專利名稱：蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝及設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝及設備。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外鉛酸蓄電池極板生產(chǎn)中大都在化成工藝與淋酸工藝和化成工藝中使用稀硫酸(見圖3)，生產(chǎn)產(chǎn)生大量廢硫酸大多采取的是加片堿中和進行廢酸治理或外運處理方法。由于對硫酸回用缺乏經(jīng)濟、有效的處理方法，致使財力與人力浪費、硫酸利用率低、處理外運成本高，而且導致極板生產(chǎn)工藝的中間原料在消耗企業(yè)大量的購置成本、占用大量的環(huán)保資源的同時，產(chǎn)生大量的環(huán)境污染。
此外，在鉛酸蓄電池極板生產(chǎn)需要用大量自來水和純水，使用過的水成為含硫酸和重金屬鉛的廢水。為了減少對環(huán)境的污染，生產(chǎn)企業(yè)和環(huán)保部門在廢水治理中大量使用片堿作為中和劑，其問題是一是從資金、場地、人員而言，環(huán)保治理代價高；二是廢水處理站中含有硫酸鈉，當其濃度累計升高達到10000～20000mg/l時會結(jié)晶析出，如果回用出站水于沖地、綠化或作為循環(huán)水，則在水分蒸發(fā)后出現(xiàn)白色結(jié)晶，從而影響到場地的美觀。如果直接外排則會造成環(huán)境污染。
因此，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，蓄電池極板生產(chǎn)企業(yè)原有設備不能滿足環(huán)境保護和生產(chǎn)用水的回用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了能夠解決長期困擾鉛酸蓄電池極板生產(chǎn)企業(yè)的大多數(shù)廢硫酸處理的環(huán)保難題，提供一種蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝。在不影響極板產(chǎn)品質(zhì)量前提下，它可以提高硫酸綜合利用率，降低硫酸的購置成本、廢硫酸治理成本、廢水治理成本和出站水硫酸鈉濃度，大幅度提高鉛酸蓄電池生產(chǎn)企業(yè)環(huán)保效益、社會效益、經(jīng)濟效益。提供一種蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用設備，該設備整機一體化，可將淋酸和化成以及化成工藝產(chǎn)生的廢硫酸中的雜質(zhì)或鐵離子分離出，濾出液達到回用要求，從而利于所述回用工藝的順利實施。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下包括淋酸、若干級沉淀回收鉛、片堿中和、化成和廢硫酸外運工藝，以及淋酸、化成工藝中產(chǎn)生的廢硫酸由第一、二級膜分離方法綜合處理的工藝。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是一種將膜分離技術(shù)、蓄電池極板生產(chǎn)技術(shù)與蓄電池極板生產(chǎn)企業(yè)污染環(huán)保治理技術(shù)耦合起來進行環(huán)保綜合治理的工藝技術(shù)和成套化設備。因此具有以下主要優(yōu)點
其一.可提高企業(yè)環(huán)保水平及經(jīng)濟效益由于使廢酸、廢水資源化，因此在降低硫酸的購置成本、廢硫酸治理成本和廢水治理成本的同時，可提高硫酸綜合利用率，硫酸回用率達到70％以上，還可以減少污水站80％以上的片堿，從而能夠大幅度減輕環(huán)境污染和降低企業(yè)用于環(huán)保的物質(zhì)、資金與人力的投入，以及減少原工藝化成廢酸外運處理成本，這在鉛酸蓄電池極板生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保效益上具有積極意義。
其二.可改善廠區(qū)內(nèi)用水狀況因回用淋酸與化成廢硫酸導致的減少大量中和片堿的使用，從而根治了廢水處理中高濃度的硫酸鈉，大大降低廢水處理中的硫酸鈉濃度，使出站廢水水質(zhì)提高，可滿足沖地、綠化、循環(huán)水的回用水質(zhì)要求，有益于環(huán)境。
其三.可最大程度節(jié)水在處理廢酸回用的同時，回收了大多數(shù)溶液中的水，直接應用于配制化成稀硫酸溶液，水的重復利用率很高，減少了純水的需求。特別是進行廢硫酸回用處理時不會引入其它的二次污染，不會因使用回用硫酸而影響極板的產(chǎn)品質(zhì)量。
其四.企業(yè)取得節(jié)水政策優(yōu)惠。各地節(jié)水辦，尤其是北方，對工業(yè)企業(yè)的節(jié)水方面都有很多相關(guān)優(yōu)惠的政策，通過企業(yè)的節(jié)水，為企業(yè)爭取更多的政策性優(yōu)惠，同時也為社會節(jié)約用水做出貢獻。降低了廢水處理站的處理負荷，為企業(yè)增加產(chǎn)能做好了物質(zhì)基礎(chǔ)。在企業(yè)增加產(chǎn)能時，不需要再顧慮廢水處理設施的增容。
其五.可以降低生產(chǎn)成本，從而可化解因國際鉛價大幅度提升給鉛酸蓄電池帶來成本上升的難題，并且增強市場銷售的競爭力。
其六.操作簡單，利于現(xiàn)有企業(yè)改造。在使用本工藝后，企業(yè)可因上述的效果帶來顯著的利潤增長。
本發(fā)明提供的設備將回收酸、供給酸、沖洗、清洗等工藝集成于一體，方便操作者使用。該設備具有構(gòu)思新穎、高度集成、結(jié)構(gòu)緊湊和節(jié)省有效空間等優(yōu)點，它可去除廢酸液中的顆粒物質(zhì)，提高硫酸回用率和鐵離子去除率，從而對鉛酸蓄電池極板生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保水平的提升具有顯著的促進作用。


圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖。
圖2是本發(fā)明回用環(huán)保設備的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)工藝流程示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在淋酸和化成工藝中增加了廢硫酸回用工藝。本發(fā)明提供的設備可安裝于地面一層或地下室內(nèi)，要求提供一級反滲透純化水為沖洗和清洗用水，環(huán)境溫度為10～50℃。
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步說明。
一.蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝1.如圖1所示本工藝包括淋酸、若干級沉淀回收鉛、片堿中和、化成和廢硫酸進入污水處理站或者外運處理工藝，以及淋酸、化成工藝中產(chǎn)生的廢硫酸由第一、二級膜分離方法綜合處理的工藝。本工藝產(chǎn)生的液體可用于配制化成工藝所需的稀硫酸，或者作為用于配制化成工藝所需稀硫酸的稀釋水，此稀釋水若經(jīng)過污水處理站處理后還可作沖地、綠化、循環(huán)水等用。
2.第一級膜分離方法其步驟包括a)對于經(jīng)若干級沉淀回收鉛后的淋酸工藝產(chǎn)生的廢硫酸和由化成工藝產(chǎn)生的廢硫酸，用泵加壓進入微濾或超濾膜循環(huán)單元設備后，使之內(nèi)含的包括鉛粉、硫酸鉛固狀物和懸浮物的雜質(zhì)從廢硫酸液中過濾分離出來，得第一級膜分離的濾出液和濃縮液。
b)將濾出液引入循環(huán)罐中，再由納濾膜處理單元設備進一步處理。
c)將濃縮液排入工廠已有的污水處理站處理或外運處理。
3.第二級膜分離方法其步驟包括a)將第一級膜分離的濾出液泵入納濾膜處理單元設備，再由該設備進行循環(huán)去除廢硫酸中的鐵離子和鉛離子，得第二級膜分離的濃縮液和降低了鐵離子濃度的濾出液，該濾出液含有0-8ppm鐵離子，此濃度能夠滿足化成工藝用硫酸的鐵離子濃度方面的要求。
b)將濾出液儲存在高位槽中，作配制化成工藝所需的稀硫酸。
c)將濃縮液排入工廠已有的污水處理站處理或外運處理。
4.回用工藝具體實例1)在淋酸工藝中，廢酸液經(jīng)過三級沉淀池沉淀后，用微濾或超濾膜處理極板生產(chǎn)中淋酸工藝(有部分蓄電池極板生產(chǎn)企業(yè)無淋酸工藝段)產(chǎn)生的廢酸液，廢酸液經(jīng)泵加壓進入微濾或超濾膜循環(huán)處理單元，濃縮液排入工廠的污水處理站處理或外運處理，濾出液泵入循環(huán)罐中儲存；廢酸液中鐵離子濃度不穩(wěn)定。微濾或超濾膜處理單元主要是作為納濾膜處理單元設備的預處理單元，去除淋酸廢硫酸中的鉛粉、氧化鉛與硫酸鉛等物質(zhì)產(chǎn)生固形物與懸浮物；而濾出液中主要成分為硫酸、水、鐵離子、鉛離子等，成分濃度完全符合以后納濾膜處理單元設備對待處理物料的要求。
納濾膜處理單元設備能夠?qū)Ρ萌氲牡谝患壞し蛛x的濾出液進行鐵離子循環(huán)濃縮，并對鐵離子等非一價金屬離子具有較高的截留能力，起到降低濾出液中鐵離子濃度的作用，因此所濾出的溶液僅含有0-8ppm的鐵離子，它可以回用于化成配酸或作其它用途。濃縮液因含有高濃度的鐵離子而失去回用價值，作外運處理。經(jīng)過此工藝步驟后，外運的廢酸量降低了70％以上。濾出液進入化成配酸系統(tǒng)重新配制后回用。
2)在化成工藝中，化成酸液因鐵離子濃度隨時間增加而逐漸升高，當鐵離子濃度高于4-8ppm后，對極板化成工藝中的極板質(zhì)量會產(chǎn)生負面的影響，此時該酸液在原有的生產(chǎn)工藝中已失去利用價值而被廢棄。
本工藝產(chǎn)生的廢酸液的處理方法與處理淋酸廢酸液的方法相同。
二.蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用設備其包括第一級膜分離方法使用的微濾或超濾膜循環(huán)單元設備，以及第二級膜分離方法使用的納濾膜處理單元設備。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
1.微濾或超濾膜循環(huán)單元設備其包括正沖洗罐1、進料罐2、微濾或超濾膜裝置4、循環(huán)罐5和無機膜壓力泵11。它們通過管道3的連接關(guān)系是正沖洗罐1、進料罐2經(jīng)無機膜壓力泵11連接微濾或超濾膜裝置4的輸入端；微濾或超濾膜裝置4的輸出端，一路連通進料罐2，另一路經(jīng)循環(huán)罐5連通納濾膜循環(huán)單元設備。
2.納濾膜處理單元設備其包括納濾膜裝置6、微濾或超濾膜裝置4、高位槽7、清洗罐8、清洗泵9和納濾膜壓力泵10，它們通過管道3的連接關(guān)系是納濾膜壓力泵10的兩端，分別連接循環(huán)罐5的出料端、納濾膜裝置6的輸入端。納濾膜裝置6的輸入端經(jīng)清洗泵9連接清洗罐8的出料端；納濾膜裝置6的輸出端，一路連接高位槽7、清洗罐8的循環(huán)進料端，另一路連接循環(huán)罐5的進料端。
三.本發(fā)明的工作過程本發(fā)明是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此，下面著重就淋酸、化成工藝中產(chǎn)生的廢硫酸由第一、二級膜分離方法綜合處理的工藝及所使用的設備敘述其工作過程。
1.淋酸工藝及所使用的設備的工作過程如圖1、圖2所示當淋酸工藝產(chǎn)生的廢硫酸被泵入進料罐2至設計位時，無機膜壓力泵11啟動，使罐中的廢硫酸泵入微濾或超濾膜裝置4中，經(jīng)該裝置處理得濃縮液和濾出液。通過管道3，濃縮液回流至進料罐2進行循環(huán)過濾，濾出液進入循環(huán)罐5儲存。此為第一級膜分離過程。
接著，進行第二級膜分離，其過程是當?shù)谝患壞し蛛x處理后的濾出液流入循環(huán)罐5時，納濾膜壓力泵10啟動，使罐中的濾出液泵入納濾膜裝置6中，經(jīng)該裝置處理得濃縮液和濾出液。通過管道3，濃縮液回流至循環(huán)罐5進進行循環(huán)過濾，濾出液進入高位槽7儲存。
然后，進行的清洗、沖洗等工藝流程同現(xiàn)有技術(shù)。
2.化成工藝及所使用的設備的工作過程與淋酸工藝及所使用的設備的工作過程相同。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝，包括淋酸、若干級沉淀回收鉛、片堿中和、化成和廢硫酸外運工藝，其特征是還包括淋酸、化成工藝中產(chǎn)生的廢硫酸由第一、二級膜分離方法綜合處理的工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝，其特征是第一、二級膜分離方法綜合處理的工藝，其產(chǎn)生的液體用于配制化成工藝所需的稀硫酸和回用水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝，其特征在于第一級膜分離方法的步驟包括a)對于經(jīng)若干級沉淀回收鉛后的淋酸工藝產(chǎn)生的廢硫酸和由化成工藝產(chǎn)生的廢硫酸，用泵加壓進入微濾或超濾膜循環(huán)單元設備后，使之內(nèi)含的包括鉛粉、硫酸鉛固狀物和懸浮物的雜質(zhì)從廢硫酸液中過濾分離出來，得第一級膜分離的濾出液和濃縮液，b)將濾出液引入循環(huán)罐中，再由納濾膜處理單元設備進一步處理，c)將濃縮液排入工廠已有的污水處理站處理或外運處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝，其特征在于第二級膜分離方法的步驟包括a)將第一級膜分離的濾出液泵入納濾膜處理單元設備，再由該設備進行循環(huán)去除廢硫酸中的鐵離子和鉛離子，得第二級膜分離的濃縮液和降低了鐵離子濃度的濾出液，b)將濾出液儲存在高位槽中，作配制化成工藝所需的稀硫酸，c)將濃縮液排入工廠已有的污水處理站處理或外運處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝，其特征是濾出液含有0-8ppm鐵離子。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝，其特征是所述的微濾或超濾膜循環(huán)單元設備，包括正沖洗罐(1)、進料罐(2)、微濾或超濾膜裝置(4)、循環(huán)罐(5)和無機膜壓力泵(11)，它們通過管道(3)的連接關(guān)系是正沖洗罐(1)、進料罐(2)經(jīng)無機膜壓力泵(11)連接微濾或超濾膜裝置(4)的輸入端；微濾或超濾膜裝置(4)的輸出端，一路連通進料罐(2)，另一路經(jīng)循環(huán)罐(5)連通納濾膜處理單元設備。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝，其特征是所述的納濾膜處理單元設備，包括納濾膜裝置(6)、微濾或超濾膜裝置(4)、高位槽(7)、清洗罐(8)、清洗泵(9)和納濾膜壓力泵(10)，它們通過管道(3)的連接關(guān)系是納濾膜壓力泵(10)的兩端，分別連接循環(huán)罐(5)的出料端、納濾膜裝置(6)的輸入端；納濾膜裝置(6)的輸入端經(jīng)清洗泵(9)連接清洗罐(8)的出料端；納濾膜裝置(6)的輸出端，一路連接高位槽(7)、清洗罐(8)的循環(huán)進料端，另一路連接循環(huán)罐(5)的進料端。
全文摘要
本發(fā)明涉及蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝及設備。本發(fā)明提供的工藝包括淋酸、若干級沉淀回收鉛、片堿中和、化成和廢硫酸外運工藝，以及淋酸、化成工藝中產(chǎn)生的廢硫酸由第一、二級膜分離方法綜合處理的工藝。本發(fā)明提供的工藝具有降低生產(chǎn)成本、可最大程度節(jié)水和改善廠區(qū)內(nèi)用水狀況，以及提高企業(yè)環(huán)保水平及經(jīng)濟效益等優(yōu)點。本發(fā)明提供的設備將回收酸、供酸、清洗集成于一體，方便操作者使用，還具有構(gòu)思新穎、高度集成、結(jié)構(gòu)緊湊和節(jié)省有效空間等優(yōu)點，它可去除廢酸液中的顆粒物質(zhì)，提高硫酸回用率和鐵離子去除率，從而對鉛酸蓄電池極板生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保水平的提升具有顯著的促進作用。
文檔編號H01M4/16GK1722511SQ20041001348
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者郝華 申請人:郝華