一种废酸回收方法及设备与流程

本发明涉及废酸回收再利用
技术领域：
，具体而言，涉及一种废酸回收方法及设备。
背景技术：
：由于金属制品在使用中具有很多的优点，不同功能的金属制品被大量制造，并应用于工业生产和人们的生活中，而在金属精加工行业常用强无机酸(硫酸，硝酸，盐酸)来去除表面的氧化物以减少对后续生产操作的影响。在很大程度上这些氧化物是被酸溶解的，并且随着溶解的金属浓度的增加游离酸的浓度也相应减少。虽然可通过添加新酸的方式来增加酸的浓度，但是当金属浓度增加的时候，氧化物去除率通常会降低，当氧化皮不再被充分去除的时候，这些酸液就必须做报废处理。如果直接将废酸排放，会造成严重的环境污染，也浪费了资源，所以一般都会对废酸进行回收处理。传统的废酸回收方法有：中和法，喷雾焙烧法，扩散渗析法，萃取法以及浓缩结晶法，近年来，新研究出了一种环保、节能的废酸回收方法，即酸阻滞技术。酸阻滞技术是一种基于强碱性阴离子交换树脂非离子交换吸附强酸，而不吸附相应的盐，从而实现酸和盐之间分离达到回收废酸的目的的技术。酸阻滞技术回收废酸除了水外，不需要任何化学试剂，吸附了强酸的树脂床，只需要用水冲洗就可实现酸的洗脱和树脂再生。现有的用于酸阻滞技术的装置结构比较复杂，占地面积大，还存在树脂容易受到污染而报废、酸的回收率低、回收酸杂质多、回收酸浓度低等问题，废酸的回收处理效果较差。有鉴于此，特提出本发明。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种废酸回收方法以及实施所述方法的设备，以解决上述问题。为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：根据本发明的一方面，本发明涉及一种废酸回收方法，将废酸经过滤后经进酸泵增压进入装有吸酸树脂的树脂罐体中进行酸吸附，未被吸附的含盐的废水经出水口排至废水收集池；所述树脂罐体高度≤500mm，所述吸酸树脂为球状颗粒树脂。本发明提供的方法在废酸回收方面优势明显，具有占地面积小，易操作，酸回收率在95％，回收酸浓度对比于原废酸游离酸浓度有一定程度的浓缩，废酸游离酸浓度在10％～15％的浓度得到的纯净酸可浓缩到20％～30％，所得纯净酸的金属盐残留量在1克/升以下，可满足企业的应用。本发明还涉及实施如上所述方法的废酸回收设备，包括顺次连接的粗过滤泵、粗过滤器、精过滤器、原料酸罐、进酸泵、填充有所述的吸酸树脂的树脂罐体以及废水收集池；所述树脂罐体的进料端还连接有回收酸罐；所述树脂罐体的出料端还连接有冲洗水罐。与现有技术相比，本发明的有益效果为：1)、精细树脂颗粒的应用，增加了单位体积的比表面积，提高反应动力学；并且对树脂颗粒做了盐泡压实的预处理工作，极大的减少了树脂颗粒间和树脂与罐体间的空隙，废酸残留量极低，保证了清洗酸的纯净度；2)、矮树脂床的应用，减少压力降和设备尺寸；优化树脂罐的布水器结构，在很大的横截面积下满足均匀布水，以解决矮床树脂布水不均匀的问题，实现高效回收；3)、固定树脂床的设计，尽量减少残液量，减少再生时间，提高回收酸纯度及浓度；4)、逆流进水的方式，最大限度地提高进料和再生步骤的化学效率。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明提供的废酸回收设备的示意图；图2为本发明所采用的法兰密封结构的树脂罐体结构示意图。附图标记：粗过滤泵①、粗过滤器②、精过滤器③、原料酸罐④、进酸泵⑤、进酸阀⑥、回收酸阀⑦、回收酸罐⑧、树脂罐体⑨、废液排污阀⑩、进水阀冲洗水罐冲洗泵废水收集池具体实施方式在金属精加工行业常用强无机酸(硫酸，硝酸，盐酸，氢氟酸)来去除表面的氧化物以减少对后续生产操作的影响。在很大程度上这些氧化物是被酸溶解的，并且随着溶解的金属浓度的增加游离酸的浓度也相应减少。虽然可通过添加新酸的方式来增加酸的浓度，但是当金属浓度增加的时候，氧化物去除率通常会降低，当氧化皮不再被充分去除的时候，这些酸液就必须做报废处理。本发明采用树脂回收废酸中的游离酸，能达到游离酸和金属盐分离的目的，并且可以在原废酸的浓度上略作提升，增加企业的效益，降低污水处理成本。具体的，本发明涉及一种废酸回收方法，将废酸经过滤后经进酸泵增压进入装有吸酸树脂的树脂罐体中进行酸吸附，未被吸附的含盐的废水经出水口排至废水收集池；所述树脂罐体高度≤500mm，所填充的树脂为球状颗粒树脂。优选的，所述树脂罐体高度为100mm～450mm；或200mm～400mm；也可以选择300mm。现有技术中，树脂罐体过高，1000mm的树脂罐体在酸阻滞的过程中会导致废酸的回收率下降，回收率在80％左右。本发明采用的是矮床技术实现高效回收。优选的，如上所述的废酸回收方法，将所述树脂罐体填充于所述树脂罐体的方法包括：将所述颗粒树脂填充满所述树脂罐体后，用8wt％～12wt％的氯化钠溶液浸泡2h～3h，树脂在罐体内收缩，然后用新树脂重新填满树脂罐体，再用清水清洗树脂罐体。目前本领域树脂工艺做废酸处理采用的是强碱性阴离子交换树脂，树脂的粒径范围0.3mm～1.2mm，树脂颗粒之间空隙偏大，并且树脂都是直接填满，当废酸进入树脂系统后由于高酸高金属盐的环境，树脂颗粒会有收缩，在清洗之前树脂罐体内会有大量的废酸残液，这导致清洗得到的酸液纯净度不够，金属盐含量在10克/升。本工艺采用精细颗粒树脂，粒径范围在0.1mm～0.3mm，并且做了盐泡压实的预处理工作，极大的减少了树脂颗粒间和树脂与罐体间的空隙，废酸残留量极低，保证了清洗酸的纯净度；优选的，如上所述的废酸回收方法，所述球状颗粒树脂为交联聚苯乙烯。优选的，如上所述的废酸回收方法，所述球状颗粒树脂的粒度为0.1mm～0.3mm，更优选为0.15mm～0.25mm，或0.2mm。优选的，如上所述的废酸回收方法，所述树脂罐体为对流再生固定床；更优选的，将废酸经过滤后经进酸泵增压进入装有吸酸树脂的树脂罐体中进行酸吸附时，废酸逆流泵入所述树脂罐体；当清洗树脂进行树脂再生时，水以顺流进水的方式进入所述树脂罐体。优选的，如上所述的废酸回收方法，所述过滤的精度≤1μm，更优选为0.1μm～1μm，或0.5μm。工艺前端采用高效过滤系统，过滤精度维持在1微米以下，可保证树脂系统的高效运行，树脂选型优选为tulsiona-853e，粒径范围0.1nm～0.3mm，树脂架构为交联聚苯乙烯，远远小于国产设备的树脂粒径，并且此树脂球的应用可适用盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸或其混酸的回收。树脂参数如下：类型强碱型阴离子交换树脂架构交联聚苯乙烯离子形态氯型物理型式湿润球状颗粒粒度0.1-0.3mm交换容量1.3meq/ml反洗稳定密度690-720g/l最大操作温度60℃溶解性不溶于任何有机溶剂树脂罐体的加工要求高度小于500mm，在酸回收树脂罐体加工好，将树脂填充满后，用10％的氯化钠溶液浸泡树脂，浸泡时间2～3小时，树脂在罐体内收缩，然后用新树脂重新填满树脂罐体。此应用工艺的原理为，树脂球阻滞游离酸，不会吸附金属离子，但是由于树脂球与球之间以及树脂球与罐体之间会有间隙，间隙空间会残留废酸液，而废酸液中金属盐含量很高，这样会影响洗下来的酸的纯净度，尽量降低间隙是为了提高得到酸液的纯净度，通过盐水浸泡并重新补充树脂的方式就可以最大程度的减小树脂球与球及树脂球与罐体之间的间隙。这样的结果可保证在进废酸的过程中不会有废酸的大量残留，在树脂吸附酸液饱和清洗的过程中得到的酸液纯净度很高，酸液金属盐残留量在1克/升以下，冲洗水更少，酸液有浓缩效果，可保证酸液不会过量累积。优选的，如上所述的废酸回收方法，所述树脂罐体采用法兰密封结构；更优选的，所述树脂罐体的上下法兰盘上均设置有布水通孔；布水通孔设置有多个，用于废酸处理及树脂再生时均匀布水，考虑到工艺难度和布水效率，优选的通孔的孔径为2mm～3mm；由于通孔的孔径大于所述球状树脂颗粒的粒径，因此更优选的，所述法兰盘的上下表面还设置有滤板和/或滤布，所述滤板和/或滤布的孔径小于树脂颗粒的粒径，更优选为≤0.08mm；更优选的，所述滤板和/或滤布选用耐酸腐材料。更优选的，所述法兰密封结构选自板式平焊法兰、带颈平焊法兰、带颈对焊法兰、整体法兰、承插焊法兰、螺纹法兰、盲板法兰。法兰，或称法兰盘，意指连接管道、容器或固定轴类机械部件所用的对称盘状结构，通常有螺栓、螺纹结构以资固定。本工艺采用法兰密封结构(其示意图如图2所示)，树脂再次填满后将树脂罐体密封，然后通过清洗泵进纯水清洗树脂床，树脂内的盐水被洗走后树脂颗粒失盐膨胀对树脂罐体壳壁和上下顶盖都有一定压力，这样树脂在罐体内就处于很理想的填满压实状态。由于本工艺采用的树脂粒径远远小于现有技术酸回收系统所采用的树脂粒径，并且做了盐泡填满压实的处理，树脂颗粒之间的空隙会极小，并且树脂颗粒在树脂罐体内没有未填满的空余空间，这样的结果可保证在进废酸的过程中不会有废酸的大量残留，在树脂吸附酸液饱和清洗的过程中得到的酸液纯净度很高，酸液金属盐残留量在1克/升以下，优选的，如上所述的废酸回收方法，所述废酸为含有强无机酸的废液；更优选的，所述强无机酸包括硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸中的一种或多种。下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。如图1所示，本发明提供的实施如上所述方法的废酸回收设备，包括顺次连接的粗过滤泵①、粗过滤器②、精过滤器③、原料酸罐④、进酸泵⑤、填充有所述的吸酸树脂的树脂罐体⑨以及废水收集池所述树脂罐体⑨的进料端还连接有回收酸罐⑧；所述树脂罐体⑨的出料端还连接有冲洗水罐优选的，如上所述的废酸回收设备，所述进酸泵⑤与所述树脂罐体⑨之间设置有进酸阀⑥；所述树脂罐体⑨与所述废水收集池之间设置有废液排污阀⑩；所述树脂罐体⑨与所述回收酸罐⑧之间设置有回收酸阀⑦；所述树脂罐体⑨与所述冲洗水罐之间设置有进水阀优选的，如上所述的废酸回收设备，所述粗过滤器②、精过滤器③、原料酸罐④、树脂罐体⑨、回收酸罐⑧中的一种或多种装置的壳体材料为防腐耐酸材质；更优选为碳钢加防腐内衬的材质，和/或玻璃钢。优选的，如上所述的废酸回收设备，所述冲洗水罐与所述树脂罐体⑨之间还设置有冲洗泵如图1所示，本发明提供的设备在运行时的步骤如下：在打开进酸阀⑥和排污阀⑩的阀门、回收酸阀⑦和进水阀的阀门关闭后，废酸经过粗过滤泵①增压后进入粗过滤器②和精过滤器③做过滤处理，精过滤器③的过滤精度在1μm左右，精过滤器③出水进入原料酸罐④，原料酸罐④中废酸经过进酸泵⑤增压后废酸以逆流进水的方式进入树脂罐体⑨树脂回收酸的主体系统，树脂罐体⑨把游离酸吸附到树脂上，含有金属盐的废水经出水口排至废水收集池此过程进行10～20分钟停掉①和⑤并关闭阀门⑥和⑩，然后打开回收酸阀⑦和进水阀启动冲洗泵将冲洗水罐中的清水经过增加输送至树脂罐体中，以顺流进水的方式清洗树脂床，纯净酸液经过阀门⑦输送至回收酸罐⑧，此过程进行3～7分钟，然后重复之前的过程继续进废酸。本工艺采用矮床满床技术，床高最大控制在500mm，树脂采用的是精细颗粒树脂粒径在0.1～0.3mm，此工艺的应用最大程度的降低残液量，保证清洗所得纯酸的纯净度(金属盐残留1克/升以下)，和游离酸的回收率(95％)，前端的预过滤工艺达到了极高的过滤精度，可满足树脂系统的长期有效运行，并且可根据具体的废酸量来确定设备的大小，满足企业的应用。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。当前第1页12