CN106925079A - 一种回收HCl和Cl2的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种回收HCl和Cl2的装置和方法,其中,装置按照分离顺序依次包括连接的气液过滤器、Cl2吸收装置、HCl吸收装置,所述Cl2吸收装置还连接有Cl2解吸装置,所述HCl吸收装置还连接有HCl解吸装置;方法包括以下步骤:吸收‑解吸。本发明中的工艺方法和装置的有益效果是:尾气净化率高,HCl和Cl2的回收率高,吸收剂可重复利用,避免了排放的环境污染,降低了生产成本,提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种回收HCl和Cl2的装置和方法,属于化工中的物质分离技术领域。
背景技术
在化工、造纸、电镀、油脂等行业中不可避免地要产生氯化氢和氯气废气,如不采取净化措施,会使车间空气中氯化氢废气的浓度达到数十甚至数百mg/m~3,远高于环境卫生标准0.3mg/m~3。工业上对于含HCl、Cl2和其他不凝气的尾气的处理方法有:第一种,将HCl氧化为Cl2,如电解法、直接氧化法、催化氧化法,但是氧化过程复杂,且消耗能量太高,生成的Cl2仍需进一步处理。第二种,先吸收尾气中的氯化氢气体,制成盐酸(要加压气体吹扫其中氯气);然后干燥氯气后,对氯气冷却液化,再循环利用。第三种思路是可以利用氯气和氯化氢的凝固点不同,先冷冻回收大部分氯气,然后再用碱液吸收法,做盐酸和次氯酸钠,但是这种方法对温度和仪器条件要求较高,也很耗能。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足,提供一种回收HCl和Cl2的装置和方法该法简化了现有技术的吸收设备和工艺流程。
其中,本发明解决上述技术问题的一种技术方案如下:一种回收HCl和Cl2的装置,该装置按照分离顺序依次包括连接的气液过滤器、Cl2吸收装置、HCl吸收装置,所述Cl2吸收装置还连接有Cl2解吸装置,所述HCl吸收装置还连接有HCl解吸装置;
所述Cl2吸收装置包括Cl2吸收塔,Cl2吸收塔塔釜连通气液过滤器的顶部出口;
所述HCl吸收装置包括HCl吸收塔,HCl吸收塔塔釜连通Cl2吸收塔的顶部出口;
所述Cl2解吸装置包括Cl2解吸塔,Cl2解吸塔连通Cl2吸收塔;
所述HCl解吸装置包括HCl解吸塔,HCl解吸塔连通HCl吸收塔。
进一步,所述气液过滤器为含丝网除沫器的气液过滤器,作用是过滤掉尾气中的水和其他凝液。
进一步,所述HCl吸收塔至少为一级;有多级HCl吸收塔时,HCl解吸塔连通第一级HCl吸收塔,多级HCl吸收塔串联连接,前一级HCl吸收塔塔顶连通后一级吸收塔塔釜,相邻的HCl吸收塔之间由来回循环的管线连通,所述HCl解吸塔塔釜连接HCl吸收剂缓冲罐,所述HCl吸收剂缓冲罐通过管线连接着最后一级HCl吸收塔。
进一步,所述Cl2吸收塔塔顶和塔釜之间、所述HCl吸收塔塔顶和塔釜之间的管线上均装有循环泵和冷却器;所述Cl2解吸塔塔釜连接有Cl2再沸器,所述Cl2解吸塔塔釜连接Cl2吸收剂缓冲罐,所述Cl2吸收剂缓冲罐通过管线连接着Cl2吸收塔,所述Cl2解吸塔塔顶装有Cl2塔顶冷凝器,Cl2塔顶冷凝器下设有Cl2产品缓冲罐,Cl2产品缓冲罐的输出端通过泵连接着Cl2解吸塔塔顶;所述HCl解吸塔塔釜连接有HCl再沸器,所述HCl解吸塔塔顶装有HCl塔顶冷凝器,HCl塔顶冷凝器下设有HCl产品缓冲罐,HCl产品缓冲罐的输出端连接着HCl解吸塔塔顶。
进一步,所述气液过滤器上设有进口,顶部设有气体出口,底部设有液体出口;最后一个所述HCl吸收塔塔顶设有不凝气出口。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:
一种回收HCl和Cl2的方法,包括以下步骤:
(1)吸收
尾气从Cl2吸收塔塔釜进入,经过Cl2吸收塔的吸收,饱和Cl2溶液从Cl2解吸塔进入,气体则进入第一级HCl吸收塔,第一级HCl吸收塔中的饱和HCl溶液进入HCl解吸塔;
(2)解吸
Cl2解吸塔内为加压操作,饱和Cl2溶液经过热和质的传递过程后,Cl2转变成气相上升到Cl2解吸塔塔顶,在Cl2解吸塔塔顶冷凝为液体,得到Cl2产品,未冷凝的少量不凝气安全放空,部分Cl2液体从Cl2解吸塔塔顶回流入塔内,Cl2吸收剂被Cl2液体冷却并在Cl2解吸塔塔釜得到Cl2吸收剂产品;
HCl解吸塔内为加压操作,饱和HCl溶液经过热和质的传递过程后,HCl转变成气相上升到HCl解吸塔塔顶,经过HCl塔顶冷凝器冷凝为液体,得到HCl产品,未冷凝的少量不凝气安全放空,部分HCl液体从HCl解吸塔塔顶回流入塔内,HCl吸收剂被HCl液体冷却并在HCl解吸塔塔釜得到HCl吸收剂产品。
进一步,尾气进入Cl2吸收塔之前先进行过滤分离:将尾气引入气液过滤器,凝液从气液过滤器下部排出,含HCl、Cl2、N2的尾气从气液过滤器上部排出并从Cl2吸收塔塔釜进入Cl2吸收塔。
进一步,在步骤(1)中,从第一级HCl吸收塔塔顶排出的未被吸收的尾气进入下一级HCl吸收塔并最终进入最后一个HCl吸收塔,在每一级HCl吸收塔得到的不饱和溶液返回上一级HCl吸收塔;每个所述HCl吸收塔、Cl2吸收塔的塔顶和塔釜之间的管线上装有循环泵和冷却器,对于各个HCl吸收塔,溶液经循环泵在各个HCl吸收塔塔内和冷却器之间的循环和Cl2吸收塔塔内和冷却器之间的循环。
进一步,在步骤(3)中,在Cl2解吸塔塔釜得到的Cl2吸收剂产品引入到Cl2吸收塔中循环利用;在HCl解吸塔塔釜得到的HCl吸收剂产品引入到第二级HCl吸收塔中循环利用。
进一步,所述Cl2解吸塔塔釜连接有Cl2再沸器和Cl2吸收剂缓冲罐,所述Cl2塔顶冷凝器下设有Cl2产品缓冲罐,Cl2产品缓冲罐的输出端通过泵连接着Cl2解吸塔塔顶;所述HCl解吸塔塔釜连接有HCl再沸器和HCl吸收剂缓冲罐,所述HCl塔顶冷凝器下设有HCl产品缓冲罐,HCl产品缓冲罐的输出端连接着HCl解吸塔塔顶。
进一步,所述Cl2吸收剂为一氯化硫、氯磺酸、四氯化碳及其他性质类似的有机溶剂中的一种,所述HCl吸收剂为有机溶剂中的一种,如醇类、酮类、酯类、醚类和其他类有机溶剂等,醇类包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等,酮类包括丙酮、丁酮、2-戊酮等,酯类包括甲酸乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯等。
本发明中的工艺方法和装置的有益效果是:(1)将HCl和Cl2重新回收利用的过程中,吸收剂可以重复利用,避免了排放的环境污染,而且降低了生产成本,提高了经济效益;(2)吸收剂吸收含HCl、Cl2的尾气是一个放热过程,吸收塔内温度过高排出的HCl、Cl2的二次尾气就会增多,降低了吸收效果,在循环泵后增设冷却器,降低了溶液温度,低温溶液直接接触高温溶液达到降低吸收塔内温度的目的;(3)HCl和Cl2的分离完全,HCl和Cl2的回收率高,均可达99.9%以上;(4)本发明具有很高的实用价值和很大的市场需要。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图;
图2为本发明实施例的结构示意图。
其中,气液过滤器1;Cl2吸收塔2;第一级HCl吸收塔3-1;第二级HCl 吸收塔3-2;第三级HCl吸收塔3-3;Cl2解吸塔4;HCl解吸塔5;循环泵6;冷却器7;Cl2再沸器8;Cl2吸收剂缓冲罐9;Cl2塔顶冷凝器10;Cl2产品缓冲罐11;HCl再沸器12;HCl吸收剂缓冲罐13;HCl塔顶冷凝器14;HCl产品缓冲罐15。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1,一种回收HCl和Cl2的装置,该装置按照分离顺序依次包括连接的含丝网除沫器的气液过滤器1、Cl2吸收塔2、以及两级HCl吸收塔,编号为第一级HCl吸收塔3-1和第二级HCl吸收塔3-2,Cl2吸收塔2塔釜连通气液过滤器1的顶部出口,第一级HCl吸收塔3-1塔釜连通Cl2吸收塔2的顶部出口,第二级HCl吸收塔3-2塔釜连通第一级HCl吸收塔3-1的顶部出口,Cl2吸收塔2还连接有Cl2解吸塔4的中部,第一级HCl吸收塔3-1还连接有HCl解吸塔5的中部,该装置整体上可以分为两个系统:Cl2吸收和解吸系统、HCl吸收和解吸系统,Cl2吸收塔2塔釜装有Cl2吸收剂,第一级HCl吸收塔3-1和第二级HCl吸收塔3-2塔釜装有HCl吸收剂。
其一,Cl2吸收和解吸系统如下:
Cl2吸收塔2塔顶和塔釜之间的管线上均装有循环泵6和冷却器7;Cl2解吸塔4塔釜连接有Cl2再沸器8和Cl2吸收剂缓冲罐9,Cl2解吸塔4塔顶装有Cl2塔顶冷凝器10,Cl2塔顶冷凝器10下设有Cl2产品缓冲罐11,Cl2产品缓冲罐11的输出端通过泵连接着Cl2解吸塔4塔顶。
其二,HCl吸收和解吸系统如下:
第一级HCl吸收塔3塔顶和塔釜之间的管线上均装有循环泵6和冷却器7;HCl解吸塔5塔釜连接有HCl再沸器12和HCl吸收剂缓冲罐13,HCl解吸塔5塔顶装有HCl塔顶冷凝器14,HCl塔顶冷凝器14下设有HCl产品缓冲罐15,HCl产品缓冲罐15的输出端连接着HCl解吸塔5塔顶。
通过在线路上设置远传液位计连锁调节阀、流量计连锁调节阀或远传液位计和流量计连锁调节阀,实现上述第一级HCl吸收塔3和第二级HCl吸收塔3-2之间的物料循环,以及物料的运送。
实施例2
一种回收HCl和Cl2的方法,参见图2,该方法包括以下步骤:
(1)过滤分离
将尾气通入气液过滤器1,凝液从气液过滤器1下部排出,含HCl、Cl2、N2的尾气从气液过滤器1上部排出并从Cl2吸收塔2塔釜进入Cl2吸收塔2。
(2)吸收
Cl2吸收塔2的溶液经循环泵6循环以及冷却器7冷却,从Cl2吸收塔2的塔顶进入Cl2吸收塔2塔内,经过Cl2吸收塔2的循环吸收,尾气中的Cl2被充分吸收后形成饱和Cl2溶液,饱和Cl2溶液从Cl2解吸塔4的中部进入,而未被吸收的HCl、N2尾气则从Cl2吸收塔2的塔顶排出,由第一级HCl吸收塔3-1的底部进入;
然后,第一级HCl吸收塔3-1的溶液经循环泵6循环以及冷却器7冷却,从第一级HCl吸收塔3-1的塔顶进入第一级HCl吸收塔3-1塔内,第一级HCl吸收塔3-1吸收尾气中的HCl后形成的饱和HCl溶液进入HCl解吸塔5,未被吸收的少量HCl、N2的二次尾气从第一级HCl吸收塔3-1塔顶排出并从第二级HCl吸收塔3-2塔釜进入;
接着,第二级HCl吸收塔3-2的溶液经循环泵6循环以及冷却器7冷却,从第二级HCl吸收塔3-2的塔顶进入第二级HCl吸收塔3-2塔内,含有少量HCl、N2的二次尾气经过第二级HCl吸收塔3-2的多次循环被充分吸收,在第二级HCl吸收塔3-2塔釜得到含有HCl吸收剂的不饱和溶液输送到第一级HCl吸收塔3-1循环泵后的冷却器7内冷却,然后从第一级HCl吸收塔3-1的塔顶进入塔内作为新的HCl吸收剂中循环利用;
未被吸收的少量HCl、N2的二次尾气从第二级HCl吸收塔3-2塔顶排出并从第三级HCl吸收塔3-3塔釜进入,并与第二级HCl吸收塔3-2进行类似于第二级HCl吸收塔3-2和第一级HCl吸收塔3-1之间的循环过程,不含HCl、Cl2的达标尾气(N2)从第二级HCl吸收塔3-2塔顶安全排放。
(3)解吸
Cl2解吸塔4内为加压操作,通过在Cl2解吸塔4塔顶的管线上设置调节阀来调节压力大小,饱和Cl2溶液经Cl2再沸器8加热后变成蒸汽,经过热和质的传递过程后,Cl2转变成气相上升到Cl2解吸塔4塔顶,经过Cl2塔顶冷凝器10的冷凝,气相Cl2转变成液相得到合格Cl2产品,未冷凝的少量不凝气安全放空,部分Cl2液体从Cl2解吸塔4塔顶回流入塔内以保持塔内的平衡,沸点高的Cl2吸收剂被Cl2液体冷却,冷凝下来回到塔中继续循环,在Cl2解吸塔4塔釜得到Cl2吸收剂产品,Cl2吸收剂产品经过Cl2吸收塔2的冷却器7的二次冷却加入到Cl2吸收塔2中循环利用;
HCl解吸塔5内为加压操作,通过在HCl解吸塔5塔顶的管线上设置调节阀来调节压力大小,饱和HCl溶液经HCl再沸器12加热后变成蒸汽,经过热和质的传递过程后,HCl转变成气相上升到HCl解吸塔5塔顶,经过HCl塔顶冷凝器14冷凝为液体,得到合格HCl产品,未冷凝的少量不凝气安全放空,部分HCl液体从HCl解吸塔5塔顶回流入塔内以保持塔内的平衡,HCl吸收剂被HCl液体冷却,冷凝下来回到塔中继续循环,在HCl解吸塔5塔釜得到HCl吸收剂产品,HCl吸收剂产品经过冷却器7的二次冷却加入到第三级HCl吸收塔3-3中循环利用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种回收HCl和Cl2的装置,其特征在于,该装置按照分离顺序依次包括连接的气液过滤器、Cl2吸收装置、HCl吸收装置,所述Cl2吸收装置还连接有Cl2解吸装置,所述HCl吸收装置还连接有HCl解吸装置;
所述Cl2吸收装置包括Cl2吸收塔,Cl2吸收塔塔釜连通气液过滤器的顶部出口;
所述HCl吸收装置包括HCl吸收塔,HCl吸收塔塔釜连通Cl2吸收塔的顶部出口;
所述Cl2解吸装置包括Cl2解吸塔,Cl2解吸塔连通Cl2吸收塔;
所述HCl解吸装置包括HCl解吸塔,HCl解吸塔连通HCl吸收塔。
2.根据权利要求1所述的一种回收HCl和Cl2的装置,其特征在于,所述HCl吸收塔至少为一级;有多级HCl吸收塔时,HCl解吸塔连通第一级HCl吸收塔,多级HCl吸收塔串联连接,前一级HCl吸收塔塔顶连通后一级吸收塔塔釜,相邻的HCl吸收塔之间由来回循环的管线连通,所述HCl解吸塔塔釜连接HCl吸收剂缓冲罐,所述HCl吸收剂缓冲罐通过管线连接着最后一级HCl吸收塔。
3.根据权利要求1所述的一种回收HCl和Cl2的装置,其特征在于,所述Cl2吸收塔塔顶和塔釜之间、所述HCl吸收塔塔顶和塔釜之间的管线上均装有循环泵和冷却器;所述Cl2解吸塔塔釜连接有Cl2再沸器和Cl2吸收剂缓冲罐,所述Cl2吸收剂缓冲罐通过管线连接着Cl2吸收塔,所述Cl2解吸塔塔顶装有Cl2塔顶冷凝器,Cl2塔顶冷凝器下设有Cl2产品缓冲罐,Cl2产品缓冲罐的输出端通过泵连接着Cl2解吸塔塔顶;所述HCl解吸塔塔釜连接有HCl再沸器,所述HCl解吸塔塔顶装有HCl塔顶冷凝器,HCl塔顶冷凝器下设有HCl产品缓冲罐,HCl产品缓冲罐的输出端连接着HCl解吸塔塔顶。
4.根据权利要求1所述的一种回收HCl和Cl2的装置,其特征在于,所述气液过滤器上设有进口,顶部设有气体出口,底部设有液体出口。
5.一种回收HCl和Cl2的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)吸收
尾气从Cl2吸收塔塔釜进入,经过Cl2吸收塔的吸收,饱和Cl2溶液从Cl2解吸塔进入,气体则进入第一级HCl吸收塔,第一级HCl吸收塔中的饱和HCl溶液进入HCl解吸塔;
(2)解吸
Cl2解吸塔内为加压操作,饱和Cl2溶液经过热和质的传递过程后,Cl2转变成气相上升到Cl2解吸塔塔顶,在Cl2解吸塔塔顶冷凝为液体,得到Cl2产品,未冷凝的少量不凝气安全放空,部分Cl2液体从Cl2解吸塔塔顶回流入塔内,Cl2吸收剂被Cl2液体冷却并在Cl2解吸塔塔釜得到Cl2吸收剂产品;
HCl解吸塔内为加压操作,饱和HCl溶液经过热和质的传递过程后,HCl转变成气相上升到HCl解吸塔塔顶,经过HCl塔顶冷凝器冷凝为液体,得到HCl产品,未冷凝的少量不凝气安全放空,部分HCl液体从HCl解吸塔塔顶回流入塔内,HCl吸收剂被HCl液体冷却并在HCl解吸塔塔釜得到HCl吸收剂产品。
6.根据权利要求5所述的一种回收HCl和Cl2的方法,其特征在于,尾气进入Cl2吸收塔之前先进行过滤分离:将尾气引入气液过滤器,凝液从气液过滤器下部排出,含HCl、Cl2、N2的尾气从气液过滤器上部排出并从Cl2吸收塔塔釜进入Cl2吸收塔。
7.根据权利要求5所述的一种回收含有SO2、HCl尾气的方法,其特征在于,在步骤(1)中,从第一级HCl吸收塔塔顶排出的未被吸收的尾气进入下一级HCl吸收塔并最终进入最后一个HCl吸收塔,在每一级HCl吸收塔得到的不饱和溶液返回上一级HCl吸收塔;每个所述HCl吸收塔、Cl2吸收塔的塔顶和塔釜之间的管线上装有循环泵和冷却器,对于各个HCl吸收塔,溶液经循环泵在各个HCl吸收塔塔内和冷却器之间的循环和Cl2吸收塔塔内和冷却器之间的循环。
8.根据权利要求5所述的一种回收HCl和Cl2的方法,其特征在于,在步骤(3)中,在Cl2解吸塔塔釜得到的Cl2吸收剂产品引入到Cl2吸收塔中循环利用;在HCl解吸塔塔釜得到的HCl吸收剂产品引入到第二级HCl吸收塔中循环利用。
9.根据权利要求5或8所述的一种回收HCl和Cl2的方法,其特征在于,所述Cl2吸收剂包括一氯化硫、氯磺酸、四氯化碳中的一种,所述HCl吸收剂为有机溶剂中的一种。
10.根据权利要求5所述的一种回收HCl和Cl2的方法,其特征在于,所述Cl2解吸塔塔釜连接有Cl2再沸器和Cl2吸收剂缓冲罐,所述Cl2塔顶冷凝器下设有Cl2产品缓冲罐,Cl2产品缓冲罐的输出端通过泵连接着Cl2解吸塔塔顶;所述HCl解吸塔塔釜连接有HCl再沸器和HCl吸收剂缓冲罐,所述HCl塔顶冷凝器下设有HCl产品缓冲罐,HCl产品缓冲罐的输出端连接着HCl解吸塔塔顶。
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吴忠标主编: "《实用环境工程手册 大气污染控制工程》", 化学工业出版社, pages: 423 * |
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