一种废硫酸回收系统及方法与流程

1.本发明涉及废硫酸处理领域，尤其涉及一种废硫酸回收系统及方法。


背景技术：

2.硫酸是化工、冶金领域常用生产原材料之一，受硫酸自身特性及生产环境影响，大量废硫酸成为生产副产品，直接排放废硫酸不仅会导致实际生产成本增高，更会引发严重环境污染问题。目前处理废硫酸的方法包括高温裂解法、吸附法、氧化法、萃取法和中和法等。其中，高温裂解法处理成本高，设备受腐蚀速度快，耗材成本高，较难普及和利用；吸附法需要的吸附剂再生能耗大，导致产品处理成本较高；氧化法则普遍存在氧化效率低的缺点。而常规的萃取法则存在萃取剂使用量大，萃取效率很低的情况。且萃取过程中容易导致萃取剂挥发，产生有害气体，对萃取车间造成较大安全隐患，对环境造成较大污染。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是如何避免实现废硫酸的环保无害萃取，针对上述要解决的技术问题，现提出一种废硫酸回收系统及方法。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种废硫酸回收系统，其包括沉淀单元、反应单元、分液单元和输送单元，所述分液单元连接在沉淀单元上，所述反应单元和沉淀单元通过输送单元级连，所述反应单元外部设置有反应隔离单元，所述反应单元设置在反应隔离单元内部，所述沉淀单元设置在反应隔离单元外部，所述反应隔离单元包括隔离室、负压装置和气体外排装置，所述反应单元设置在隔离室内，所述负压装置用于在反应单元周围产生低负压，所述气体外排装置用于将隔离室内含有有害气体的空气进行收集排出，所述气体外排装置固定在隔离室内，所述输送单元连接在沉淀单元、反应单元、分液单元之间及反应单元之前和分液单元之后。
5.进一步的，其还包括有害气体处理单元，所述有害气体处理单元连接气体外排装置，所述有害气体处理单元用于对排出的有害气体进行无害化处理。
6.进一步的，所述隔离室内设置有第一监测单元，所述隔离室外部设置有第一报警单元，所述第一监测单元用于监测隔离室内部的有害气体浓度，所述第一报警单元固定在隔离室外部，所述第一报警单元用于根据第一监测单元监测的结果发出有害气体浓度警报。
7.进一步的，所述隔离室外部设置有第二监测单元，所述第二监测单元用于监测隔离室外部的有害气体浓度，所述第二监测单元设置有多个，多个第二监测单元分布在隔离室外部的车间各个位置，多个第二监测单元分别对应设置有第二报警单元，所述第二报警单元用于根据第二监测单元的监测结果发出有害气体浓度警报。
8.进一步的，还包括缓存单元，所述缓存单元连接分液单元，所述缓存单元包括用于缓存成品硫酸的单元和萃取溶剂的单元。
9.进一步的，还包括控制单元，所述控制单元用于控制沉淀单元、反应单元、分液单
元和输送单元的通断和动作时间。
10.本发明的另一个目的是提供一种废硫酸回收方法，其利用如前所述的废硫酸回收系统进行废硫酸回收处理，包括如下具体步骤：
11.1)测定废硫酸的浓度，并以主要成分为硫酸计算硫的摩尔浓度；
12.2)将萃取剂、废硫酸和尿素按照比例通过输送单元投入到反应单元中，搅拌反应2.5小时；所述萃取剂与废硫酸的体积比为3:1，所述尿素与废硫酸的摩尔比按照1:1.5投料；所述萃取剂为二氯甲烷；
13.3)将步骤2)中反应完毕的混合液通过输送单元输送到沉淀单元中静止0.5小时；
14.4)将步骤3)中的静止后的液体下层和上层分别通过分液单元排放至缓存单元；
15.5)将步骤4)中缓存的成品硫酸送检，检测纯度，根据所含杂质和浓度进行分级并合并收集；
16.6)将步骤4)中分离的上层萃取相通过减压蒸馏得到萃取溶剂，循环使用。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.本发明通过设置沉淀单元、反应单元、分液单元和输送单元，并在主要产生有害气体反应单元上设置单独的反应隔离室，在兼顾空间隔离效果的同时兼顾了成本，且通过对反应单元进行隔离，使得车间环境适宜使用更为敏感的有害气体监测装置，避免了因溶剂挥发导致的气体监测失效和误报的情况发生，提供了一种环保高效的废硫酸回收系统及方法。
附图说明
19.图1为本发明中废硫酸回收系统的结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例1
22.如图1所示，本具体实施方式披露了一种废硫酸回收系统，其包括沉淀单元200、反应单元100、分液单元300和输送单元400，具体的，所述沉淀单元200采用普通的用于萃取分液的反应釜，选用的本意主要看重罐体的易清洁性即可，优选的，可以选用中间可开清洗窗口的反应釜作为沉淀静止用。可行的，反应单元100选用搅拌反应釜作为反应的容器，其前端还通过输送单元400，即输送的管道连接有分别用于存储萃取剂的投料罐401、存储废硫酸的投料罐402和投放尿素的投料罐403，萃取剂和废硫酸分别通过泵从对应的投料罐中泵送至反应釜内，在管路与反应釜外部的接触位置均采用密封处理，以防内部的有害气体从管道处漏出。可行的，尿素会通过尿素下料计量控制阀控制下料从而直接落入反应釜内，反应釜内设有搅拌装置，用于搅拌反应，还设置有加热装置，用于给内部的混合液体升温反应。具体的，输送单元400是包括可控制阀门或电磁阀的输送管道，尤其，这些管道采用耐腐蚀的管道，以防止硫酸的腐蚀，造成影响。
23.此外，所述分液单元300连接在沉淀单元200上，分液单元300用于将萃取的上下层相分别通过不同的分液管路分出，可行的，可以根据密度的不同，对分液的接口进行区别设置，针对密度较大的硫酸部分，通过下方的口排出，针对较轻的液体通过侧边的出口排出，同时，在排出萃取剂的时候，由于下方是比较重的硫酸，一方面确保产品硫酸中含有的萃取剂量很少，另一方面这样设置，即便萃取剂中混有少量硫酸，也不影响后续回收使用。具体，通过在放完硫酸时，在分液单元内部留有部分硫酸来实现此过程。可行的，分液单元300的结构是带有不同排放口的连接器，可行的，分液单元300连接在沉淀单元200下方，通过可拆卸的方式连接，从而方便进行清洗。
24.作为本发明的创新点，所述反应单元100外部设置有反应隔离单元，所述反应单元100设置在反应隔离单元内部，具体的，反应隔离单元用于将能够产生较大量有害气体的反应单元100进行隔断。在尿素耦合反应过程中，由于废硫酸中含有的较多有机物，会在加热过程中反应生成一氧化碳、二氧化硫、甲醛、丙酮等有毒有害气体，这也是该方法难以得到广泛应用的原因之一。然而，将整个车江做成隔断车间，或者所有反应罐都进行隔断处理，一方面难以满足安全生产的要求，另一方面实现的成本也较高。而只将主要产生有害气体的反应部分进行隔离则可以大大降低成本，易于实现。同时，针对隔离单元进行监测和负压处理，并针对产生的有害气体进行无害处理，实现低成本环保萃取。
25.具体的，所述沉淀单元200设置在反应隔离单元外部，所述反应隔离单元包括隔离室101、负压装置102和气体外排装置103，所述反应单元100设置在隔离室101内，所述负压装置102用于在反应单元100周围产生低负压，所述气体外排装置103用于将隔离室101内含有有害气体的空气进行收集排出，所述气体外排装置103固定在隔离室101内，可行的，在一些实施例中，负压装置和气体外排可以采用同一个装置实现，即通过轻微的负压抽取内部的空气实现，对应的，在负压装置的立体对向位置设置单向进气阀，通过单向进气，实现进气。可行的，负压装置102可以是和气体外排装置103联通的另一个装置。排出的气体通过输送到燃烧塔进行无害化处理，可行的，也可以通过其他催化处理的方式处理。
26.所述输送单元400连接在沉淀单元200、反应单元100、分液单元300之间及反应单元100之前和分液单元300之后。连接在后端可以通过设置收集罐进行收集。
27.此外，本系统其还包括有害气体处理单元700，所述有害气体处理单元连接气体外排装置103，所述有害气体处理单元700用于对排出的有害气体进行无害化处理。有害气体处理单元700可以是高温燃烧塔，也可以是催化裂解炉。
28.所述隔离室101内设置有第一监测单元104，所述隔离室101外部设置有第一报警单元105，所述第一监测单元104用于监测隔离室101内部的有害气体浓度，所述第一报警单元105固定在隔离室101外部，所述第一报警单元105用于根据第一监测单元104监测的结果发出有害气体浓度警报。可行的，内部的有害气体浓度监测选用非色散红外有害气体检测装置，用于检测实时的有害气体浓度，其可以通过将监测结果输送给第一报警单元105进行显示，提供给操作人员判断内部的情况。
29.作为优选的，所述隔离室101外部设置有第二监测单元106，所述第二监测单元用于监测隔离室101外部的有害气体浓度，所述第二监测单元106设置有多个，多个第二监测单元106分布在隔离室101外部的车间各个位置，多个第二监测单元106分别对应设置有第二报警单元107，所述第二报警单元107用于根据第二监测单元106的监测结果发出有害气
体浓度警报。由于隔离了反应单元，现场湿度较小，可以采用较为廉价的半导体有害气体监测装置搭配非色散红外有害气体检测装置作为第二监测单元的监测装置，与内部监测装置不同的是，外部的监测装置设置了一个红线值，当达到红线值即发出报警提醒人员撤离，避免安全事故。
30.在本发明的另一个具体实施例中，还包括缓存单元500，所述缓存单元500连接分液单元300，所述缓存单元500包括用于缓存成品硫酸的单元和萃取溶剂的单元。可行的，在进行缓存时，可以对铲平进行检测，以便于后续产品的合并和分级管理。
31.此外，还包括控制单元600，所述控制单元600用于控制沉淀单元200、反应单元100、分液单元300和输送单元400的通断和动作时间。
32.本发明通过设置沉淀单元200、反应单元100、分液单元300和输送单元400，并在主要产生有害气体反应单元100上设置单独的反应隔离室101，在兼顾空间隔离效果的同时兼顾了成本，且通过对反应单元100进行隔离，使得车间环境适宜使用更为敏感的有害气体监测装置，避免了因溶剂挥发导致的气体监测失效和误报的情况发生，提供了一种环保高效的废硫酸回收系统及方法。
33.实施例2
34.本具体实施例提供一种废硫酸回收方法，其利用如前所述的废硫酸回收系统进行废硫酸回收处理，包括如下具体步骤：
35.1)测定废硫酸的浓度，并以主要成分为硫酸计算硫的摩尔浓度；
36.2)将萃取剂、废硫酸和尿素按照比例通过输送单元400投入到反应单元100中，搅拌反应2.5小时；所述萃取剂与废硫酸的体积比为3:1，所述尿素与废硫酸的摩尔比按照1:1.5投料；所述萃取剂为二氯甲烷；
37.3)将步骤2)中反应完毕的混合液通过输送单元400输送到沉淀单元200中静止0.5小时；
38.4)将步骤3)中的静止后的液体下层和上层分别通过分液单元300排放至缓存单元；
39.5)将步骤4)中缓存的成品硫酸送检，检测纯度，根据所含杂质和浓度进行分级并合并收集；
40.6)将步骤4)中分离的上层萃取相通过减压蒸馏得到萃取溶剂，循环使用。
41.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种废硫酸回收系统，其特征在于，包括沉淀单元、反应单元、分液单元和输送单元，所述分液单元连接在沉淀单元上，所述反应单元和沉淀单元通过输送单元级连，所述反应单元外部设置有反应隔离单元，所述反应单元设置在反应隔离单元内部，所述沉淀单元设置在反应隔离单元外部，所述反应隔离单元包括隔离室、负压装置和气体外排装置，所述反应单元设置在隔离室内，所述负压装置用于在反应单元周围产生低负压，所述气体外排装置用于将隔离室内含有有害气体的空气进行收集排出，所述气体外排装置固定在隔离室内，所述输送单元连接在沉淀单元、反应单元、分液单元之间及反应单元之前和分液单元之后。2.根据权利要求1所述的一种废硫酸回收系统，其特征在于，还包括有害气体处理单元，所述有害气体处理单元连接气体外排装置，所述有害气体处理单元用于对排出的有害气体进行无害化处理。3.根据权利要求1所述的一种废硫酸回收系统，其特征在于，所述隔离室内设置有第一监测单元，所述隔离室外部设置有第一报警单元，所述第一监测单元用于监测隔离室内部的有害气体浓度，所述第一报警单元固定在隔离室外部，所述第一报警单元用于根据第一监测单元监测的结果发出有害气体浓度警报。4.根据权利要求3所述的一种废硫酸回收系统，其特征在于，所述隔离室外部设置有第二监测单元，所述第二监测单元用于监测隔离室外部的有害气体浓度，所述第二监测单元设置有多个，多个第二监测单元分布在隔离室外部的车间各个位置，多个第二监测单元分别对应设置有第二报警单元，所述第二报警单元用于根据第二监测单元的监测结果发出有害气体浓度警报。5.根据权利要求1所述的一种废硫酸回收系统，其特征在于，还包括缓存单元，所述缓存单元连接分液单元，所述缓存单元包括用于缓存成品硫酸的单元和萃取溶剂的单元。6.根据权利要求1所述的一种废硫酸回收系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元用于控制沉淀单元、反应单元、分液单元和输送单元的通断和动作时间。7.一种废硫酸回收方法，其特征在于，利用权利要求1-7任意一项中的废硫酸回收系统进行废硫酸回收处理，包括如下具体步骤：1)测定废硫酸的浓度，并以主要成分为硫酸计算硫的摩尔浓度；2)将萃取剂、废硫酸和尿素按照比例通过输送单元投入到反应单元中，搅拌反应2.5小时；所述萃取剂与废硫酸的体积比为3:1，所述尿素与废硫酸的摩尔比按照1:1.5投料；所述萃取剂为二氯甲烷；3)将步骤2)中反应完毕的混合液通过输送单元输送到沉淀单元中静止0.5小时；4)将步骤3)中的静止后的液体下层和上层分别通过分液单元排放至缓存单元；5)将步骤4)中缓存的成品硫酸送检，检测纯度，根据所含杂质和浓度进行分级并合并收集；6)将步骤4)中分离的上层萃取相通过减压蒸馏得到萃取溶剂，循环使用。

技术总结
本发明公开了一种废硫酸回收系统，其包括沉淀单元、反应单元、分液单元和输送单元，分液单元连接在沉淀单元上，反应单元外部设置有反应隔离单元，反应单元设置在反应隔离单元内部，反应隔离单元包括隔离室、负压装置和气体外排装置，反应单元设置在隔离室内，气体外排装置固定在隔离室内。本发明还公开了基于上述系统的废硫酸回收方法。本发明的优点在于：在兼顾空间隔离效果的同时兼顾了成本，且通过对反应单元进行隔离，使得车间环境适宜使用更为敏感的有害气体监测装置，避免了因溶剂挥发导致的气体监测失效和误报的情况发生，提供了一种环保高效的废硫酸回收系统及方法。种环保高效的废硫酸回收系统及方法。种环保高效的废硫酸回收系统及方法。


技术研发人员：施荣标
受保护的技术使用者：江苏荣信环保科技有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/8