CN105920995A - 一种冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法 - Google Patents

一种冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法。现在还没有一种能实现零排放目的，能适用于实际工业生产中的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法。本发明的步骤如下：用氢氧化钠溶液全面吸收冶金工业含有氯气的尾气，冶金工业尾气中的氯气和氢氧化钠溶液反应形成次氯酸钠，从而得到含有次氯酸钠的废液；然后利用催化剂催化分解废液中的次氯酸钠，使得次氯酸钠无害分解，得到氧气和氯化钠溶液，所用的催化剂由二氧化锰和协同剂混合而成；再利用蒸发槽加热氯化钠溶液，得到氯化钠晶体和水蒸气，并冷凝产生的水蒸气得到可回收的冷凝水。本发明的所有物料能全部进行回收利用，实现零排放目的，能够适用于实际工业生产中。

Description

一种冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法，尤其是涉及一种冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法。
背景技术
在冶金工业当中，有些金属的酸洗工艺通常会用到大量的氯气这一原料，所以其废气中不可避免的含有氯气。氯气是一种有毒有害的气体，具有强氧化性能且其有强刺激性气味，若进入人体，会引起多个部位的病变，会严重威胁人体的健康。且在多种冶金工业中，其企业不能排放任何的废气和废水，需要全部进行内部处理。
目前，普遍采用碱液吸收废气中的氯气，使之转变为次氯酸盐溶解于溶液当中，以避免其逸散至大气中。但是次氯酸盐易自然分解而再次释放出有毒害的氯气，造成二次污染，所以急需一种无害化处理次氯酸盐废水的方法。
公开号为CN 104478151 A的中国专利中，公开了一种含烧碱次氯酸钠废液的环保处理方法，将废液于80℃以上进行浓缩，浓缩过程中NaClO分解为NaCl和NaClO3，NaCl结晶析出并过滤去除；过滤后的含烧碱废液返回继续吸收氯气废气，得到的废液重复上述处理操作，至废液中浓度达到饱和，在20-25℃条件下将其从废液中结晶析出并过滤去除，过滤后的含烧碱废液则继续循环使用。这种方法虽然做到了使得废液循环利用的目的，但是其处理的产物NaClO3不稳定，且存在着严重的安全隐患，难以应用到实际的工业生产中。公开号为CN102886268A的中国专利中，公开了一种次氯酸钠催化剂的制备方法，该制备方法以镍、铜、锰基化合物混合为催化剂负载于泡沫水泥上，所得催化剂通过载体提高催化剂与待处理液之间的接触面积，对于次氯酸钠的催化效率较高，可使次氯酸钠快速分解为氧气和氯化钠，但是该方法并未能实现零排放的目的。
综上所述，现在还没有一种工艺简单，所有物料能全部进行回收利用，实现零排放目的，能够适用于实际工业生产中的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种工艺简单，所有物料能全部进行回收利用，实现零排放目的，能够适用于实际工业生产中的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法的特点在于：所述无害化回收处理方法的步骤如下：先采用氢氧化钠溶液全面吸收冶金工业含有氯气的尾气以防止氯气溢出至大气中，冶金工业尾气中的氯气和氢氧化钠溶液反应形成次氯酸钠，从而得到含有次氯酸钠的废液，既回收了氯气，又有效防止氯气逸散至大气中而造成环境污染；然后利用催化剂催化分解废液中的次氯酸钠，使得次氯酸钠无害分解，得到氧气和氯化钠溶液，并将氯化钠溶液的pH值调节到中性，所用的催化剂由二氧化锰和协同剂混合而成，实现了次氯酸钠的无害化分解，防止次氯酸钠自然分解释放出氯气等有害物质而造成二次污染；再利用蒸发槽加热氯化钠溶液，得到氯化钠晶体和水蒸气，并冷凝产生的水蒸气得到可回收的冷凝水，从而达到污水零排放的要求，利用蒸发工艺回收氯化钠，采用冷凝工艺回收冷凝水，达到了所有物料全部回收利用，实现零排放的目的。采用碱液吸收含有氯气的尾气得到次氯酸盐；再利用催化剂对次氯酸盐进行催化降解得到氯化钠溶液，通过中和处理工艺将氯化钠溶液的pH值调节至中性后，再利用蒸发结晶工艺蒸干氯化钠溶液，最后得到可回收利用的氯化钠晶体，并将产生的水蒸气采用冷凝法回收利用，真正实现零排放的目的。
作为优选，本发明采用质量浓度为5%-30%的氢氧化钠溶液吸收冶金工业含有氯气的尾气。
作为优选，本发明氢氧化钠溶液在0-50℃的温度范围内全面吸收冶金工业含有氯气的尾气。
作为优选，本发明氢氧化钠溶液吸收冶金工业含有氯气的尾气的反应时间为0.5-5h。
作为优选，本发明协同剂为氧化铜、氧化镍和氧化铁中的一种或两种以上的混合物。
作为优选，本发明催化剂的添加量占次氯酸钠溶液的0.1-10%wt。
作为优选，本发明利用催化剂催化分解废液中的次氯酸钠时，催化分解的温度为0-80℃。
作为优选，本发明利用催化剂催化分解废液中的次氯酸钠时，催化分解反应的时间为0.5-5h。
作为优选，本发明将氯化钠溶液的pH值调节至中性所选用的药剂为盐酸或氢氧化钠。
作为优选，本发明氯化钠溶液蒸干工艺在多级蒸馏槽内进行。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、将含有氯气的尾气制备成可回收的氯化钠晶体，避免了资源的浪费；2、将有害的氯气进行利用和回收，防止了其造成污染；3、通过蒸干回收结晶体和冷凝水的方法，没有任何污染物排放；4、采用催化分解法降解次氯酸钠，避免了其自然分解而产生有毒害的物质；5、催化剂中的协同剂能使二氧化锰对次氯酸钠的催化过程起到协同作用，使得催化剂对次氯酸钠的催化分解效率更高。
采用氢氧化钠溶液吸收含有氯气的尾气，使得转变为含次氯酸钠的氢氧化钠溶液，由于次氯酸钠易自然分解释放出有毒的氯气，而在催化分解的条件下可以分解为无毒害的氧气和氯化钠；故利用过渡金属氧化物催化剂催化分解吸收尾气后所得到的次氯酸钠，得到稳定的氯化钠溶液；再调节氯化钠溶液的pH值至中性范围内；最后将氯化钠溶液蒸干，得到可回收利用的氯化钠晶体，通过冷凝工艺回收其中的蒸发水分，而达到零排放的目的。
在催化分解反应中，次氯酸盐分解生成氯化物和氧气，达到无害分解的目的。选用价格低廉的过渡金属金属氧化物对尾气吸收污水进行催化分解，通过具有协同效应的配方，使得有污染危害的次氯酸盐高效的分解为无害物质；另外在调节氯化钠溶液的pH值至中性后，结合蒸发结晶工艺和冷凝回收工艺得到可回收利用的氯化物盐和冷凝水，整个工艺简单，可操作性强，能够适用于实际工业生产中。
附图说明
图1是本发明实施例中冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1。
参见图1，将海绵钛冶炼工业的尾气管道与尾气吸收装置相连接，使得其中的氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠溶液，氢氧化钠溶液的质量浓度为30%；再将该吸收尾气后生成的氯酸钠溶液加入到含有催化剂的分解装置内，与催化剂充分接触发生催化分解反应后，得到氯化钠溶液，并释放出氧气，将氯化钠溶液的pH值调节至中性，所用的催化剂由二氧化锰和协同剂混合而成，协同剂为氧化铜、氧化镍和氧化铁中的一种或两种以上的混合物；再将分解完成之后所得到的氯化钠溶液加入到多效蒸发装置内蒸发结晶，最后得到氯化钠晶体，且采用冷凝设备将挥发出的水蒸气收集进行冷凝处理，并将冷凝水回收利用，没有任何废弃物排放，满足了零排放的要求。
实施例2。
参见图1，将海绵钛冶炼工业的尾气管道连接到装有1L饱和氢氧化钠溶液的吸收瓶中液位以下的位置，其尾气中氯气的质量含量为15%，尾气的流量为2L/min；将吸收瓶内的溶液加热至50℃，吸收反应10min后停止反应，所得到的次氯酸钠溶液待用；在反应瓶内加入体积比为30%的催化剂，并加热至50℃，催化反应1h后得到氯化钠溶液，将氯化钠溶液的pH值调节至中性待用，所用的催化剂由二氧化锰和协同剂混合而成，协同剂为氧化铜、氧化镍和氧化铁中的一种或两种以上的混合物；最后将所得到的氯化钠溶液加入至多效蒸发设备中，于150℃下蒸发5h后发现溶液已蒸干，冷却后收集所得到的氯化钠晶体，并将所得到的冷凝水收集并回收利用，对尾气中氯气的处理效率达到99.9%。
实施例3。
参见图1，冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法的特点在于：所述无害化回收处理方法的步骤如下：先采用氢氧化钠溶液全面吸收冶金工业含有氯气的尾气以防止氯气溢出至大气中，冶金工业尾气中的氯气和氢氧化钠溶液反应形成次氯酸钠，从而得到含有次氯酸钠的废液，既回收了氯气，又有效防止氯气逸散至大气中而造成环境污染；然后利用催化剂催化分解废液中的次氯酸钠，使得次氯酸钠无害分解，得到氧气和氯化钠溶液，并将氯化钠溶液的pH值调节到中性，所用的催化剂由二氧化锰和协同剂混合而成，实现了次氯酸钠的无害化分解，防止次氯酸钠自然分解释放出氯气等有害物质而造成二次污染；再利用蒸发槽加热氯化钠溶液，得到氯化钠晶体和水蒸气，并冷凝产生的水蒸气得到可回收的冷凝水，从而达到污水零排放的要求，利用蒸发工艺回收氯化钠，采用冷凝工艺回收冷凝水，达到了所有物料全部回收利用，实现零排放的目的。
通常情况下，采用质量浓度为5%-30%的氢氧化钠溶液吸收冶金工业含有氯气的尾气。氢氧化钠溶液在0-50℃的温度范围内全面吸收冶金工业含有氯气的尾气。氢氧化钠溶液吸收冶金工业含有氯气的尾气的反应时间为0.5-5h。协同剂为氧化铜、氧化镍和氧化铁中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。催化剂的添加量占次氯酸钠溶液的0.1-10%wt。利用催化剂催化分解废液中的次氯酸钠时，催化分解的温度为0-80℃。利用催化剂催化分解废液中的次氯酸钠时，催化分解反应的时间为0.5-5h。将氯化钠溶液的pH值调节至中性所选用的药剂为盐酸或氢氧化钠。氯化钠溶液蒸干工艺在多级蒸馏槽内进行。由二氧化锰和协同剂混合而成的催化剂中，协同剂所占的重量百分比为5-80wt%。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法，其特征在于：所述无害化回收处理方法的步骤如下：先采用氢氧化钠溶液全面吸收冶金工业含有氯气的尾气以防止氯气溢出至大气中，冶金工业尾气中的氯气和氢氧化钠溶液反应形成次氯酸钠，从而得到含有次氯酸钠的废液；然后利用催化剂催化分解废液中的次氯酸钠，使得次氯酸钠无害分解，得到氧气和氯化钠溶液，并将氯化钠溶液的pH值调节到中性，所用的催化剂由二氧化锰和协同剂混合而成；再利用蒸发槽加热氯化钠溶液，得到氯化钠晶体和水蒸气，并冷凝产生的水蒸气得到可回收的冷凝水，从而达到污水零排放的要求。
2.根据权利要求1所述的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法，其特征在于：采用质量浓度为5%-30%的氢氧化钠溶液吸收冶金工业含有氯气的尾气。
3.根据权利要求1所述的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法，其特征在于：氢氧化钠溶液在0-50℃的温度范围内全面吸收冶金工业含有氯气的尾气。
4.根据权利要求1所述的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法，其特征在于：氢氧化钠溶液吸收冶金工业含有氯气的尾气的反应时间为0.5-5h。
5.根据权利要求1所述的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法，其特征在于：协同剂为氧化铜、氧化镍和氧化铁中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法，其特征在于：催化剂的添加量占次氯酸钠溶液的0.1-10%wt。
7.根据权利要求1所述的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法，其特征在于：利用催化剂催化分解废液中的次氯酸钠时，催化分解的温度为0-80℃。
8.根据权利要求1所述的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法，其特征在于：利用催化剂催化分解废液中的次氯酸钠时，催化分解反应的时间为0.5-5h。
9.根据权利要求1所述的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法，其特征在于：将氯化钠溶液的pH值调节至中性所选用的药剂为盐酸或氢氧化钠。
10.根据权利要求1所述的冶金工业含氯尾气的无害化回收处理方法，其特征在于：氯化钠溶液蒸干工艺在多级蒸馏槽内进行。
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