CN1030965C - 一种泄氯吸收的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种泄氯吸收的方法和装置，通过二氯化铁溶液吸收泄氯，属于排气的化学净化领域。它有两个特点：一是二氯化铁吸收氯气生成三氯化铁，与吸收剂反应池中的铁屑反应生成二氯化铁，使吸收剂得以再生，因此，随着吸收剂的浓度不断增加，吸收容量不断扩大，且本发明用的吸收剂便宜，设备简单；二是未吸收的氯从尾气回收管流回加氯间，形成一个闭路循环，有利于环境保护。本发明是给、排水厂处理泄氯的最好方法之一。

Description

一种泄氯吸收的方法和装置

本发明涉及一种通过吸收作用，除去有害气体的方法和装置，它属于排气的化学净化技术领域。更具体地说是属于一种泄氯吸收的方法和装置，即通过二氯化铁溶液做为吸收剂，吸收泄漏氯气的一种方法和装置。

根据全国给水排水技术情报网、中国土木工程学会给水排水专业委员会及北京市市政设计院技术情报组编辑出版的1990年第四期给水排水技术动态中“漏氯跑氯事故处理方法”一文得知：在给水排水工程中，氯气是大、中型水厂给水的主要消毒手段。但氯又对人、畜、作物极毒，一旦发生泄氯事故就会造成极其严重的后果，所以氯又是给、排水厂、站的一大事故隐患。 1987年，北京市市政设计院与河北省三河县高楼给水排水设备厂合作研制了氯吸收装置，先后在北京田村山水厂、北京市水源九厂、辽源市三水厂使用，并经有关单位对设备进行生产规模的验收，各项指标均达到了国家标准。

氯吸收装置的工作原理：是用对氯吸收能力极强的碱液，即氢氧化钠溶液，在充满填料的吸收塔内与氯相对流动进行接触反应，生成较为稳定的次氯酸钠、氯化钠和水，使吸收塔的尾气排放量低于国家《工业“三废”排放试行标准》GBJ4—73中规定的有关数值，达到保护环境，保证人畜生命安全的目的。其化学反应式为：

设备的吸收能力是进气浓度、碱液有效浓度和喷淋密度以及接触时间长短的函数。

氯吸收装置的优点为吸收效率高，尾气排放量低于2公斤/小时，符合GBJ4—73《工业“三废”排放试行标准》所推算出的10米高允许最大排放量的要求。但该氯吸收装置存在如下缺点：第一，还有未吸收完的含氯尾气排出，仍然对大气环境造成污染；第二，碱液对泵及管路腐蚀性强，设备每次运行后必须进行清洗维护；第三，要经常检查碱液的数量和浓度。碱液初始浓度为20％(W/V)，吸收氯以后，碱液浓度低于11.6％时应更换吸收溶液。因此，用氢氧化钠做吸收剂，运行费用高，管理复杂。

经文献检索，专利号为SU—673—148，名称为“氯气的吸收——氯化亚铁和铜离子的清洗液，通过电解池循环再生”的文献中公开了一种技术：对含有氯的气体，用浓度为1～400克/升的二氯化铁和一价(或二价)铜离子溶液，吸收其中的氯，使之生成三氯化铁。该溶液再通过电解，生成氯气，二氯化铁得以再生。混合气体含有1—50％，主要是10—20％(体积百分比)的氯，在清洗液中铜以氯化亚铜或氯化铜的形式存在，浓度为0.1—10克/升，吸收反应在20—80，(40—50)℃，和1—10，(1)巴的条件下进行，电解池用石墨做阴极，钛做阳极，在25安培、7伏的条件下进行电解反应。例如，用在液态氯时，残余的气体中含有氯、二氧化碳、氢、氧和氮，这个发明使残余气体排入大气以前，其中的氯被回收为纯净的氯。该技术的工作原理是：二氯化铁是一种强还原剂，氯气是一种强氧化剂，当二氯化铁与氯在吸收反应塔相遇时，反应非常迅速，氯气立即被二氯化铁溶液所吸收，生成三氯化铁，即

Cl₂＋2FeCl₂→2FeCl₃二氯化铁溶液对氯的吸收率远高于氢氧化钠溶液对氯的吸收率。这是该技术的优点。其不足之处在于：三氯化铁溶液经电解槽反应，即

在阳极析出，而在阴极附近， ，这样就既除去了残余气体中的氯，又使二氯化铁得以再生，循环使用。但在一般水厂，没有必要利用该技术制备回收氯，该方法需要设备较多，整套设备费用高，操作又繁杂；另外，该技术与前述的碱液吸收氯的装置一样，采用尾气排放的办法，若尾气中含有未吸收完的剩余氯，则对大气仍然造成不同程度的污染。

本发明的目的在于克服上述技术中的不足之处，而提供一种用氯化亚铁溶液做为吸收剂的泄氯吸收方法和装置，该方法的尾气不排放，是一个闭路循环系统；用二氯化铁溶液代替了氢氧化钠溶液做为吸收剂，腐蚀性小，设备不需要每次操作后清洗维护，随时可以开机运行；整个泄氯吸收方法和装置成本低，易于操作，特别适合大、中、小水厂使用。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

本发明的工作原理：

首先将废铁屑与工业盐酸起反应，生成二氯化铁溶液做为吸收剂，即

再用耐酸泵将二氯化铁溶液抽至吸收塔，在塔内与氯气接触反应，生成三氯化铁，即

三氯化铁溶液再流入吸收剂反应池中，又与废铁屑起反应，生成二氯化铁，即

由以上反应可知，吸收剂二氯化铁溶液与氯气反应，生成三氯化铁，三氯化铁又与铁反应，生成二氯化铁，不断循环，达到吸收氯气的目的。

本泄氯吸收装置包括有鼓风机、输氯管、两个反应吸收塔、输氯联通管、尾气回收管、吸收剂反应池、耐酸泵、二氯化铁输入管、输二氯化铁联通管、三氯化铁流出管。反应吸收塔里面主要有填料和喷淋装置。鼓风机的一端通过输氯管与加氯间相连，另一端也通过输氯管与一个反应吸收塔相连，两个反应吸收塔之间由输氯联通管相连，尾气回收管的一端与一个反应吸收塔相连，另一端与加氯间相连，整个氯气的管路没有向大气排放的出口，而是流回到加氯间，这样就形成了氯气的闭路循环系统。另外，耐酸泵通过二氯化铁输入管与吸收剂反应池相连，又通过二氯化铁输入管、输二氯化铁联通管及喷淋装置与两个反应吸收塔相连，反应后生成的三氯化铁溶液由三氯化铁流出管与吸收剂反应池相连。输二氯化铁联通管及喷淋装置与两个反应吸收塔相连，反应后生成的三氯化铁溶液由流出管流入吸收剂反应池中。

吸收剂的配制：将废铁屑与1∶1的工业盐酸在吸收剂反应池中反应，生成二氯化铁溶液，并调整成20％(W/V)的浓度。吸收剂反应池中，除二氯化铁溶液外，还有多余的铁屑存在。

当有泄氯发生时，首先开动耐酸泵与鼓风机，泄氯经鼓风机抽出并送入两个反应吸收塔，同时耐酸泵也将吸收剂反应池中的二氯化铁抽出，分别送到两个反应吸收塔内，此时氯气由下向上流动，二氯化铁从上向下喷淋，通过填料，相互异向流动，氯气被二氯化铁溶液吸收生成三氯化铁溶液，流回吸收剂反应池中，与池中的铁反应，生成二氯化铁，使二氯化铁得以再生，并增加了它的浓度，而未被吸收的氯气从其中一个反应吸收塔的上端的尾气回收管又流回加氯间，构成一个闭路循环系统。

本发明的优点如下：1、本泄氯吸收方法和装置的尾气不向大气中排放，而是通过尾气回收管与加氯间相连，形成一个闭路循环系统，对大气不会造成污染。2、吸收能力强，吸收容量大。

吸收能力的试验：採用上述泄氯吸收方法，其装置如附图所示。吸收剂为20％(W/V)的二氯化铁溶液，吸收剂反应池中有二氯化铁溶液和铁屑，反应池的容量为5立方米，耐酸泵流量为30立方米/小时，鼓风机风量为20立方米/分钟；通气方式为氯气瓶上气体与液氯同时放出。用灵敏度为0.5Kg的磅秤衡量，吸收氯的检验方法是用嗅觉，用肉眼观察反应室内的气体由黄绿色变成无色，或用氢氧化铵的棉签看是否有白雾产生来鉴定。其吸氯能力为

放氯时间分钟	放氯量公斤	完全吸收时间分钟	吸收能力公斤/小时
				41023	3.5197.518	20202020	52.5120210360

该方法在吸收过程中，由于不断地向吸收剂反应池中流入三氯化铁溶液，三氯化铁与池中的铁反应生成二氯化铁，所以使二氯化铁溶液的浓度随氯的吸收而不断地得到增加，吸收剂的浓度越来越高，吸收容量也就越到越大。与现有技术相比，电解方法中的二氯化铁的浓度不变，因而吸收容量不会扩大；而碱液法中的氢氧化钠的浓度越来越低，吸收容量越来越小，直到最后更换氢氧化钠吸收剂。3、与碱液法相比，二氯化铁吸收剂对管路、泵都无腐蚀，不必每次运行后都清洗维护；吸收剂无需更换，吸收剂成本低。4、与电解法比较，本发明的方法简单，设备装置费用低，易于操作，易于推广。

附图为一种泄氯吸收的方法和装置的流程示意图。

结合附图对本发明作进一步说明：

泄氯吸收装置包括有鼓风机1，输氯管2，两个反应吸收塔3、4，输氯联通管6，尾气回收管5，吸收剂反应池7，耐酸泵8，二氯化铁输入管9，输二氯化铁联通管10，三氯化铁流出管11。反应吸收塔3、4里面主要有填料和喷淋装置，如φ2.5×2.5cm白瓷管或塑料管。鼓风机1的一端通过输氯管2与加氯间13相连，鼓风机1的另一端也通过输氯管2与反应吸收塔3相连，反应吸收塔3和4之间由输氯联通管6相连，尾气回收管5的一端与反应吸收塔4相连，另一端与加氯间13相连，整个氯气的管路没有向大气排放的出口，而是流回到加氯间13，这样就形成了氯气的闭路循环系统。耐酸泵8通过二氯化铁输入管9的一端与吸收剂反应池7相连，另一端与反应吸收塔4的喷淋装置相连，塔4与塔3通过输二氯化铁联通管10相连，反应吸收塔3和4的三氯化铁溶液各有流出管，最后都通过三氯化铁流出管11与吸收剂反应池7相连。图中在管路附近标识的箭头，分别表示氯气、二氯化铁及三氯化铁溶液的流向。

吸收剂反应池中有20％(W/V)二氯化铁溶液和铁屑。

如附图所示，从钢瓶12中跑出的液氯或氯气，流入加氯间13，迅速气化，由鼓风机1将含有氯气的空气通过输氯管2抽出，压入反应吸收塔3，气体从塔3的底部升流，与耐酸泵8通过二氯化铁输入管9及输二氯化铁联通管10从吸收剂反应池9中抽出的二氯化铁溶液，从塔3顶喷洒下与塔中的填料相互接触。一部分氯气被二氯化铁吸收，生成三氯化铁溶液，其余的含氯气体通过输氯联通管6进入反应吸收塔4的底部，再进行第二次吸收，反应生成的三氯化铁溶液，由管11流出到吸收剂反应池7中。三氯化铁与池中的铁屑反应生成二氯化铁，使二氯化铁得以再生，并且还增加了吸收剂的浓度，使其吸收氯气的能力也不断增加；另外，剩余的空气和少量未被吸收的氯气，从反应吸收塔4的上端通过尾气回收管5流回到加氯间13，这样就形成了氯气的闭路循环系统。

Claims (2)

1、一种泄氯吸收的方法，由鼓风机将含有氯气的空气通过输氯管抽出，压入反应吸收塔，气体从塔的底部升流，与耐酸泵通过二氯化铁输入管从吸收剂反应池中抽出并从反应吸收塔顶喷洒下的二氯化铁溶液，在填料中相互接触，一部分氯气被二氯化铁吸收，生成三氯化铁溶液，含氯气体再通过输氯连通管进入另一反应吸收塔的底部，进行第二次吸收，反应生成的三氯化铁溶液，其特征在于：

A、反应生成的三氯化铁溶液都通过三氯化铁流出管流到吸收剂反应池中，与池中的铁屑反应生成二氯化铁；

B、从所述另一个反应吸收塔的上端排出的气体，通过尾气回收管流回加氯间。

2、一种实施权利要求1的泄氯吸收装置，包括鼓风机、输氯管、反应吸收塔、输氯联通管、吸收剂反应池、耐酸泵、二氯化铁输入管、输二氯化铁联通管、三氯化铁流出管，反应吸收塔里面有填料和喷淋装置，鼓风机的一端通过输氯管与加氯间相连，另一端通过输氯管与一个反应吸收塔相连，并由输氯联通管与另一反应吸收塔相连，耐酸泵通过二氯化铁输入管与吸收剂反应池相连，另一端通过二氯化铁输入管、输二氯化铁联通管与各反应吸收塔喷淋装置相连，其特征在于：

A、两个反应吸收塔的三氯化铁流出管与吸收剂反应池相连；

B、尾气回收管的一端与所述另一个反应吸收塔相连，尾气回收管的另一端与加氯间相连。

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