[发明专利]自混合酸液中回收废酸的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于工业废酸回收技术领域，特别涉及一种可获得高纯度酸的回收装置及方法。

背景技术

目前工业混合废酸的回收及分离，通常是利用蒸馏方法或是添加反应药剂的方式来达成；以液晶显示面板蚀刻工艺中所产生的磷酸、硝酸及醋酸混合废酸为例，该混合废酸是被导入一蒸馏塔之中，借着提高塔内温度及降低压力，沸点较低的硝酸、水以及醋酸会汽化并混合地进入气相，而置留于液相的磷酸即可被分离；前述硝酸及醋酸的混合蒸气除可再次利用沸点差异分离两者之外，操作者亦可先冷凝上述混合蒸气，并于冷凝液中添加大量的氢氧化钠，使其与溶液中的醋酸产生酸碱中和反应生成醋酸钠，随后浓缩该混合溶液，所述的醋酸钠即可生成结晶析出而被分离，至于残存的溶液也可加以干燥后而生成硝酸钠，进一步被回收利用。

由于多数工业用酸的沸点与水接近，纯粹以蒸馏方法所回收的纯化酸即使经过反复多次的蒸馏仍然存在大量的水分，导致浓度始终低于70％，用途相当局限；而添加碱液后所回收的产物则为盐类而非纯酸，需依靠进一步的酸化程序才能获得较高浓度的纯酸，从而导致整体程序更加复杂。

因此，开发出可由混合酸液中直接产出高浓度酸的回收装置及方法是必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自混合酸液中回收废酸的装置及方法，其可产出高浓度酸。

为了实现上述目的，本发明提供的一种自混合酸液中回收废酸的装置包含至少一前置酸液分离单元以及一脱水膜分离单元；该脱水膜分离单元 包含有一外壳、多个支撑基材以及多个脱水膜，这些支撑基材设置于该外壳的内部，且将该外壳的内部空间分割为一高压侧以及一低压侧，该脱水膜分离单元以该高压侧连接该前置酸液分离单元，各个该支撑基材都具有连接该高压侧以及该低压侧的多个毛细微孔，这些脱水膜是被覆盖于该支撑基材朝向该高压侧的表面。

借由该至少一前置酸液分离单元的作用，该混合酸液中一特定酸以外的其他酸即可被分离；随后在该高压侧施加压力，酸液中的水分子则可穿过这些支撑基材及脱水膜到达低压侧，该高压侧则可获得高浓度的该特定酸，从而达到纯化的效果。

在本发明的一较佳实施例之中，该前置酸液分离单元包含有一蒸馏塔以及一冷凝器，该冷凝器连接该蒸馏塔与该脱水膜分离单元；其中该前置酸液分离单元还可包含有一酸碱混合槽，该酸碱混合槽连接该蒸馏塔。

在本发明的一较佳实施例之中，该至少一前置酸液分离单元包含有一第一前置酸液分离单元以及一第二前置酸液分离单元，该第一前置酸液分离单元包含有相互连接的一蒸馏塔以及一冷凝器，该第二前置酸液分离单元包含有一酸碱混合槽、一蒸馏塔以及一冷凝器，该酸碱混合槽连接该第一前置酸液分离单元的冷凝器以及该第二前置酸液分离单元的蒸馏塔，该第二前置酸液分离单元的冷凝器连接该第二前置酸液分离单元的蒸馏塔与该脱水膜分离单元；该第一前置酸液分离单元及该第二前置酸液分离单元分别是用来去除该特定酸以外的高沸点的酸以及强酸。

在本发明的一较佳实施例之中，该脱水膜分离单元的支撑基材呈圆管状，这些脱水膜覆盖于这些支撑基材的外表面，该高压侧包含该支撑基材的外侧周围空间，该低压侧包含该支撑基材的内部空间；此外，该脱水膜分离单元还包含有一隔板，该隔板设置于该外壳的内部，这些支撑基材与这些脱水膜均位于该隔板的同一侧，该隔板的另一侧具有一集水腔室，该集水腔室与这些支撑基材的内部空间连通，该低压侧还包含该集水腔室；而且该脱水膜分离单元的支撑基材为陶瓷，以便提供较高的结构强度及耐酸特性。

另外，该自混合酸液中回收废酸的装置还可包含有一分子筛纯化单元以及一特定酸储槽，该特定酸储槽连接该脱水膜分离单元的高压侧以及该 分子筛纯化单元；该分子筛纯化单元可进一步去除该特定酸中的残余水分，以获得更高纯度的该特定酸。

本发明提供的一种自混合酸液中回收废酸的方法，包含以下步骤：

A.由该混合酸液中分离出废酸与水的混合液；以及

B.将该混合液导引至一脱水膜的一侧，该脱水膜被覆盖于一支撑基材上，且在该支撑基材两侧施加压力差，使得该两侧分别形成一高压侧以及一低压侧，该脱水膜位于该高压侧，且前述的该特定酸与水的混合液被导引至该高压侧，随后利用该高压侧及低压侧的压力差，使得该混合液中的水穿过该脱水膜及该支撑基材至该低压侧，而该特定酸仍留置于该高压侧。

在本发明的一较佳实施例之中，该步骤A是利用蒸馏方法来分离而产出该特定酸与水的混合液；另外，操作者也可事先先添加碱液，使部分酸液形成盐类后，再利用蒸馏方法来分离。