一种废酸中无机酸与无机酸盐的分离系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种废酸中无机酸与无机酸盐分离系统，包括原酸槽、树脂除盐器、中间槽、保安过滤器、高压泵、纳滤膜过滤器以及清酸槽；树脂除盐器中设有树脂交换床。该分离系统先采用树脂除盐器除去废酸中的盐和其他溶解性物质，降低盐度后的原酸再通过纳滤膜分离成清酸和盐浓缩酸，其中的盐浓缩酸再返回树脂除盐器循环分离出盐类物质。本实用新型专利技术避免了加碱中和或蒸发浓缩处理方法所造成的资源浪费，有效地解决了树脂分离技术产生的清酸体积膨大以及纳滤膜技术不能适用于高含盐酸溶液的处理等问题。适用于处理硫酸工业、冶炼工业和硫酸下游产业产生的高含盐硫酸溶液的处理，同时也适用于硝酸和硝酸盐、盐酸和氯化物的分离。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种废酸中无机酸与无机酸盐的分离系统，具体地说是涉及一种 分离硫酸与硫酸盐、硝酸与硝酸盐、盐酸与氯化物的分离系统。
技术介绍
在硫酸生产的烟气净化过程中会产生一定量的废酸；在硫酸法钛白粉生产过程中 也会产生大量的浓废酸；在湿法冶金电解(或电积)铜、镍、钴等金属时会产生一定量的高 盐废酸。目前，处理这些废酸的常用方法是加石灰中和或蒸发浓缩。前者造成硫酸资源浪 费，产生大量含重金属石膏渣的二次污染。蒸发浓缩处理能耗高，得到的硫酸不纯，会影响 二次使用。在硫酸和硫酸盐分离方面，国外发展了二种技术，一种是树脂法，另一种是耐酸 纳滤膜法。树脂法采用树脂交换床，交换床内充满能吸附强酸的树脂。当含盐硫酸通过树 脂层时，硫酸会被树脂暂时吸附而硫酸盐和其他盐的水溶液不被树脂吸附(或吸附很少) 越过树脂层。当树脂吸附的硫酸达到饱和即将被释放流出时，用清水反向进入树脂层，洗下 硫酸。这种分离方法，在保证硫酸浓度下降不大于15%和硫酸损失不高于15%的前提下， 它的硫酸和硫酸盐分离效率为50-70%。它的缺点是加水造成含盐废水和清酸的体积膨大。 优点是分离效果不受硫酸盐浓度影响。往往硫酸盐浓度越高，树脂分离效果越好。单独采 用树脂法处理上述几种废酸，受分离效率不高影响无法满足废酸的回用要求。耐酸的纳滤膜，它的耐酸浓度能够耐硫酸2 5 %，硫酸和硫酸盐的分离率在 95-98%，纳滤膜的正常工作条件是硫酸盐在浓缩过程中不能饱和、结垢或结晶。同时处理 的硫酸盐的浓度不能太高，不能使纳滤膜渗透压高于4. 5MPa这一膜的最大工作压力。受纳 滤膜对进液要求的影响，许多废酸不满足纳滤膜的使用条件而不能用纳滤处理。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种处理成分复杂、含盐 浓度比较高的废酸的分离系统，使硫酸净化后能够作为资源使用，减少三废排放。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是一种废酸中无机酸与无机酸盐的分离系统，其特征在于包括原酸槽、树脂除盐 器、中间槽、保安过滤器、高压泵、纳滤膜过滤器以及清酸槽；树脂除盐器中设有树脂交换 床，其顶部设有反冲洗水进口和过滤液出口，其底部设有原酸进液口和洗脱液出口 ；原酸槽 的出口与树脂除盐器的原酸进液口经管线连接，树脂除盐器的洗脱液出口与中间槽经管线 连接；中间槽的出口依次通过保安过滤器和高压泵与纳滤膜过滤器的入口经管线连接；纳 滤膜过滤器的渗透液出口与清酸槽经管线连接，纳滤膜过滤器的浓缩液出口与原酸槽经管 线连接。较佳的，原酸槽的出口通过水泵与树脂除盐器的原酸进液口经管线连接。进一步的，所述分离系统还包括原酸进液管道，所述原酸槽和中间槽均与原酸进 液管道连接。所述废酸可以是硫酸厂烟气洗涤排放的废酸、硫酸法钛白粉生产过程中产生的废酸或湿法冶金电解(或电积)铜、镍、钴等金属时产生的废酸。所述废酸中含有无机酸、无 机酸盐和其他溶解性物质。根据废酸的来源不同，其中所含的无机酸和无机酸盐也不相同。所述无机酸为硫酸、硝酸或盐酸等强酸，所述无机酸盐为硫酸盐、硝酸盐和氯化 物。所述无机酸盐中的阳离子包括并不限于铁离子、镁离子、钙离子、铝离子、铜离子、镉离 子、镍离子、钴离子等中的一种或多种。所述树脂交换床内填充的树脂为可吸附无机酸、而几乎不吸附无机酸盐及其他溶 解性物质的树脂；并且其吸附的无机酸能被水洗出。当含盐废酸通过树脂层时，无机酸会被 树脂暂时吸附而无机酸盐和其他盐的水溶液不被树脂吸附(或吸附很少)越过树脂层；当 树脂吸附的无机酸达到饱时，用清水反向进入树脂层，洗下无机酸。所述纳滤膜过滤器中装填的纳滤膜为能够耐重量百分浓度20%的硫酸的纳滤膜， 例如GE公司生产的型号为NF4040、NF8080等的纳滤膜。所述过滤采用保安过滤器也称精密过滤器，作用是防止细小微粒(如破碎的树 脂)进入下游装置。本技术提供的上述分离系统可将含高浓度盐的废酸进行分离，可分别获得 纯净的酸溶液和低酸度的盐溶液，使分离出的无机酸和盐可以分别作为资源利用，避免了 现有的和传统的加碱中和或蒸发浓缩处理方法所造成的资源浪费，以及产生的二次固废污 染。此外，本技术的分离系统是将树脂法分离技术与纳滤膜技术结合并改进、发展成一 种全新技术，有效地解决了树脂分离技术产生的清酸体积膨大以及纳滤膜技术不能适用于 高含盐酸溶液的处理等问题。本技术适用于处理硫酸工业、冶炼工业和硫酸下游产业 产生的高含盐硫酸溶液的处理，同时也适用于硝酸和硝酸盐、盐酸和氯化物的分离。硫酸和 硫酸盐、硝酸和硝酸盐、盐酸和氯化物的分离效率均大于90%。附图说明图1是本技术的工艺流程图。具体实施方式实施例1 如图1所示，本技术提供的无机酸与无机酸盐的分离系统，包括原酸槽2、树 脂除盐器6、中间槽11、保安过滤器13、高压泵15、纳滤膜过滤器17以及清酸槽19 ；树脂除 盐器6中设有树脂交换床，其顶部设有反冲洗水进口和过滤液出口，其底部设有原酸进液 口和洗脱液出口 ；原酸槽2的出口通过水泵4与树脂除盐器6的原酸进液口经管线连接，树 脂除盐器6的洗脱液出口与中间槽11经管线连接；中间槽11的出口依次通过保安过滤器 13和高压泵15与纳滤膜过滤器17的入口经管线连接；纳滤膜过滤器17的渗透液出口与 清酸槽19经管线连接，纳滤膜过滤器17的浓缩液出口与原酸槽2经管线连接。进一步的，上述分离系统还包括原酸进液管道，原酸槽2和中间槽11均与原酸进 液管道连接。上述分离系统的分离工艺过程为原酸1根据其中所含溶解性盐的浓度，可全部 进入原酸槽2中，也可以分流部分进入中间槽11，或者全部进入中间槽11。直接进入中间槽11的原酸控制在保证纳滤膜浓缩过程中不会有盐结晶(或结垢)，并且膜渗透压小于 4. 5MPa，否则通过阀门3控制，减少进入中间槽11的原酸流量，保证不结晶。原酸槽2中的 液体为由原酸和纳滤膜浓缩液组成的混合液。树脂除盐器6中进酸时启动泵4，开启阀5和 8，酸进入除盐器6内的树脂层时被树脂吸附，盐和其他溶解性物质快速通过树脂层，并经 阀门8流入低酸盐溶液槽10中，该盐溶液可进一步提纯制取各种盐，也可以用石灰中和后 排放。当酸吸附饱和时，即检测到酸穿过树脂层从顶部流出浓度接近原酸的20-40%时，停 泵4关阀5和8，开阀7和9，将清水经阀7从除盐器上部输入，挤出树脂中的清酸进入中间 槽11，当阀9排出的酸的浓度低于原酸浓度的20-40%时关阀7和9，重新启动泵4，开阀5 和8，除盐器进原酸，如此循环运行。纳滤膜过滤系统由保安过滤器13、高压泵15、膜装置17和调节开关16，18组成。 除盐器处理后的酸和部分原酸用高压泵15输入纳滤膜过滤器17，阀18用于控制浓缩液 (盐浓缩酸)排放量(控制浓缩液排放量为高压泵进液量的40-60% )。纳滤膜透过液进清 酸槽19，得到比较纯净的清酸(硫酸、硝酸或盐酸)。实施例2 某硫酸厂烟气洗涤排放废酸。采用实施例1所述的分离系统。原酸主要成分=H2SO4 130g/L，Fe总3. 2g/L，其他金属Ca、Al、Cu、Cd等硫酸盐总量在 2-4g/L。原酸处理量100M3/D，其中进原酸槽60M3，直接进中间槽40M3。树脂法硫酸和硫酸盐 分离设备采用CNIII-2000，处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废酸中无机酸与无机酸盐的分离系统，其特征在于：包括原酸槽、树脂除盐器、中间槽、保安过滤器、高压泵、纳滤膜过滤器以及清酸槽；树脂除盐器中设有树脂交换床，其顶部设有反冲洗水进口和过滤液出口，其底部设有原酸进液口和洗脱液出口；原酸槽的出口与树脂除盐器的原酸进液口经管线连接，树脂除盐器的洗脱液出口与中间槽经管线连接；中间槽的出口依次通过保安过滤器和高压泵与纳滤膜过滤器的入口经管线连接；纳滤膜过滤器的渗透液出口与清酸槽经管线连接，纳滤膜过滤器的浓缩液出口与原酸槽经管线连接。

【技术特征摘要】
一种废酸中无机酸与无机酸盐的分离系统，其特征在于包括原酸槽、树脂除盐器、中间槽、保安过滤器、高压泵、纳滤膜过滤器以及清酸槽；树脂除盐器中设有树脂交换床，其顶部设有反冲洗水进口和过滤液出口，其底部设有原酸进液口和洗脱液出口；原酸槽的出口与树脂除盐器的原酸进液口经管线连接，树脂除盐器的洗脱液出口与中间槽经管线连接；中间槽的出口依次通过保安过滤器和高压泵与纳滤膜过滤器的入口...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志安，丁立平，潘乐，
申请(专利权)人：上海西恩化工设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]