CN209242683U - 一种冶金含盐废酸回收处理系统 - Google Patents

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李越彪
李国亮
林会杰
苗晶
李辉
张卓
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Abstract

本实用新型公开了一种冶金含盐废酸回收处理系统,包括依次连接的沉淀池、结晶釜、固液分离器、保安过滤器、耐酸膜分离系统、酸水分离器、冷凝器,析出的结晶盐收集,处理后的酸液存储备用或回用。本实用新型采用低温冷冻结晶耦合膜分离技术,实现含盐废酸中高品质酸及结晶盐的分离与回收。结晶盐可满足工业使用,高品质酸可用直接回用,或进行浓缩,实现高品质酸的生产,从而实现了资源的回收利用,减少了环境污染。

Description

一种冶金含盐废酸回收处理系统
技术领域
本实用新型属于水处理领域,尤其涉及一种冶金含盐废酸回收处理系统。
背景技术
在煤矿、硫铁矿、洗煤、化工、印染、冶金等工业领域,使用和产生大量酸性废水,具有分布广泛、排污量大的特点,在工业废水中占有很大比例。
以钛白粉生产为例,我国95%的钛白粉均采用硫酸法生产,每生产1吨钛白粉要排放8~10吨废酸,同时产生大量的废气、废水、废渣。废酸中含有15~25%的硫酸和10~15%的硫酸亚铁,同时含有硫酸铝、硫酸镁等。按照目前我国钛白粉产能,该行业年产20%左右的废硫酸高达1000多万吨,如果不经处理直接排放,对生态环境将产生严重影响。
国内对于钛白稀废酸的处理或再利用的技术有:
1、中和处理,通过在废酸中加入硫酸亚铁,将液氨汽化通入混合液中,可制得硫酸亚铁铵;通过与石灰石中和,控制不同的工艺条件,可分别得到红石膏、白石膏等产品。
2、利用废酸制备硫酸铜、磷肥、人造金红石、聚合硫酸铁等。
3、浓缩处理,废酸通过“托普索-尼罗雾化法”浓缩、焙烧再生、拜耳真空多级浓缩,喷雾浓缩等,得到高浓度的硫酸。
4、萃取法,利用萃取剂将废酸中的盐分吸收,实现酸盐分离。
这些技术基本存在工艺流程长、相关产品纯度低等特点。
发明内容
针对现有技术的不足,本实用新型提出了一种工业含盐废酸处理系统,通过冷冻结晶耦合耐酸膜分离系统,实现含盐废酸中高品质酸及结晶盐的分离与回收。可形成硫酸亚铁和高纯度硫酸产品,用于出售或回用到生产工艺中。
本实用新型一种冶金含盐废酸回收处理系统,包括依次连接的沉淀池、结晶釜、固液分离器、保安过滤器、耐酸膜分离系统、酸水分离器、冷凝器,所述的结晶釜中采用超声或/和投加晶种引发促进结晶,结晶釜外连有冷源,所述酸水分离器酸工作压力在-0.09~-0.06 Mpa之间,温度在0~80℃之间,通过在真空状态下降低熔沸点进行酸、水分离,所述耐酸膜分离系统为二级纳滤膜分离系统,耐受压力 70bar,耐受温度80℃,截留分子量为180Da,耐酸膜分离系统产生的浓缩液回流至结晶釜,产水进一步进入酸水分离器进行浓缩,所得高浓酸溶液储存或回用,所得水蒸汽经冷凝器冷凝后形成冷凝液排放或回用。
进一步地,本实用新型一种冶金含盐废酸回收处理系统,保安过滤器过滤精度为5~50μm。
进一步地,本实用新型一种冶金含盐废酸回收处理系统,在沉淀池、结晶釜、耐酸膜分离系统的进水口和产水口、高浓酸溶液均设有在线监测控制器,实时监测硫酸及硫酸盐浓度。
本实用新型的流程原理为:结晶釜的低温由外界制冷系统提供,保证结晶釜的低温环境;为了提高结晶效率和效果,结晶釜中采用了超声或/和投加晶种的引发促结晶技术,加速晶体的产生和生长;固液分离过程中,可分离出的大量的结晶盐,以结晶的形式外排;结晶分离后,为了避免残存的晶体进入膜分离系统,在固液分离器和耐酸膜分离系统之间设置保安过滤器;耐酸膜分离系统产生的浓缩液回流至结晶釜,产水进一步进入酸水分离器进行浓缩,所得高浓酸溶液储存利用,所得水蒸汽经冷凝器冷凝后形成冷凝液14排放或回用。
为了便于实时监测各工艺段的物料浓度,在沉淀池、结晶釜、耐酸膜分离系统的进水口和产水口、高浓酸溶液均设有在线监测控制器,实时监测硫酸及硫酸盐浓度。
通过以上配置,本实用新型实现的技术效果有:
1)在结晶釜上辅以促结晶技术,通过超声或/和投加晶种的方式,引发促进结晶的形成;
2)通过固液分离,将含盐废酸中的盐分分离出来一部分,提高酸的纯度,该过程可实现盐分高达50~80%的去除率;
3)在二级耐酸膜分离系统,盐分被截留,截留率高达99%以上,未透过膜的盐分和酸形成浓缩液回流至结晶釜中;透过膜的酸形成高纯度的酸溶液,即膜分离产水,含盐量小于0.1%,酸浓度为15~25%,该酸溶液可直接回用,或进一步通过后续工艺提高浓度。
4)通过酸水分离设备,可根据需求,将酸浓缩到50~80%等不同浓度。
本实用新型采用冷冻结晶耦合耐酸膜分离系统,实现含盐废酸中高品质酸及结晶盐的分离与回收,工艺路线简便、能耗较低。形成的硫酸亚铁和浓缩酸可外售,创造经济效益,不仅实现了废酸资源的回用,而且避免了生态环境污染,达到了零排放的目的,适合推广应用。
附图说明
图1为本实用新型布局及流程示意图。
图中:1-沉淀池,2-结晶釜,3-固液分离器,4-保安过滤器,5- 耐酸膜分离系统,6-酸水分离器,7-冷凝器,8-促结晶,9-冷源,10- 浓缩液,12-产水,13-热源,14-冷凝水,15-高浓酸溶液,18-真空泵。
具体实施方式
如图1所示,一种冶金含盐废酸回收处理系统,包括依次连接的沉淀池1、结晶釜2、固液分离器3、保安过滤器4、耐酸膜分离系统 5、酸水分离器6、冷凝器7,保安过滤器4过滤精度为25μm,所述的结晶釜2中设置超声装置引发促结晶8,结晶釜2外连有冷源9,所述酸水分离器酸工作压力在-0.07Mpa,温度在60℃,通过在真空泵18及控制热源13使其在真空状态下降低熔沸点进行酸、水分离,所述耐酸膜分离系统5为二级纳滤膜分离系统,耐受压力70bar,耐受温度80℃,截留分子量为180Da,耐酸膜分离系统5产生的浓缩液10回流至结晶釜2,产水12进一步进入酸水分离器6进行浓缩,所得高浓酸溶液15储存或回用,所得水蒸汽经冷凝器7冷凝后形成冷凝液14排放或回用。
作为优化,本实用新型一种冶金含盐废酸回收处理系统,在沉淀池1、结晶釜2、耐酸膜分离系统5的进水口和产水口、高浓酸溶液 15均设有在线监测控制器,实时监测硫酸及硫酸盐浓度。

Claims (3)

1.一种冶金含盐废酸回收处理系统,其特征在于:包括依次连接的沉淀池(1)、结晶釜(2)、固液分离器(3)、保安过滤器(4)、耐酸膜分离系统(5)、酸水分离器(6)、冷凝器(7),所述的结晶釜(2)中采用超声或/和投加晶种引发促进结晶,结晶釜(2)外连有冷源(9),所述酸水分离器酸工作压力在-0.09~-0.06 Mpa之间,温度在0~80℃之间,通过在真空状态下降低熔沸点进行酸、水分离,所述耐酸膜分离系统(5)为二级纳滤膜分离系统,耐受压力70bar,耐受温度80℃,截留分子量为180 Da,耐酸膜分离系统(5)产生的浓缩液(10)回流至结晶釜(2),产水(12)进一步进入酸水分离器(6)进行浓缩,所得高浓酸溶液(15)储存或回用,所得水蒸汽经冷凝器(7)冷凝后形成冷凝液(14)排放或回用。
2.根据权利要求1所述的一种冶金含盐废酸回收处理系统,其特征在于:保安过滤器(4)过滤精度为5~50μm。
3.根据权利要求1所述的一种冶金含盐废酸回收处理系统,其特征在于:在沉淀池(1)、结晶釜(2)、耐酸膜分离系统(5)的进水口和产水口、高浓酸溶液(15)均设有在线监测控制器,实时监测硫酸及硫酸盐浓度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112159015A (zh) * 2020-09-09 2021-01-01 湖南恒晟环保科技有限公司 一种废酸新型膜分离与低温蒸发浓缩的加工工艺

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