从废酸、废碱中提取酸、碱的装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了从废酸、废碱中提取酸、碱的装置及系统，用以解决废酸、废碱处置难的问题。从废酸中提取酸的装置，呈叠层结构，依次包括：第一正集电极、第一双极型离子交换膜、阴离子交换膜、第二双极型离子交换膜，以及第一负集电极；所述第一正集电极与第一双极型离子交换膜之间形成第一液态电极通道，所述第一双极型离子交换膜与阴离子交换膜之间形成第一水流通道，所述阴离子交换膜与第二双极型离子交换膜之间形成废酸液通道，所述第二双极型离子交换膜与第一负集电极之间形成第二液态电极通道。本实用新型专利技术的从废酸、废碱中提取酸、碱的装置和方法，可以将酸、碱通过电场作用从废酸、废碱液中分离出来，并将其再用于工业用途，从而避免了废酸、废碱的处置难题。

【技术实现步骤摘要】
从废酸、废碱中提取酸、碱的装置及系统
本技术涉及资源回收再利用领域，尤其是从废酸、废碱中提取酸、碱的装置及系统。
技术介绍
目前工业界使用大量的酸碱作为工业原料，因而在过程中会产生大量的含有各种杂质的废酸、废碱。这些废酸、废碱的处置一直以来是一个困扰人们的问题，因为它们不仅对环境有重大的影响，对其进行无害化处理的成本很高，同时也是一个原料的一个极大浪费。非常需要能用相对低廉的代价对废酸、废碱中的酸、碱进行回收的技术手段。
技术实现思路
本技术提供了从废酸、废碱中提取酸、碱的装置及系统，用以解决废酸、废碱处置难的问题。本技术的一种从废酸中提取酸的装置，呈叠层结构，依次包括：第一正集电极、第一双极型离子交换膜、阴离子交换膜、第二双极型离子交换膜，以及第一负集电极；所述第一正集电极与第一双极型离子交换膜之间形成第一液态电极通道，所述第一双极型离子交换膜与阴离子交换膜之间形成第一水流通道，所述阴离子交换膜与第二双极型离子交换膜之间形成废酸液通道，所述第二双极型离子交换膜与第一负集电极之间形成第二液态电极通道。其中，所述第一液态电极通道内、第一水流通道内、废酸液通道内以及第二液态电极通道内，均设有隔框和/或隔网。其中，在所述第一液态电极通道与第二液态电极通道之间还包括第一输送泵，并形成闭环通道连接。本技术的一种从废碱中提取碱的装置，呈叠层结构，依次包括：第二负集电极、第三双极型离子交换膜、阳离子交换膜、第四双极型离子交换膜，以及第二正集电极；所述第二负集电极与第三双极型离子交换膜之间形成第三液态电极通道，所述第三双极型离子交换膜与阳离子交换膜之间形成第二水流通道，所述阳离子交换膜与第四双极型离子交换膜之间形成废减液通道，所述第四双极型离子交换膜与第二正集电极之间形成第四液态电极通道。其中，所述第三液态电极通道内、第二水流通道内、废碱液通道内以及第四液态电极通道内，均设有隔框和/或隔网。其中，在所述第三液态电极通道与第四液态电极通道之间还包括第二输送泵，并形成闭环通道连接。本技术的一种从废酸中提取酸的系统，包括至少2个上述的从废酸中提取酸的装置，形成堆叠结构，其中，相邻的2个从废酸中提取酸的装置的设置方向互呈镜像，并且共用相邻且极性相同的集电极。本技术的一种从废碱中提取碱的系统，包括至少2个上述的从废碱中提取碱的装置，形成堆叠结构，其中，相邻的2个从废碱中提取碱的装置的设置方向互呈镜像，并且共用相邻且极性相同的集电极。本技术的从废酸、废碱中提取酸、碱的装置及系统，可以将酸、碱通过电场作用从废酸、废碱液中分离出来，并将其再用于工业用途，从而避免了废酸、废碱的处置难题。【附图说明】图1是本技术实施例1从废酸中提取酸的装置结构图；图2是本技术实施例2从废酸中提取酸的方法流程图；图3是本技术实施例3从废碱中提取碱的装置结构图；图4是本技术实施例4从废碱中提取碱的方法流程图；图5是本技术实施例5从废酸中提取酸的系统的结构示意图；图6是本技术实施例6从废碱中提取碱的系统的结构示意图。【具体实施方式】经专利技术人研究和反复实验发现，将含有一定浓度酸(碱)的液体流过由离子交换膜、电极、隔离材料及固定件和相应管道管件组成的处理模块，通过直流电场的作用，使液体中的离子向不同的极性方向迁移，通过各种离子交换膜的阻挡和透过作用，在不同的液流通道中分别重新组合形成酸(碱)，从而在装置的出口得到酸液(碱液)，可以直接用于工业生产或经过进一步浓缩和加以利用。具体构思是在两个集电极之间交替放置有双极型离子交换膜、阴(阳)离子交换膜，并优选在各电极与相邻放置的膜之间、相邻的膜与膜之间设有隔框和/或隔网，以形成液流通道。在集电极和离子交换膜之间的液流通道中有液态电极流过，该液态电极具有电吸附的功能，可以在直流电场的作用下吸附离子，并且在失去电场或改变电场方向的情况下脱附离子。在其中的一个双极型离子交换膜与阴(阳)离子交换膜之间的液流通道中通有含有一定浓度酸(碱)的液体，在另一个双极型离子交换膜与阴(阳)离子交换膜之间的液流通道中通有水流。当在两个集电极之间施加直流电场后，在极性为正的集电极通道中的液态电极将发生电吸附作用，吸附带负电的阴离子，在极性为负的一方通道中液态电极吸附带正电的阳离子，其余通道中的离子在整个电场作用下分别向正、负两极迁移，由于离子交换膜的选择性透过作用，离子只能进行单向迁移，从而形成吸附电流。因在双极型离子交换膜上阴阳离子分别被阳阴离子交换层所阻挡，无法透过，迫使双极型离子交换膜中催化层中的水不断解离，分别形成氢离子和氢氧根离子进入相应的液流通道中，与透过离子交换膜进入该通道的离子配对形成酸(碱)随液流排出。在一种工作情况下，在一个集电极通道中(例如阳极)吸附有阴离子的液态电极被输送进入另一个集电极通道中(例如阴极)，电极颗粒所带正电荷与阴极上的负电荷中和，所吸附的阴离子得到脱附，在电场力作用下透过离子交换膜进入液流通道中，与双极型离子交换膜上产生的氢离子形成酸。从该集电极通道流出的经过脱附的液态电极再通过输送泵输送至第一个集电极通道中形成循环。前述的液态电极可以是任何导电材料与液体的混合物。通常液态电极由基液、电极颗粒以及助剂等组成。通常以水或极性液体为基液，碳材料或其它导电材料颗粒为电极颗粒，表面活性剂或分散剂为助剂，炭黑等材料作为导电助剂。所用碳材料具有高的比表面积，发达的内部孔隙结构，良好的导电性能，通常可采用石墨烯、纳米碳管、活性炭、碳气凝胶、模板碳等。颗粒的形态和大小需有利于其在基液中形成稳定的浆状流体。以下通过实施例详细说明。实施例1、本实施的一种从废酸中提取酸的装置，参见图1所示，呈叠层结构，依次包括：第一正集电极101、第一双极型离子交换膜102、阴离子交换膜103、第二双极型离子交换膜104，以及第一负集电极105；第一正集电极101与第一双极型离子交换膜102之间形成第一液态电极通道106，第一双极型离子交换膜102与阴离子交换膜103之间形成第一水流通道107，阴离子交换膜103与第二双极型离子交换膜104之间形成废酸液通道108，第二双极型离子交换膜104与第一负集电极105之间形成第二液态电极通道109。优选在第一液态电极通道106内、第一水流通道107内、废酸液通道108内以及第二液态电极通道109内，均设有隔框和/或隔网110，在第一液态电极通道106与第二液态电极通道109之间还包括第一输送泵111，并形成闭环通道连接。实施例2、本实施例的一种从废酸中提取酸的方法，采用上述实施例1的从废酸中提取酸的装置实施，参见图2所示，包括下列步骤：S201、将液态电极注入第一液态电极通道内和第二液态电极通道，将水注入第一水流通道，将废酸液注入废酸液通道。S202、第一正集电极和第一负集电极之间施加直流电压。S203、在电极的作用下，废酸液中的酸根阴离子透过阴离子交换膜进入第一水流通道，与第一水流通道中的氢离子结合形成酸溶液。S204、将第一液态电极通道内和第二液态电极通道形成闭环，并将其中的液态电极循环流动，实现脱附。实施例3、本实施例的一种从废碱中提取碱的装置，参见图3所示，呈叠层结构，依次包括：第二负集电极301、第三双极型离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从废酸中提取酸的装置，其特征在于，呈叠层结构，依次包括：第一正集电极、第一双极型离子交换膜、阴离子交换膜、第二双极型离子交换膜，以及第一负集电极；所述第一正集电极与第一双极型离子交换膜之间形成第一液态电极通道，所述第一双极型离子交换膜与阴离子交换膜之间形成第一水流通道，所述阴离子交换膜与第二双极型离子交换膜之间形成废酸液通道，所述第二双极型离子交换膜与第一负集电极之间形成第二液态电极通道。

【技术特征摘要】
1.一种从废酸中提取酸的装置，其特征在于，呈叠层结构，依次包括：第一正集电极、第一双极型离子交换膜、阴离子交换膜、第二双极型离子交换膜，以及第一负集电极；所述第一正集电极与第一双极型离子交换膜之间形成第一液态电极通道，所述第一双极型离子交换膜与阴离子交换膜之间形成第一水流通道，所述阴离子交换膜与第二双极型离子交换膜之间形成废酸液通道，所述第二双极型离子交换膜与第一负集电极之间形成第二液态电极通道。2.如权利要求1所述的从废酸中提取酸的装置，其特征在于，所述第一液态电极通道内、第一水流通道内、废酸液通道内以及第二液态电极通道内，均设有隔框和/或隔网。3.如权利要求1所述的从废酸中提取酸的装置，其特征在于，在所述第一液态电极通道与第二液态电极通道之间还包括第一输送泵，并形成闭环通道连接。4.一种从废碱中提取碱的装置，其特征在于，呈叠层结构，依次包括：第二负集电极、第三双极型离子交换膜、阳离子交换膜、第四双极型离子交换膜，以及第二正集电极；所述第二负集电极与第三双极型离子交换膜之间形成第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓慰，
申请(专利权)人：孙晓慰，
类型：新型
国别省市：江苏,32