一种废酸再生及资源化回收系统的制作方法

1.本发明涉及废酸再生及资源化回收相关的技术领域，具体来讲涉及的是一种废酸再生及资源化回收系统。


背景技术：

2.钢材的酸洗处理用于去除冷轧板材坯料即热轧板材表面的氧化铁皮。经过检索发现，申请号cn201910465444.5的发明公开了一种用于处理钢材酸洗废液的废酸回收方法，该方法用于处理由盐酸清洗钢材得到的酸洗废液，利用向酸洗废液通入hcl气体，同时向酸洗废液加入水或稀盐酸的方法，使酸洗废液析出四水合氯化亚铁结晶，回收上清液即为可回用于钢材清洗的盐酸溶液。目前，在该领域钢材酸洗过程中产生的废酸，两种处理方式：一是作为危废转移给有资质的第三方进行处理，二是采用蒸发设备进行蒸发；如果转移给第三方存在的问题是废酸泄露可能存在环境风险，另外就是转移费用高达数千元每吨，给企业造成比较大的成本压力；如果采用传统的蒸发设备的方式蒸发处理，设备投资大（对设备的材质2205双相钢、哈氏合金等），运行成本也高；或者需要采用加入大量碱进行中和之后再采取316l或钛材的材质做蒸发设备；另外采用传统的蒸发工艺还会存在母液，给后续的处理增加难度。
3.

技术实现要素：

4.因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种废酸再生及资源化回收系统。废酸回收、混合废酸回收、易爆品浓缩等。该系统适用于任何浓度废酸溶液处理，因为常压低温的运行环境所需设备制造成本低，回收余热循环运行大大降低废酸处理成本。达到再生酸的效果好。
5.本发明是这样实现的，构造一种废酸再生及资源化回收系统；该系统包括空气循环系统、热泵系统、冷凝回收系统、冷冻结晶系统四部分；利用空气循环系统的低温空气分离废酸液中的水分子和易挥发酸，通过所述冷凝回收系统进行第一道冷凝回收，同时利用所述热泵系统回收冷凝回收系统的余热持续为空气循环系统提供热量,经由所述空气循环系统处理后的浓缩酸液引进冷冻结晶系统冷冻结晶过滤，余液最终存入回收罐再利用。
6.作为上述技术方案的改进；所述一种废酸再生及资源化回收系统；所述空气循环系统涉及蒸发器、风机、水泵、板式换热装置、补充装置；所述的蒸发器具有补充废酸液进口和空气输入端、空气输出端、废酸液输入端、废酸液输出端、浓缩废酸液输出口，所述蒸发器作用加热空气，蒸发分离废酸中的水分子和易挥发酸液；所述的风机具有空气输入端、空气输出端，所述风机作用为空气循环提供动力；所述的水泵具有废酸液输入端和废酸液输出端，所述水泵作用为废酸液循环提供动力；
所述的板式换热装置具有废酸液输入端、废酸液输出端、热水输入端、热水输出端，所述板式换热装置作用加热废酸液；所述的补充装置为外置装置，作用为系统提供处理所需的废酸液。
7.作为上述技术方案的改进；所述一种废酸再生及资源化回收系统；所述的热泵系统具有热泵、板式换热装置、冷凝端水泵、热水箱、蒸发端水泵、预热水箱、冷水箱、回收装置；所述的热泵具有热泵热水输入端、热泵热水输出端、热泵热水输入端、热泵热水输出端；所述的冷凝端水泵具有冷凝端水泵输入端、冷凝端水泵输出端，所述冷凝端水泵作用为热泵系统冷凝端水循环提供动力；所述的热水箱具有热水输入端、热水输出端，热水箱作用为储存热泵产生的热水；所述的蒸发端水泵具有热泵冷水输入端、热泵冷水输出端，作用为热泵系统蒸发端水循环提供动力；所述的预热水箱具有热泵冷水输入端、热泵冷水输出端，作用为利用电加热为热泵系统和空气循环系统开启提供初始热量,运行后可关闭；所述的冷水箱具有冷却水输端入端、冷却水输出端、冷却水输端入端、冷却水输出端、冷却水输端入端、冷却水输出端，作用为冷凝回收系统提供冷却水，冷却水经冷凝器吸收热量后储存在冷水箱再经由热泵系统蒸发端回收热量；作为上述技术方案的改进；所述一种废酸再生及资源化回收系统；所述的冷凝回收系统具有冷水箱、冷凝器、冷却水泵、辅助散热水泵、辅助散热机组、回收装置；所述的冷凝器具有空气输入端、空气输出端、冷却水输入端、冷却水输出端、再生酸输出端，作用为冷却热空气重新凝结出酸液；所述的冷却水泵具有冷却水输入端、冷却水输出端，作用为冷凝回收系统冷却水循环提供动力；所述的辅助散热水泵具有冷却水输入端、冷却水输出端，作用为辅助散热机组水循环提供动力；所述的辅助散热机组具有冷却水输入端、冷却水输出端，作用为辅助冷水箱散热，实时调整冷水箱温度，维持空气循环系统、热泵系统、冷凝回收系统三个系统的热平衡运作；所述的回收装置为再生酸回收装置，作用于储存再生酸液。
8.作为上述技术方案的改进；所述一种废酸再生及资源化回收系统；所述的冷冻结晶系统具有冷冻搅拌罐、冷冻机组、滤罐、回收罐；所述的冷冻搅拌罐具有浓缩废酸液输入端、液固混合物输出端、冷冻液输入端、冷冻液输出端，作用为冷冻浓缩废酸液使其达到饱和析出晶体；所述的冷冻机组具有冷冻液输入端、冷冻液输出端，作用为冷冻搅拌罐温度降至零下；所述的滤罐具有液固混合物输入端、回收酸液输出端、结晶物输出端，作用为固液分离；所述的回收罐具有回收酸输入端，作用为储存回收酸液。
9.作为上述技术方案的改进；所述一种废酸再生及资源化回收系统；该系统中，由热泵的热泵热水输出端-板式换热装置的热水输入端-板式换热装置的热水输出端-热水箱的热水输入端-热水箱的热水输出端-冷凝端水泵的冷凝端水泵输入端-冷凝端水泵的冷凝端水泵输出端-热泵的热泵热水输入端构成的回路为热泵冷凝端；由热泵的热泵热水输出端-冷水箱的冷却水输端入端-冷水箱的冷却水输出端-蒸发端水泵的热泵冷水输入端-蒸发端水泵的热泵冷水输出端-热泵的热泵热水输入端构成的回路为热泵蒸发端；其中由冷凝器的冷却水输出端-冷水箱的冷却水输端入端-冷水箱的冷却水输出端-冷却水泵的冷却水输入端-冷却水泵的冷却水输出端-冷凝器的冷却水输入端构成冷却水回路；由冷水箱的冷却水输出端-辅助散热水泵的冷却水输入端-辅助散热水泵的冷却水输出端-辅助散热机组的冷却水输入端-辅助散热机组的冷却水输出端-冷水箱的冷却水输端入端构成冷却水辅助散热回路；其中由蒸发器的空气输出端-冷凝器的空气输入端-冷凝器的空气输出端-风机的空气输入端-风机的空气输出端-蒸发器的空气输入端构成空气回路；由蒸发器的废酸液输出端-水泵的废酸液输入端-水泵的废酸液输出端-板式换热装置的废酸液输入端-板式换热装置的废酸液输出端-蒸发器的废酸液输入端构成废酸液回路。
10.作为上述技术方案的改进；所述一种废酸再生及资源化回收系统；该系统对应的实现过程为；废酸液进入蒸发器后经由水泵带进板式换热装置加热，热量由热泵系统提供；不断循环的废酸液被蒸发出水分和易挥发酸后由空气带进冷凝回收系统的冷凝器重新冷凝出新的蒸馏水和纯净的酸液完成第一道回收；不断循环冷凝的废酸液浓度不断上升，直到达到饱和状态后进入冷冻结晶系统的冷冻搅拌罐开始冷冻结晶，此时废酸液达到过饱和状态，溶质析出完成后进入滤罐进行液固分离，回收结晶物，余液进入回收罐中恢复到常温状态后再次形成不饱和溶液可再重复使用。
11.本发明具有如下优点：本发明涉及一种常压低温空气循环持续废酸再生回收系统，由空气循环系统、热泵系统、冷凝回收系统、冷冻结晶系统组成；利用空气循环系统的低温空气分离废酸液中的水分子和易挥发酸，通过冷凝回收系统进行第一道冷凝回收，同时利用热泵系统回收冷凝回收系统的余热持续为空气循环系统提供热量,经由空气循环系统处理后的浓缩酸液引进冷冻结晶系统冷冻结晶过滤，余液最终存入回收罐再利用。该系统适用于任何浓度废酸溶液处理，因为常压低温的运行环境所需设备制造成本低，回收余热循环运行大大降低废酸处理成本。达到再生酸的效果好。
12.（1）该系统相比传统处理方式处理成本低，无需耗材无需药剂，环保又节能，能达到“零排放”标准，能为企业降低废酸的处理成本，和减少新酸的使用量。相比传统蒸发设备来说该系统造价低，占地面积少，可持续运行。对于小厂来说更容易实现。
13.（2）该系统使用了常温低温蒸发，通过“空气循环系统”的1（蒸发器）加大废水中水分与酸液的蒸发效率，构成的回路使空气热能再循环。“热泵系统”吸收“冷凝回收系统”的余热再为“空气循环系统”补充热量，起到节能效果。
14.（3）该系统运行处于常温低温状态，容器管道均使用塑料pp制作，抗腐蚀性能好，
造价低廉，目前市面传统蒸发设备容器大多是采用不锈钢制作，通过内衬氟塑料和石墨来起到防腐作用，在高温高压的环境下使用寿命短，设备造价高昂。
15.（4）整个系统处理的过程除了设备的损耗，无需另外耗材和添加药剂，只有电能损耗。回收的酸液能直接充当新酸作用到工业生产中。
16.（5）通过蒸发器的废酸液当达到饱和状态后进入冷冻结晶系统产生极大的温差，继而使废酸液达到过饱和状态，使溶质析出的效率大大提高。
17.（6）整体设备采用pp材质，对待处理的介质化学耐受程度大大提高，不受酸碱度的影响；设备运行是常压低温运行，适用氧化性、易爆的介质进行浓缩；可以实现把其中废酸、硫酸亚铁、硫酸铬等物质进行分离，实现变废为宝；不需要蒸汽，采用热泵供热就能运行；运行工况是常压低温、对设备的制造成本低。
附图说明
18.图1是本发明对应的系统实施结构图。
19.其中：蒸发器1，风机2，水泵3，板式换热装置4，热泵系统涉及热泵5，冷凝端水泵6，热水箱7，蒸发端水泵8，预热水箱9，冷水箱10，冷凝器11，冷却水泵12，辅助散热水泵13，辅助散热机组14，冷冻搅拌罐15，冷冻机组16，滤罐17，回收罐18，回收装置19，补充装置20。
具体实施方式
20.下面将结合附图1对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
21.本发明通过改进在此提供一种废酸再生及资源化回收系统，其特征在于；该系统包括空气循环系统、热泵系统、冷凝回收系统、冷冻结晶系统四部分；利用空气循环系统的低温空气分离废酸液中的水分子和易挥发酸，通过所述冷凝回收系统进行第一道冷凝回收，同时利用所述热泵系统回收冷凝回收系统的余热持续为空气循环系统提供热量,经由所述空气循环系统处理后的浓缩酸液引进冷冻结晶系统冷冻结晶过滤，余液最终存入回收罐再利用。
22.本系统中，所述空气循环系统涉及蒸发器1、风机2、水泵3、板式换热装置4、补充装置20；本系统中，所述热泵系统涉及热泵5、板式换热装置4、冷凝端水泵6、热水箱7、蒸发端水泵8、预热水箱9、冷水箱10；本系统中，所述冷凝回收系统涉及冷水箱10、冷凝器11、冷却水泵12、辅助散热水泵13、辅助散热机组14、回收装置19；本系统中，所述冷冻结晶系统涉及冷冻搅拌罐15、冷冻机组16、滤罐17、回收罐18。
23.本系统实施时，如图1所示；所述空气循环系统涉及蒸发器1、风机2、水泵3、板式换热装置4、补充装置20；所述的蒸发器1具有补充废酸液进口1k和空气输入端1a、空气输出端1b、废酸液输入端1g、废酸液输出端1h、浓缩废酸液输出口4a，所述蒸发器1作用加热空气，蒸发分离废酸
中的水分子和易挥发酸液。
24.所述的风机2具有空气输入端1e、空气输出端1f，所述风机2作用为空气循环提供动力。
25.所述的水泵3具有废酸液输入端1i和废酸液输出端1j，所述水泵3作用为废酸液循环提供动力。
26.所述的板式换热装置4具有废酸液输入端1l、废酸液输出端1m、热水输入端2a、热水输出端2b，所述板式换热装置4作用加热废酸液。
27.所述的补充装置20为外置装置，作用为系统提供处理所需的废酸液。
28.本系统实施时，如图1所示；所述的热泵系统涉及热泵5、板式换热装置4、冷凝端水泵6、热水箱7、蒸发端水泵8、预热水箱9、冷水箱10、回收装置19。所述的热泵5具有热泵热水输入端2e、热泵热水输出端2f、热泵热水输入端2h、热泵热水输出端2g；所述的冷凝端水泵6具有冷凝端水泵输入端2m、冷凝端水泵输出端2n，所述冷凝端水泵6作用为热泵系统冷凝端水循环提供动力；所述的热水箱7具有热水输入端2c、热水输出端2d，热水箱7作用为储存热泵产生的热水；所述的蒸发端水泵8具有热泵冷水输入端2o、热泵冷水输出端2p，作用为热泵系统蒸发端水循环提供动力；所述的预热水箱9具有热泵冷水输入端2i、热泵冷水输出端2j，作用为利用电加热为热泵系统和空气循环系统开启提供初始热量,运行后可关闭；所述的冷水箱10具有冷却水输端入端3c、冷却水输出端3d、冷却水输端入端3e、冷却水输出端3f、冷却水输端入端2k、冷却水输出端2l，作用为冷凝回收系统提供冷却水，冷却水经冷凝器11吸收热量后储存在冷水箱10再经由热泵系统蒸发端回收热量；本系统实施时，如图1所示；所述的冷凝回收系统涉及冷水箱10、冷凝器11、冷却水泵12、辅助散热水泵13、辅助散热机组14、回收装置19；所述的冷凝器11具有空气输入端1c、空气输出端1d、冷却水输入端3a、冷却水输出端3b、再生酸输出端3q，作用为冷却热空气重新凝结出酸液。
29.所述的冷却水泵12具有冷却水输入端3m、冷却水输出端3n，作用为冷凝回收系统冷却水循环提供动力。
30.所述的辅助散热水泵13具有冷却水输入端3o、冷却水输出端3p，作用为辅助散热机组14水循环提供动力。
31.所述的辅助散热机组14具有冷却水输入端3h、冷却水输出端3g，作用为辅助冷水箱散热，实时调整冷水箱10温度，维持空气循环系统、热泵系统、冷凝回收系统三个系统的热平衡运作。
32.所述的回收装置19为再生酸回收装置，作用于储存再生酸液。
33.本系统实施时，如图1所示；所述的冷冻结晶系统涉及冷冻搅拌罐15、冷冻机组16、滤罐17、回收罐18；所述的冷冻搅拌罐15具有浓缩废酸液输入端4b、液固混合物输出端4c、冷冻液输入端4j、冷冻液输出端4h，作用为冷冻浓缩废酸液使其达到饱和析出晶体。
34.所述的冷冻机组16具有冷冻液输入端4i、冷冻液输出端4g，作用为冷冻搅拌罐15温度降至零下。
35.所述的滤罐17具有液固混合物输入端4d、回收酸液输出端4e、结晶物输出端4k，作用为固液分离。
36.所述的回收罐18具有回收酸输入端4f，作用为储存回收酸液。
37.本系统实施时，如图1所示；该系统中，由热泵5的热泵热水输出端2f-板式换热装置4的热水输入端2a-板式换热装置4的热水输出端2b-热水箱7的热水输入端2c-热水箱7的热水输出端2d-冷凝端水泵6的冷凝端水泵输入端2m-冷凝端水泵6的冷凝端水泵输出端2n-热泵5的热泵热水输入端2e构成的回路为热泵冷凝端。
38.由热泵5的热泵热水输出端2g-冷水箱10的冷却水输端入端2k-冷水箱10的冷却水输出端2l-蒸发端水泵8的热泵冷水输入端2o-蒸发端水泵8的热泵冷水输出端2p-热泵5的热泵热水输入端2h构成的回路为热泵蒸发端。
39.其中由冷凝器11的冷却水输出端3b-冷水箱10的冷却水输端入端3c-冷水箱10的冷却水输出端3d-冷却水泵12的冷却水输入端3m-冷却水泵12的冷却水输出端3n-冷凝器11的冷却水输入端3a构成冷却水回路。
40.由冷水箱10的冷却水输出端3f-辅助散热水泵13的冷却水输入端3o-辅助散热水泵13的冷却水输出端3p-辅助散热机组14的冷却水输入端3h-辅助散热机组14的冷却水输出端3g-冷水箱10的冷却水输端入端3e构成冷却水辅助散热回路。
41.其中由蒸发器1的空气输出端1b-冷凝器11的空气输入端1c-冷凝器11的空气输出端1d-风机2的空气输入端1e-风机2的空气输出端1f-蒸发器1的空气输入端1a构成空气回路。
42.由蒸发器1的废酸液输出端1h-水泵3的废酸液输入端1i-水泵3的废酸液输出端1j-板式换热装置4的废酸液输入端1l-板式换热装置4的废酸液输出端1m-蒸发器1的废酸液输入端1g构成废酸液回路。
43.如图1所示；该系统对应的实现过程为；废酸液进入蒸发器1后经由水泵3带进板式换热装置4加热，热量由热泵系统提供；不断循环的废酸液被蒸发出水分和易挥发酸后由空气带进冷凝回收系统的冷凝器11重新冷凝出新的蒸馏水和纯净的酸液完成第一道回收；不断循环冷凝的废酸液浓度不断上升，直到达到饱和状态后进入冷冻结晶系统的冷冻搅拌罐15开始冷冻结晶，此时废酸液达到过饱和状态，溶质析出完成后进入滤罐17进行液固分离，回收结晶物，余液进入回收罐18中恢复到常温状态后再次形成不饱和溶液可再重复使用。
44.本系统具有如下优点：（1）该系统相比传统处理方式处理成本低，无需耗材无需药剂，环保又节能，能达到“零排放”标准，能为企业降低废酸的处理成本，和减少新酸的使用量。相比传统蒸发设备来说该系统造价低，占地面积少，可持续运行。对于小厂来说更容易实现。
45.（2）该系统使用了常温低温蒸发，通过“空气循环系统”的1（蒸发器）加大废水中水分与酸液的蒸发效率，构成的回路使空气热能再循环。“热泵系统”吸收“冷凝回收系统”的余热再为“空气循环系统”补充热量，起到节能效果。
46.（3）该系统运行处于常温低温状态，容器管道均使用塑料pp制作，抗腐蚀性能好，造价低廉，目前市面传统蒸发设备容器大多是采用不锈钢制作，通过内衬氟塑料和石墨来
起到防腐作用，在高温高压的环境下使用寿命短，设备造价高昂。
47.（4）整个系统处理的过程除了设备的损耗，无需另外耗材和添加药剂，只有电能损耗。回收的酸液能直接充当新酸作用到工业生产中。
48.（5）通过蒸发器1的废酸液当达到饱和状态后进入冷冻结晶系统产生极大的温差，继而使废酸液达到过饱和状态，使溶质析出的效率大大提高。
49.（6）整体设备采用pp材质，对待处理的介质化学耐受程度大大提高，不受酸碱度的影响；设备运行是常压低温运行，适用氧化性、易爆的介质进行浓缩；可以实现把其中废酸、硫酸亚铁、硫酸铬等物质进行分离，实现变废为宝；不需要蒸汽，采用热泵供热就能运行；运行工况是常压低温、对设备的制造成本低。
50.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。