一種含鐵廢鹽酸提純回收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于環(huán)境工程水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種廢酸提純回收工藝，具體涉 及一種含鐵廢鹽酸提純回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 含鐵廢鹽酸一般是在化工、冶金、機(jī)械、電鍍等行業(yè)表面處理的酸洗工序中產(chǎn)生， 鐵件酸洗是表面處理工段中必不可少的生產(chǎn)工序。在目前的鐵件酸洗工藝中，大多采用鹽 酸作為酸洗介質(zhì)。鐵件表面的氧化鐵皮與鹽酸反應(yīng)后形成FeCl2、FeCl3溶解在酸液中。酸 液中鹽酸的質(zhì)量濃度通常為200g/L，隨著酸洗過程的進(jìn)行，酸液中的鐵離子濃度逐步升高， 而游離酸的濃度相應(yīng)降低。當(dāng)Fe2+的質(zhì)量濃度達(dá)到110~130g/L時(shí)，酸液就失去了高效酸 洗的能力，成為廢酸被連續(xù)排出。排出的廢酸液不僅量大，F(xiàn)e2+、Fe3+和C廠濃度高，腐蝕性 強(qiáng)，溫度也高達(dá)80°C，如不經(jīng)處理排放，不僅會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，也會降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì) 效益。
[0003] 含鐵廢鹽酸的回收與利用的方法主要有中和法、直接焙燒法、萃取法、蒸發(fā)濃縮 法、膜分離法（擴(kuò)散滲析法，電滲析法，氣升式膜過濾法等）等。目前，國內(nèi)多數(shù)工廠采用中 和法處理含酸廢液，雖然中和法具有工藝簡單、對設(shè)備要求不高、易操作的特點(diǎn)，但在處理 廢酸液過程中，會產(chǎn)生氫氧化鐵和大量廢水，致使污水難以達(dá)標(biāo)排放，帶來二次污染。焙燒 法適合鋼鐵酸洗行業(yè)產(chǎn)生的廢鹽酸處理，回收鹽酸較多，但是，卻存在二次污染，投資大，需 要消耗高能燃料，技術(shù)難度大，設(shè)備體積大，管理、維修困難等缺點(diǎn)。萃取法是使用有機(jī)相組 成的萃取液進(jìn)行逆流萃取，萃取相循環(huán)使用的方法。投資仍然較高，操作也不方便，不太適 用。而蒸發(fā)法主要消耗蒸汽，對含鹽酸廢水（廢鹽酸）進(jìn)行加熱蒸發(fā)，獲得鹽酸和濃縮液相。 優(yōu)點(diǎn)是投資低，操作方便，但是回收得到的鹽酸濃度較低，無法直接使用。另外，由于設(shè)備腐 蝕嚴(yán)重，一般來講，設(shè)備運(yùn)行不超過3個(gè)月。膜分離法利用膜的離子選擇性將鐵和酸分離， 從而回收酸和鐵鹽。膜分離法具有有較高的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保價(jià)值，能耗低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用省，其投資 僅為焙燒法的1/5左右，環(huán)境污染小，但該法分離效率低而且由于膜技術(shù)的限制，使得該技 術(shù)的廣泛應(yīng)用受到了限制。
[0004] 綜上所述，鑒于目前廢水、廢酸液治理的嚴(yán)峻形勢，開發(fā)新型、先進(jìn)的廢酸液工藝 與裝置勢在必行，對加強(qiáng)我國的環(huán)境保護(hù)具有重要的意義。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型提供一種H202氧化與強(qiáng)堿陰離子交換樹脂吸附相結(jié)合的含鐵廢鹽酸 提純回收裝置，以解決廢酸采用中和法、直接焙燒法等常規(guī)處理出水難以達(dá)標(biāo)排放、產(chǎn)生二 次污染、燃料消耗大、設(shè)備體積大、投資大、管理與維修困難等問題，以實(shí)現(xiàn)消除廢酸對環(huán)境 的污染，并同步有效回收鹽酸。
[0006] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種含鐵廢鹽酸提純回收裝置，該系統(tǒng)由H202氧化單元、樹脂吸附單元、H202投藥 單元和電器自控單元四部分組成，H202氧化單元包括依次連接的廢酸儲槽、廢酸輸送泵I和 廢酸氧化槽，廢酸氧化槽內(nèi)安裝有氧化槽攪拌機(jī)；樹脂吸附單元包括依次連接的廢酸輸送 泵II、預(yù)過濾器、樹脂吸附塔、樹脂捕捉器、回收酸儲槽、回收酸輸送泵；樹脂吸附塔設(shè)有兩 條支路，一條與純水再生槽相連，該支路上樹脂吸附塔和純水再生槽之間設(shè)有純水輸送泵， 另一條與再生水儲槽、再生水輸送泵依次相連；H202投藥單元由雙氧水儲槽和雙氧水加藥 泵組成，H202投藥單元與廢酸氧化槽管路連接；雙氧水加藥泵和雙氧水儲槽用U-PVC管道連 接，管路通往廢酸氧化槽進(jìn)口處；PLC和自動閥門組成了模塊化的集數(shù)據(jù)采集和控制與一 體的電器自控單元。
[0008] 作為優(yōu)選，樹脂吸附塔共三個(gè)進(jìn)出口，頂部兩個(gè)，底部一個(gè)；頂部中間進(jìn)出口總管 上分出三條支路，分別裝有上進(jìn)閥I、上進(jìn)閥II和上排閥；頂部靠邊出口為排氣口，裝有排 氣閥；底部進(jìn)出口總管上分出五條支路，分別裝有下進(jìn)閥I、下進(jìn)閥II、下排閥I、下排閥II 和下出閥。
[0009] 作為優(yōu)選，廢酸氧化槽、廢酸輸送泵II、預(yù)過濾器和上進(jìn)閥I依次由管道相連；上 進(jìn)閥II與下進(jìn)閥II匯成一條支路，與純水輸送泵和純水再生槽依次相連；上排閥和下排閥 I匯成一條支路，通向再生水儲槽；下排閥II通向廢酸氧化槽；下出閥、樹脂捕捉器、回收 酸儲槽頂進(jìn)水口依次相連；下進(jìn)閥I與回收酸輸送泵出口的一條支路上接。
[0010] 作為優(yōu)選，純水再生槽、再生水儲槽、雙氧水儲槽均選用PE立式平底水箱。
[0011] 作為優(yōu)選，廢酸氧化槽內(nèi)分別設(shè)有低液位開關(guān)和高液位開關(guān)；回收酸儲槽、純水再 生槽和再生水儲槽均設(shè)有高液位開關(guān)和低液位開關(guān)；預(yù)過濾器、樹脂吸附塔和樹脂捕捉器 進(jìn)出水處均設(shè)有壓力表。
[0012] 作為優(yōu)選，預(yù)過濾器和樹脂捕捉器均選用過濾精度為20ym、耐壓5kg/cm2、主體材 質(zhì)為高性能聚丙烯（PPH)、濾網(wǎng)材質(zhì)是丙綸的過濾器。
[0013] 作為優(yōu)選，雙氧水加藥泵的進(jìn)口裝有閥門，雙氧水加藥泵的出口裝有閥門與管道 流量計(jì)。
[0014] 作為優(yōu)選，所述的電器自控單元以PLC為自控中心，采集廢酸儲槽、廢酸氧化槽、 回收酸儲槽、純水再生槽、再生水儲槽的液位狀態(tài)信號、廢酸輸送泵I、廢酸輸送泵II、回收 酸輸送泵、雙氧水加藥泵、純水輸送泵、再生水輸送泵與氧化槽攪拌機(jī)的開/停信號、各自 控閥門的開/關(guān)信號，由PLC發(fā)號指令控制上述各泵、氧化槽攪拌機(jī)和自控閥門的開/停。
[0015] 本實(shí)用新型的工藝流程圖如圖3所示。該工藝由H202氧化與強(qiáng)堿陰離子交換樹脂 吸附兩部分組成。H202氧化是采用H202將廢鹽酸中的Fe2+氧化成Fe3+，以便進(jìn)入樹脂吸附 塔的廢水中鐵以Fe3+為主。強(qiáng)堿陰離子交換樹脂吸附工藝是利用強(qiáng)堿陰離子交換樹脂對 Fe3+的吸附作用，將Fe3+從廢水中去除，從而實(shí)現(xiàn)廢酸除雜并回收利用。樹脂再生時(shí)使用純 水即可將飽和樹脂上的Fe3+洗脫出來。本法解決了廢酸采用中和法、直接焙燒法等常規(guī)處 理出水難以達(dá)標(biāo)排放、產(chǎn)生二次污染、燃料消耗大、設(shè)備體積大、投資大、管理與維修困難等 問題，能有效地使含鐵廢酸中鐵的去除，以實(shí)現(xiàn)消除廢酸對環(huán)境的污染，并同步有效回收鹽 酸。
[0016] 廢酸儲槽、廢酸氧化槽及回收酸儲槽選用玻璃鋼（FRP)材質(zhì)，耐強(qiáng)酸腐蝕，增加設(shè) 備使用年限。樹脂吸附塔為碳鋼襯膠，襯膠5mm厚。純水再生槽、再生水儲槽、雙氧水儲槽 均選用PE立式平底水箱。
[0017] 所述的H202氧化單元中，廢酸儲槽靠近底部的區(qū)域開孔，與廢酸輸送泵I進(jìn)口通 過U-PVC管道連接，廢酸輸送泵I出口安裝調(diào)節(jié)流量的閥門與止回閥，管道接至廢酸氧化 槽上部。氧化槽攪拌機(jī)安裝于廢酸氧化槽之上，轉(zhuǎn)速一般控制為65rpm，槳葉材料選用碳鋼 襯PP材質(zhì)。廢酸儲槽內(nèi)設(shè)有液位開關(guān)，以保護(hù)廢酸輸送泵I在廢鹽酸低液位時(shí)空抽。廢酸 氧化槽內(nèi)分別設(shè)有低液位開關(guān)和高液位開關(guān)，當(dāng)廢酸氧化槽處于高液位時(shí)，廢酸輸送泵I 自動停機(jī)；廢酸氧化槽在低液位時(shí)，廢酸輸送泵II自動停機(jī)，直至不再處于低液位。
[0018] 廢酸氧化槽中，廢鹽酸與H202充分混合反應(yīng)，因?yàn)镠202的氧化性與Fe2+發(fā)生氧化 還原反應(yīng)，將Fe2+氧化成Fe3+，其反應(yīng)原理：2Fe2++H202+2H+= = 2Fe3++2H20。H202的投加量由 廢鹽酸中的Fe2+決定，可通過小試得知投加H202的量。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，從二價(jià)鐵的氧化效率 和雙氧水的利用率兩方面考慮，雙氧水的最佳投藥量達(dá)到理論投加量的1. 25倍，體系統(tǒng)中 Fe2+的去除率可達(dá)到99%以上。
[0019] 樹脂吸附單元內(nèi)，由于廢鹽酸體系經(jīng)過氧化處理后，鐵離子的主導(dǎo)形態(tài)為[FeCl4r絡(luò)合陰離子，因此為了吸附分離氧化后廢酸體系中的鐵，宜選用陰離子交換樹脂。 本實(shí)用新型通過幾種陰離子交換樹脂的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇大孔強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹 脂（型號：D201-TR)，其具有的大孔道結(jié)構(gòu)更有利于[?冗14]1各合陰離子的交換吸附，含 有的強(qiáng)堿性基團(tuán)與[?冗14]-離子具有較高的親和力，更易將[FeCl4r離子從溶液中吸附分 離。該樹脂使用pH范圍為1-14,最高使用溫度100°C，外觀乳白色，質(zhì)量交換容量3. 7_01/ g(干），體積交換容量1.lmmol/ml，含水率50-60%，堆積密度650g/L。吸附過程機(jī)理如下： R_N+ ? Cl +[FeCl4]一R_N+ ? [FeCl4] +C1。
[0020] 預(yù)過濾器和樹脂捕捉器均選用過濾精度