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扩散渗析器在钢铁酸洗废液处理中的应用
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发表时间:2011-12-27  点击:1752

扩散渗析器在钢铁酸洗废液处理中的应用

钢铁酸洗过程中,产生大量的废酸。这些废酸的排放或中和,不仅造成资源浪费,使产品成本增加,而且还导致严重的环境污染,影响和制约了企业的生存和发展。采用扩散渗析技术,可将其中的酸有效回收,同时还解决了环境污染问题,经济效益和社会效益十分可观。

一、设备原理

膜法回收废酸采用的是渗析原理,是以浓差做推动力的,整个装置由扩散渗析膜、配液板、加强板、液流板框等组合而成,如图1,由一定数量的膜组成不同数量的结构单元;其中每个单元由一张阴离子均相膜隔开成渗析室(A)和扩散室(B),如图1,阴离子均相膜的两侧分别通入废酸液及接受液(纯水)时,废酸液侧的游离酸及其盐的浓度远高于水的一侧。由于浓度梯度的存在,废酸中的游离酸及其盐类有向B室渗透的趋势,但膜是有选择透过性的,它不会让每种离子以均等的机会通过。首先阴离子膜骨架本身带正电荷,在溶液中具有吸引带负电水化离子而排斥带正电荷水化离子的特性,故在浓度差的作用下,废酸侧的阴离子被吸引而顺利地透过膜孔道进入水的一侧。同时根据电中性要求,也会夹带带正电荷的离子,由于H+的水化半径比较小,电荷较少;而金属盐的水化离子半径较大,又是高价的,因此H+会优先通过膜,这样废液中的酸就会被分离出来。由于采用逆流操作,在废液出口处,酸室中的游离酸酸虽因扩散而大大降低浓度,仍比进口水中游离酸的浓度高,加上实际做膜时,可以通过侧基取代控制膜的含水量和孔径。

          残液                                      纯水

                 废酸                              回收酸

1.扩散渗析回收废酸示意图

二、流程示意图


三、工程投资:

HKY500型扩散渗析器设备处理量为5m3/天,单台价格为16万元。每小时处理15 m3废酸共需HKY-500型扩散渗析器60台。各种辅设备共需投资40万元(包括废酸前期过滤处理系统、酸泵、酸储罐及管道阀门等,多台设备共用一套辅助设备)。单台设备占地1.1m2。辅助设备可置于室外,综上所述,整个废酸处理工程共需投资1000万元。

四、运行费用:

设备全天候运行,无须专人操作。所产生的费用仅为转料泵消耗的电能。共需用5kw转料泵两台。一台全天运转,一台间歇运转。

五、处理结果:

废酸经扩散渗析器处理后,酸的回收率可达80%以上,各种金属离子的去除率都可达到90%以上。当废酸中硫酸浓度在20%时,经设备处理后,回收酸浓度>16%。可根据实际生产使用情况和应用厂家的具体要求来调节酸、水流量及比例,以提高回收酸的酸浓度,减少回收酸产生量。

六、设备寿命:

三年以上(已有厂家使用5年,至今未换膜)。设备达到使用寿命后,处理效果不能满足生产要求时,只须换膜,主体设备无须更换,投资更小。

七、结 论:

采用扩散渗析器回收钢铁酸洗废酸,不节约了硫酸购置费用,还可为企业降低大量的废酸处理费用,减小企业的环保压力。

终上所述,使用扩散渗析法处理钢铁酸洗废酸,会为企业创造较大的经济效益和社会效益。本设备在国内产生废酸的企业已得到广泛的应用,如:荣成钢连线有限公司、江苏中联、淮北东磁、新疆众和以及广东东阳光等。

附:安装流程图

 

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