廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統。該系統包括依次通過輸液管道相連通的廢酸收集設備、隔膜泵、板框過濾設備、第一儲酸設備、第一增壓泵、微濾膜過濾設備、第二儲酸設備、擴散滲析設備、第三儲酸設備、第二增壓泵、納濾膜過濾設備、酸液回收設備，其中，所述廢酸收集設備上設置有廢酸收集入口，所述板框過濾設備設置有泥餅收集口，所述擴散滲析設備內設置有陰離子交換膜，所述擴散滲析設備上還設置有擴散滲析滲析液入口，所述擴散滲析滲析液入口與第三增壓泵相連接，所述第三增壓泵另一端與擴散滲析滲析液供應設備相連接。該回收系統結構簡單，節能環保，其雜質分離和硫酸回收效率高，能適用工業化大規模生產。
【專利說明】
廢I日鉛蓄電池硫酸回收系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于廢液回收處理設備技術領域，具體是指一種廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統。
技術【背景技術】
[0002]據統計，我國每年產生廢鉛酸蓄電池已近300萬噸。報廢的鉛蓄電池為危險廢棄物，主要由金屬鉛、鉛膏、PVC隔板，PP塑料以及廢硫酸(重量濃度約為15?30%)組成，其中廢硫酸約占總廢棄物重量的20%，由于廢舊鉛蓄電池中鉛具有較強的毒性，硫酸具有較強的腐蝕性，如何妥善處置一直為國內外相關從業人員關注。
[0003]目前對廢舊鉛酸蓄電電池鉛的資源化回收利用，已經有關的技術應用于工程實踐，但是由于廢舊鉛蓄電池的廢硫酸成分復雜，還含有大量鐵離子和鉛離子，其中鐵離子含量高達15?150mg/L，遠高于我國蓄電池用硫酸質量標準(HG/T2692-2007)優級品的鐵含量指標為<0.0005% (w)(約為6.27mg/l)，而高質量電瓶要求使用分析純試劑硫酸(GB/T625-2007)，其鐵含量指標為< 0.00005% (w)(約為1.0mg/1)。這部分硫酸無法直接回用。目前傳統的處理方法是將廢硫酸用片堿中和后進入廢水處理系統。這樣不僅需消耗的大量的片堿中和，還產生大量含酸廢水。
[0004]近年來，隨著我國對環境要求的提高，促進了節能減排技術突飛猛進的發展，很多關于廢舊鉛酸蓄電池硫酸資源化利用的研究的報道。這些方法主要有:離子交換法、滲析法、膜集成分離法等。離子交換法具備較高的去除率，但目前應用范圍還受到離子交換劑品種、性能、成本的限制。滲析法主要優點在于動力消耗小，但在回收硫酸對金屬雜質含量要求高，需要多級處理時，所回收的硫酸濃度較低，滲析法無法適應多級處理的技術要求。膜集成分離法對廢硫酸中的鉛鐵等金屬離子有較好的截留效果，可實現大規模工程應用，但仍需解決膜組件如何在強酸(濃度15?30%)條件下長期穩定的問題。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的就是克服上述現有技術存在的不足，提供一種廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統。該回收系統結構簡單，節能環保，其雜質分離和硫酸回收效率高，能適用工業化大規模生產。
[0006]為實現上述目的，本實用新型的廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特殊之處在于:該系統包括依次通過輸液管道相連通的廢酸收集設備、隔膜栗、板框過濾設備、第一儲酸設備、第一增壓栗、微濾膜過濾設備、第二儲酸設備、擴散滲析設備、第三儲酸設備、第二增壓栗、納濾膜過濾設備、酸液回收設備，其中，所述廢酸收集設備上設置有廢酸收集入口，所述板框過濾設備設置有泥餅收集口，所述擴散滲析設備內設置有陰離子交換膜，所述擴散滲析設備上還設置有擴散滲析滲析液入口，所述擴散滲析滲析液入口與第三增壓栗相連接，所述第三增壓栗另一端與擴散滲析滲析液供應設備相連接。
[0007]以下技術方案的任意一種可作為所述廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統進一步的優選方案:
[0008]所述板框過濾設備上設置有板框過濾出料回流口，所述板框過濾出料回流口與所述廢酸收集入口相連通。
[0009]所述微濾膜過濾設備上還設置有微濾膜反洗液入口，所述微濾膜反洗液入口與第一反洗栗相連接，所述第一反洗栗另一端與所述第二儲酸設備上開設的反洗酸液出口端相連接。
[00?0]所述擴散滲析設備上開設有擴散滲析濃縮液出口，所述擴散滲析濃縮液出口與污水處理設備相連通。
[0011 ]所述陰離子交換膜將擴散滲析設備內腔分隔成滲析室和擴散室，所述擴散滲析滲析液入口與滲析室相連通，所述擴散滲析濃縮液出口與擴散室相連通。
[0012]所述納濾膜過濾設備上還設置有納濾膜清洗液入口，所述納濾膜清洗液入口與第一清洗栗相連接，所述第一清洗栗另一端與清洗液供應設備相連通。
[0013]所述微濾膜過濾設備上還開設有微濾濃縮液出料口，所述微濾濃縮液出料口與所述廢酸收集入口相連通。
[0014]所述納濾膜過濾設備上開設有納濾濃濾液出料口，所述納濾濃濾液出料口與所述第二儲酸設備的入口端相連通。
[0015]所述微濾膜過濾設備中，微濾膜的材質為無機陶瓷膜，微濾膜殼材質為聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯或聚丙烯;所述無機陶瓷為三氧化二鋁、二氧化鋯。
[0016]所述納濾膜過濾設備中，納濾膜材質為聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯中的一種。
[0017]本實用新型的廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統工作原理為:
[0018]待處理廢酸通過廢酸收集設備收集后，經隔膜栗初步增壓進入板框過濾設備進行初過濾處理，除去大顆粒雜質，板框過濾設備產生的濾餅從濾餅收集口排出，過濾液進入第一儲酸設備，再經第一增壓栗送入微濾膜過濾設備進行微濾過濾，透過微濾膜的稀酸液進入第二儲酸設備，未透過微濾膜的微濾濃縮液則進入到廢酸收集設備的廢酸收集入口進行再處理。第二儲酸設備中的酸液進入擴散滲析設備，擴散滲析設備內設置陰離子交換膜，酸液中的S042—等陰離子能穿過該陰離子交換膜，而鐵離子、鉛離子等陽離子不能穿過該陰離子交換膜，陰離子交換膜將擴散滲析設備分隔成滲析室和擴散室兩個功能室，滲析液入口與滲析室相連通，并與第三增壓栗相連接，第三增壓栗另一端與滲析液供應設備相連接，滲析液供應設備中放置純水或低濃度的稀硫酸，滲析液通過第三增壓栗進入到滲析室中，與擴散室中待處理酸液進行擴散滲析，除去鉛、鐵等陽離子雜質，產生的滲析酸液進入第三儲酸設備后經第二增壓栗進入納濾膜過濾設備、再次經過納濾膜過濾，進一步除去細微顆粒雜質，因而得到較純的硫酸回收液進入酸液回收設備。
[0019]當所述板框過濾設備設置有板框過濾出料回流口，所述框過濾出料回流口與所述廢酸收集入口相連通時，在該廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統運行初階段，板框過濾設備出料回流口開啟，進行回流操作，目的是在板框過濾設備上形成一定厚度濾餅層，進而更好的去除大顆粒雜質，提升下級單元的處理效率;濾餅層形成后，關閉出料回流口，進入正常過濾操作階段，所產生的泥餅經泥餅收集口收集后，作為危廢外運處理，得到的粗硫酸進入第一儲酸設備。
[0020]擴散滲析設備開設的與所述擴散室相連通的擴散滲析濃縮液出口，將經擴散滲析處理后產生的擴散滲析濃縮液排出質污水處理設備，即進入污水收集處理系統進行另行處理。
[0021 ]微濾膜過濾設備上設置有與第一反洗栗相連接微濾膜反洗液入口，第一反洗栗抽取第二儲酸設備酸液對微濾膜過濾設備中的微濾膜進行反洗，進行再利用。
[0022]納濾膜過濾設備上開設與所述第二儲酸設備的入口端相連通的納濾濃濾液出料口，納濾過濾后的納濾濃濾液可以進入第二儲酸設備中，進行再次利用。
[0023]納濾膜設備上還設置有納濾膜清洗液入口，所述納濾膜清洗液入口與第一清洗栗相連接，第一清洗栗另一端與所述清洗液供應設備相連通。設備清洗時，第一清洗栗抽取清洗液對納濾膜過濾設備中的納濾膜進行清洗，有利于下次進行再使用。
[0024]與現有的廢舊鉛酸蓄電池硫酸回用設備相比，本設備具有如下優點:(I)實現了收酸、回用、清洗一體化設計，占地面積小；(2)可實現全過程可實現自動化控制，操作維護簡便；(3)處理過程不加入任何化學試劑，不產生二次污染，生產成本低；(4)對鉛、鐵等金屬離子截留率高，硫酸回收率高.因而本實用新型的廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統能實現廢硫酸的回用同時又大幅度減少含酸廢水的處理量，具備明顯的經濟和環境價值。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型的一種廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統結構示意圖。
[0026]圖2為圖1中所述擴散滲析設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型的廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統做進一步詳細說明。
[0028]如圖1所示的一種廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，該系統包括依次通過輸液管道相連通的廢酸收集設備1、隔膜栗2、板框過濾設備3、第一儲酸設備4、第一增壓栗5、微濾膜過濾設備6、第二儲酸設備7、擴散滲析設備8、第三儲酸設備9、第二增壓栗10、納濾膜過濾設備U、酸液回收設備12，其中，廢酸收集設備I設置有廢酸收集入口 la，板框過濾設備3上設置有泥餅收集口 3a，還設置有板框過濾出料回流口 3b，板框過濾出料回流口 3b與所述廢酸收集入口 Ia相連接。擴散滲析設備8的結構如附圖2所示，其內設置有陰離子交換膜8a，擴散滲析設備8上還設置有擴散滲析滲析液入口 Sb，擴散滲析滲析液入口 Sb與第三增壓栗15相連接，第三增壓栗15另一端與擴散滲析滲析液供應設備16相連接。微濾膜過濾設備6上還開設有微濾濃縮液出料口 6a，微濾濃縮液出料口 6a與廢酸收集入口 Ia相連通。微濾膜過濾設備6上還設置有微濾膜反洗液入口 6b，微濾膜反洗液入口 6b與第一反洗栗14相連接，第一反洗栗14另一端與所述第二儲酸設備7上開設的反洗酸液出口端7a相連接。擴散滲析設備8上開設有擴散滲析濃縮液出口 Sc，擴散滲析濃縮液出口 Sc與污水處理設備13相連通。陰離子交換膜8a將擴散滲析設備8內腔分隔成滲析室8d和擴散室8e，擴散滲析滲析液入口 8b與滲析室Sd相連通，擴散滲析濃縮液出口 Sc與擴散室Se相連通。納濾膜過濾設備11上開設有納濾濃濾液出料口 I Ia，納濾濃濾液出料口 I Ia與第二儲酸設備7的入口端相連通。納濾膜設備11上還設置有納濾膜清洗液入口 I Ib，納濾膜清洗液入口 I Ib與第一清洗栗17相連接，第一清洗栗17另一端與清洗液供應設備18相連通。設備清洗檢修時，第一清洗栗抽取清洗液對納濾膜過濾設備中的納濾膜進行清洗，有利于下次進行再使用。
[0029]微濾膜過濾設備6中，微濾膜的材質為三氧化二鋁膜或二氧化鋯膜無忌陶瓷膜，微濾膜殼材質為聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯或聚丙烯;納濾膜過濾設備中，納濾膜的孔徑為10?lOOnm，納濾膜過濾設備11中，納濾膜材質為聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯中的一種。
[0030]具體操作時，以某蓄電池生產企業的廢舊鉛蓄電池硫酸試驗使用，廢酸收集設備I收集約50T廢硫酸，通過隔膜栗2送入板框過濾設備3中，開啟出料回流口3b，進行初始回流操作，目的是在板框過濾設備上形成一定厚度的濾餅層，該濾餅層的形成有助于板框過濾設備更好的除去大顆粒雜質，進而能提升下級處理單元的處理效率，濾餅層形成后，關閉出料回流口 3b，進入正常過濾操作階段，所產生的泥餅經泥餅收集口 3a收集后作為危廢外運處理，得到的粗流酸液進入第一儲酸設備4中，在第一增壓栗5作用下，將所得粗硫酸液栗入微濾膜過濾設備6，進一步截留鉛粉等細小懸浮物，產生每天約48.5T的微濾過濾液進入第二儲酸設備7，將所得微濾過濾液栗入擴散滲析設備8，滲析處理截留鉛、鐵等可溶性陽離子雜質，擴散滲析處理后產生約46.5T的擴散滲析過濾液，擴散滲析過濾液進入第三儲酸設備9中，產生約2T截留液通過排污管道進入污水處理設備13，在第二增壓栗10作用下擴散滲析過濾液栗入納濾膜過濾設備11，進一步截留含有的可溶性離子雜質，納濾膜過濾得到約45T濾出液濃度為13%的回用硫酸進入酸液回收設備12儲存。設備每運行4h，微濾膜過濾設備6進入一次反洗程序，反洗時間45s。設備每工作一個月，納濾膜過濾設備11進行清洗操作，清洗液為放置在清洗液供應設備18中的純水，第一清洗設備進行清洗操作，清洗時間約3h。
【主權項】
1.一種廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特征在于:該系統包括依次通過輸液管道相連通的廢酸收集設備(I)、隔膜栗(2)、板框過濾設備(3)、第一儲酸設備(4)、第一增壓栗(5)、微濾膜過濾設備(6)、第二儲酸設備(7)、擴散滲析設備(8)、第三儲酸設備(9)、第二增壓栗(10)、納濾膜過濾設備(11)、酸液回收設備(12)，其中，所述廢酸收集設備(I)設置有廢酸收集入口(Ia)，所述板框過濾設備(3)設置有泥餅收集口(3a)，所述擴散滲析設備(8)內設置有陰離子交換膜(Sa)，所述擴散滲析設備(8)上還設置有擴散滲析滲析液入口(Sb)，所述擴散滲析滲析液入口(Sb)與第三增壓栗(15)相連接，第三增壓栗(15)另一端與擴散滲析滲析液供應設備(16)相連接。2.根據權利要求1所述廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特征在于:所述板框過濾設備(3)還設置有板框過濾出料回流口(3b)，所述板框過濾出料回流口(3b)與所述廢酸收集入口(Ia)相連通。3.根據權利要求1或2所述廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特征在于:所述微濾膜過濾設備(6)上還設置有微濾膜反洗液入口(6b)，所述微濾膜反洗液入口(6b)與第一反洗栗(14)相連接，所述第一反洗栗(14)另一端與所述第二儲酸設備(7)上開設的反洗酸液出口端(7a)相連接。4.根據權利要求1或2所述廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特征在于:所述擴散滲析設備(8)上開設有擴散滲析濃縮液出口(Sc)，所述擴散滲析濃縮液出口(Sc)與污水處理設備(13)相連通。5.根據權利要求4所述廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特征在于:所述陰離子交換膜(Sa)將擴散滲析設備(8)內腔分隔成滲析室(Sd)和擴散室(Se)，所述擴散滲析滲析液入口(Sb)與滲析室(Sd)相連通，所述擴散滲析濃縮液出口( Sc)與擴散室(Se)相連通。6.根據權利要求1或2所述廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特征在于:所述納濾膜過濾設備(11)上還設置有納濾膜清洗液入口(11b)，所述納濾膜清洗液入口(Ilb)與第一清洗栗(17)相連接，所述第一清洗栗(17)另一端與清洗液供應設備(18)相連通。7.根據權利要求1或2所述廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特征在于:所述微濾膜過濾設備(6)上還開設有微濾濃縮液出料口(6a)，所述微濾濃縮液出料口(6a)與所述廢酸收集入口(Ia)相連通。8.根據權利要求1或2所述廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特征在于:所述納濾膜過濾設備(11)上開設有納濾濃濾液出料口(11a)，所述納濾濃濾液出料口(Ila)與所述第二儲酸設備(7)的入口端相連通。9.根據權利要求1或2所述廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特征在于:所述微濾膜過濾設備(6)中，微濾膜的材質為無機陶瓷膜，微濾膜殼材質為聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯或聚丙烯。10.根據權利要求1或2所述廢舊鉛蓄電池硫酸回收系統，其特征在于:其特征在于，所述納濾膜過濾設備(11)中，納濾膜材質為聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯中的一種。
【文檔編號】C01B17/90GK205500781SQ201620064092
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月22日
【發明人】李華才, 王暉, 查毅
【申請人】武漢新奇華清膜分離技術工程有限公司