專利名稱：蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用工藝及設(shè)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(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)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(jìn)行廢酸治理或外運(yùn)處理方法。由于對(duì)硫酸回用缺乏經(jīng)濟(jì)、有效的處理方法，致使財(cái)力與人力浪費(fèi)、硫酸利用率低、處理外運(yùn)成本高，而且導(dǎo)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(shí)，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(duì)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(chǎng)地、人員而言，環(huán)保治理代價(jià)高；二是廢水處理站中含有硫酸鈉，當(dāng)其濃度累計(jì)升高達(dá)到10000～20000mg/l時(shí)會(huì)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(chǎng)地的美觀。如果直接外排則會(huì)造成環(huán)境污染。
因此，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，蓄電池極板生產(chǎn)企業(yè)原有設(shè)備不能滿足環(huán)境保護(hù)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(zhǎng)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(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。提供一種蓄電池極板生產(chǎn)中廢硫酸回用設(shè)備，該設(shè)備整機(jī)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(dá)到回用要求，從而利于所述回用工藝的順利實(shí)施。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下包括淋酸、若干級(jí)沉淀回收鉛、片堿中和、化成和廢硫酸外運(yùn)工藝，以及淋酸、化成工藝中產(chǎn)生的廢硫酸由第一、二級(jí)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(jìn)行環(huán)保綜合治理的工藝技術(shù)和成套化設(shè)備。因此具有以下主要優(yōu)點(diǎn)
其一.可提高企業(yè)環(huán)保水平及經(jīng)濟(jì)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(shí)，可提高硫酸綜合利用率，硫酸回用率達(dá)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(yùn)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(dǎo)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(shí)，回收了大多數(shù)溶液中的水，直接應(yīng)用于配制化成稀硫酸溶液，水的重復(fù)利用率很高，減少了純水的需求。特別是進(jìn)行廢硫酸回用處理時(shí)不會(huì)引入其它的二次污染，不會(huì)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(duì)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(zhēng)取更多的政策性優(yōu)惠，同時(shí)也為社會(huì)節(jié)約用水做出貢獻(xiàn)。降低了廢水處理站的處理負(fù)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(shí)，不需要再顧慮廢水處理設(shè)施的增容。
其五.可以降低生產(chǎn)成本，從而可化解因國(guó)際鉛價(jià)大幅度提升給鉛酸蓄電池帶來成本上升的難題，并且增強(qiáng)市場(chǎng)銷售的競(jìng)爭(zhēng)力。
其六.操作簡(jiǎn)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(rùn)增長(zhǎng)。
本發(fā)明提供的設(shè)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(shè)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(diǎn)，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(duì)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(jìn)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(shè)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(shí)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(shè)備可安裝于地面一層或地下室內(nèi)，要求提供一級(jí)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(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)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(jí)沉淀回收鉛、片堿中和、化成和廢硫酸進(jìn)入污水處理站或者外運(yùn)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(jí)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(jí)膜分離方法其步驟包括a)對(duì)于經(jīng)若干級(jí)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(jìn)入微濾或超濾膜循環(huán)單元設(shè)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(jí)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(shè)備進(jìn)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(yùn)處理。
3.第二級(jí)膜分離方法其步驟包括a)將第一級(jí)膜分離的濾出液泵入納濾膜處理單元設(shè)備，再由該設(shè)備進(jìn)行循環(huán)去除廢硫酸中的鐵離子和鉛離子，得第二級(jí)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(chǔ)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(yùn)處理。
4.回用工藝具體實(shí)例1)在淋酸工藝中，廢酸液經(jīng)過三級(jí)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(jìn)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(yùn)處理，濾出液泵入循環(huán)罐中儲(chǔ)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(shè)備的預(yù)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(shè)備對(duì)待處理物料的要求。
納濾膜處理單元設(shè)備能夠?qū)Ρ萌氲牡谝患?jí)膜分離的濾出液進(jìn)行鐵離子循環(huán)濃縮，并對(duì)鐵離子等非一價(jià)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(jià)值，作外運(yùn)處理。經(jīng)過此工藝步驟后，外運(yùn)的廢酸量降低了70％以上。濾出液進(jìn)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(shí)間增加而逐漸升高，當(dāng)鐵離子濃度高于4-8ppm后，對(duì)極板化成工藝中的極板質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生負(fù)面的影響，此時(shí)該酸液在原有的生產(chǎn)工藝中已失去利用價(jià)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(shè)備其包括第一級(jí)膜分離方法使用的微濾或超濾膜循環(huán)單元設(shè)備，以及第二級(jí)膜分離方法使用的納濾膜處理單元設(shè)備。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
1.微濾或超濾膜循環(huán)單元設(shè)備其包括正沖洗罐1、進(jìn)料罐2、微濾或超濾膜裝置4、循環(huán)罐5和無機(jī)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(jìn)料罐2經(jīng)無機(jī)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(jìn)料罐2，另一路經(jīng)循環(huán)罐5連通納濾膜循環(huán)單元設(shè)備。
2.納濾膜處理單元設(shè)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(jìn)料端，另一路連接循環(huán)罐5的進(jìn)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(jí)膜分離方法綜合處理的工藝及所使用的設(shè)備敘述其工作過程。
1.淋酸工藝及所使用的設(shè)備的工作過程如圖1、圖2所示當(dāng)淋酸工藝產(chǎn)生的廢硫酸被泵入進(jìn)料罐2至設(shè)計(jì)位時(shí)，無機(jī)膜壓力泵11啟動(dòng)，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(jìn)料罐2進(jìn)行循環(huán)過濾，濾出液進(jìn)入循環(huán)罐5儲(chǔ)存。此為第一級(jí)膜分離過程。
接著，進(jìn)行第二級(jí)膜分離，其過程是當(dāng)?shù)谝患?jí)膜分離處理后的濾出液流入循環(huán)罐5時(shí)，納濾膜壓力泵10啟動(dòng)，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(jìn)進(jìn)行循環(huán)過濾，濾出液進(jìn)入高位槽7儲(chǔ)存。
然后，進(jìn)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(shè)備的工作過程與淋酸工藝及所使用的設(shè)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(jí)沉淀回收鉛、片堿中和、化成和廢硫酸外運(yùn)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(jí)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(jí)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(jí)膜分離方法的步驟包括a)對(duì)于經(jīng)若干級(jí)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(jìn)入微濾或超濾膜循環(huán)單元設(shè)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(jí)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(shè)備進(jìn)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(yùn)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(jí)膜分離方法的步驟包括a)將第一級(jí)膜分離的濾出液泵入納濾膜處理單元設(shè)備，再由該設(shè)備進(jìn)行循環(huán)去除廢硫酸中的鐵離子和鉛離子，得第二級(jí)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(chǔ)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(yùn)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(shè)備，包括正沖洗罐(1)、進(jìn)料罐(2)、微濾或超濾膜裝置(4)、循環(huán)罐(5)和無機(jī)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(jìn)料罐(2)經(jīng)無機(jī)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(jìn)料罐(2)，另一路經(jīng)循環(huán)罐(5)連通納濾膜處理單元設(shè)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(shè)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(jìn)料端，另一路連接循環(huán)罐(5)的進(jìn)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(shè)備。本發(fā)明提供的工藝包括淋酸、若干級(jí)沉淀回收鉛、片堿中和、化成和廢硫酸外運(yùn)工藝，以及淋酸、化成工藝中產(chǎn)生的廢硫酸由第一、二級(jí)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(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供的設(shè)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(diǎn)，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(duì)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(jìn)作用。
文檔編號(hào)H01M4/16GK1722511SQ20041001348
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)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(qǐng)人:郝華