CN211141603U - 一种模块式废酸净化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块式废酸净化器，包括若干净化单元、共用母管和总出液管，每个净化单元包括吸附分离模块、废酸计量罐和纯水计量罐，统一规格尺寸的净化单元并联在共用母管和总出液管。母管共用的方式使各净化单元保持同步运行，并且实现了将水泵、酸泵及电控系统集成为一套共用系统，极大地减少了空间占用和维护保养工作量，控制方便，提高了系统的可靠性和稳定性；以“压缩空气+计量罐”代替传统的“泵+流量计”控制进液量并实现各个净化模块的同步等量进液，更为精准、简单以及高效；计量罐配备防喷溅组件配合液位控制器减少液位探测误差，进一步提升进液的精准性和安全性。

Description

一种模块式废酸净化器

技术领域

本实用新型属于废液处理技术领域，具体涉及一种模块式废酸净化器。

背景技术

在金属清洗和矿物提炼过程中要消耗大量的无机酸，这些用过的废酸浓度较高，由于含有较多金属盐而不能重复使用，通常采用中和法处理，会产生大量废渣，容易形成二次污染。随着科学技术的不断进步，近年来出现了浓缩结晶法、扩散渗析法、萃取法、膜法及吸附分离法等废酸净化回用技术，其中吸附分离法无论在经济性和实用性，还是在稳定性方面均具有良好的发展前景。

在废酸净化领域，吸附分离法是一种基于离子交换树脂吸附酸而不吸附金属盐，从而实现酸与盐的分离达到回收废酸目的的技术。例如，公告号为 CN206368077U的中国实用新型专利公开的一种工业废酸中游离酸及金属盐类分离装置，公布号为CN 107311345A的中国发明专利申请公开的一种废酸回收方法及设备，都采用了吸附分离法，废液先流经树脂填充装置，酸被吸附，金属盐溶液流出，完成两者分离，再用纯水冲洗树脂完成酸的洗脱和树脂的再生，操作简单，回收高效。但上述设备都是单套装置，而废水的处理量往往很大，单套装置无法满足需求，行业中通常采用多套装置并联运行的方式提高处理量。多套装置并联时水泵、酸泵及电控系统都各自独立，并且每套装置都需要配备流量计，通过“泵+流量计”的组合控制管路的进液量，而由于机组间独立，大量并联时很难达到同步控制，导致各套装置对废液的处理水平参差不齐，控制过程繁琐，大大影响处理效率；而且整套装置潜在漏点多、故障率高，维护保养工作量大，吸附剂的现场更换更是工作量大、时间长，操作极其不便。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种模块式废酸净化器，水泵、酸泵及电控系统集成为一套共用系统，能够实现精准同步控制，并且极大地减少了空间占用和维护保养工作量，提高了系统的可靠性和稳定性。

为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种模块式废酸净化器，包括：

－若干并联设置的净化单元，每个净化单元包括吸附分离模块、废酸计量罐和纯水计量罐，所述废酸计量罐的出液口与吸附分离模块下端的废液入口通过管道相连，所述纯水计量罐的出液口与吸附分离模块上端的纯水入口通过管道相连；

－共用母管，包括废酸总管、纯水总管和压缩空气总管；

－总出液管，包括净化酸总管和金属盐溶液总管；

所述废酸计量罐上部设有进废液管和第一进气管，所述纯水计量罐上部设有进水管和第二进气管，进废液管连接至废酸总管，进水管连接至纯水总管，第一进气管和第二进气管连接至压缩空气总管；

所述吸附分离模块还设有净化酸出液管和金属盐溶液出液管，净化酸出液管连接至净化酸总管，金属盐溶液出液管连接至金属盐溶液总管。

优选的，所述废酸计量罐和纯水计量罐内部设有低液位探头和高液位探头，所述低液位探头和高液位探头与液位控制器相连。

进一步的，所述废酸计量罐和纯水计量罐还设有防喷溅组件，所述防喷溅组件包括开设于罐顶并伸入罐内的套管以及设置在所述套管内的进液管；所述套管伸入罐内的深度超过所述高液位探头所处的平面位置，所述进液管伸入套管的深度不超过高液位探头所处的平面位置。

优选的，所述吸附分离模块为圆柱形中空容器，包括筒体、上端盖和下端盖，所述筒体内设有上多孔布水板和下多孔布水板，所述上多孔布水板和下多孔布水板之间为吸附剂装填区。吸附剂装填区填充的吸附剂可以是树脂，分子筛等。

进一步的，所述吸附分离模块的径长比≥1。

优选的，所述模块式废酸净化器还包括电控系统，所述电控系统控制共用母管物料的输送以及各阀门的开闭，将整套装置集成化控制。

优选的，所述压缩空气总管输送的压缩空气压力在0.1～0.6MPa。

本实用新型所述的模块式废酸净化器的整个运行过程分为进废液-吸附-进纯水-解吸四个步骤，具体的，首先通过废酸总管向废酸计量罐输送废液，待液位至高液位探头时，废酸计量罐的进液阀门自动关闭，再通过压缩空气总管向废酸计量罐输送压缩空气，将废液压至吸附分离模块，待液位至低液位探头时，废酸计量罐的出液阀门自动关闭，废液逆向通过吸附分离模块，游离酸被吸附，金属盐溶液由金属盐溶液总管排出收集；然后通过纯水总管向纯水计量罐输送纯水，待液位至高液位探头时，纯水计量罐的进液阀门自动关闭，最后通过压缩空气总管向纯水计量罐输送压缩空气，将纯水压至吸附分离模块，待液位至低液位探头时，纯水计量罐的出液阀门自动关闭，纯水正向通过吸附分离模块，游离酸被洗脱并由净化酸总管排出收集，如此周期性地循环往复完成废酸净化过程。

在这个净化过程中，本实用新型通过将各个净化单元的进废液管以并联方式连接至废酸总管，进水管以并联方式连接至纯水总管，第一进气管和第二进气管以并联方式连接至压缩空气总管，实现多个净化单元物料的同时输送；通过将各个净化单元的净化酸出管以并联方式连接至净化酸总管，金属盐溶液出管以并联方式连接至金属盐溶液总管，实现多个净化单元净化酸和金属盐溶液的统一收集；进而实现多个净化单元的同步运行。为实现多个净化单元同步运行的精准控制，本实用新型以压缩空气为动力将废酸和纯水由计量罐压入吸附分离模块，与传统的泵压方式相比，省去多套泵装置的同时提升了运行的同步性，计量罐内部的液位控制器接收低液位探头和高液位探头的液位信息控制相应阀门的开闭从而控制进液量，与流量计相比，更容易实现多个净化单元进液的同步性和准确性，且控制简单，省时省力。

本实用新型的有益效果如下：

1、将统一规格尺寸的净化单元并联在共用母管，每一步的进料都是通过共用母管同时输送至各个净化单元，使得各单元在每个运行步骤都能保持同步运行，减少了净化单元间处理水平的差异，处理量大，效率高；并且母管共用的方式实现了将水泵、酸泵及电控系统集成为一套共用系统，与现有的多套装置并联，每套都配备水泵、酸泵及电控系统的设备相比，极大地减少了空间占用和维护保养工作量，降低了跑冒滴漏的机率，控制方便，提高了系统的可靠性和稳定性。

2、以“压缩空气+计量罐”代替传统的“泵+流量计”控制进液量并且实现各个净化单元的同步等量进液。将压缩空气代替泵作为动力，母管共用使得输送至各净化单元的压缩空气等速恒压，保证进液的同步性，计量罐的液位控制器接收液位信息调整相应进液阀门的开闭从而控制进液量，与传统的每个净化装置配备流量计控制流量相比，控制更为精准、简单以及高效。

3、计量罐配备防喷溅组件配合液位控制器减少液位探测误差，进一步提升进液的精准性。防喷溅组件包括伸入罐内底部的套管以及伸入套管的进液管，套管和进液管结合的设计，不仅可以防止液面波动，而且可以防止倒吸，而液位控制器是通过接收低液位探头和高液位探头传递的液位信息控制进液，因此该防喷溅组件的设置有效避免液面不稳定对探头探测造成影响，提高液位检测的准确性。此外，液位探头和高液位探头的设置还能有效避免溢罐和空罐现象的产生，提高系统的安全性。

4、吸附分离模块采用短周期运行设计来提高处理效率，具体为径长比≥1的圆柱形中空容器，容器长度相对偏小的设计可以减少液体通过吸附剂的阻力，提高流速和出水量，高流速能够提高离子交换速率，改善交换效果，加快吸附和解吸速度；而且吸附分离模块内部上下设有多孔布水板，使布水更加的均匀，吸附剂的吸附和解吸能够充分全面，有效提高吸附剂的利用率和使用寿命。综上，本实用新型吸附分离模块可以有效避免因阻力和布水不均导致的吸附或解吸不完全以及不同净化单元的吸附分离模块处理水平不一致的问题。

附图说明

图1：本实用新型模块式废酸净化器的结构示意图。

图2：本实用新型废酸计量罐和纯水计量罐的结构示意图。

图3：本实用新型吸附分离模块的结构示意图。

图中：1-吸附分离模块，2-废酸计量罐，3-纯水计量罐，4-废酸总管，5-纯水总管，6-压缩空气总管，7-净化酸总管，8-金属盐溶液总管，9-进废液管，10-进水管，11-第一进气管，12-第二进气管，13-净化酸出液管，14-金属盐溶液出液管，15-低液位探头，16-高液位探头，17-套管，18-进液管，19-筒体，20-上端盖，21-下端盖，22-上多孔布水板，23-下多孔布水板，F1～F8-阀门。

具体实施方式

以下结合具体附图和实施例对本实用新型进行进一步的说明。

实施例1

一种模块式废酸净化器，如图1所示，包括：

－N个并联设置的净化单元（本实施例中为3个），每个净化单元包括吸附分离模块1、废酸计量罐2和纯水计量罐3，所述废酸计量罐2的出液口与吸附分离模块1下端的废液入口通过管道相连，管道上设有阀门F6，所述纯水计量罐3的出液口与吸附分离模块1上端的纯水入口通过管道相连，管道上设有阀门F5；

－共用母管，包括废酸总管4、纯水总管5和压缩空气总管6；

－总出液管，包括净化酸总管7和金属盐溶液总管8；

所述废酸计量罐2上部设有进废液管9和第一进气管11，所述进废液管9上设有阀门F1，第一进气管11上设有阀门F3，所述纯水计量罐3上部设有进水管10和第二进气管12，所述进水管10上设有阀门F2，第二进气管12上设有阀门F4，进废液管9连接至废酸总管4，进水管10连接至纯水总管5，第一进气管11和第二进气管12连接至压缩空气总管6；

所述吸附分离模块1下端还设有净化酸出液管13，净化酸出液管13上设有阀门F8，吸附分离模块1上端还设有金属盐溶液出液管14，金属盐溶液出液管14上设有阀门F7，净化酸出液管13连接至净化酸总管7，金属盐溶液出液管14连接至金属盐溶液总管8。

运行时，由电控系统控制共用母管物料的输送以及各阀门的开闭，将整套装置集成化控制，具体运行过程如下：

3个净化单元的阀门F1开启，其余阀门关闭，含金属盐的废酸由酸泵经废酸总管4和进废液管9打入废酸计量罐2，达到规定体积时阀门F1关闭，所述的规定体积由设置在废酸计量罐2的液位控制器控制阀门F1的开/闭限定；

阀门F3、F6及F7开启，其余阀门关闭，由压缩空气总管6和第一进气管11向废酸计量罐2通入0.1～0.6MPa的压缩空气，将规定体积的废酸从废酸计量罐2经阀门F6所在管道逆向压入吸附分离模块1，金属盐溶液经金属盐溶液出液管14再由金属盐溶液总管8排出体系至盐液收集罐，游离酸则被吸附分离模块1装填的阴离子交换树脂吸附；

阀门F2开启，其余阀门关闭，纯水由纯水泵经纯水总管5和进水管10打入纯水计量罐3，达到规定体积时阀门F2关闭，所述的规定体积由设置在纯水计量罐3的液位控制器控制阀门F2的开/闭限定；

阀门F4及F8开启，其余阀门关闭，由压缩空气总管6和第二进气管12向纯水计量罐3通入0.1～0.6MPa的压缩空气，将规定体积的纯水从纯水计量罐3经阀门F5正向压入吸附分离模块1，吸附在树脂的游离酸被纯水解吸下来，经净化酸出液管13再由净化酸总管7排出体系进入净化酸收集罐，完成一个循环周期。

整套装置通过母管共用将水泵、酸泵及电控系统集成为一套共用系统，并采用”压缩空气+计量罐”控制进液量，实现了不同净化单元间的精准同步控制。

实施例2

如图2所示，是本实用新型废酸计量罐2和纯水计量罐3的罐体结构，废酸计量罐2和纯水计量罐3均为防喷溅计量罐，罐内设有低液位探头15和高液位探头16，所述低液位探头15和高液位探头16与液位控制器相连。以废酸计量罐2为例，运行时，电控系统控制酸泵和阀门F1开启由废酸总管4向废酸计量罐2进废液，当高液位探头16探测到液面时将该信息传送给液位控制器，液位控制器控制阀门F1闭合，结束废酸计量罐2进液；电控系统控制阀门F3、F6和F7开启由压缩空气总管6向废酸计量罐2输送压缩空气，废酸计量罐2内的废酸受压流向吸附分离模块1，当低液位探头15探测到液面时将该信息传送给液位控制器，液位控制器控制F3、F6和F7，结束废酸计量罐2出液。纯水计量罐3进液和出液控制方法同废酸计量罐2。低液位探头15和高液位探头16之间的液体体积即为进液的规定体积，通过液位控制器接收这两个探头的信息控制相应进液阀门的开闭来控制进液量，控制简单，结合共用母管的方式有效提升进液的同步性。

为提高液位探头对液面位置探测的准确性，罐内设置了防喷溅组件防止液面波动，避免其对探头探测造成影响，所述防喷溅组件包括开设于罐顶并伸入罐内的套管17以及设置在所述套管17内的进液管18；所述套管17伸入罐内的深度超过所述高液位探头16所处的平面位置并接近罐底部，所述进液管18伸入套管17的深度不超过高液位探头16所处的平面位置。套管17和进液管18结合的设计一方面可以有效防止液体飞溅造成的液面波动现象，提高液位检测的准确性，另一方面，与常规的直接将进液管伸入罐内底部的防喷溅设计相比，可以有效防止倒吸。

实施例3

如图3所示，是本实用新型吸附分离模块1的结构，所述吸附分离模块1为径长比≥1的圆柱形中空容器，包括筒体19、上端盖20和下端盖21，所述筒体19内设有上多孔布水板22和下多孔布水板23，所述上多孔布水板22和下多孔布水板23之间为吸附剂装填区。吸附剂装填区包括上微孔板和下微孔板，上微孔板位于上多孔布水板22下侧，下微孔板位于下多孔布水板23上侧，上微孔板16和下微孔板17之间装填有吸附剂，所述吸附剂为阴离子交换树脂。上多孔布水板22和下多孔布水板23的设置使布水均匀形成活塞流，进而使树脂的吸附和解吸能够充分全面。

废酸在吸附分离模块1的净化过程如下：含较多金属盐的废酸由下而上逆向进入吸附分离模块1，通过下多孔布水板23均匀布水后进入吸附剂装填区，游离酸被吸附剂装填区填充的树脂吸附，金属盐溶液排出后可再利用；然后纯水自上而下正向进入吸附分离模块1，通过上多孔布水板22均匀布水后进入吸附剂装填区，将树脂吸附的游离酸洗脱，洗脱的游离酸可进行再利用。

本具体实施方式仅仅是对本实用新型的解释，并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读了本实用新型的说明书之后所做的任何改变，只要在本实用新型权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种模块式废酸净化器，包括：

－若干并联设置的净化单元，每个净化单元包括吸附分离模块（1）、废酸计量罐（2）和纯水计量罐（3），所述废酸计量罐（2）的出液口与吸附分离模块（1）下端的废液入口通过管道相连，所述纯水计量罐（3）的出液口与吸附分离模块（1）上端的纯水入口通过管道相连；

－共用母管，包括废酸总管（4）、纯水总管（5）和压缩空气总管（6）；

－总出液管，包括净化酸总管（7）和金属盐溶液总管（8）；

其特征在于：

所述废酸计量罐（2）上部设有进废液管（9）和第一进气管（11），所述纯水计量罐（3）上部设有进水管（10）和第二进气管（12），进废液管（9）连接至废酸总管（4），进水管（10）连接至纯水总管（5），第一进气管（11）和第二进气管（12）连接至压缩空气总管（6）；

所述吸附分离模块（1）还设有净化酸出液管（13）和金属盐溶液出液管（14），净化酸出液管（13）连接至净化酸总管（7），金属盐溶液出液管（14）连接至金属盐溶液总管（8）。

2.根据权利要求1所述的模块式废酸净化器，其特征在于：所述废酸计量罐（2）和纯水计量罐（3）内部设有低液位探头（15）和高液位探头（16），所述低液位探头（15）和高液位探头（16）与液位控制器相连。

3.根据权利要求2所述的模块式废酸净化器，其特征在于：所述废酸计量罐（2）和纯水计量罐（3）还设有防喷溅组件，所述防喷溅组件包括开设于罐顶并伸入罐内的套管（17）以及设置在所述套管（17）内的进液管（18）；所述套管（17）伸入罐内的深度超过所述高液位探头（16）所处的平面位置，所述进液管（18）伸入套管（17）的深度不超过高液位探头（16）所处的平面位置。

4.根据权利要求1所述的模块式废酸净化器，其特征在于：所述吸附分离模块（1）为圆柱形中空容器，包括筒体（19）、上端盖（20）和下端盖（21），所述筒体（19）内设有上多孔布水板（22）和下多孔布水板（23），所述上多孔布水板（22）和下多孔布水板（23）之间为吸附剂装填区。

5.根据权利要求4所述的模块式废酸净化器，其特征在于：所述吸附分离模块（1）的径长比≥1。

6.根据权利要求1所述的模块式废酸净化器，其特征在于：所述模块式废酸净化器还包括电控系统，所述电控系统控制共用母管物料的输送以及各阀门的开闭，将整套装置集成化控制。

7.根据权利要求1所述的模块式废酸净化器，其特征在于：所述压缩空气总管（6）输送的压缩空气压力在0.1～0.6MPa。

Images