[发明专利]一种HF和 H2SO4混合酸的资源化分离方法及其系统

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，尤其涉及一种HF和 H₂SO₄混合酸的分离方法及其系统。

背景技术

工业生产过程中经常会产生HF和H₂SO₄的混合废酸，由于HF和H₂SO₄往往不能混合使用，因此为了避免资源的浪费，需要设法将HF和H₂SO₄进行分离。传统分离HF和H₂SO₄的方法主要为蒸馏法。

蒸馏法主要是指借助HF和H₂SO₄的沸点的不同，将HF和H₂SO₄分离开来。HF是一种易挥发性酸，其沸点为112.2℃，与之相比，H₂SO₄的沸点则要高得多，为338℃，当对HF和H₂SO₄的混合废酸加热时，HF由于沸点较低先挥发，将其冷冷凝或吸收后即为纯HF溶液，从而实现将HF和H₂SO₄分开。这种方法的工艺流程简单，但能耗非常高，另外由于HF蒸汽的温度较高，不易冷凝，HF的回收率较低且存在安全隐患。

传统蒸馏法具有能耗大、HF回收率低和安全隐患大等缺点，为了更环保、更节能地分离HF和H₂SO₄，探索更有效的HF和H₂SO₄混合废酸的分离方法刻不容缓。

发明内容

为了解决传统HF和H₂SO₄混合废酸分离方法的能量消耗大、资源化回收率低和操作不安全等问题，本发明提出一种低消耗、安全系数高和资源化回收率高的HF和H₂SO₄混合废酸分离方法。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种HF和 H₂SO₄混合酸的分离方法，其包括如下步骤：

（1）HF和 H₂SO₄混合酸首先进入pH调节池，用碱液调节pH至5~7；

步骤（1）是预处理混合废酸的重要过程，其目的是将酸转化为盐，以利于后续操作。调节pH的碱液可以为Ca(OH)₂或NaOH；

（2）从步骤（1）出来的溶液进入纳滤膜组件截留分离，得到含F^-盐溶液和含SO₄^2-盐溶液；

步骤（2）是分离F^-和SO₄^2-的主要过程；

（3）从步骤（2）出来的含F^-盐溶液进入第一套双极膜组件进行酸碱再生得到HF溶液和碱液1，含SO₄^2-盐溶液进入第二套双极膜组件进行酸碱再生得到H₂SO₄溶液和碱液2；

步骤（3）是回收HF、H₂SO₄和碱液的主要过程；

（4）从步骤（3）第一套双极膜组件出来的残液进入电渗析1或反渗透1浓缩，浓水返回第一套双极膜组件作为盐室进水，淡水达标排放或回用；从步骤（3）第二套双极膜组件出来的残液进入电渗析2或反渗透2浓缩，浓水返回第二套双极膜组件作为盐室进水，淡水达标排放或回用；

步骤（4）是实现出水水质达标排放或回用的主要过程；

（5）从步骤（3）出来的碱液1和碱液2返回步骤（1）。

步骤（5）是降低消耗，实现资源循环利用的重要过程。从双极膜组件出来的淡水可根据其浓度高低来选择是进入电渗析或反渗透，若其浓度较高，则进入电渗析，反之若其浓度较低，则进入反渗透。

步骤（1）中优选用碱液调节PH至7。

一种实现所述分离方法的系统，它包括：PH调节池、纳滤膜组件、两套双极膜组件、两套浓缩装置，所述PH调节池出水口与纳滤膜组件进水口相连，纳滤膜组件的第一出水口与第一套双极膜组件盐室进水口相连，第二出水口与第二套双极膜组件盐室进水口相连，第一、第二套双极膜组件的残液出口分别与一浓缩装置相连。

所述浓缩装置包括电渗析和反渗透；