本發(fā)明屬于廢酸處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種蓄電池廢酸的資源化處理方法。
背景技術(shù)：
：硫酸作為一種重要的工業(yè)原料，可用于制造肥料、藥物、炸藥、顏料、洗滌劑、蓄電池等，也廣泛應(yīng)用于凈化石油、金屬冶煉以及染料等工業(yè)中。因?yàn)橛锰幍牟煌?，也使得硫酸的品質(zhì)分為多種等級(jí)，其中用量最大的是工業(yè)硫酸和蓄電池酸。傳統(tǒng)的工藝對(duì)于廢酸的處理主要采用酸堿中和方式，此方法不僅成本巨大，硫酸資源沒(méi)有得到再利用，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣，由于含有重金屬，這些廢渣被列入危廢行列，在環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格的今天，酸堿中和工藝已經(jīng)不再適合用于廢酸的處理。近幾年，廢酸資源化濃縮工藝技術(shù)為處理廢酸開(kāi)辟了一個(gè)新領(lǐng)域，且越來(lái)越受到企業(yè)的關(guān)注。相比于傳統(tǒng)的處理工藝，廢酸的資源化回收利用不僅創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也有效的解決了酸堿中和工藝中帶來(lái)的危廢渣排放的問(wèn)題。然而在解決了資源化的問(wèn)題后隨之而來(lái)的是濃縮的能耗過(guò)大的問(wèn)題，酸的濃縮伴隨的是蒸汽的消耗，如果不降低蒸汽的消耗，在工業(yè)硫酸產(chǎn)能過(guò)剩的今天，其工藝價(jià)值也大打折扣，為此出現(xiàn)了一些可節(jié)約能耗的濃縮工藝，包括多效酸濃縮工藝和熱風(fēng)濃縮工藝。但即使如此，當(dāng)前的工藝水平蒸發(fā)掉一噸水其蒸汽消耗依舊達(dá)到0.5-0.8t蒸汽，如果采用熱風(fēng)濃縮工藝，則要利用電能給氣體加熱，雖然蒸汽消耗減少，但會(huì)大幅增加系統(tǒng)的電耗。在耗費(fèi)了較多能源的情況下，資源化得到的硫酸也僅僅是工業(yè)硫酸級(jí)別的較濃稀酸，對(duì)于企業(yè)而言用處不大，外售也無(wú)出路，非常尷尬。當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)硫酸因?yàn)榇罅康囊睙挓煔庵扑嵯到y(tǒng)使得其產(chǎn)能處于過(guò)剩狀況，銷售價(jià)格約為200元/t，且存在銷售困難的問(wèn)題，而同樣用量很大、價(jià)格是工業(yè)硫酸3-4倍的蓄電池酸卻出現(xiàn)緊缺狀況。這一方面由于汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，另一方面也與蓄電池用酸的品質(zhì)要求較高，基本沒(méi)有回收再利用有關(guān)。而在蓄電池硫酸的使用中，其濃度受溫度，荷電態(tài)，使用期限等因素的影響，酸濃度會(huì)出現(xiàn)變化，同時(shí)酸中金屬離子含量亦會(huì)增加，最終不能使用；同時(shí)在回收的過(guò)程中因?yàn)樾铍姵氐钠扑椤⑶逑吹仍?，?huì)使蓄電池酸進(jìn)一步稀釋，同時(shí)也摻雜有一些固體雜質(zhì)進(jìn)入，這些都給蓄電池酸的回收利用帶來(lái)了困難，這就導(dǎo)致使用后的蓄電池酸成為通常被認(rèn)為廢酸，很少回收利用情況；又由于蓄電池硫酸回收過(guò)程中需要消耗大量的能耗，使得企業(yè)對(duì)蓄電池廢酸的回收基本上無(wú)真正利用起來(lái)，難以實(shí)現(xiàn)蓄電池酸的回收。因此，研究一種蓄電池廢酸的資源化方法，以低成本的價(jià)格回收的蓄電池廢酸并可再次作為蓄電池用酸，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服以上
背景技術(shù)：
中提到的不足和缺陷，提供一種能耗低的蓄電池廢酸的資源化處理方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種蓄電池廢酸的資源化處理方法，工藝流程圖如圖1所示，包括以下步驟：(1)向蓄電池廢酸中通入h2s氣體進(jìn)行混合并凈化，凈化完成后固液分離，得到濾渣和濾液；此過(guò)程為蓄電池廢酸的凈化過(guò)程，主要用于除去蓄電池廢酸中固體雜質(zhì)(主要由蓄拆解過(guò)程中混入)和重金屬(主要包括鉛、銅、鎘、砷等重金屬)，這些重金屬來(lái)自蓄電池使用過(guò)程中極板的溶解，含量超出了蓄電池酸的標(biāo)準(zhǔn)；硫化氫氣體與蓄電池廢酸混合并進(jìn)行反應(yīng)，使得蓄電池廢酸中的鉛、銅、鎘、砷等金屬離子與硫化氫氣體快速反應(yīng)，生成沉淀，進(jìn)而可以除去；同時(shí)采用h2s氣體進(jìn)行除雜不僅可以除去重金屬，而且還不會(huì)引入二次雜質(zhì)；(2)將所述濾液通入絕熱蒸發(fā)提濃塔中，使濾液和高溫?zé)煔膺M(jìn)行充分接觸，得到一次提濃硫酸；此過(guò)程為酸的絕熱蒸發(fā)提濃，由于蓄電池在拆解過(guò)程中混入了不同濃度的酸，同時(shí)清洗極板等也會(huì)使酸進(jìn)一步稀釋，因此需要進(jìn)行提濃后才能再次應(yīng)用于蓄電池酸中；使高溫?zé)煔馀c稀酸(即所述濾液)充分接觸，通過(guò)氣液換熱的方式使稀酸中水汽化，達(dá)到提濃的效果，成為一次提濃硫酸；同時(shí)，高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)絕熱蒸發(fā)提濃塔后變成降溫后煙氣，可送至煙囪外排；本工段管道閥門(mén)等采用材質(zhì)為鋼襯四氟材質(zhì)。上述的資源化處理方法，優(yōu)選的，還包括多效逆流蒸發(fā)提濃步驟，其具體操作為：將所述一次提濃硫酸依次通入預(yù)熱蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器和一效蒸發(fā)器，完成多效蒸發(fā)，得到二次提濃硫酸。蒸發(fā)器(包括預(yù)熱蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器和一效蒸發(fā)器)核心設(shè)備殼體為搪玻璃容器或者碳化硅容器，可耐高溫、強(qiáng)腐蝕。一次提濃硫酸先經(jīng)過(guò)預(yù)熱蒸發(fā)器后進(jìn)入了二效蒸發(fā)器，然后再進(jìn)入一效蒸發(fā)器，這種形式形成逆流。本工段管道閥門(mén)等采用材質(zhì)為鋼襯四氟材質(zhì)。上述的資源化處理方法，優(yōu)選的，所述預(yù)熱蒸發(fā)器的熱源來(lái)自于二次提濃硫酸。上述的資源化處理方法，優(yōu)選的，利用不低于150℃的蒸汽對(duì)一效蒸發(fā)器進(jìn)行換熱蒸發(fā)；利用130-135℃的蒸汽對(duì)二效蒸發(fā)器進(jìn)行換熱蒸發(fā)。上述的資源化處理方法，優(yōu)選的，所述130-135℃的蒸汽為一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽。上述的資源化處理方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，高溫?zé)煔鉃楦邷刂扑嵛矚猓瑴囟葹?5℃。當(dāng)前的制酸工藝中，制酸尾氣具有含水率幾乎為零、煙溫約為75℃，煙氣中除含有少量二氧化硫外不含其它空氣污染物的特點(diǎn)；這樣的制酸尾氣氣量為10000nm3，煙溫從75℃降至45℃時(shí)，能使0.2m3水蒸發(fā)，而在當(dāng)前的制酸系統(tǒng)中，這部分尾氣的熱能幾乎都被忽略，未加以利用。而本發(fā)明創(chuàng)新性地利用制酸尾氣作為熱源，可以使稀酸中的水分隨制酸尾氣帶走，從而達(dá)到稀酸的絕熱蒸發(fā)提濃目的。高溫制酸尾氣非常干凈，沒(méi)有其他雜質(zhì)，不會(huì)給酸帶來(lái)污染，保證了濃縮后酸的品質(zhì)可以再次用于蓄電池，蓄電池用酸的價(jià)格數(shù)倍于通常的工業(yè)硫酸。采用高溫制酸尾氣是算濃縮能耗降低核心，也是保證回收的酸品質(zhì)滿足蓄電池用酸的基礎(chǔ)。上述的資源化處理方法，優(yōu)選的，所述步驟(1)中，h2s氣體來(lái)自于硫化氫發(fā)生裝置；所述混合過(guò)程在管道混合器中進(jìn)行；h2s氣體與蓄電池廢酸在管道混合器中混合之后產(chǎn)生的硫化氫尾氣返回至硫化氫發(fā)生裝置。上述的資源化處理方法，優(yōu)選的，所述一次提濃硫酸在二效蒸發(fā)器進(jìn)行換熱蒸發(fā)的過(guò)程中對(duì)二效蒸發(fā)器進(jìn)抽真空處理或抽負(fù)壓處理。采用真空裝置控制二效蒸發(fā)器中的壓力，控制二效蒸發(fā)器的絕對(duì)壓力小于60kpa，保證二效蒸發(fā)器中的硫酸達(dá)到沸點(diǎn)，使水和硫酸分離，達(dá)到酸濃縮的目的。上述的資源化處理方法，優(yōu)選的，所述步驟(1)中，固液分離的方式為通過(guò)過(guò)濾裝置進(jìn)行過(guò)濾；所述過(guò)濾裝置為膜過(guò)濾器，材質(zhì)為鋼襯塑，通過(guò)膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后濾液中的固體含量滿足蓄電池酸標(biāo)準(zhǔn)。上述的資源化處理方法，優(yōu)選的，所述絕熱蒸發(fā)提濃塔中采用的設(shè)備為文氏管或者動(dòng)力波裝置，材質(zhì)采用的是耐高溫玻璃鋼材質(zhì)，能確保高溫?zé)煔夂蜑V液進(jìn)行氣液充分接觸，進(jìn)行氣液傳熱，保證絕熱蒸發(fā)效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)本發(fā)明針對(duì)于蓄電池廢酸所提出的資源化工藝，能耗低，回收產(chǎn)物經(jīng)濟(jì)效益高，實(shí)現(xiàn)了低成本地回收蓄電池廢酸，回收的蓄電池廢酸滿足蓄電池酸用酸標(biāo)準(zhǔn)。(2)本發(fā)明充分利用高溫制酸尾氣作為絕熱蒸發(fā)過(guò)程中的熱源，大大降低了能耗成本，同時(shí)絕熱蒸發(fā)后制酸尾氣中除濕度增加、煙溫下降外，其余狀態(tài)不改變，可直接外排，并不會(huì)額外增加對(duì)環(huán)境的污染。(3)本發(fā)明可以根據(jù)蓄電池廢酸濃度的要求可僅采用絕熱蒸發(fā)對(duì)稀酸進(jìn)行提濃，也可將絕熱蒸發(fā)與多效蒸發(fā)相結(jié)合，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行工藝的靈活選擇。(4)本發(fā)明將絕熱蒸發(fā)提濃和多效逆流蒸發(fā)提濃工藝結(jié)合，由于絕熱蒸發(fā)提濃過(guò)程利用的是高溫?zé)煔鈱⑺嶂械乃制瘜?shí)現(xiàn)酸中的水與硫酸分離，不需要消耗額外的蒸汽，充分做到了節(jié)能降耗，運(yùn)行成本低廉的技術(shù)效果；多效逆流蒸發(fā)提濃過(guò)程中，預(yù)熱蒸發(fā)器的熱源來(lái)自于二次提濃硫酸，二效蒸發(fā)器的熱源來(lái)自于一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽，進(jìn)一步充分起到節(jié)能降耗，運(yùn)行成本低廉的效果。(5)本發(fā)明的工藝在電耗、蒸汽消耗及循環(huán)冷卻水消耗上都較小，具體如表1所示。表1不同酸資源化工藝蒸發(fā)一噸水能耗比較工藝熱風(fēng)濃縮+多效濃縮多效濃縮本發(fā)明工藝電耗(度)25-3510-205-10循環(huán)水消耗(m3)12-2020-350-12蒸汽消耗(t)0.3-0.50.5-0.80-0.3附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的蓄電池廢酸資源化處理方法的工藝流程圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的蓄電池廢酸的資源化處理方法的流程圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的蓄電池廢酸的資源化處理方法的流程圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中多效蒸發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行提濃的工藝流程圖。具體實(shí)施方式為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本文發(fā)明做更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體實(shí)施例。除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。除非另有特別說(shuō)明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過(guò)市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)得到或者可通過(guò)現(xiàn)有方法制備得到。實(shí)施例1：本實(shí)施例中待處理的蓄電池廢酸處理量為2t/h，酸濃度為15％，其中含有少量重金屬和固體雜質(zhì)；本實(shí)施例中采用的高溫制酸尾氣(75℃)氣量為50000nm3/h，要求處理后酸液中硫酸濃度達(dá)到34％，雜質(zhì)含量符合蓄電池酸用酸標(biāo)準(zhǔn)；絕熱蒸發(fā)提濃塔中采用的設(shè)備為動(dòng)力波裝置，材質(zhì)采用的是耐高溫玻璃鋼材質(zhì)。本實(shí)施例中絕熱蒸發(fā)后酸濃度理論計(jì)算：10000nm3煙氣絕熱蒸發(fā)帶走的水份：0.23m3(煙氣降低至45℃時(shí)所帶走的水分)絕熱蒸發(fā)水分帶走水份：0.23*5＝1.15m3/h稀酸要求處理量：2t/h(酸濃度15％)絕熱蒸發(fā)后酸濃：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行絕熱蒸發(fā)后酸濃可達(dá)到35.3％。本實(shí)施例的蓄電池廢酸的資源化處理方法，流程圖如圖2所示，具體工藝步驟如下：(1)將濃度為15％的蓄電池廢酸首先進(jìn)入管道混合器中，然后與從硫化氫氣體發(fā)生裝置制備的硫化氫氣體混合，混合后多余的氣體(硫化氫尾氣)回到硫化氫氣體發(fā)生裝置，混合過(guò)程中硫化氫氣體與蓄電池廢酸中的鉛、銅、鎘、砷等金屬離子快速反應(yīng)，生成沉淀；將混合完成后的物料通過(guò)過(guò)濾裝置(膜過(guò)濾器)進(jìn)行過(guò)濾，得到濾渣和濾液；濾渣為蓄電池廢酸中的固體雜質(zhì)和重金屬，予以除去；(2)將步驟(1)后所得的濾液進(jìn)入絕熱蒸發(fā)提濃塔中與高溫?zé)煔膺M(jìn)行充分接觸進(jìn)行絕熱蒸發(fā)，高溫制酸尾氣溫度由75℃降至45℃后送至煙囪排放，此時(shí)，從絕熱蒸發(fā)提濃塔中出來(lái)的酸濃度達(dá)到34％(此處酸濃度與理論值35.3％接近，這是由于熱量的損失，在實(shí)際生產(chǎn)中不可能完全達(dá)到理論值)，可送至蓄電池酸使用工段使用。本實(shí)施例整個(gè)過(guò)程能耗如表2所示。表2蓄電池廢酸資源化能耗表項(xiàng)目名稱單位時(shí)間能耗蒸發(fā)1t水能耗電耗6.26度/h7度/t水循環(huán)水消耗0m3/h0m3/t水蒸汽消耗0t/h0t/t水實(shí)施例2：本實(shí)施例待處理的蓄電池廢酸處理量為2t/h，酸濃度為15％，含有少量重金屬和固體雜質(zhì)；本實(shí)施例中采用的高溫制酸尾氣(75℃)氣量為50000nm3/h，要求處理后酸濃達(dá)到55％，雜質(zhì)含量符合蓄電池酸用酸標(biāo)準(zhǔn)；絕熱蒸發(fā)提濃塔中采用的設(shè)備為文氏管，材質(zhì)采用的是耐高溫玻璃鋼材質(zhì)。本實(shí)施例中絕熱蒸發(fā)后酸濃度理論計(jì)算：10000nm3煙氣絕熱蒸發(fā)帶走的水份：0.18m3(煙氣降低至55℃時(shí)所帶走的水分)絕熱蒸發(fā)水分帶走水份：0.18*5＝0.9m3/h稀酸要求設(shè)計(jì)處理量：2t/h(按酸濃度15％計(jì)算)絕熱蒸發(fā)后酸濃：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行絕熱蒸發(fā)后酸濃可達(dá)到27.3％。本實(shí)施例的蓄電池廢酸的資源化處理方法，流程圖如圖3所示，具體工藝步驟如下：(1)將酸濃度為15％的蓄電池廢酸首先進(jìn)入管道混合器中，與從硫化氫氣體發(fā)生裝置制備的硫化氫氣體混合，混合后多余的氣體(硫化氫尾氣)回到硫化氫氣體發(fā)生裝置，混合過(guò)程中硫化氫氣體與蓄電池廢酸中的鉛、銅、鎘、砷等金屬離子快速反應(yīng)，生成沉淀；將混合完成后的物料通過(guò)過(guò)濾裝置(膜過(guò)濾器)進(jìn)行過(guò)濾，得到濾渣和濾液；濾渣為蓄電池廢酸中的固體雜質(zhì)和重金屬，予以除去；(2)將步驟(1)后所得的濾液進(jìn)入絕熱蒸發(fā)提濃塔中與高溫?zé)煔膺M(jìn)行充分接觸進(jìn)行絕熱蒸發(fā)，高溫制酸尾氣溫度由75℃降至55℃后送至煙囪排放，此時(shí)，從蒸發(fā)提濃塔中出來(lái)的酸濃度達(dá)到26％(此處酸濃度與理論值27.3％接近，這是由于熱量的損失，在實(shí)際生產(chǎn)中不可能完全達(dá)到理論值)；(3)將步驟(2)得到的26％的酸進(jìn)入多效蒸發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)一步提濃，至硫酸濃度達(dá)到55％后送至蓄電池酸使用工段使用；其中，在多效蒸發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行提濃的工藝見(jiàn)圖4所示；具體步驟為：將26％稀酸進(jìn)入預(yù)熱蒸發(fā)器進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱所需熱源由提濃后55％高溫硫酸提供；然后將預(yù)熱后的稀硫酸送入二效蒸發(fā)器進(jìn)行換熱蒸發(fā)，熱源為來(lái)自一效蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽(約135℃)，通過(guò)二效加熱蒸發(fā)后，稀酸酸濃由26％提升至33％，二次蒸汽冷凝水降溫外排；經(jīng)過(guò)二效蒸發(fā)提濃的稀酸送至一效蒸發(fā)器進(jìn)行換熱蒸發(fā)(在二效蒸發(fā)器進(jìn)行換熱蒸發(fā)的過(guò)程中對(duì)二效蒸發(fā)器進(jìn)行抽負(fù)壓處理，絕對(duì)壓力＜60kpa)，加熱源為一次蒸汽(約150℃)，經(jīng)過(guò)一效加熱蒸發(fā)后，稀酸酸濃由33％提升至55％，降溫后輸送至稀酸儲(chǔ)罐進(jìn)行儲(chǔ)罐備用；一次蒸汽冷凝水回供熱系統(tǒng)再利用。整個(gè)過(guò)程能耗如表3所示。表3蓄電池廢酸資源化能耗表項(xiàng)目名稱單位時(shí)間能耗蒸發(fā)1t水能耗電耗12度/h8.25度/t水循環(huán)水消耗15m3/h10.3m3/t水蒸汽消耗0.38t/h0.26t/t水當(dāng)前第1頁(yè)12