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膜技术在废酸回收中的应用
膜技术在废酸回收中的应用 李申 (上海晨安工贸有限公司,上海200051) 在很多生产制造工艺中都要用到酸,同时也排出很多废酸。保护环境和改善生产工艺, 是我们产业面临的重要课题。从含酸废液中,将酸的有效成分分离回收,已经得到实际应用 的膜处理技术,有扩散渗析法、电渗析法,还有已经开发成功的双极膜法。 1利用扩散渗析进行酸的回收 I.I扩散渗析的原理 离子交换膜两侧的溶液的浓度差是溶质分子扩散的动力。如果要从混合液中将特定的溶 质分子有效分离,该特定溶质分子的透析系数必须相当犬。 扩散渗析的原理用渗析槽单元分离室表示如下。(图,1) 原液Cfmol/L 回收酸Cd mol几 A:离子交换膜NEOSEPTAAFN 图1扩散渗析原理示意图 透过膜的溶质的量(Wm01)可以用下列公式表示: W=U 4A 8△C木t U:透析系数(mol/Nr*m2*mol/1) A:膜面积(m2) △C:膜两侧的浓度差(mol/1) t时间(Hr) 在这里△c用图一1中的记号,利用渗析槽上下端的浓度差的对数平均,可以表示为 (Cf-Cd)-Co △C= Cf_Cd Co 实际的扩散渗析槽通常采用板框式垂直向流型,如图。2所示。 水 .废酸FeEl2 1 ▲ ▲ ▲ A】 州 I A W ◆A附l A】 N◆ 川 rN A州 气 /\ / \ FeCl2/ \FeCl2夕 \FeCl2/ HCl +HCl● 一●√- ^I、_‘ ▲ ▲ ▲ L 回收酸HCl ‘ 原液HCl AFN;离子交换膜NEOSEPTA FeCl2 图2板框式扩散渗析器示意图 原液从渗析槽下方流入,水从渗析槽上方流下,图.2中的例子是,从HCl中分离出来的 废酸(FeCl2)从上方排出,透过的HCI则从下方被回收。 1.2扩散渗析的基础数据 下面是使用ASTOM(亚斯通公司)的离子交换膜,对各种原液进行扩散渗析分离时,和 酸共存的盐溶液的透析系数数据。(表1)透析系数随着温度的升高也会变大。 表1 (1)HCl溶液 共存盐的种类HCI浓度 盐浓度 UHCI U盐 U盐,UHCI (N) (N) 2 HCl—FeCl, 2.0 1.0 8.6 1.7×101 2.0×10 HCl--AICh 2.O 1.O 8。6 5.5×101 6.5×10‘3 U:mol/Ht-.m2.mol/L 169 (2)H2S04溶液 U:mol/Hr.甜.mol/L (3)HN03溶液 U:moVHr.mz.mol/L 1.3扩散渗析试验例 用试验装置对盐酸、硫酸、硝酸的酸凹收数据列于表2、表3和表4中。 170 嗜 口吕 口 【- 鞋 d 三 谢 t t 出 山 譬 型 ’丁. ∞ 号 o , 刊 N N 出 卜 o d t_ t t 高 ● N ● 寸 口 tp 斜 苫 糯 I-- tf n o t- tr 口 t t t, ? 筇 N ● ● 一 o 、, H LO 甚 t t-- p一 ’一 t, 高 口 o 口 ∞ ∞ 口 ’, 刊 十 t 出 t, 西 ● t, 口 山 一 西 昌 鸟 o 鼍 口 司 螺 曲 哥 t t -一 N , 三 拦 ● 出 一 一 吕 n t, 高 一 otr ● 出 。 山 一 口 吕 呵 “ 夏 掣 喘 喏 ‘王. 鞋 g ? 谢 广1 一 星 巡 t, 口 曲 可 H 甘 一 S 一 一 一 {;}卜 敞 皂 § 宣 g 弓 捌 H高 ’ 讲 嚣 g 阱 剃 墁; 烽 d o ¨1 卅 什’ ¨_ - ● 宣 回 擎 , ● 雹 田 匿 j ≥ 艇 龌 姐 卅 回 艇 随晕 噬 Ⅱ蜂 墟 :刍 哑 罄 瞒 智 :刍 州 主 训 击 训 噬 训 回 碰 赵 删 训 舌日 唾 々 蟮 雠 删 日吲 唰 世 赵 lx 聪 燧 聪 刊 掣 蜷 燃 谥 倒 墨 I 明 烈 {∈ 睡 睡 擎 崔 碰 摧 回 17l 懈 口昌 皇 鞋 西 曼 谢 吲 ● 一 萤 崔 ∞ t, 一 ~ 符 星 ‰ 口 刊 d 撼 ∞ t 十 tp ℃r ● 口 ● ● 皇 口 口 量 r.o 刮 高 、、 tp ● o 一 口 ∞ n if-) t, E, t t ℃p 二 ● 一 一 一 菩 : 标 甘 口 撼 t t n 吲 ● ? o 一 茧 tp tP cp o tr o H ● ● ’, ’, ∞ o t t o 吲 tr ? ● n 一 口 一 星 口罢 o 皇
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