專利名稱：自動化擴散滲析工業(yè)廢酸或廢堿回收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擴散滲析法回收工業(yè)廢酸的設(shè)備，尤其涉及適用于在線連續(xù)回收
工業(yè)廢酸或者間歇回收工業(yè)廢酸的自動化擴散滲析工業(yè)廢酸回收設(shè)備。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)過程中酸洗是經(jīng)常被使用的一項工藝技術(shù)，如黑色金屬和有色金屬加工行業(yè)，都使用硫酸、鹽酸和硝酸來對錠料、坯料、加工出的生產(chǎn)制品進行表面清洗。在酸洗過程中，酸的利用率很低，大量的酸隨同含酸廢水排放出去。尤其，隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和企業(yè)規(guī)模的擴大，產(chǎn)生酸性廢水的行業(yè)、總量日益劇增，這些廢水如不經(jīng)過處理而排放到環(huán)境中，不僅會使水體或土壤酸化，對生態(tài)環(huán)境造成危害，而且浪費大量資源。
擴散滲析是利用半透膜或選擇透過性離子交換膜使溶液中的溶質(zhì)由高濃度一側(cè)通過膜向低濃度一側(cè)遷移的過程。利用這種濃度差為推動力的原理，擴散滲析可用于酸、堿廢液的處理和回收。但傳統(tǒng)的擴散滲析器存在著以下幾種弊端 1)多為手動操作，放于廢液槽邊用以處理該種廢液回收酸，擴散滲析的清洗需要人工切換管路較繁瑣，人力成本高，效率低； 2)利用高位槽和擴散滲析器之間的位差實現(xiàn)自流的過程，必須有足夠的位差才能保證流量要求，且流量調(diào)節(jié)不方便； 3)回收酸的濃度取決于進入擴散滲析前廢酸流量和水的流量比，如需回收酸達到目標(biāo)濃度，需要人為的不斷調(diào)節(jié)進入擴散滲析前廢酸流量和水的流量比，調(diào)節(jié)很長時間才能達到目標(biāo)濃度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種自動化擴散滲析工業(yè)廢酸或廢堿回收設(shè)備。 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提出一種自動化擴散滲析工業(yè)廢酸或廢堿回收設(shè)備，其包括 擴散滲析器，對輸入的包含廢酸或者廢堿的廢液和水進行擴散滲析，并輸出酸或堿回收液以及殘余液； 廢液輸入管路，連接一廢液源管路及一水源管路，其中該廢液源管路上設(shè)有第一自動閥，該水源管路上設(shè)有第二自動閥，以選擇性向該廢液輸入管路輸入廢液或者水，該廢液輸入管路上設(shè)有用以調(diào)節(jié)流量的第一計量泵； 水輸入管路，用以向該擴散滲析器輸入水，該水輸入管路上設(shè)有用以調(diào)節(jié)水量的第二計量泵； 回收液輸出管路，連接一回收管路及一排放管路，其中該回收管路上設(shè)有第三自動閥，該排放管路上設(shè)有第四自動閥，以選擇性地回收或者排放該回收液輸出管路的輸出；
殘余液輸出管路，從該擴散滲析器排出該殘余液；以及 控制器，連接該第一自動閥、第二自動閥、第三自動閥、第四自動閥以及第一計量泵和第二計量泵，其中該控制器在一回收流程中開啟該第一自動閥及該第三自動閥而關(guān)閉該第二自動閥及第四自動閥，以及在一清洗流程中關(guān)閉該第一自動閥及該第三自動閥而開啟該第二自動閥及第四自動閥。 在本發(fā)明的一實施例中，該廢液輸入管路上還設(shè)有第一濃度計，用以測定廢酸或廢堿的濃度。 在本發(fā)明的一實施例中，該第一計量泵與該擴散滲析器之間的管路上設(shè)有第一連通池，且該第二計量泵與該擴散滲析器之間的管路上設(shè)有第二連通池，該第一連通池與該第二連通池高度相同，其中該第一濃度計設(shè)于該第一連通池中。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的設(shè)備還包括第一過濾器，設(shè)于該第一計量泵與該第一連通池的廢液輸入管路之間；以及第二過濾器，設(shè)于該第二計量泵與該第二連通池的水輸入管路之間。 在本發(fā)明的一實施例中，該第一過濾器與該第二過濾器高度相同且低于該第一計量泵及第二計量泵。 在本發(fā)明的一實施例中，該第一連通池與該第二連通池的進口位于下部而出口位于上部。 在本發(fā)明的一實施例中，上述回收液輸出管路上設(shè)有第二濃度計，其中該控制器連接該第二濃度計，依據(jù)該第二濃度計測定的廢酸或廢堿的濃度與一目標(biāo)濃度的比較結(jié)果，調(diào)整該第一計量泵與該第二計量泵的流量比。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的設(shè)備還包括第三連通池，連接于該回收液輸出管路上；以及第四連通池，連接于該殘余液輸出管路上，該第三連通池與該第四連通池高度相同且高于該擴散滲析器，其中該第二濃度計設(shè)于該第三連通池中。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的設(shè)備還包括pH傳感器，設(shè)于該第四連通池中以測定殘余液的pH值。 本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有擴散滲析設(shè)備相比，可安裝在酸洗槽旁邊，實現(xiàn)無人操作，用于對廢酸進行現(xiàn)場處理或間歇處理的全自動擴散滲析工業(yè)廢酸回收設(shè)備，而且該設(shè)備可以自動調(diào)節(jié)進入擴散滲析前酸流量和水的流量比，使回收酸濃度達到目標(biāo)濃度。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細說明，其中 圖1示出本發(fā)明一實施例的自動擴散滲析酸/堿回收設(shè)備。
圖2示出擴散滲析器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的自動化擴散滲析工業(yè)廢酸或廢堿回收設(shè)備是鑒于現(xiàn)有擴散滲析設(shè)備手動操作的不便而提出的自動化設(shè)備。此設(shè)備可以用于回收廢酸或廢堿，其差別僅在于擴散滲析器中的離子交換膜是離子交換陽膜(回收堿)還是離子交換陰膜(回收酸)。
圖1示出本發(fā)明一實施例的自動擴散滲析回收設(shè)備。請參照圖1所示，此回收設(shè)備100包括擴散滲析器10以及連接到擴散滲析器10的四路管路，分別是廢液輸入管路20、水輸入管路30、回收液輸出管路40以及殘余液輸出管路50。 結(jié)合參照圖2所示，擴散滲析器10輸入廢液(例如廢酸或廢堿)和水，利用擴散滲析法進行擴散滲析。以廢酸為例，在擴散滲析過程中，位于擴散滲析器10左半室101的廢酸中的H+及陰離子Xm—(如Cl—， S042—等)會經(jīng)交換膜103擴散至右半室102，而金屬陽離子yn+(如Fe"等)會保留在廢酸液中。最終，擴散滲析器10分別輸出酸回收液，以及殘余液。 廢液輸入管路20連接一段廢液源管路，其通常負責(zé)由廢液源(如廢液箱201)經(jīng)自動閥VI向擴散滲析器10輸入廢液。廢液源管路上設(shè)置第一 自動閥VI (如電磁閥)，以選擇廢液進入廢液輸入管路20。在一實施例中，廢液輸入管路20還可連接一段水源管路，該段管路上設(shè)置第二自動閥V2(如電磁閥)，以負責(zé)在清洗工作中選擇水或純水進入廢液輸入管路20。廢液輸入管路20上設(shè)有用以調(diào)節(jié)廢液流量的第一計量泵Pl。
水輸入管路30負責(zé)經(jīng)水源(如水箱301)向擴散滲析器10輸入水或純水。水輸入管路30上設(shè)有用以調(diào)節(jié)水量的第二計量泵P2。 在第一計量泵P1與擴散滲析器10之間的管路上可設(shè)置第一連通池202，第二計量泵P2與擴散滲析器10之間的管路上可設(shè)置第二連通池302，其中該第一連通池與該第二連通池高度相同。在擴散滲析器規(guī)模較小的情況下，由于泵輸送的壓力對擴散滲析器影響顯著，第一、第二連通池的安裝可以使第一連通池202所連接的管路中的壓頭損失與第二連通池302所在管路中的壓頭損失基本相等，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 較佳地，第一、第二連通池的通道設(shè)計為下進上出，即進口位于下部而出口位于上部。此設(shè)計可以使管路20中的輸入廢液充分浸滿連通池202中第一濃度計的探頭，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確；同時第一、第二連通池的安裝，也減緩了水流直接進入擴散滲析器的沖擊力。因為擴散滲析器10的工作壓力要求小于0. 05Mpa，在入口壓力大于0. 05Mpa的工作條件下，必將對擴散滲析器本身造成損害。 在第一連通池202中裝有第一濃度計Cl，在廢液流經(jīng)Cl時，可以測定酸或堿的百分濃度，并在濃度計Cl顯示屏上顯示出數(shù)據(jù)。然而在其他實施例中，諸如濃度計等傳感器也可以直接設(shè)置在管路上。 較佳地，廢液輸入管路20上在第一計量泵Pl與第一連通池202之間設(shè)置5 y的第一精密過濾器Fl。類似地，水輸入管路30上在第二計量泵P2與第二連通池302之間設(shè)置5y的第二精密過濾器F2。兩支5y精密過濾器F1、F2的安裝高度相同且略低于第一、第二連通池，以使進水和進廢液兩管路中的壓頭損失盡量相同。 回收液輸出管路40負責(zé)從擴散滲析器10輸出酸或堿回收液至一回收液箱401?；厥找狠敵龉苈?0上第三連通池402，第三連通池402中裝有第二濃度計C2，可以自動測定回收液中酸或堿的百分濃度。殘余液輸出管路50負責(zé)從擴散滲析器10排出殘余液至地溝。殘余液輸出管路50上第四連通池502，第四連通池502中裝有pH傳感器，可以直接測定殘液pH值。 第三連通池402和第四連通池502的安裝高度相同，且略高于擴散滲析器10的出口高度，這種設(shè)計可以略增加液體的出口壓力。以廢酸回收為例，當(dāng)出口壓力增大時，廢酸中將有更多的酸根滲析到回收酸一側(cè)，從而優(yōu)化酸的回收效果。 另外，回收液輸出管路40連接一段回收管路，其上設(shè)置第三自動閥V3(如電磁
閥)，以選擇回收液進入回收箱401。回收液輸出管路40還連接一段排放管路，其上設(shè)置第
四自動閥V4(如電磁閥)，以在清洗流程中直接排放回收液輸出管路40的輸出。 —個外部的電控箱60內(nèi)設(shè)有本設(shè)備的控制器(圖未示)，以控制設(shè)備的運轉(zhuǎn)。上
述的計量泵Pl、 P2、自動閥Vl-V4、濃度計Cl、 C2以及pH傳感器均連接到控制器。 該設(shè)備設(shè)定手動模式和自動模式。在自動模式下，以廢酸回收為例，如圖1所示。
具體流程描述如下 系統(tǒng)開始運行時，自動閥V2和V4關(guān)閉、而自動閥VI和V3開啟，擴散滲析法回收酸流程正常運行； 首先通過計量泵Pl和P2的提升作用分別將廢酸和水輸送到5 i！的兩支精密過濾
器F1、F2，其中計量泵的輸送流量可以通過改變泵的沖程和頻率進行調(diào)節(jié)。并且，由于兩精
密過濾器Fl 、 F2的安裝高度相同，進水和進酸兩管路中的壓頭損失大致相同。 廢酸經(jīng)過5ii的精密過濾器F1之后，雜質(zhì)被過濾，避免了對擴散滲析器10中的離
子交換膜的堵塞和污染。 廢酸經(jīng)過精密過濾器Fl之后進入第一連通池202，第一連通池202中裝有濃度計C1，在廢酸流經(jīng)濃度計C1時，可以測定酸的百分濃度，并在濃度計C1顯示屏上顯示出數(shù)據(jù)。水在經(jīng)過5 ii的精密過濾器F2之后進入第二連通池302，之后再進入擴散滲析器10。
廢酸和水在經(jīng)過擴散滲析交換之后，回收液和殘液分別進入第三連通池402和第四連通池502 。連通池402、 502略高于擴散滲析器的出口高度的設(shè)計，可以略增加液體的出口壓力，當(dāng)出口壓力增大時，廢酸中將有更多的酸根滲析到回收酸一側(cè)，從而優(yōu)化酸的回收效果。第三連通池402中的第二濃度計C2，可以自動測定回收液中酸的百分濃度。第四連通池502中的pH傳感器，可以直接測定殘液pH值。 利用本發(fā)明的回收設(shè)備，可以容易地實現(xiàn)回收酸/堿濃度的自動調(diào)節(jié)。當(dāng)需要調(diào)節(jié)回收酸/堿濃度時，可以通過調(diào)整廢液和水的流量來改變，依據(jù)以下規(guī)律廢液流量>水流量時，回收酸/堿濃度升高；廢液流量<水流量時，回收酸/堿濃度降低。這樣，就可以通過首先將系統(tǒng)調(diào)節(jié)到平衡狀態(tài)(即從擴散滲析器10出來的回收酸/堿和殘余液流量穩(wěn)定)，設(shè)定回收酸/堿的目標(biāo)濃度，如果第二濃度計C2顯示的回收酸/堿濃度小于回收酸/堿的目標(biāo)濃度，在廢酸流量一定的情況下，則需減少水的流量，即設(shè)置第二計量泵P2頻率減少，單位時間內(nèi)減少單位數(shù)量，直到第二濃度計C2顯示值等于設(shè)定的回收酸/堿目標(biāo)濃度為止；反之，如果第二濃度計C2顯示的回收酸/堿濃度大于回收酸/堿的目標(biāo)濃度，在廢酸/堿流量一定的情況下，則需增加水的流量，即設(shè)置第二計量泵P2頻率增加，單位時間內(nèi)增加單位數(shù)量，直到第二濃度計C2顯示值等于設(shè)定的回收酸/堿目標(biāo)濃度為止，這樣就可以通過自動控制調(diào)節(jié)回收酸/堿的濃度。 當(dāng)離子交換膜被污染時，自動閥V1和V3關(guān)閉、而自動閥V2和V4開啟，這樣，自廢液輸入管路20引入的也是清水，而回收液輸出管路40的輸出也直接排出，可以進行設(shè)備的清洗操作。 另外，水箱301中裝有浮球閥門301a，浮球閥門301a與水管相連，當(dāng)水箱中液位低于低液位時，浮球閥門打開水會自動補充到水箱中。當(dāng)水箱中水位到一定高度浮球浮起，浮球閥門關(guān)閉停止補水。廢液箱201中裝有液位傳感器LS，當(dāng)廢液箱中液位低于低液位時，液位傳感器LS將此信號發(fā)送給電控箱60，電控箱發(fā)出信號使得計量泵P1、P2停止運行，對系統(tǒng)的安全運行起到了很大的保護作用。 因此，本發(fā)明的自動化擴散滲析工業(yè)廢酸或廢堿回收設(shè)備可放在酸洗槽旁邊在線
運行或間歇運行來處理廢酸，相比現(xiàn)有設(shè)備，本發(fā)明運行或清洗時效率高，無須人工操作，
其次，連通池和計量泵的配合使用，使流量調(diào)節(jié)方便；再者，通過比較目標(biāo)酸/堿濃度與實
際測得的酸/堿濃度來調(diào)節(jié)流量，可以方便實現(xiàn)回收酸/堿達到目標(biāo)濃度。 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技
術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范
圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種自動化擴散滲析工業(yè)廢酸或廢堿回收設(shè)備，其特征在于包括擴散滲析器，對輸入的包含廢酸或者廢堿的廢液和水進行擴散滲析，并輸出酸或堿回收液以及殘余液；廢液輸入管路，連接一廢液源管路及一水源管路，其中該廢液源管路上設(shè)有第一自動閥，該水源管路上設(shè)有第二自動閥，以選擇性向該廢液輸入管路輸入廢液或者水，該廢液輸入管路上設(shè)有用以調(diào)節(jié)流量的第一計量泵；水輸入管路，用以向該擴散滲析器輸入水，該水輸入管路上設(shè)有用以調(diào)節(jié)水量的第二計量泵；回收液輸出管路，連接一回收管路及一排放管路，其中該回收管路上設(shè)有第三自動閥，該排放管路上設(shè)有第四自動閥，以選擇性地回收或者排放該回收液輸出管路的輸出；殘余液輸出管路，從該擴散滲析器排出該殘余液；以及控制器，連接該第一自動閥、第二自動閥、第三自動閥、第四自動閥以及第一計量泵和第二計量泵，其中該控制器在一回收流程中開啟該第一自動閥及該第三自動閥而關(guān)閉該第二自動閥及第四自動閥，以及在一清洗流程中關(guān)閉該第一自動閥及該第三自動閥而開啟該第二自動閥及第四自動閥。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，該廢液輸入管路上還設(shè)有第一濃度計，用以測定廢酸或廢堿的濃度。
3. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，該第一計量泵與該擴散滲析器之間的管路上設(shè)有第一連通池，且該第二計量泵與該擴散滲析器之間的管路上設(shè)有第二連通池，該第一連通池與該第二連通池高度相同，其中該第一濃度計設(shè)于該第一連通池中。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，還包括第一過濾器，設(shè)于該第一計量泵與該第一連通池的廢液輸入管路之間；以及第二過濾器，設(shè)于該第二計量泵與該第二連通池的水輸入管路之間。
5. 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，該第一過濾器與該第二過濾器高度相同且低于該第一計量泵及第二計量泵。
6. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，該第一連通池與該第二連通池的進口位于下部而出口位于上部。
7. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，該回收液輸出管路上設(shè)有第二濃度計，其中該控制器連接該第二濃度計，依據(jù)該第二濃度計測定的廢酸或廢堿的濃度與一 目標(biāo)濃度的比較結(jié)果，調(diào)整該第一計量泵與該第二計量泵的流量比。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，還包括第三連通池，連接于該回收液輸出管路上；以及第四連通池，連接于該殘余液輸出管路上，該第四連通池與該第三連通池高度相同且高于該擴散滲析器；其中該第二濃度計設(shè)于該第三連通池中。
9. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，還包括pH傳感器，設(shè)于該第四連通池中以測定殘余液的pH值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動化擴散滲析工業(yè)廢酸或廢堿回收設(shè)備，包括擴散滲析器及連接到擴散滲析器的廢液輸入管路、水輸入管路、回收液輸出管路及殘余液輸出管路。廢液輸入管路以自動閥控制來選擇輸入廢液或者水，廢液輸入管路上設(shè)有第一計量泵。水輸入管路設(shè)有第二計量泵?；厥找狠敵龉苈芬宰詣娱y控制來選擇回收或者排放。一控制器控制上述的自動閥，據(jù)以自動切換回收設(shè)備的回收流程及清洗流程，以及控制設(shè)備的流量。據(jù)此，本發(fā)明可安裝在酸洗槽旁邊，實現(xiàn)無人操作，用于對廢酸進行自動化的現(xiàn)場處理或間歇處理。
文檔編號C02F1/42GK101746847SQ20081020390
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者付丹, 劉俊杰 申請人:上海輕工業(yè)研究所有限公司