
3.根据权利要求1或2所述废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特征在于:所述微滤膜过滤设备(6)上还设置有微滤膜反洗液入口(6b),所述微滤膜反洗液入口(6b)与第一反洗栗(14)相连接,所述第一反洗栗(14)另一端与所述第二储酸设备(7)上开设的反洗酸液出口端(7a)相连接。
4.根据权利要求1或2所述废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特征在于:所述扩散渗析设备(8)上开设有扩散渗析浓缩液出口(Sc),所述扩散渗析浓缩液出口(Sc)与污水处理设备(13)相连通。
5.根据权利要求4所述废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特征在于:所述阴离子交换膜(Sa)将扩散渗析设备(8)内腔分隔成渗析室(Sd)和扩散室(Se),所述扩散渗析渗析液入口(Sb)与渗析室(Sd)相连通,所述扩散渗析浓缩液出口( Sc)与扩散室(Se)相连通。
6.根据权利要求1或2所述废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特征在于:所述纳滤膜过滤设备(11)上还设置有纳滤膜清洗液入口(11b),所述纳滤膜清洗液入口(Ilb)与第一清洗栗(17)相连接,所述第一清洗栗(17)另一端与清洗液供应设备(18)相连通。
7.根据权利要求1或2所述废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特征在于:所述微滤膜过滤设备(6)上还开设有微滤浓缩液出料口(6a),所述微滤浓缩液出料口(6a)与所述废酸收集入口(Ia)相连通。
8.根据权利要求1或2所述废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特征在于:所述纳滤膜过滤设备(11)上开设有纳滤浓滤液出料口(11a),所述纳滤浓滤液出料口(Ila)与所述第二储酸设备(7)的入口端相连通。
9.根据权利要求1或2所述废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特征在于:所述微滤膜过滤设备(6)中,微滤膜的材质为无机陶瓷膜,微滤膜壳材质为聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯或聚丙烯。
10.根据权利要求1或2所述废旧铅蓄电池硫酸回收系统,其特征在于:其特征在于,所述纳滤膜过滤设备(11)中,纳滤膜材质为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯中的一种。
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