一种混合废酸气化分离提纯方法与流程

本发明涉及工业废水处理技术领域，特别是涉及一种混合废酸气化分离提纯方法。

背景技术：

工业生产产生的废酸，大都含有盐酸、硝酸、硫酸和磷酸等。这些废酸现有的处理方法通常为蒸馏法或者添加钙或碱等试剂进行中和处理。蒸馏法的缺陷在于，由于多数工业用酸的沸点与水接近，纯粹以蒸馏方法所回收的纯化酸即使经过反复多次的蒸馏仍然存在大量的水分，导致浓度始终低于70％，用途相当局限；而添加钙或碱等试剂进行中和处理会产生大量的钙盐和碱盐，这种高盐废物会造成环境污染，有意识硝基盐废水对环境的污染更大，通称会造成水体富营养化。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种混合废酸气化分离提纯方法，能够解决现有混合废酸处理存在的上述问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种混合废酸气化分离提纯方法，包括如下步骤：

（1）混合废酸雾气化处理：在雾化装置内利用压缩热空气使混合废酸进行雾气化；

（2）筛滤分离：将步骤（1）中雾气化处理后的混合废酸切线导入气态漩涡离子膜筛分器内，在管式离子膜内经高速旋转筛滤，实现轻质水蒸气和重质酸雾分离；

（3）轻质水蒸气的分离：经步骤（2）中分离后的轻质水蒸气从所述气态漩涡离子膜筛分器的顶部导出；

（4）混合废酸的冷凝回收：经步骤（2）中分离后的重质酸雾从所述气态漩涡离子膜筛分器底部的酸雾出口端导出并利用酸雾冷凝器冷凝，收集不同冷凝点的酸液，分离得到对应的废酸，从而实现混合废酸的分离回收。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述压缩热空气的含水量低于5%，温度为100℃，压力为0.5～5mpa。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述高速旋转筛滤的转速为500～5000r/min。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述酸雾冷凝器的冷凝方式为冷冻水冷凝。

在本发明一个较佳实施例中，所述气态漩涡离子膜筛分器包括竖直设置的壳体，所述壳体的上部安装有管式离子膜，其下部安装有连接所述管式离子膜的搅拌器；所述壳体的顶端带有水蒸气出口，其侧壁带有混合废酸入口和酸雾出口；所述管式离子膜的顶端穿过所述水蒸气出口；所述壳体通过所述混合酸液入口与所述雾化装置连接，并通过所述酸雾出口与所述酸雾冷凝器连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述管式离子膜与所述搅拌器之间通过筛分膜块连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述壳体为内径自上向下逐渐增大的变径筒体。

在本发明一个较佳实施例中，所述雾化装置包括造雾器、换热器、除湿器和空气压缩机；其中，所述空气压缩机依次与所述除湿器和换热器连通，所述换热器与所述造雾器连通；所述造雾器的酸雾出口端从所述气态漩涡离子膜筛分器的壳体上的混合酸液入口伸入所述管式离子膜内。

在本发明一个较佳实施例中，所述造雾器包括水平设置的外壳，所述外壳包括水滴状的酸雾出口端和筒状体，所述筒状体内水平设置有混合废酸导入管，所述筒状体远离所述酸雾出口端的端部一侧还开设有蒸汽入口。

在本发明一个较佳实施例中，所述搅拌器包括高速搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨叶，其中，所述高速搅拌电机安装在所述壳体底部外侧，所述搅拌轴伸入所述气态漩涡离子膜筛分器的壳体内，其一端与所述高速搅拌电机连接，其另一端与所述筛分模块连接，其上均匀安装多个搅拌桨叶。

本发明的有益效果是：本本发明一种混合废酸气化分离提纯方法，构思新颖，绿色环保，其先将混合废酸雾气化，在利用气态漩涡离子膜筛分器将雾气化后的混合废酸中的水分全部分离出去，再对无水混合废酸混合雾气进行冷凝处理，通过收集不同冷凝点的酸液实现各种废酸之间的有效分离，且不产生有害环境的二次污染物；本发明的结构设计合理，分离构思新颖，分离效果好，分离效率高，综合性能优异，市场前景广阔。

附图说明

图1是本发明一种混合废酸气化分离提纯方法所用回收装置的立体结构示意图；

附图中各部件的标记如下：10.雾化装置，20.气态漩涡离子膜筛分器，30.酸雾冷凝器，11.造雾器，12.换热器，13.空气压缩机，14.除湿器，21.壳体，22.管式离子膜，23.搅拌器，24.水蒸气出口，25.混合废酸入口，26.酸雾出口，27.筛分膜快，111.酸雾出口端，112.筒状体，113.混合废酸导入管，114.蒸汽入口，231.高速搅拌电机，232.搅拌轴，233.搅拌桨叶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

实施例1

本发明揭示了一种混合废酸气化分离提纯方法，包括如下步骤：

（1）混合废酸雾气化处理：在雾化装置内利用压缩热空气使混合废酸进行雾气化；其中，所述压缩热空气的含水量低于5%，温度为100℃，压力为0.5～5mpa；

（2）筛滤分离：将步骤（1）中雾气化处理后的混合废酸切线导入气态漩涡离子膜筛分器内，在管式离子膜内经500～5000r/min的转速下高速旋转筛滤，实现轻质水蒸气和重质酸雾分离；

（3）轻质水蒸气的分离：经步骤（2）中分离后的轻质水蒸气从所述气态漩涡离子膜筛分器的顶部导出；

（4）混合废酸的冷凝回收：经步骤（2）中分离后的重质酸雾从所述气态漩涡离子膜筛分器底部的酸雾出口端导出并利用酸雾冷凝器冷凝，收集不同冷凝点的酸液，分离得到对应的废酸，从而实现混合废酸的分离回收；其中，所述酸雾冷凝器的冷凝方式为冷冻水冷凝。

所述气态漩涡离子膜筛分器20包括竖直设置的壳体21，所述壳体21为内径自上向下逐渐增大的变径筒体。所述壳体21的上部安装有管式离子膜22，其下部安装有搅拌器23，且管式离子膜22和搅拌器23均与所述壳体21的中心线共直线。所述管式离子膜22通过筛分膜块27与搅拌器23连接，在搅拌器23的高速旋转下带动旋转，实现对混合废酸雾气的筛分处理。

所述气态漩涡离子膜筛分器20的壳体21的顶端带有水蒸气出口24，其顶端侧壁带有混合废酸入口25，其底端侧壁带有酸雾出口26；所述管式离子膜22的顶端穿过所述水蒸气出口24。所述壳体21通过所述混合酸液入口25与雾化装置10连接，并通过所述酸雾出口26与所述酸雾冷凝器30连接。

其中，所述搅拌器23包括高速搅拌电机231、搅拌轴232和搅拌桨叶233，其中，所述高速搅拌电机231安装在所述气态漩涡离子膜筛分器20的壳体21底部外侧，所述搅拌轴232伸入所述气态漩涡离子膜筛分器20的壳体21内，所述搅拌轴232的一端与所述高速搅拌电机231连接，其另一端均匀安装多个搅拌桨叶233。

所述雾化装置10包括造雾器11、换热器12和空气压缩机13；其中，所述空气压缩机13的压缩空气出口与所述换热器12连通，优选地，在空气压缩机13和换热器12之间还设置有除湿器14，从空气压缩机13内加压后的湿空气先经过除湿器14变成干空气后，再进入换热器12内进行加热。通过除湿器14的设计，可以降低进入所述气态漩涡离子膜筛分器20内的混合废酸中的水蒸气含量，从而有利于提高水蒸气的分离效果，减小分离时间。

所述造雾器11的酸雾出口端从所述气态漩涡离子膜筛分器20的壳体21上的混合酸液入口25伸入所述管式离子膜22内，并位于所述筛分膜块27的上部。

具体地，所述造雾器11包括水平设置的外壳，所述外壳包括水滴状的酸雾出口端111和筒状体112，所述筒状体112内水平设置有混合废酸导入管113，所述筒状体112远离所述酸雾出口端111的端部一侧还开设有蒸汽入口114，所述换热器12与所述造雾器11的蒸汽入口114连通，将热蒸汽导入造雾器11内将混合废酸雾化，雾化后的混合废酸通过酸雾出口端111导入气态漩涡离子膜筛分器20的管式离子膜22内进行分离。

本发明的工作原理为：雾化装置中的空气压缩机先将空气压缩至一定压力的湿空气，湿空气经由除湿器变成干空气，干空气导入换热器内加热至100℃成热蒸汽，热蒸汽从除雾器的蒸汽入口导入除雾器内，从而将进入混合废酸导入管内的混合废酸雾气化，雾气化后的混合废酸从酸雾出口端切线进入气态漩涡离子膜筛分器的管式离子膜内，在管式离子闪粉膜的过滤作用下完成分离，即轻质的水蒸气从气态漩涡离子膜筛分器的水蒸气出口流出，重质酸雾从气态漩涡离子膜筛分器的酸雾出口流出并进入酸雾制冷器内，已分离出水分的混合酸雾经酸雾制冷器的冷凝作用相互分离，收集不同凝点温度下的成分，从而分离并对应得到硝酸、硫酸、盐酸或磷酸等。

本本发明一种混合废酸气化分离提纯方法，构思新颖，绿色环保，其先将混合废酸雾气化，在利用气态漩涡离子膜筛分器将雾气化后的混合废酸中的水分全部分离出去，再对无水混合废酸混合雾气进行冷凝处理，通过收集不同冷凝点的酸液实现各种废酸之间的有效分离，且不产生有害环境的二次污染物；本发明的结构设计合理，分离构思新颖，分离效果好，分离效率高，综合性能优异，市场前景广阔。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。