专利名称：废酸回收系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废酸回收系统，尤其是藉控制反应器温度以分离出不同沸点之酸液并藉电解槽还原废液中的金属。
背景技术：
随着电子工业的进步，不同功能的电气或电子装置已被大量制造、贩卖并广泛使用，比如一般消费性家电及3C产品。而在制造这类电气或电子装置的相关电镀产业或电路制造产业中，常常会产生大量具污染性的废液，尤其是废酸液。废酸液一般包含具有可回收利用价值的硝酸或硫酸，甚至是有用的金属，比如铜或镍。因此，在习用技术中，常利用各种回收处理方式以回收其中的酸液及金属。例如，使用电镀方式还原其中的金属成分成为金属态，但是在还原处理中会因废液中金属含量的降低而影响回收效率及回收金属的质量，因此需要定时检测金属含量，并补充废液，造成实际操作时需要大量的人力。此外，废酸液中酸液的回收一般是利用加热蒸馏方式以回收沸点较低温的酸液，比如沸点低于硫酸的硝酸，但是沸点高的硫酸则需要额外的回收设备处理。尤其是，金属 的回收及酸液的回收是由不同的独立回收系统进行，更造成制程的复杂性，及回收成本增加。因此，需要一种废酸回收系统，提供高度整合性的酸液及金属回收处理，可简化回收制程的复杂性并降低成本，进而解决上述习用技术的问题。
发明内容
本发明之主要目的在于提供一种废酸回收系统，包括废液储存槽、反应器、冷却器、电解槽以及相连接的管路与输送用途的多个泵浦，用以回收处理原始废液所包含的有用的硝酸、硫酸、铜、锡、镍，其中该等泵浦系设置于废液储存槽、反应器、冷却器及电解槽之间，用以输送相对应液体。废液储存槽接收外部输入的原始废液，并由反应器接收来自废液储存槽的输入废液，且藉设置于反应器内的加热器进行加热处理而使反应器的废液升温至反应温度，其中废液因加热而产生蒸气，并输送至冷却器。在冷却器中，利用较低温的输入冷却水冷却高温的蒸气而形成并排出包含硝酸成分的回收浓硝酸或回收稀硝酸，且进行冷却后较高温的排出冷却水可排放至外部的冷却水塔，并形成较低温的输入冷却水而循环利用。反应器中未被蒸发的浓缩液经冷却器冷却降温后注入电解槽，利用电源供应器所提供的电力进行电解处理而在设置于电解槽之负极端的导电性滚筒上还原出浓缩液中的金属，并卷绕成回收金属箔，而电解槽中残留的电解废液即为含有硫酸成分回收硫酸并输出。此外，本发明可进一步包括控制单元及多个设置在废液储存槽、反应器、中的液位侦测单元，其中液位侦测单元侦测液位并产生侦测信号，而控制单元接收液位侦测单元的侦测信号以控制废液储存槽、反应器、冷却器、电解槽之间泵浦的操作，进而控制相对应液体的传输。此外，本发明可利用稀释水以调整废液储存槽、反应器及电解槽中液体的浓度。本发明也可进一步包括热交换器，让反应器中的蒸气对废液储存槽的另一输入废液进行预热处理，藉以避免浪费热量，节省能源。本发明之另一目的在提供一种废酸回收系统，包括废液储存槽、多个反应器、多个冷却器、电解槽、控制单元以及多个泵浦，其中每个反应器是被设定成加热至不同温度，并分别利用相对应的冷却器冷却后形成不同成分的回收液，比如回收浓硝酸、回收稀硝酸。因此，与现有技术相比，本发明的废酸回收系统非常适合批次操作或连续操作，并可同时回收稀硝酸、浓硝酸、硫酸、金属铜、金属锡及或金属镍。
图1为本发明实施例1废酸回收系统的示意 图2为本发明实施例2废酸回收系统的示意 图示标记说明:10废液储存槽、13液位侦测单元、20反应器、21加热器、23液位侦测单元、25温度侦测单元、30冷却器、35温度侦测单元、40电解槽、41电源供应器、42导电性滚筒、50控制单元、60热交换器、Cl输入冷却水、C2排出冷却水、LI原始废液、L2输入废液、L3回收稀硝酸、L4回收浓硝酸、L5浓缩液、L6冷却浓缩液、L7回收硫酸、L8稀释水、L9另一输入废液、LlO预热废液、Lll冷凝液、M回收金属箔、S电解液、V蒸气。
具体实施例方式以下配合图式及组件符号对本发明之实施方式做更详细的说明，俾使熟习该项技艺者在研读本说 明书后能据以实施。参阅图1所不系本发明一较为优选的实施方案中的一种废酸回收系统的不意图。如图1所示，该废酸回收系统包括废液储存槽10、反应器20、冷却器30、电解槽40以及多个泵浦(图中未显示)，用以对原始废液LI进行回收处理，其中回收原始废液包含的有用酸液以及金属，比如，酸液可为硝酸及硫酸中的至少一种，而金属可为铜、锡及镍中的至少一种。该等泵浦分别设置于废液储存槽10、反应器20、冷却器30及电解槽40之间，用以输送相对应液体。废液储存槽10接收并储存来自外部的原始废液LI，并由反应器20接收来自废液储存槽10的输入废液L2。反应器20设置有加热器21，用以加热反应器20中的废液，使温度上升至特定的反应温度，其中废液因加热而产生蒸气V，并输送至冷却器30。冷却器30利用外部输入的较低温输入冷却水Cl，比如来自冷却水塔，用以对高温的蒸气V进行冷却，使得蒸气V冷凝成冷凝液并排出，其中冷凝液可为包含硝酸成分的回收浓硝酸L4或回收稀硝酸L3。此外，较低温的输入冷却水Cl变成较高温的排出冷却水C2，可排放至外部的冷却水塔，并形成较低温的输入冷却水Cl而循环利用。具体而言,反应器20内的废液可因加热器21加热到适当的反应温度而使废液中的水分及硝酸分别蒸发成水蒸气及硝酸蒸气，亦即反应器20所产生的蒸气V系包含水蒸气及硝酸蒸气，同时避免加热过高，以防止废液中的硫酸形成蒸气。因此，反应温度最好是控制在硝酸水溶液的共沸点(大约121°C )的附近,而较佳的设计是,反应器20的反应温度为115°C至123°C之间时，亦即略低于硝酸水溶液的共沸点，冷凝液可为硝酸含量较低的回收稀硝酸L3，而在反应温度为123°C至129°C之间时，亦即略高于硝酸水溶液的共沸点，冷凝液可为硝酸含量较高的回收浓硝酸L4。反应器20中未被蒸发的浓缩液L5，可经由冷却器30冷却降温后形成冷却浓缩液L6，而注入电解槽40，形成电解液S。在电解槽40中，利用电源供应器41所提供的电力对电解液S进行电解处理而还原出浓缩液中的金属。具体而言，导电性滚筒42设置在电解槽40内，并浸泡在电解液S中，其中导电性滚筒42是电气连接到电源供应器41的负极，用以当作还原电极，且浓缩液中的金属因还原反应而析出，并附着在导电性滚筒42上而卷绕成回收金属箔M，可藉卷绕装置(图中未显示)而将导电性滚筒42上回收金属箔M抽离。具体而言，可藉电源供应器41的电压大小以控制回收金属箔M中的金属成分，比如较低电压可只还原出镍，而较高电压可还原出镍、锡及铜，因此在较低电压下，回收金属箔M含有镍，而在较高电压下，回收金属箔M含有镍、锡及铜。另外，电解槽40中残留的电解废液即为含有硫酸成分回收硫酸L7，并可藉溢流方式排出以供回收再利用。此外，导电性极板(图中未显示)设置在电解槽40内，且浸泡在电解液S中，并电气连接至电源供应器41的负极，利用电源供应器41对电解液S进行电解处理，在导电性极板上还原出电解液S中的金属，形成回收金属板(图中未显示)。此外，本发明可利用外部输入的稀释水L8以调整废液储存槽10、反应器20及电解槽40中液体的浓度。上述本发明的废酸回收系统可用以实现废酸回收的批次操作，亦即由操作人员依据实际状况，以手动方式控制泵浦的操作，藉以维持整体废酸回收系统中废液储存槽10、反应器20、冷却器30、电解槽40的正常操作。较佳的，本发明可进一步包括控制单元50、多个液位侦测单元(比如组件符号13、23)及多个温度侦测单元(比如组件符号 25、35)，其中该等液位侦测单元13及23是设置在废液储存槽10及反应器20中，用以侦测液位并产生侦测信号，而该等温度侦测单元25及35是设置在反应器20及冷却器30中，用以侦测温度并产生温度侦测信号。此外，控制单元50可接收来自液位侦测单元13及23的侦测信号，藉以控制废液储存槽10、反应器20、冷却器30、电解槽40之间泵浦的操作，进而调节控制相对应液体的传输，且由控制单元50接收来自温度侦测单元25及35的温度侦测信号，藉以控制反应器20的加热器23，进而维持所需的反应温度，并控制冷却器30的输入冷却水Cl之流量进而维持冷却器30的正常冷却功能。因此，可实现废酸回收的连续操作，亦即由控制单元50控制整体废酸回收系统的操作，并可达到自动控制目的，而不需任何人力。参阅图2，本发明实施例2废酸回收系统的示意图，其中，本发明的废酸回收系统可进一步包括热交换器60，其中来自废液储存槽10的另一输入废液L9被注入热交换器60，而反应器20中的蒸气V也可部分被导引至热交换器60中，用以让高温的蒸气V对较低温的另一输入废液L9进行预热处理，提高另一输入废液L9的温度形成预热废液L10，藉以避免浪费热量，节省能源。高温的蒸气V经高温的蒸气V的热交换后，形成冷凝液Lll而传送至冷却器30进行冷却处理。由于其余组件的操作及特征系如实施例1所述，因此不再赘述。具体而言，反应器20中的加热器21可为电加热器、蒸气加热器、热媒油加热器、燃气或燃油，而液位侦测单元23可包括至少一液位侦测器，安置于适当位以侦测不同的液位。例如，反应器20中液位侦测单元23包括三液位侦测器，分别设置于高、中、低深度的位置，因此，控制单元50可得知反应器20中目前废液的液位高低，控制加热器21以调整废液的温度，进而控制蒸气中酸液的浓度，亦即可在废液为高液位时，加热温度为低温，使较低沸点的酸液蒸发，而在废液下降至低液位时，提高加热温度，产生具较高沸电之酸液的蒸气。此外，控制单元50也依据液位的侦测信号，控制泵浦以补充废液而维持可正常连续操作的安全废液量，或加入稀释水L8以稀释废液。此外，控制单元50也可直接由电源供应器41的耗电量得知电解槽40中被还原的金属量，进而决定废液的补充量，藉以控制泵浦的操作。本发明废酸回收系统的另一实施例系类似于图2的实施例，其主要差异在于，该实施例不只包括一反应器及一冷却器，而是包括多个反应器(图中未显示)及多个冷却器(图中未显示)。具体而言，每个反应器可设置有一加热器，尤其是该至少一反应器可为并联连接或串联连接。来自该废液储存槽的输入废液注入至少一反应器中形成输入废液，并由该加热器加热至相对应的一反应温度，且该至少一的输入废液在相对应的该反应温度下产生包含酸液成分的蒸气，而该至少一反应器中未被蒸发的浓缩液被传送出去。另外，该至少一冷却器系接收来自相对应的该反应器的蒸气，并利用外部输入的较低温之输入冷却水，使该蒸气冷却而形成冷凝液并排出，且该输入冷却水变成较高温的排出冷却水而排出，该至少一反应器的浓缩液经由该冷却器冷却降温后形成冷却浓缩液而被传送出去。例如，某一反应器的反应温度可 为115°C至123°C之间，而另一反应器的反应温度可为123°C至129°C之间。综上所述，本发明的特点在于可实现批次操作或连续操作，利用不加热温度以控制回收酸液的浓度及组成，并利用不同的电解电压以控制回收金属箔的金属成分，进而可同时回收废液中的稀硝酸、浓硝酸、硫酸、金属铜、金属锡及金属镍。本发明的另一特点在于利用多个反应器以分别加热至不同温度，因而个别产生不同浓度及组成的回收酸液，并可动态调节废液处理量，以维持连续操作的稳定性。以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。
权利要求
1.一种废酸回收系统，用以对由外部输入的一原始废液进行回收处理，且该回收原始废液包含金属以及酸液，其特征在于，包括: 一废液储存槽，用以接收并储存该原始废液，并传送出一输入废液； 一反应器，用以接收来自该废液储存槽的输入废液，且利用一加热器加热该输入废液至一反应温度，且该输入废液在该反应温度下产生包含酸液成分的蒸气，而该反应器中未被蒸发的浓缩液被传送出去； 一冷却器，用以接收来自该反应器的蒸气，并利用外部输入的较低温之输入冷却水，使该蒸气冷却而形成冷凝液并排出，且该输入冷却水变成较高温的排出冷却水而排出，该反应器的浓缩液经由该冷却器冷却降温后形成冷却浓缩液而被传送出去； 一电解槽，用以接收来自该冷却器的冷却浓缩液以形成电解液，且该电解槽具有一导电性滚筒，该导电性滚筒浸泡在该电解液中并电气连接至一电源供应器的负极，用以利用该电源供应器对该冷却浓缩液进行电解处理，而在该导电性滚筒上还原出该冷却浓缩液中的金属以形成回收金属箔，并在该导电性滚筒经转动下，由一卷绕装置将该回收金属箔抽离该导电性滚筒，该电解槽中电解后残留的电解废液被排出；以及 多个泵浦，分别设置于该废液储存 槽、该反应器、该冷却器及该电解槽之间，用以输送相对应液体。
2.依据权利要求1所述的废酸回收系统，其特征在于，该原始废液中的金属包括硝酸及硫酸中的至少一种，该原始废液的酸液包括铜、锡及镍中的至少一种，该冷却器的冷凝液为回收浓硝酸或回收稀硝酸，该电解槽的电解废液为含有硫酸成分回收硫酸，而该加热器为电加热器、蒸气加热器、热媒油加热器、燃气或燃油，且在该反应器的反应温度为115°C至123°C之间时，该冷凝液为硝酸含量较低的回收稀硝酸，而在该反应温度为123°C至129°C之间时，该冷凝液为硝酸含量较高的回收浓硝酸。
3.一种废酸回收系统，用以对由外部输入的一原始废液进行回收处理，且该回收原始废液包含金属以及酸液，其特征在于，包括: 一废液储存槽，用以接收并储存该原始废液，并传送出一输入废液； 一反应器，用以接收来自该废液储存槽的输入废液，且透过一加热器加热该输入废液至一反应温度，且该输入废液在该反应温度下产生包含酸液成分的蒸气，而该反应器中未被蒸发的浓缩液被传送出去； 一冷却器，用以接收来自该反应器的蒸气，并利用外部输入的较低温之输入冷却水，使该蒸气冷却而形成冷凝液并排出，且该输入冷却水变成较高温的排出冷却水而排出，该反应器的浓缩液经由该冷却器冷却降温后形成冷却浓缩液而被传送出去； 一电解槽，用以接收来自该冷却器的冷却浓缩液以形成电解液，且该电解槽具有一导电性滚筒，该导电性滚筒浸泡在该电解液中并电气连接至一电源供应器的负极，用以利用该电源供应器对该冷却浓缩液进行电解处理，而在该导电性滚筒上还原出该冷却浓缩液中的金属以形成回收金属箔，并在该导电性滚筒经转动下，由一卷绕装置将该回收金属箔抽离该导电性滚筒； 多个泵浦，分别设置于该废液储存槽、该反应器、该冷却器及该电解槽之间，用以输送相对应液体； 一热交换器，用以接收来自该废液储存槽的一另一输入废液，该反应器的蒸气可部分被导引至该热交换器中，用以让该蒸气对该另一输入废液进行预热处理以提高该另一输入废液的温度，形成预热废液，并传送至该反应器中； 多个液位侦测单元，分别设置于该废液储存槽及该反应器上，用以侦测液位并产生侦测信号； 多个温度侦测单元，分别设置于该反应器及该冷却器，用以侦测温度以产生温度侦测信号；以及 一控制单元，用以接收该等液位侦测单元的侦测信号，以控制相对应该废液储存槽、该反应器、该冷却器及该电解槽之间的泵浦，进而调节相对应液体的传输，且该控制单元接收该反应器的温度侦测单元以控制该反应器的加热器，藉以维持该反应温度，并由该控制单元接收该冷却器的温度侦测单元以控制该冷却器的输入冷却水之流量。
4.依据权利要求3所述的废酸回收系统，其特征在于，该原始废液中的金属包括硝酸及硫酸中的至少一种，该原始废液的酸液包括铜、锡及镍中的至少一种，该冷却器的冷凝液为回收浓硝酸或回收稀硝酸，该电解槽的电解废液为含有硫酸成分回收硫酸，而该加热器为电加热器、蒸气加热器、热媒油加热器、燃气或燃油，且在该反应器的反应温度为115°C至123°C之间时，该冷凝液为硝酸含量较低的回收稀硝酸，而在该反应温度为123°C至129°C之间时，该冷凝液为硝酸含量较高的回收浓硝酸。
5.一种废酸回收系统，用以对由外部输入的一原始废液进行回收处理，且该回收原始废液包含金属以及酸液，其特征在于，包括: 一废液储存槽，用以接收并储存该原始废液，并传送出一输入废液； 至少一反应器，其中每个反应器内设置有一加热器，且该至少一反应器为并联连接或串联连接，其中来自该废液储存槽的输入废液注入至少一反应器中形成输入废液，并由该加热器加热至相对应的一反应温度，且该至少一的输入废液在相对应的该反应温度下产生包含酸液成分的蒸气，而该至少一反应器中未被蒸发的浓缩液被传送出去； 至少一冷却器，用以接收来自相对应的该反应器的蒸气，并利用外部输入的较低温之输入冷却水，使该蒸气冷却而形成冷凝液并排出，且该输入冷却水变成较高温的排出冷却水而排出，该至少一反应器的浓缩液经由该冷却器冷却降温后形成冷却浓缩液而被传送出去; 一电解槽，用以接收来自该至少一冷却器的冷却浓缩液以形成电解液，且该电解槽具有一导电性滚筒，该导电性滚筒浸泡在该电解液中并电气连接至一电源供应器的负极，用以利用该电源供应器对该冷却浓缩液进行电解处理，而在该导电性滚筒上还原出该冷却浓缩液中的金属以形成回收金属箔，并在该导电性滚筒经转动下，由一卷绕装置将该回收金属箔抽离该导电性滚筒； 多个泵浦，分别设置于该废液储存槽、该反应器、该冷却器及该电解槽之间，用以输送相对应液体； 至少一热交换器，用以接收来自该废液储存槽的一另一输入废液，该至少一反应器的蒸气可部分被导引至相对应的该热交换器中，用以让该蒸气对该另一输入废液进行预热处理以提高该另一输入废液的温度，形成预热废液，并传送至该反应器中； 多个液位侦测单元，分别设置于 该废液储存槽及该反应器中，用以侦测液位并产生侦测信号；多个温度侦测单元，分别设置于该反应器及该冷却器，用以侦测温度以产生温度侦测信号；以及 一控制单元，用以接收该等液位侦测单元的侦测信号，以控制相对应该废液储存槽、该反应器、该冷却器及该电解槽之间的泵浦，进而调节相对应液体的传输，且该控制单元接收该反应器的温度侦测单元所产生的温度侦测单元以控制该加热器，藉以维持该反应温度，并由该控制单元接收该冷却器的温度侦测单元以控制该冷却器的输入冷却水之流量。
6.依据权利要求5所述的废酸回收系统，其特征在于，该原始废液中的金属包括硝酸及硫酸中的至少一种，该原始废液的酸液包括铜、锡及镍中的至少一种，该冷却器的冷凝液为回收浓硝酸或回收稀硝酸，该电解槽的电解废液为含有硫酸成分回收浓硫酸，而该加热器为电加热器、蒸气加热器、热媒油加热器、燃气或燃油，且该反应器的反应温度为115°C至123°C之间时，该冷凝液为硝酸含量较低的回收稀硝酸，而在该反应温度为123°C至129°C之间时，该冷凝液为硝酸含量较高的回收浓硝酸。
7.依据权利要求1或3或5所述的废酸回收系统，其特征在于，该电解槽还具有可取代该导电性滚筒的一导电性极板，该导电性极板浸泡在该电解液中并电气连接至该电源供应器的负极，用以利用该电源供应器对该电解液进行电解处理，而在该导电性极板上还原出该电解液中的金属以形成一 回收金属板。
全文摘要
本发明公开了一种废酸回收系统，包括废液储存槽、反应器、冷却器、电解槽、控制单元以及多个泵浦，其中反应器接收废液储存槽中的废液，用液位侦测单元侦测液位，藉加热器加热至反应温度而产生蒸气，并输送至冷却器形成冷凝液，可为回收浓硝酸或稀硝酸，反应器中的浓缩液经冷却器注入电解槽，进行电解处理而在导电性滚筒上还原出浓缩液中的金属，并卷绕成回收金属箔，且电解槽中的电解废液为含有硫酸成分回收硫酸，控制单元系接收温度及液位侦测单元的侦测信号以控制该等阀门及泵浦的操作而控制液体流量与方向，因而达到废酸回收的自动化控制，适合连续操作。
文档编号C01B17/90GK103213957SQ201310078630
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月12日 优先权日2013年3月12日
发明者傅新民, 周治云, 谭桂明, 廖文邦, 其他发明人请求不公开姓名 申请人:华夏新资源有限公司