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CN109985493A - 一种盐酸尾气的处理方法 - Google Patents

一种盐酸尾气的处理方法 Download PDF

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CN109985493A CN201910229574.9A CN201910229574A CN109985493A CN 109985493 A CN109985493 A CN 109985493A CN 201910229574 A CN201910229574 A CN 201910229574A CN 109985493 A CN109985493 A CN 109985493A
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邹建生
吴志坚
李�诚
邓勇新
周宇华
翟光望
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Abstract

本发明提供了一种盐酸尾气的处理方法。该处理方法包括如下步骤：吸收液泵送至喷淋吸收装置，吸收点炉产生的盐酸尾气，并为合成炉系统提供真空度，尾气进入尾气吸收装置，尾气吸收装置逆流吸收气液分离后的尾气，合成炉正常运行后，将产生的盐酸尾气切换至尾气吸收装置进行逆流吸收，吸收液达到饱和后输送除去制备相关回收产品。本发明的盐酸尾气处理方法采用水喷射泵和吸收塔联用，无需高温抽真空吸附，有效地避免了吸收温度过高带来的氯化氢气体挥发等安全问题，通过协同调控吸收液的供液温度和出液温度，实现了尾气吸收效率的提升，氯化氢和氯气的吸收效率均在95％以上，吸收塔内不含有填料，避免了聚集温度过高，多级喷头设置实现了高效安全吸收。

Description

一种盐酸尾气的处理方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，更具体地，涉及一种盐酸尾气的处理方法。
背景技术
合成炉生产各类产品如盐酸、氯化氢等，其主要原料是氯气和氢气，在产品的生产过程中会有大量的尾气挥发出来，在生产中，氯气或氯化氢被尾气带出，尾气中的大量氯气或氯化氢若不采用有效可行的工艺方法进行处理，不但造成大量的生产原料浪费，还会导致严重的环境污染问题，现有的处理方法往往是通过单台水喷射泵抽空处理，这样处理达不到排放标准，尾气吸收率不高，且喷淋吸收容易造成温度过高，引起爆炸等安全性事故发生，不利于实际生产操作。现有技术CN202876617U公开了一种盐酸尾气吸收装置，该技术中采用喷淋吸收技术吸收盐酸尾气，为了避免酸雾逸出污染环境，其采用了酸雾循环管连接喷雾器，将酸雾进一步进行喷淋吸收，一定程度促进了尾气的吸收，但是仍未解决相关温度过高引起的安全问题。
因此，本发明提供一种盐酸尾气的处理方法，可以实现盐酸尾气的高效率吸收，且实现安全生产，对于盐酸生产的工业化生产具有非常重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有盐酸尾气吸收的缺陷和不足，提供一种盐酸尾气的处理方法，本发明的处理方法采用水喷射泵和吸收塔联用，对吸收塔内的温度进行监控，有效地避免了吸收温度过高带来的氯化氢气体挥发等安全问题，且提高了整体的尾气吸收效率。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种盐酸尾气的处理方法，包括如下步骤：
S1.喷淋抽真空：将吸收液由循环槽加压泵送至喷淋吸收装置，吸收点炉产生的盐酸尾气，并为合成炉系统提供真空度，真空度为-10～-100KPa，吸收液气液分离后的尾气进入尾气吸收装置，液体进入循环槽；
S2.尾气吸收：将吸收液由循环槽加压泵送至尾气吸收装置，逆流吸收气液分离后的尾气；
S3.尾气吸收切换：合成炉正常运行后，将产生的盐酸尾气切换至尾气吸收装置进行逆流吸收，停止进入喷淋吸收装置；
S4.吸收液处理：循环槽的吸收液达到饱和后输送除去制备相关回收产品，输入新的吸收液。
本发明中吸收液的泵送装置可以为磁力泵，尾气切换可安装自动阀进行切换，也可用手动阀切换。水喷射泵与分离罐之间有2～4m的管道，让吸收液与尾气充分混合吸收。
循环槽的吸收液启用时通过换热器进行加热。
点炉：在操作系统中打开尾气喷淋吸收装置，将炉内的氮气抽空，同时抽入空气。将合成炉炉门打开，用准备好的点火棒通氢气点火后，在炉门口晃2圈，确认炉内无异常现象后，伸进炉门准确放在灯头上方，打开氢气安全阀，打开氢气小火阀点小火，发现视镜中火变大变亮之后，再将氯气小火阀打开，现场确认火焰变白，点小火成功。将点火棒拿出，关好炉门，再用氢气、氯气调节阀缓慢增加流量。氢气与氯气混合燃烧后生成氯化氢，纯水吸收氯化氢生成盐酸，未吸收完的氯化氢或氯气需要盐酸尾气装置进行处理。
抽真空压力为(-10～-100)KPa，为合成炉炉内提供负压，这样有利于抽空氮气，同时置换空气进入炉内，为点炉做准备。炉内充满空气，点火棒伸进炉内时就不会熄灭，尾气喷淋吸收装置提供负压，点火棒的火就向里燃烧，这样有利于后续关炉门。
相对于现有技术中直接采用真空泵抽真空后高温喷淋吸收盐酸尾气，本发明利用吸收液吸收点炉尾气形成真空环境，合成炉正常运行后产生的盐酸尾气切换至尾气吸收装置吸收，避免了高温吸收引起的HCl其他挥发引起的爆炸和逸出等生产危害。同时，吸收塔吸收相对于喷淋吸收可以更好的吸收盐酸尾气，提供盐酸尾气处理效果。
优选地，S1中所述真空度为-10～-50KPa。
优选地，所述喷淋吸收装置和尾气吸收装置的吸收液供液温度为20～35℃，喷淋吸收装置和尾气吸收装置的出液温度为35～50℃。吸收液的供液温度和出液温度与盐酸尾气的吸收效率和安全性密切相关，关系到整个吸收体系的平衡，不是单个因素调整所能简单控制的，供液温度过高会导致吸收效率下降，出液温度过高会产生大量的挥发氯化氢气体，容易引起爆炸，温度过低不利于吸收效率提升，增加生产的人力物力成本。
优选地，所述喷淋吸收装置和尾气吸收装置的吸收液供液温度为20～30℃，喷淋吸收装置和尾气吸收装置的出液温度为35～50℃。
本发明的吸收液供液温度和出液温度可以通过安装在供液管路和回液管路的温度检测系统进行实时监测。
优选地，所述尾气吸收装置为吸收塔，吸收塔内不含有填料。填料的聚集虽然可以一定程度上延长盐酸尾气在吸收塔内的停留时间，增加吸收的接触时间，但是同时填料的堆积也很容易造成塔内温度的升高以及各处升温的均匀性，发明人无意中发现无需使用相关填料，合理协调本发明的吸收液供液温度和出液温度也可以达到很好的盐酸尾气吸收效果，同时避免了相关的生产安全和填料费用。
优选地，所述尾气吸收装置内从上而下设置有多级喷头。多级喷头可以为三级、四级喷头或四级以上，多级喷头从不同的高度喷淋下来吸收液可以保证盐酸尾气得到更充分的吸收，同样达到了吸收塔内原有填料的功效。
优选地，所述尾气吸收装置的喷嘴大小为3～5mm。
优选地，所述尾气吸收装置的吸收液供液压力为0.2～0.4MPa。
通过控制尾气吸收装置的喷嘴大小和供液压力可以控制吸收塔内逆流吸收的吸收平衡效果，在保证吸收势能的同时增加吸收液的利用效率。
优选地，所述吸收液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度为0～15％。
优选地，所述吸收液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度为5～15％。
盐酸尾气主要杂质包括Cl2、HCl、H2和其它气体，
当吸收液为水时，水为纯水、工业水、软化水,水吸收HCl生成盐酸，输送至生产盐酸，进行循环利用；当吸收液为氢氧化钠溶液时，氢氧化钠溶液吸收Cl2，同时也可以吸收HCl，反应式如下：
2NaOH+Cl2＝NaClO+NaCl+H2O
NaOH+HCl＝NaCl+H2O
氢氧化钠溶液吸收Cl2容易产生反应热，需要冷却水冷却，生成的次氯酸钠溶液输送生产次氯酸钠进行利用。NaClO遇热容易分解，分解反应式如下:
2NaClO＝2NaCl+O2↑
通过监测吸收水回液温度，可了解NaClO分解情况，同时也可了解合成炉过氯的情况，当时合成炉过氯较多时，氢氧化钠溶液与氯气反应，生成反应热，温度明显升高。
另外，盐酸尾气中的H2和其它气体可直接排放至大气。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的盐酸尾气处理方法采用水喷射泵和吸收塔联用，无需高温抽真空吸附，有效地避免了吸收温度过高带来的氯化氢气体挥发等安全问题；
(2)本发明的处理方法中通过协同调控吸收液的供液温度和出液温度，实现了尾气吸收效率的提升，氯化氢和氯气的吸收效率均在95％以上；
(3)本发明的处理方法的吸收塔内不含有填料，避免了相关聚集温度过高，多级喷头设置实现了高效安全吸收。
附图说明
图1为发明盐酸尾气吸收系统实施的结构和吸收示意图，其中循环槽10、循环泵11、换热器12、水喷射泵20、分离罐21、吸收塔30，温度计13，温度计14、两位阀41、两位阀40、阀门50、阀门51。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
实施例1
一种盐酸尾气的处理方法，其生产工艺流程如图1所示，包括如下步骤：
S1.喷淋抽真空：将吸收液由循环槽加压泵送至喷淋吸收装置，吸收点炉产生的盐酸尾气，并为合成炉系统提供真空度，真空度为-50KPa，吸收液气液分离后的尾气进入尾气吸收装置，液体进入循环槽；
S2.尾气吸收：将吸收液由循环槽加压泵送至尾气吸收装置，逆流吸收气液分离后的尾气；
S3.尾气吸收切换：合成炉正常运行后，将产生的盐酸尾气切换至尾气吸收装置进行逆流吸收，停止进入喷淋吸收装置；
S4.吸收液处理：循环槽的吸收液达到饱和后输送除去制备相关回收产品，输入新的吸收液。
吸收液从尾气循环槽10的通过循环泵11加压，经换热器12冷却输送至水喷射泵20或吸收塔30，吸收液为氢氧化钠溶液或水。依温度计13了解吸收水供水温度，控制在25℃，吸收液经吸收塔或喷射泵20和分离罐21回到循环槽10，依温度计14可控制吸收回液温度40℃。
盐酸尾气经两位阀41抽入水喷射泵20，吸收液与尾气混合进入分离罐21进行气液分离，液体回循环槽10，气体进入吸收塔30，吸收液逆流进行介质交换，吸收尾气中的氯气或氯化氢，剩余的氢气和其它不溶气体对空排放。
盐酸尾气经两位阀40直接入吸收塔30，吸收液逆流进行介质交换，吸收尾气中的氯气或氯化氢，剩余的氢气和其它不溶气体对空排放。
吸收饱和的吸收液经阀门50或阀门51输送至生产盐酸或生产次氯酸钠。
吸收液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度为15％。
处理方法实施例采用如下盐酸尾气，其主要的含量和杂质如下表1：
表1.
检测项目 1#合成炉 2#合成炉
氯化氢浓度mg/m<sup>3</sup> 1640.21 80.22
氯气浓度mg/m<sup>3</sup> 65.35 150.68
本发明实施例采用上述盐酸尾气处理后的主要杂质含量如下表2：
表2
检测项目 1#合成炉 2#合成炉
氯化氢浓度mg/m<sup>3</sup> 3.70 4.10
氯气浓度mg/m<sup>3</sup> 2.49 2.58
由上可见，本发明的方法处理的尾气，杂质含量低，完全可在大气中排放。
实施例2
一种盐酸尾气的处理方法，其生产工艺流程如图1所示，包括如下步骤：
S1.喷淋抽真空：将吸收液由循环槽加压泵送至喷淋吸收装置，吸收点炉产生的盐酸尾气，并为合成炉系统提供真空度，真空度为-10KPa，吸收液气液分离后的尾气进入尾气吸收装置，液体进入循环槽；
S2.尾气吸收：将吸收液由循环槽加压泵送至尾气吸收装置，逆流吸收气液分离后的尾气；
S3.尾气吸收切换：合成炉正常运行后，将产生的盐酸尾气切换至尾气吸收装置进行逆流吸收，停止进入喷淋吸收装置；
S4.吸收液处理：循环槽的吸收液达到饱和后输送除去制备相关回收产品，输入新的吸收液。
喷淋吸收装置和尾气吸收装置的吸收液供液浓度为20℃，喷淋吸收装置和尾气吸收装置的出液浓度为35℃。
吸收液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度为15％。
处理方法实施例采用如下盐酸尾气，其主要的含量和杂质如下表3：
表3
检测项目 1#合成炉 2#合成炉
氯化氢浓度mg/m<sup>3</sup> 1561.59 82.35
氯气浓度mg/m<sup>3</sup> 72.26 148.81
本发明实施例采用上述盐酸尾气处理后的主要杂质含量如下表4：
表4
检测项目 1#合成炉 2#合成炉
氯化氢浓度mg/m<sup>3</sup> 2.80 3.22
氯气浓度mg/m<sup>3</sup> 2.11 2.14
实施例3
一种盐酸尾气的处理方法，其生产工艺流程如图1所示，包括如下步骤：
S1.喷淋抽真空：将吸收液由循环槽加压泵送至喷淋吸收装置，吸收点炉产生的盐酸尾气，并为合成炉系统提供真空度，真空度为-10KPa，吸收液气液分离后的尾气进入尾气吸收装置，液体进入循环槽；
S2.尾气吸收：将吸收液由循环槽加压泵送至尾气吸收装置，逆流吸收气液分离后的尾气；
S3.尾气吸收切换：合成炉正常运行后，将产生的盐酸尾气切换至尾气吸收装置进行逆流吸收，停止进入喷淋吸收装置；
S4.吸收液处理：循环槽的吸收液达到饱和后输送除去制备相关回收产品，输入新的吸收液。
喷淋吸收装置和尾气吸收装置的吸收液供液浓度为35℃，喷淋吸收装置和尾气吸收装置的出液浓度为50℃。
吸收液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度为5％。
处理方法实施例采用如下盐酸尾气，其主要的含量和杂质如下表5：
表5
检测项目 1#合成炉 2#合成炉
氯化氢浓度mg/m<sup>3</sup> 1635.02 79.29
氯气浓度mg/m<sup>3</sup> 68.48 143.15
本发明实施例采用上述盐酸尾气处理后的主要杂质含量如下表6：
表6
检测项目 1#合成炉 2#合成炉
氯化氢浓度mg/m<sup>3</sup> 15.50 12.60
氯气浓度mg/m<sup>3</sup> 4.35 4.82
实施例4
一种盐酸尾气的处理方法，其生产工艺流程如图1所示，包括如下步骤：
S1.喷淋抽真空：将吸收液由循环槽加压泵送至喷淋吸收装置，吸收点炉产生的盐酸尾气，并为合成炉系统提供真空度，真空度为-10KPa，吸收液气液分离后的尾气进入尾气吸收装置，液体进入循环槽；
S2.尾气吸收：将吸收液由循环槽加压泵送至尾气吸收装置，逆流吸收气液分离后的尾气，尾气吸收装置内从上而下设置有四级喷头，尾气吸收装置为吸收塔，吸收塔内不含有填料，尾气吸收装置的吸收液供液压力为0.2MPa，尾气吸收装置的喷嘴大小为3mm；
S3.尾气吸收切换：合成炉正常运行后，将产生的盐酸尾气切换至尾气吸收装置进行逆流吸收，停止进入喷淋吸收装置；
S4.吸收液处理：循环槽的吸收液达到饱和后输送除去制备相关回收产品，输入新的吸收液。
喷淋吸收装置和尾气吸收装置的吸收液供液浓度为30℃，喷淋吸收装置和尾气吸收装置的出液浓度为40℃。
吸收液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度为10％。
处理方法实施例采用如下盐酸尾气，其主要的含量和杂质如下表5：
表7
检测项目 1#合成炉 2#合成炉
氯化氢浓度mg/m<sup>3</sup> 1629.42 85.78
氯气浓度mg/m<sup>3</sup> 62.39 153.81
本发明实施例采用上述盐酸尾气处理后的主要杂质含量如下表6：
表8
检测项目 1#合成炉 2#合成炉
氯化氢浓度mg/m<sup>3</sup> 9.80 5.60
氯气浓度mg/m<sup>3</sup> 3.21 2.82
对比例1
一种盐酸尾气的处理方法，直接采用水喷射泵进行喷淋吸收处理盐酸尾气，无法有效吸收尾气中的氯化氢和氯气。当合成炉过氯时，无法及时发现和调节氯氢比，导致持续污染环境。另外，如果简单的增加尾气填料塔，有可能因温度聚集而发生爆炸。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盐酸尾气的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.喷淋抽真空：将吸收液由循环槽加压泵送至喷淋吸收装置，吸收点炉产生的盐酸尾气，并为合成炉系统提供真空度，真空度为-10～-100KPa，吸收液气液分离后的尾气进入尾气吸收装置，液体进入循环槽；
S2.尾气吸收：将吸收液由循环槽加压泵送至尾气吸收装置，逆流吸收气液分离后的尾气；
S3.尾气吸收切换：合成炉正常运行后，将产生的盐酸尾气切换至尾气吸收装置进行逆流吸收，停止进入喷淋吸收装置；
S4.吸收液处理：循环槽的吸收液达到饱和后输送除去制备相关回收产品，输入新的吸收液。
2.如权利要求1所述处理方法，其特征在于，S1中所述真空度为-10～-50KPa。
3.如权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述喷淋吸收装置和尾气吸收装置的吸收液供液温度为20～35℃，喷淋吸收装置和尾气吸收装置的出液温度为35～55℃。
4.如权利要求3所述处理方法，其特征在于，所述喷淋吸收装置和尾气吸收装置的吸收液供液温度为20～30℃，喷淋吸收装置和尾气吸收装置的出液温度为35～50℃。
5.如权利要求1～4任意一项所述处理方法，其特征在于，所述尾气吸收装置为吸收塔，吸收塔内不含有填料。
6.如权利要求5所述处理方法，其特征在于，所述尾气吸收装置内从上而下设置有多级喷头。
7.如权利要求6所述处理方法，其特征在于，所述尾气吸收装置的喷嘴大小为3～5mm。
8.如权利要求7所述处理方法，其特征在于，所述尾气吸收装置的吸收液供液压力为0.2～0.4MPa。
9.如权利要求1～4任意一项所述处理方法，其特征在于，所述吸收液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度为0～15％。
10.如权利要求9所述处理方法，其特征在于，所述吸收液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度为5～15％。
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