CN103288142A - 一种三氯化铁生产工艺及生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化工生产工艺及设备，更具体将是一种三氯化铁生产工艺及设备，其工艺步骤包括氯化反应、捕集器冷却结晶和尾气处理，尾气处理采用高效吸收塔，收塔包括塔体，塔体底端为蓄水池，蓄水池内设有循环管和出液管，蓄水池上方的塔体侧壁上设有进气管，进气管与盘管连接，盘管上设有若干小孔，盘管上方设有折流板，折流板上方设有喷淋管，喷淋管上方设有活性炭填料层，本发明的有益效果是：采用加有废油的棉纱或者采用喷灯直接将铁屑加热到红，节约了成本，同时通过在高效吸收塔内添加带有小孔的盘管，不仅仅降低了吸收塔的高度，而且提高了吸收塔的吸收率，从而进一步降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工生产工艺及设备，更具体将是一种三氯化铁生产工艺及设备。
背景技术
三氯化铁在日常生活生产中具有广泛的应用，其可以在在饮用水处理中用作净水剂；在环保污水处理中用作净化絮凝剂；选矿用作助剂；在电子行业中用作线路板蚀刻剂；轻工行业用作不锈钢制品的腐蚀；有机合成中用作二氯乙烷的催化剂；印染工业中用作靛蓝染料的氧化剂和印染媒染剂；染料工业用作中间体原料；在医药制药中用作催化的原料；在建筑混凝土中渗入其溶液后能增加建筑物强度、抗腐蚀性和防止渗水；三氯化铁是生产甜菊糖的主要原料，在生产不溶性硫磺中作催化剂，也被大量用于电视机阴罩的生产。因此三氯化铁的生产具有重要意义。
传统的方法为：1.对铁屑用焦炭加热到红，铁屑和氯气在氯化炉中发生氯化反应，反应后三氯化铁汽体在315℃就升华，因此生成三氯化铁蒸汽气体;2.三氯化铁蒸汽进入两个捕集器进行冷却、结晶;3、该工艺生产三氯化铁中尾气含有未反应的氯气和未能捕集的三氯化铁蒸汽，从捕集器出来的尾气经过两步吸收净化后放空,同时生产液体三氯化铁(二氯化铁溶液作吸收液)。
上述方法缺陷为：使用焦炭加热铁屑使用焦炭的质量约为铁屑质量的1/3，600Kg铁屑则需要200Kg焦炭，费用约为400元，费用较高，采用两个捕集器进行冷却结晶，这样就存在部分没有结晶的三氯化铁蒸汽被吸入到了尾气处理装置中，造成消耗高的情况；采用两步二氯化铁溶液吸收基本能达到处理效果但是也会有过量的氯气未被完全吸收，而且二氯化铁易被氧化，不稳定；再者普通的吸收塔高5米以上，需要昂贵的支架费用，修理等操作也很复杂和危险；同时普通的吸收塔吸收效率低，经常有过量的氯气未被完全吸收，若此时排放会对环境造成污染，若再添加一个吸收塔会增加成本。
发明内容
针对以上不足，本发明提供了一种三氯化铁的生产工艺及生产设备，该工艺采用加有废油的棉纱对铁屑加热或用喷灯直接对铁屑加热的方法，节省了开炉的费用，同时采用高效吸收塔，经过两个高效吸收塔就可以使尾气中氯气以及三氯化铁蒸汽达到零排放。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种三氯化铁生产工艺，包括如下步骤：
（1） 向氯化炉中加入600Kg铁屑或铁块，使用含有废油的棉纱对铁屑或铁块加热或用喷灯直接对铁屑加热，铁屑烧红后通入氯气1020Kg，氯气的质量为铁屑质量的1.7倍，保证铁屑的完全反应；
（2） 反应放热，控制氯化炉内温度为1000℃，反应时间为3h，反应炉内压强为200mm水柱；
（3） 控制反应最终温度为450℃，启动抽风机将三氯化铁蒸汽抽入到捕集器中，捕集器为3个，第三个捕集器中三氯化铁温度为30℃，捕集器采用刮板机连续出料；
（4） 采用两个高效吸收塔进行尾气处理，第一高效吸收塔是用氯化亚铁溶液作为吸收液吸收反应生成三氯化铁溶液，第二高效吸收塔是用15%的氢氧化钠溶液作为吸收液吸收残余的氯气。
上述尾气经氯化亚铁溶液高效吸收塔吸收后尾气中剩余的氯气已经非常少，因此氢氧化钠溶液高效吸收塔采用更为稳定的氢氧化钠溶液做吸收液，同时还可以生产次氯酸钠溶液，给公司创造了良好的经济效益。
采用加有废油的棉纱或者采用喷灯直接将600Kg铁屑或铁块加热到红，仅仅需要约30元，每600Kg铁屑节省370元。
上述刮板机的转速为60r/h。
上述的一种三氯化铁生产设备，包括依次连接的氯化炉、抽风机、三个捕集器、第一风机、第一高效吸收塔、第二风机、第二高效吸收塔，以上的三个捕集器还与刮板机连接。
上述高效吸收塔包括塔体，所述塔体底端为蓄水池，蓄水池内设有循环管和出液管，蓄水池上方的塔体侧壁上设有进气管，进气管与盘管连接，盘管上设有若干小孔，盘管上方设有折流板，折流板上方设有喷淋管，喷淋管上方设有活性炭填料层。
设置带有小孔的盘管，使得进入塔体的尾气喷射出盘管，尾气分散更加均匀，可以更好的与喷淋管喷出的吸收液接触，提高吸收率。
折流板可以使得尾气上升速度减缓，进一步提高与吸收液的接触时间，提高吸收率。
上述出液管通过泵与储液罐连接，其中第一高效吸收塔的储液罐用于存储三氯化铁，第二高效吸收塔的储液罐存储次氯酸钠溶液。
上述循环管通过循环泵与喷淋管连接。
上述循环泵与吸收液罐连接，其中第一高效吸收塔的吸收液罐内有氯化亚铁溶液，第二高效吸收塔的吸收液罐内有氢氧化钠溶液。
上述塔体高3-5米。
优选的，所述塔体高4米，降低了吸收塔的高度，节省了塔架与塔体的费用，降低了维修的难度，提高了高效吸收塔的安全性。
本发明的有益效果是：采用加有废油的棉纱或者采用喷灯直接将600Kg铁屑或铁块加热到红，仅仅需要约30元，每600Kg铁屑节省370元，同时通过在高效吸收塔内添加带有小孔的盘管，不仅仅降低了吸收塔的高度，而且提高了吸收塔的吸收率，从而降低了成本。
附图说明
图1为本发明生产设备的流程示意图；
图2为本发明高效吸收塔结构示意图；
图中：1-氯化炉，2-抽风机，3-捕集器，4-第一风机，5-第一高效吸收塔，6-第二风机，7-第二高效吸收塔，8-刮板机，9-塔体，10-蓄水池，11-循环管，12-出液管，13-进气管，14-盘管，15-小孔，16-折流板，17-喷淋管，18-活性炭填料层，19-泵，20-储液罐，21-循环泵，22-吸收液罐。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，以便本领域技术人员可以更好的了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
高效吸收塔包括塔体9，塔体9底端为蓄水池10，蓄水池10内设有循环管11和出液管12，蓄水池10上方的塔体9的侧壁上设有进气管13，所述进气管13与盘管14连接，所述盘管14上设有若干小孔15，盘管14上方设有折流板16，折流板16上方设有喷淋管17，喷淋管17上方设有活性炭填料层18，设置带有小孔15的盘管14，使得进入塔体9的尾气喷射出盘管14，尾气分散更加均匀，可以更好的与喷淋管17喷出的吸收液接触，提高吸收率，折流板16可以使得尾气上升速度减缓，进一步提高与吸收液的接触时间，提高吸收率。
出液管12通过泵19与储液罐20连接。
循环管11通过循环泵21与喷淋管17连接，循环泵11还与吸收液罐22连接。
塔体9高4米，降低了吸收塔的高度，节省了塔架与塔体9的费用，降低了维修的难度，提高了高效吸收塔的安全性。
实施例2
三氯化铁生产设备包括依次连接的氯化炉1、抽风机2、3个捕集器3、第一风机4、第一高效吸收塔5、第二风机6、第二高效吸收塔7，捕集器3还与刮板机8连接。
实施例3
一种三氯化铁生产工艺，包括如下步骤：
（1） 向氯化炉中加入600Kg铁屑，使用加有废油的棉纱对铁屑加热或用喷灯直接对铁屑加热，铁屑烧红后通入氯气1020Kg；
（2） 反应放热，控制氯化炉内温度为1000℃，反应时间为3h，反应炉内压强为200mm水柱；
（3） 控制反应最终温度为450℃，启动抽风机将三氯化铁蒸汽抽入到捕集器中，捕集器为3个，第三个捕集器中三氯化铁温度为30℃，捕集器采用刮板机连续出料，刮板机的转速为60r/h；
（4） 尾气处理采用两个高效吸收塔吸收：第一高效吸收塔是用氯化亚铁溶液作为吸收液吸收反应生成三氯化铁溶液，第二高效吸收塔是用15%的氢氧化钠溶液作为吸收液吸收残余的氯气。
对最终排出的尾气进行检测，检测结果见表1。
实施例4
一种三氯化铁生产工艺，包括如下步骤：
（1） 向氯化炉中加入600Kg铁屑，使用加有废油的棉纱对铁屑加热或用喷灯直接对铁屑加热，铁屑烧红后通入氯气1020Kg；
（2） 反应放热，控制氯化炉内温度为1000℃，反应时间为3h，反应炉内压强为200mm水柱；
（3） 控制反应最终温度为450℃，启动抽风机将三氯化铁蒸汽抽入到捕集器中，捕集器为3个，第三个捕集器中三氯化铁温度为30℃，捕集器采用刮板机连续出料，刮板机的转速为60转/h；
（4） 尾气处理采用两个普通吸收塔吸收：两个普通吸收塔均是用氯化亚铁溶液作为吸收液吸收反应生成三氯化铁溶液。
对最终排出的尾气进行检测，检测结果见表1。
实施例5
一种三氯化铁生产工艺，包括如下步骤：
（1） 向氯化炉中加入600Kg铁屑，使用加有废油的棉纱对铁屑加热或用喷灯直接对铁屑加热，铁屑烧红后通入氯气1020Kg；
（2） 反应放热，控制氯化炉内温度为1000℃，反应时间为3h，反应炉内压强为200mm水柱；
（3） 控制反应最终温度为450℃，启动抽风机将三氯化铁蒸汽抽入到捕集器中，捕集器为2个，捕集器采用刮板机连续出料，刮板机的转速为60转/h；
（4） 尾气处理采用两个高效吸收塔吸收：第一高效吸收塔是用氯化亚铁溶液作为吸收液吸收反应生成三氯化铁溶液，第二高效吸收塔是用15%的氢氧化钠溶液作为吸收液吸收残余的氯气。
对最终排出的尾气进行检测，检测结果见表1。
实施例6
一种三氯化铁生产工艺，包括如下步骤：
（1） 向氯化炉中加入600Kg铁屑，使用加有废油的棉纱对铁屑加热或用喷灯直接对铁屑加热，铁屑烧红后通入氯气1020Kg；
（2） 反应放热，控制氯化炉内温度为1000℃，反应时间为3h，反应炉内压强为200mm水柱；
（3） 控制反应最终温度为450℃，启动抽风机将三氯化铁蒸汽抽入到捕集器中，捕集器为2个，捕集器采用刮板机连续出料，刮板机的转速为60转/h；
（4） 尾气处理采用两个普通吸收塔吸收：两个普通吸收塔均是用氯化亚铁溶液作为吸收液吸收反应生成三氯化铁溶液。
对最终排出的尾气进行检测，检测结果见表1。
通过实施例3与4对比可以，高效吸收塔可以有效吸收尾气中的氯气，3个捕集器可以有效捕集三氯化铁蒸汽，无论使用何种吸收塔最终排出气体均含有很少量三氯化铁蒸汽。
通过实施例4与6对比，可以在均采用普通吸收塔时，3个捕集器可以高效的捕集三氯化铁蒸汽。
通过实施例3与5以及5与6对比，对比，无论采用几个捕集器，高效吸收塔均可以较好的吸收三氯化铁蒸汽，说明高效吸收塔吸收率高。
Claims (9)
1.一种三氯化铁生产工艺，包括如下步骤：
（1）向氯化炉中加入600Kg铁屑或铁块，使用加有废油的棉纱对铁屑加热或用喷灯直接对铁屑加热，铁屑烧红后通入氯气1020Kg；
（2）反应放热，控制氯化炉内温度为1000℃，反应时间为3h，反应炉内压强为200mm水柱；
（3）控制反应最终温度为450℃，启动抽风机将三氯化铁蒸汽抽入到捕集器中，捕集器为3个，第三个捕集器中三氯化铁温度为30℃，捕集器采用刮板机连续出料；
（4）尾气处理采用两个高效吸收塔吸收：第一高效吸收塔是用氯化亚铁溶液作为吸收液吸收反应生成三氯化铁溶液，第二高效吸收塔是用15%的氢氧化钠溶液作为吸收液吸收残余的氯气。
2.根据权利要求1所述的一种三氯化铁生产工艺，其特征在于：所述刮板机的转速为60r /h。
3.根据权利要求1所述的一种三氯化铁生产设备，其特征在于：所述设备包括依次连接的氯化炉、抽风机、3个捕集器、第一风机、第一高效吸收塔、第二风机、第二高效吸收塔，所述捕集器还与刮板机连接。
4.根据权利要求3所述的一种三氯化铁生产设备，其特征在于：所述高效吸收塔包括塔体，所述塔体底端为蓄水池，所述蓄水池内设有循环管和出液管，蓄水池上方的塔体侧壁上设有进气管，所述进气管与盘管连接，所述盘管上设有若干小孔，所述盘管上方设有折流板，所述折流板上方设有喷淋管，所述喷淋管上方设有活性炭填料层。
5.根据权利要求4所述的一种三氯化铁生产设备，其特征在于：所述出液管通过泵与储液罐连接。
6.根据权利要求4所述的一种三氯化铁生产设备，其特征在于：所述循环管通过循环泵与喷淋管连接。
7.根据权利要求6所述的一种三氯化铁生产设备，其特征在于：所述循环泵与吸收液罐连接。
8.根据权利要求4所述的一种三氯化铁生产设备，其特征在于：所述塔体高3-5米。
9.根据权利要求8所述的一种三氯化铁生产设备，其特征在于：所述塔体高4米。
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