[实用新型]一种从石墨烯含酸废水中回收硫酸的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及废水中回收硫酸的技术领域，具体为一种从石墨烯含酸废水中回收硫酸的装置。

背景技术

石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构，是一种“超级材料”，其应用范围很广，从电子产品到防弹衣和造纸，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。石墨烯的制备是以石墨、浓硫酸、高锰酸钾、双氧水为主要原料，制备过程中会产生大量的清洗废水、滤液等，因此，石墨烯生产废水中含有硫酸、高锰酸钾、过锰酸钾、双氧水等成分，特别是废水中硫酸含量占极大的比重。例如产石墨烯废水量1000T/D的企业，废水中硫酸含量30％-50％，就可达300T/D，而目前石墨烯生产企业只是将产生的废水简略处理后排放，而且，处理废水过程中会加入大量的碱，由此产生大量的污泥必须委托外放进行处理，不符合资源三循环政策，造成资源、成本的极大浪费。

硫酸无论是在工业生产还是在农业生产中都应用广泛，特别是工业生产中的一种重要的工业原料，其可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中，工业生产过程中产生的大量酸性废液，含有不同浓度的无机酸，这些废酸液若直接排放，不仅污染环境，而且造成资源的浪费，因此酸性废液成为现今亟需解决的一个重大问题。

目前国内外处理废酸液的方法主要有浓缩法、中和法、溶剂萃取法、离子交换法、膜分离法等，而浓缩法和中和法是我国传统处理废酸的主要方法。但是传统的浓缩法对设备的腐蚀性大，中和法不能有效回收其中的硫酸。目前较先进的溶剂萃取法对萃取剂的要求很高，不适合于大规模工业生产中；离子交换法受离子树脂的影响，对待吸附废酸液中离子有较高要求，而且其具体条件一旦确定，要求原液的成分不能变化太大；而膜分离技术则处理量小，投资成本高。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种从石墨烯含酸废水中回收硫酸的装置，其从石墨烯废水中提纯硫酸，达到资源循环利用的目的，而且酸液占比回收率可达92％～95％，同时装置可回收大部分热量，节约电能约30％。

一种从石墨烯含酸废水中回收硫酸的装置，其技术方案是这样的：其包括废液存储槽，其特征在于：其还包括冷凝部分、蒸馏部分，所述冷凝部分包括两个冷凝单元、冷凝精馏单元、冷凝加热单元，两个冷凝单元分别为第一冷凝单元、第二冷凝单元，所述第一冷凝单元、第二冷凝单位均布置有内腔、外腔，所述冷凝精馏单元的下方出口连通所述第一冷凝单元的内腔进口，所述第一冷凝单元的内腔出口连通至硫酸盛放装置，所述冷凝加热器的出口布置有冷凝蒸馏瓶，所述冷凝蒸馏瓶的出口连接至所述第二冷凝单元的内腔入口，所述第二冷凝单元的内腔出口连通至冷凝精馏单元的入口，所述冷凝精馏单元上部出口通过水汽输送管外接外部的供热系统，所述蒸馏部分具体包括N段蒸馏段，分别为第1蒸馏段、第2蒸馏段、……、第N蒸馏段，其中N为≥1的自然数，每段所述蒸馏段均包括加热单元、蒸馏瓶、精馏单元，第二冷凝单元的外腔出口通过导流管连通至第1蒸馏段的加热单元的液体进口，第1蒸馏段的加热单元的上部出口连通至第1蒸馏段的蒸馏瓶的进口，第1蒸馏段蒸馏瓶的出口连通至第1蒸馏段的精馏单元的入口，第1蒸馏段的精馏单元的下方出口连通至第2蒸馏段的加热单元的液体进口，第2蒸馏段的加热单元的上部出口连通至第2蒸馏段的蒸馏瓶的进口，第2蒸馏段蒸馏瓶的出口连通至第2蒸馏段的精馏单元的入口，直至第N蒸馏段精馏单元的下方出口连通至所述冷凝加热单元的液体进口，所有蒸馏段内的每个精馏单元的上部出口分别通过水汽输送管外接外部的供热系统。

其进一步特征在于：

每段所述蒸馏段的布置为所述加热单元的上方布置有所述蒸馏瓶，所述蒸馏瓶的上方布置有所述精馏单元，所述精馏单元的下方内腔内设置有斜向挡板，所述斜向挡板引流至本精馏单元的下方出口；

所述第一冷凝单元、第二冷凝单元具体为螺旋式冷凝管，所述螺旋式冷凝管的内腔为置于管壁内部的螺旋管螺旋形成的内部腔体，所述螺旋式冷凝管的外腔为螺旋管的外壁和管壁的内壁所形成的腔体；

所述冷凝加热单元、蒸馏段内的加热单元具体为加热器，所述加热器的内部腔体内设置有加热丝；

所述加热器的底部均设置有出渣口，所述出渣口上设置有阀门；

所述废液存储槽包括废液地下存储槽、高位存储槽、平衡槽，所述废液地下存储槽通过水泵、对应管路连通至所述高位存储槽的上部进口，所述高位存储槽的下部出口连通至所述平衡槽的进口，所述平衡槽的出口通过管路连通至第一冷凝单元的外腔入口；