申請日2014.09.02

　　公開(公告)日2016.03.30

　　IPC分類號C02F9/12; C02F103/16

　　摘要

　　本發(fā)明提供一種減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及含鹽酸、含金屬鹽廢水的終端處理，廢棄物資源化。本發(fā)明步驟為：a.備料，酸洗廢水經(jīng)過濾去除大粒徑顆粒物，與催化劑在混合設備中充分混勻;b.分餾，混合液打入低壓分餾裝置，低溫、低壓分離酸液;c.分離金屬鹽，殘液進入金屬鹽分離裝置，調(diào)節(jié)pH至金屬鹽析出，由轉(zhuǎn)動磁盤吸附分離;d.固液分離，泥漿進入固液分離裝置脫水;e.催化劑濃縮，分離出金屬鹽的殘液進入濃縮裝置，低溫、低壓濃縮，回流參與反應。本發(fā)明采用減壓低溫催化的方法處理酸洗廢水，提高酸液及金屬鹽回收率，降低處理成本，填補了目前低成本、高效率、零污染處理酸洗廢水的技術(shù)空白。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，其特征在于，其步驟為：

　　a.備料，酸洗廢水經(jīng)初步過濾去除大于30微米的顆粒物，與復合型多效催化劑在混合設備中充分混勻;

　　b.分餾，混合液由耐酸泵打入低壓分餾裝置，在80攝氏度，30kpa環(huán)境下分離酸液，再生酸液濃度達30%以上;

　　c.分離金屬鹽，殘液從分餾器底部進入金屬鹽分離裝置，調(diào)節(jié)殘液pH在7～8，金屬鹽析出沉降，由轉(zhuǎn)動永磁磁盤吸附，分離出金屬鹽;

　　d.固液分離，含水率高的金屬鹽進入固液分離裝置，脫去水分;

　　e.催化劑濃縮，分離出金屬鹽的殘液進入催化劑濃縮裝置，在80攝氏度，30kpa環(huán)境下濃縮催化劑，回流至反應前端繼續(xù)參與反應。

　　f.對步驟b產(chǎn)生的再生酸和步驟d產(chǎn)生的金屬鹽，可作為化工原料回收利用。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，其特征在于，步驟a所述的復合型多效催化劑成分為次氯酸鈣和氯型強堿型陰離子分子篩，催化劑的添加比例為35%～48%。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，其特征在于，步驟b所述的加熱溫度80攝氏度為經(jīng)換熱器加熱進入低壓分餾裝置的溫度，低壓分餾器內(nèi)部絕對壓力為30kpa，采用強制循環(huán)換熱噴灑式進料的方式，換熱器內(nèi)部壓力為1大氣壓。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，其特征在于，步驟c所述的金屬鹽析出的pH范圍控制在7～8，析出固體為黑色四氧化三鐵。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，其特征在于，步驟e所述的催化劑濃縮裝置內(nèi)部絕對壓力不大于30kp，內(nèi)部加熱，加熱溫度不大于80攝氏度，濃縮濃度為60%。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，其特征在于，步驟f所述的再生酸的濃度為30%，金屬鹽為四氧化三鐵，含量不低于62%。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，其特征在于，步驟f所述的再生酸和金屬鹽作為化工原料回收利用，工藝終端不向環(huán)境排放廢棄物，產(chǎn)生的水分一部分用于吸收再生酸，一部分工藝內(nèi)部循環(huán)使用，整個工藝為循環(huán)封閉式。

　　說明書

　　一種減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，涉及含鹽酸、含金屬鹽廢水的終端處理與處置，及廢棄物的資源化。

　　背景技術(shù)

　　工業(yè)上常用強酸性溶液對金屬表面進行清洗，一方面是為了改變金屬表面結(jié)構(gòu)，利于后續(xù)的加工處理，另一方面是為了清洗掉金屬表面的銹蝕氧化物，使金屬表面光潔，避免進一步銹蝕;當酸洗液使用一定次數(shù)后酸度降低，金屬離子濃度升高，降低了酸洗效率，需要更換酸洗液，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢液量大，不及時處理會對周邊環(huán)境造成嚴重污染，廢液中含有大量鹽酸和金屬鹽，是化工行業(yè)的重要原料，在處理酸洗廢水的同時回收鹽酸和金屬鹽，產(chǎn)生高效附加值是水處理行業(yè)關(guān)注的一個焦點，引起了許多專家的高度重視。

　　國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)采用中和的方法來處理酸洗廢水，隨著pH值升高，鹽酸得以中和，金屬離子與氫氧根結(jié)合生成沉淀，經(jīng)過固液分離，清水達標排放，這種方法簡單易行，效果明顯，被許多排污企業(yè)所接受，但是，處理過程中鹽酸和金屬鹽全部作為廢棄物被處置掉，造成了大量物料的浪費，并且，中和鹽酸需要相應物質(zhì)的量的氫氧根作為中和劑，需要消耗大量的堿性物質(zhì)，耗費巨大，處理成本高，造成物料的二次浪費，違背了節(jié)能減排、綠色環(huán)保的環(huán)保政策，在環(huán)境工程工藝選擇中是不足取的。

　　目前，對于廢鹽酸的回收利用國內(nèi)外有：高溫焙燒法、變壓破沸法、電滲析法、樹脂阻滯法等。

　　1、高溫焙燒法：在高溫條件下氧化分解亞鐵鹽，同時蒸發(fā)水分，回收氧化鐵和再生鹽酸的方法，這種方法鹽酸回收徹底，不排放廢棄物，適合于大規(guī)模處理廢酸液，投資大，運行成本高，管理要求嚴格，僅限于大型企業(yè)使用;

　　2、變壓破沸法：根據(jù)不同壓力打破廢鹽酸溶液的共沸平衡，達到濃縮再生酸的目的，這種方法可以提高再生酸濃度，但是在高壓階段，需要高溫才能夠使水與氯化氫分離出來，運行能耗大。

　　3、電滲析法：使廢酸進入擴散滲析器，利用離子交換膜的選擇透過性和分子篩作用，使游離酸不斷由廢酸相進入水相，從而得到回收，殘夜進入電解槽，在電場的作用下使鐵離子還原為純鐵，氯離子與氫離子重新結(jié)合為鹽酸;這種方法設備簡單，回收率高，但電能損耗大;

　　4、樹脂阻滯法：利用樹脂對鹽酸阻滯的特性，將鹽酸阻滯在樹脂表面，金屬離子透過樹脂孔隙隨廢液流出，達到再生酸與金屬鹽的分離，這種方法運行成本低，但是，處理量小，再生酸濃度低，單位投資成本高，不適合大 規(guī)模處理用，并且金屬鹽不能得到回收。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，針對酸洗企業(yè)提供一種投資和處理成本低，能夠使廢酸和金屬鹽資源化利用的工藝，不僅可以解決酸洗廢水處理與處置問題，還可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益。

　　本發(fā)明是在低溫低壓的狀態(tài)下添加催化劑，將氯化氫與廢液分離，達到再生酸的回收和濃縮的目的，氯化氫在低濃度的情況下與水形成恒沸物，根據(jù)在不同的壓力下，恒沸點不同的特點，在低壓狀態(tài)下添加多效催化劑，打破氯化氫與水的恒沸平衡的同時，降低氯化氫與水之間水合鍵的結(jié)合強度，破壞水合作用，兩分子之間形成裂隙，低壓狀態(tài)下，廢液低溫加熱至沸騰，加劇分子布朗運動，由于布朗運動是無規(guī)則的分子運動，運動過程中分子之間的碰撞和摩擦加劇水合鍵的斷裂，促進氯化氫溢出，達到氣水分離的目的。

　　本發(fā)明所述的一種減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，其步驟為：

　　a.備料，酸洗廢水經(jīng)初步過濾去除大于30微米的顆粒物，與復合型多效催化劑在混合設備中充分混勻;

　　b.分餾，混合液由耐酸泵打入低壓分餾裝置，在80攝氏度，30kpa環(huán)境下分離酸液，再生酸液濃度達30%以上;

　　c.分離金屬鹽，殘液從分餾器底部進入金屬鹽分離裝置，調(diào)節(jié)殘液pH在7～8，金屬鹽析出沉降，由轉(zhuǎn)動永磁磁盤吸附，分離出金屬鹽;

　　d.固液分離，含水率高的金屬鹽進入固液分離裝置，脫去水分;

　　e.催化劑濃縮，分離出金屬鹽的殘液進入催化劑濃縮裝置，在80攝氏度，30kpa環(huán)境下濃縮催化劑，回流至反應前端繼續(xù)參與反應。

　　f.對步驟b產(chǎn)生的再生酸和步驟d產(chǎn)生的金屬鹽，可作為化工原料回收利用。

　　步驟a所述的復合型多效催化劑成分為次氯酸鈣和氯型強堿型陰離子分子篩。

　　步驟b所述的加熱溫度80攝氏度為經(jīng)換熱器加熱進入低壓分餾裝置的溫度，低壓分餾器內(nèi)部絕對壓力為30kpa，采用強制循環(huán)換熱噴灑式進料的方式，換熱器內(nèi)部壓力為1大氣壓。

　　步驟c所述的金屬鹽析出的pH范圍控制在7～8，析出固體為黑色四氧化三鐵。

　　步驟e所述的催化劑濃縮裝置內(nèi)部絕對壓力不大于30kp，內(nèi)部加熱，加熱溫度不大于80攝氏度，濃縮濃度為60%。

　　步驟f所述的再生酸的濃度為30%，金屬鹽為四氧化三鐵，含量不低于62%。

　　步驟f所述的再生酸和金屬鹽作為化工原料回收利用，工藝終端不向環(huán) 境排放廢棄物，產(chǎn)生的水分一部分用于吸收再生酸，一部分工藝內(nèi)部循環(huán)使用，整個工藝為循環(huán)封閉式。

　　本發(fā)明提出的減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，針對目前酸洗廢水產(chǎn)生量大，處理成本高等問題，提出了減壓、低溫和催化相結(jié)合的處理方法，提供一種先進的廢酸濃縮回收和金屬鹽回收利用工藝，整個工藝清潔環(huán)保，廢棄物利用率高，不向環(huán)境排放廢氣物，提高了廢棄物的附加值，變廢為寶，有效遏制資源浪費和環(huán)境污染。本發(fā)明首先是將多效催化劑與酸洗廢液充分混勻打入低壓分餾器，混合液從低壓分餾器底部由耐酸泵打入高效換熱器加熱，加熱后的混合液從高效換熱器頂部噴入低壓分餾器，氣體從高效蒸發(fā)器上口在真空泵抽吸作用下，進入冷凝換熱器由吸收設備將氯化氫氣體吸收，剩余殘夜落入高效蒸發(fā)器底部回流加熱分離，冷凝器前端安裝PH在線監(jiān)測儀，當pH值顯示5～6時殘液從低壓分餾器底部由渣漿泵抽入金屬鹽分離器，調(diào)節(jié)殘液pH值為7～8，至黑色沉淀量不再增加，利用永磁磁盤將鐵鹽吸附在永磁磁盤上，與催化劑分離，剩余液體進入多效催化劑濃縮器，利用低壓閃蒸法將多效催化劑溶液濃縮至飽和，回流進入催化劑混合器，循環(huán)使用，鐵鹽沉淀利用刮板機與永磁磁盤分離，進入離心分離機進行固液分離，液體混入酸洗廢液繼續(xù)參與處理，回收固體作為工業(yè)生產(chǎn)的原料，該工藝及設備可以處理不同濃度的鹽酸酸洗廢水，回收鹽酸和金屬鹽，可用于蒸餾法處理的其它廢水，末端沒有廢棄物排出，達到廢棄物資源化和零排放。本發(fā)明滿足酸洗廢水處理工程化、規(guī)�；�要求，提高廢棄物的資源化利用率，降低運營成本，綜合效益顯著提高。

　　本發(fā)明提出的減壓低溫催化分餾處理酸洗廢水及副產(chǎn)品回收工藝，具有以下優(yōu)點和積極效果：改變目前酸洗廢水污染環(huán)境，難以處理，處理成本高的現(xiàn)狀，對其進行最大限度無害化、減量化、資源化的綜合處理，其經(jīng)濟效益和社會效益相當顯著;本發(fā)明所使用的供熱系統(tǒng)采用空氣源換熱的形式，充分利用空氣熱能，減少額外能量供給，加熱和冷卻設備通過冷媒循環(huán)進行熱交換，熱能利用率可達98%以上，從根本上節(jié)約能源，改善了傳統(tǒng)廢酸回收工藝供熱系統(tǒng)能耗大、冷卻系統(tǒng)用水量大的弊端，填補了工業(yè)生產(chǎn)低能耗制冷供熱的空白。整個工藝產(chǎn)生的再生酸、金屬鹽、水均不外排，再生酸和金屬鹽作為化工原料回收利用，水在工藝中循環(huán)使用，滿足稀釋、換熱、冷卻、吸收等用水，整個過程不向外界排放任何有害物質(zhì)，真正達到了零排放的要求。