CN218232124U - 一种高浓度废酸资源化工艺装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高浓度废酸资源化工艺装置，本实用新型涉及废酸资源化处理技术领域，包括依次设置的废酸储槽、稀释调节器、转晶反应器、中和沉淀器、离心机和污水处理箱，所述废酸储槽与稀释调节器的进料口连接，稀释调节器的出料口通过篮式过滤器与转晶反应器的进料口连接，转晶反应器的上部还连接有第一加药装置，本实用新型有效处理高浓度废酸的同时，可制备资源化产品二水石膏，不仅可以解决硫酸的处置问题，也实现了废酸的资源化利用，通过稳定反应速率和反应器外部物理冷却来控制体系温度，用多级反应的工艺来实现硫酸同氢氧化钙形成硫酸钙沉淀物的反应过程，在反应全程对体系三废进行有效的收集和处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及废酸资源化处理技术领域，具体为一种高浓度废酸资源化工艺装置。
背景技术
硫酸在化工行业、染料行业、医药行业中有着重要的应用。特别是硫酸的使用在半导体行业中占据了主要的作用，随着人工智能、物联网、5G、智能驾驶等新应用爆发，将驱使全球半导体产业持续增长，随着集成电路产业的发展，废酸产生量将会逐年增加，目前半导体行业中产生的废酸主要以96％的硫酸和2％的过氧化氢浸蚀氧化液晶电路板工艺所产生。
硫酸虽然参与了整个生产过程，但它并没有被全部利用，目前对于废硫酸的资源化利用技术比较落后，加上处理废酸的成本也比较高，所以并没有对废酸进行很好的利用，甚至直接排放，这样做严重危害环境，因此找到合理利用废酸的资源化利用方式，提高资源化利用水平和能力成为当前生产的迫切需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高浓度废酸资源化工艺装置。
本实用新型可以通过以下技术方案实现：一种高浓度废酸资源化工艺装置，包括依次设置的废酸储槽、稀释调节器、转晶反应器、中和沉淀器、离心机和污水处理箱，所述废酸储槽与稀释调节器的进料口连接，稀释调节器的出料口连接有篮式过滤器，篮式过滤器与转晶反应器的进料口连接，转晶反应器的上部还连接有第一加药装置，第一加药装置包括石灰乳进口槽和转晶剂进口槽，转晶反应器的出料口与中和沉淀器的进料口连接，中和沉淀器的上部连接有第二加药装置，第二加药装置包括氢氧化钠进口槽，中和沉淀器的出料口与离心机连接，离心机的出水口与污水处理箱连接。
本实用新型的进一步技术改进在于：稀释调节器、转晶反应器和中和沉淀器的上部外接排气管路，排气管路上连接废气处理机构，废气处理机构包括自排气管路出气口向外依次设置的硫酸溶液吸收箱、氢氧化钠溶液吸收箱、活性炭吸收箱和真空泵。
本实用新型的进一步技术改进在于：稀释调节器的顶面通过管道连接有回用水进口槽，且稀释调节器的外壁上设置第一冷却水循环机构，第一冷却水循环机构包括设置在稀释调节器的中部外壁至其下部外壁上的第一冷却水循环腔，第一冷却水循环腔的侧部开设第一冷却液进口，第一冷却水循环腔的底面中部开设第一冷却液出口。
本实用新型的进一步技术改进在于：转晶反应器的外壁上设置第二冷却水循环机构，第二冷却水循环机构包括设置在转晶反应器中部外壁至其下部外壁上的第二冷却水循环腔，第二冷却水循环腔的侧部开设第二冷却液进口，第二冷却水循环腔的底面中部开设第二冷却液出口。
本实用新型的进一步技术改进在于：中和沉淀器的外壁上设置第三冷却水循环机构，第三冷却水循环机构包括设置在中和沉淀器中部外壁至其下部外壁上的第三冷却水循环腔，第三冷却水循环腔的侧部开设第三冷却液进口，第三冷却水循环腔的底面中部开设第三冷却液出口。
本实用新型的进一步技术改进在于：废酸储槽与稀释调节器之间的连接管路上设置第一抽泵，稀释调节器与转晶反应器之间的连接管路上设置第二抽泵，转晶反应器与中和沉淀器之间的连接管路上设置第三抽泵，中和沉淀器与离心机之间的连接管路上设置第四抽泵。
与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：
本实用新型在有效处理高浓度废酸的同时，可制备资源化产品二水石膏，不仅可以解决硫酸的处置问题，也实现了废酸的资源化利用，通过稳定反应速率和反应器外部物理冷却来控制体系温度，用多级反应(转晶反应、酸碱中和)的工艺来实现硫酸同氢氧化钙形成硫酸钙沉淀物的反应过程，在反应全程对体系三废(废水、废气、废渣)进行有效的收集和处理，来达到高浓度废酸资源化的一种组合式装置。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1、稀释调节器；2、篮式过滤器；3、废酸储槽；4、回用水进口槽；5、转晶反应器；6、中和沉淀器；7、石灰乳进口槽；8、转晶剂进口槽；9、离心机；10、污水处理箱；11、氢氧化钠进口槽。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
请参阅图1所示，本实用新型提供了一种高浓度废酸资源化工艺装置，包括依次设置的废酸储槽3、稀释调节器1、转晶反应器5、中和沉淀器6、离心机9和污水处理箱10，废酸储槽3与稀释调节器1的进料口连接，稀释调节器1的出料口连接有篮式过滤器2，篮式过滤器2与转晶反应器5的进料口连接，转晶反应器5的上部还连接有第一加药装置，第一加药装置包括石灰乳进口槽7和转晶剂进口槽8，转晶反应器5的出料口与中和沉淀器6的进料口连接，中和沉淀器6的上部连接有第二加药装置，第二加药装置包括氢氧化钠进口槽11，中和沉淀器6的出料口与离心机9连接，离心机9的出水口与污水处理箱10连接，用转晶反应、酸碱中和的来实现硫酸同氢氧化钙形成硫酸钙沉淀物的反应过程，离心机9中的滤液经污水处理箱10进一步处理后进入到回用水进口槽4中，建筑石膏制备过程中需要用到大量的硫酸，而离心机9经过离心后固体含有高浓度废硫酸，可作为二水石膏的原材料，实现废渣的处理，不仅可以解决硫酸的处置问题，也实现了废酸的资源化利用。
稀释调节器1、转晶反应器5和中和沉淀器6的上部外接排气管路，排气管路上连接废气处理机构，废气处理机构包括自排气管路出气口向外依次设置的硫酸溶液吸收箱、氢氧化钠溶液吸收箱、活性炭吸收箱和真空泵，在反应中对废气进行处理。
稀释调节器1的顶面通过管道连接有回用水进口槽4，且稀释调节器1的外壁上设置第一冷却水循环机构，第一冷却水循环机构包括设置在稀释调节器1的中部外壁至其下部外壁上的第一冷却水循环腔，第一冷却水循环腔的侧部开设第一冷却液进口，第一冷却水循环腔的底面中部开设第一冷却液出口；转晶反应器5的外壁上设置第二冷却水循环机构，第二冷却水循环机构包括设置在转晶反应器5中部外壁至其下部外壁上的第二冷却水循环腔，第二冷却水循环腔的侧部开设第二冷却液进口，第二冷却水循环腔的底面中部开设第二冷却液出口；中和沉淀器6的外壁上设置第三冷却水循环机构，第三冷却水循环机构包括设置在中和沉淀器6中部外壁至其下部外壁上的第三冷却水循环腔，第三冷却水循环腔的侧部开设第三冷却液进口，第三冷却水循环腔的底面中部开设第三冷却液出口，稀释调节器1、转晶反应器5和中和沉淀器6的内部均设置有搅拌杆和温度计，温度计用于监测稀释调节器1、转晶反应器5和中和沉淀器6内的反应温度，而搅拌杆用于加快稀释调节器1、转晶反应器5和中和沉淀器6内的反应速度，当稀释调节器1、转晶反应器5和中和沉淀器6内的温度过高时，冷却水通过第一冷却液进口、第二冷却液进口以及第三冷却液进口进入到对应的第一冷却水循环腔、第二冷却水循环腔和第三冷却水循环腔中，进而对稀释调节器1、转晶反应器5和中和沉淀器6内的温度降温冷却。
废酸储槽3与稀释调节器1之间的连接管路上设置第一抽泵，便于废酸进入到稀释调节器1内，稀释调节器1与转晶反应器5之间的连接管路上设置第二抽泵，将稀释调节器1内的物料输送至转晶反应器5中，转晶反应器5与中和沉淀器6之间的连接管路上设置第三抽泵，将转晶反应器5的物料输送至中和沉淀器6内，中和沉淀器6与离心机9之间的连接管路上设置第四抽泵，将中和沉淀器6中的物料输送至离心机9中。
本实用新型还提供了一种高浓度废酸资源化工艺，包括以下步骤：
1)制作石灰乳：将消石灰和水按一定比例加入石灰乳，并施加搅拌使其快速分散，形成的悬浊液泵入转晶反应器5中，悬浮液固含量控制在10％左右，后通过第一加药装置加入适量转晶剂至转晶反应器5中；
2)废硫酸预处理：首先向稀释调节器1内泵入部分水，再缓慢泵入废硫酸，配制一定浓度的硫酸溶液，添加二氧化锰催化分解双氧水；
3)转晶反应：将稀释调节器1内硫酸溶液经篮式过滤器器过滤二氧化锰后，再同石灰乳按照一定比例泵入转晶反应器5中进行反应，同时添加转晶剂；
H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2H2O
4)中和反应：将步骤3)处理后混合液泵入中和沉淀器6中，添加氢氧化钠溶液调节体系pH至8.0左右；
5)降温：步骤2)、3)、4)反应过程中有大量热能放出，通过第一冷却水循环机构、第二冷却水循环机构和第三冷却水循环机构冷却，将反应体系温度控制在30℃以下，增加晶种数量，减少二水石膏的直径；
6)固液分离***：将经步骤4)处理后的混合液，通过离心机9离心，离心后固体采用硫酸洗涤，洗涤液作为生产原料重复利用，滤液经污水处理箱10进一步处理，处理后回用至稀释调节器1中。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种高浓度废酸资源化工艺装置，其特征在于：包括依次设置的废酸储槽(3)、稀释调节器(1)、转晶反应器(5)、中和沉淀器(6)、离心机(9)和污水处理箱(10)，所述废酸储槽(3)与稀释调节器(1)的进料口连接，稀释调节器(1)的出料口通过篮式过滤器(2)与转晶反应器(5)的进料口连接，转晶反应器(5)的上部还连接有第一加药装置，第一加药装置包括石灰乳进口槽(7)和转晶剂进口槽(8)，转晶反应器(5)的出料口与中和沉淀器(6)的进料口连接，中和沉淀器(6)的上部连接有第二加药装置，第二加药装置包括氢氧化钠进口槽(11)，中和沉淀器(6)的出料口与离心机(9)连接，离心机(9)的出水口与污水处理箱(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度废酸资源化工艺装置，其特征在于，稀释调节器(1)、转晶反应器(5)和中和沉淀器(6)的上部外接排气管路，排气管路上连接废气处理机构，废气处理机构包括自排气管路出气口向外依次设置的硫酸溶液吸收箱、氢氧化钠溶液吸收箱、活性炭吸收箱和真空泵。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度废酸资源化工艺装置，其特征在于，稀释调节器(1)的顶面通过管道连接有回用水进口槽(4)，且稀释调节器(1)的外壁上设置第一冷却水循环机构，第一冷却水循环机构包括设置在稀释调节器(1)的中部外壁至其下部外壁上的第一冷却水循环腔，第一冷却水循环腔的侧部开设第一冷却液进口，第一冷却水循环腔的底面中部开设第一冷却液出口。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度废酸资源化工艺装置，其特征在于，转晶反应器(5)的外壁上设置第二冷却水循环机构，第二冷却水循环机构包括设置在转晶反应器(5)中部外壁至其下部外壁上的第二冷却水循环腔，第二冷却水循环腔的侧部开设第二冷却液进口，第二冷却水循环腔的底面中部开设第二冷却液出口。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度废酸资源化工艺装置，其特征在于，中和沉淀器(6)的外壁上设置第三冷却水循环机构，第三冷却水循环机构包括设置在中和沉淀器(6)中部外壁至其下部外壁上的第三冷却水循环腔，第三冷却水循环腔的侧部开设第三冷却液进口，第三冷却水循环腔的底面中部开设第三冷却液出口。
6.根据权利要求1所述的一种高浓度废酸资源化工艺装置，其特征在于，废酸储槽(3)与稀释调节器(1)之间的连接管路上设置第一抽泵，稀释调节器(1)与转晶反应器(5)之间的连接管路上设置第二抽泵，转晶反应器(5)与中和沉淀器(6)之间的连接管路上设置第三抽泵，中和沉淀器(6)与离心机(9)之间的连接管路上设置第四抽泵。
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