CN107335318A - 一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统及其方法，包括依次连接的深冷器、增浓器、吸收塔及中和塔，所述深冷器与增浓器之间通过管道连接设置除雾器，所述除雾器的侧进口通过管道与深冷器的气相出口连接，除雾器的顶部尾气出口通过管道与增浓器的上部侧进口连接，除雾器底部排液口通过管道接出该系统；所述深冷器通过管道连接设置凝液接收槽，凝液接收槽底部通过管道接出该系统；本发明的有益效果是，该系统采用增浓器设置循环回路，能够实现逐级增浓的效果，吸收塔采用外循环冷却回路，实现了循环吸收的作用，提高了尾气的吸收效果。

Description

一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统及其方法
技术领域
本发明属于工业废气综合利用技术领域，具体涉及一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统及其方法。
背景技术
氯化反应和氯甲基化等反应在有机合成反应中是常用的反应，有氯气或HCL为原料，生产过程中会产生含HCL的有各类有机废气，常用做法是采用洗涤、碱中和后排放处理，产生大量的含盐废水，给废水处理系统带来处理难度，部分企业再通过复杂的多效精馏浓缩再结晶处理氯化钠，但由于成分复杂，又只能作为危险固废处理，设备费和操作费较高，该新型把废气中的HCL成分提取出来，进一步作为工艺原料循环使用的方式，有利于企业氯离子的平衡利用，减少污水量和含盐浓度，节约生产成本，环保效益和节能效益显著，具有投资省、能耗低等优点，将有极佳的市场应用前景。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了经济环保的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统及其方法。
本发明的技术方案如下：
一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，包括依次连接的深冷器、增浓器、吸收塔及中和塔，所述深冷器与增浓器之间通过管道连接设置除雾器，所述除雾器的侧进口通过管道与深冷器的气相出口连接，除雾器的顶部尾气出口通过管道与增浓器的上部侧进口连接，除雾器底部排液口通过管道接出该系统；所述深冷器通过管道连接设置凝液接收槽，凝液接收槽底部通过管道接出该系统；增浓器底部通过管道连接设置浓酸接受槽，增浓器下部侧向气体出口与吸收塔下部侧进口管道连接，浓酸接收槽底部出口通过管道连接设置第一循环泵，第一循环泵通过管道接至增浓器上部构成循环回路，第一循环泵循环管路上设有支管，且通过该支管连接设置换热器，所述换热器一侧通过管道连接设置脱吸塔，所述脱吸塔上方通过管道连接设置塔顶冷凝器，且经塔顶冷凝器与外界系统连接，对气体氯化氢进行回收利用，所述脱吸塔底部通过管道与换热器连接，所述吸收塔底部通过管道连接设置受槽，所述换热器通过管道与受槽连接，所述受槽底部通过管道连接设置第二循环泵，所述第二循环泵通过管道接入浓酸接收槽去进一步吸收增浓；吸收塔上部通过管道连接设置中和塔，中和塔上部通过管道连接设置第一风机，并经第一风机接入外界尾气处理系统；中和塔底部通过管道连接设置中和槽，中和槽底部通过管道连接第三循环泵，第三循环泵通过管道与外界污水处理系统连接。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，所述深冷器采用-35℃深冷系统，搪玻璃碟片式冷凝器，所述深冷器气相出口管上设置丝网除雾器，并采用φ0.10mm~φ0.28mm PVDF塑料丝网。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，所述的增浓器为降膜式吸收塔，气液顺流自上而下，且增浓器自带冷却系统。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，所述脱吸塔采用拉西环填料塔，钢衬四氟塔体结构，所述脱吸塔底部设置自循环再沸器进行蒸汽加热。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，所述吸收塔采用填料塔，并采用玻璃钢塔体，陶瓷拉西环；所述第二循环泵上方通过支管连接设置第二冷却器，第二冷却器通过管道接至吸收塔，使吸收塔、受槽、第二循环泵上及第二冷却器构成外循环冷却回路；所述第二冷却器采用7℃低温水为冷却介质。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，所述中和塔采用填料塔，并采用玻璃钢塔体，陶瓷拉西环；第三循环泵通过支管连接设置第一冷却器，并经第一冷却器接入中和塔上部构成外循环冷却回路；所述第一冷却器的冷却介质为循环水。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）尾气的冷却及净化处理；将含HCL和不同有机溶剂挥发气的尾气通入深冷器中进行冷却冷凝处理；冷却后的气体再经除雾器进行净化处理；
2）尾气的回收；经步骤1）深冷后的尾气先后进入增浓器；增浓器（4）吸收得到浓酸进入浓酸接收槽；浓酸进入浓酸接收槽后由第一循环泵送入增浓器不断增浓；在由第一循环泵送入脱吸塔；在经自循环再沸器蒸汽加热，在脱吸塔顶部产出HCL气体，经塔顶冷凝器冷凝进行回收利用；
3）尾气的再回收；步骤2）中尾气进入增浓器后一部分没有被吸收的气体进入吸收塔；吸收塔通过第二循环泵及第二冷却器进行循环吸收后，在由第二循环泵送入浓酸接收槽，再按步骤2）循环吸收逐级增浓得到浓酸后，进行回收利用；
4）尾气的中和；经步骤3）处理后的尾气从吸收塔进入中和塔中和；中和未被吸收的微量HCL气体后，经第三循环泵及第一冷却器送入中和塔循环吸收，吸收后的废液排入污水处理系统。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用方法，其特征在于，所述尾气包括HCL和有机溶剂挥发气，有机溶剂成分包括易冷凝的醇类、酮类、醚类、醛类。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用方法，其特征在于，所述步骤4）中，中和塔中和采用10%氢氧化钠水溶液。
本发明的有益效果是，该系统采用增浓器设置循环回路，能够实现逐级增浓的效果，吸收塔采用外循环冷却回路，实现了循环吸收的作用，提高了尾气的吸收效果；中和塔采用外循环冷却回路，保证了尾气的环保性；采用该系统实现废气中的氯离子的98%以上得到循环使用，氯离子平衡使用，较传统的水洗、中和处理，可减少废水中98%以上的氯化盐产生，减少因尾气中有机溶剂贡献的COD cr减少98%以上，该新型副产品为HCL气体和回收有机溶剂挥发气冷凝液。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1-深冷器，2-除雾器，3-凝液接收槽，4-增浓器，5-吸收塔，6-浓酸接收槽，8-受槽，9-第二循环泵，10-中和塔，11-尾气风机，12-中和槽，13-第三循环泵，14-第一循环泵，15-换热器，16-自循环再沸器，17-塔顶冷却器，18-第一冷却器，19第二冷却器。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统及其方法，用于含HCL、有机溶剂成分的工业废气处理、低浓度HCL气体提纯使用，包括深冷器1、除雾器2、凝液接收槽3、增浓器4、吸收塔5、浓酸接收槽6、受槽8、第二循环泵9、中和塔10、尾气风机11、中和槽12、第三循环泵13、第一循环泵14、换热器15、自循环再沸器16、塔顶冷却器17、第一冷却器18及19第二冷却器。待处理含HCL、有机溶剂成分的工业废气进深冷器1采用-35℃介质间接深冷去尾气中有机溶剂，深冷器1气相出口管接除雾器2下部侧进口，冷凝的液相底部出口管接至凝液接收槽3上部去利用，除雾器2上部尾气出口管接增浓器4上部侧进口，下部设置排液口；增浓器4设置间接冷却系统，下部侧向气体出口接吸收塔5，底部液相浓酸出口管接浓酸接收槽6上部接口管，浓酸接收槽6底部出口管经第一循环泵14循环接至增浓器4上部回用，第一循环泵14另一支管为浓酸管经换热器15热交换加热接脱吸塔7上部侧进口；脱吸塔7设置接自循环再沸器16，其上部HCL气相出口管经冷却器17去该系统外使用；脱吸塔底稀酸出料管进换热器15与浓酸热交换后至受槽8上部进口；受槽底部出口管经第二循环泵9、第二冷却器19接吸收塔上部引成循环回路，循环管设置一支管接浓酸接收槽6去进一步吸收增浓；吸收塔上部尾气出口管接中和塔10下侧进口，中和塔上部气相出口管经风机一11去该系统外进行尾气处理；中和塔底侧中和液出口管接中和槽12上部进口，中和槽底部出口管经第三循环泵13、第一冷却器18接入中和塔上部侧循环使用。
工艺步骤如下：
1）尾气的冷却及净化处理；将含HCL和不同有机溶剂挥发气的尾气通入深冷器1中进行冷却冷凝处理；冷却后的气体再经除雾器2进行净化处理；
2）尾气的回收；经步骤1）深冷后的尾气先后进入增浓器4；增浓器4吸收得到浓酸进入浓酸接收槽6；浓酸进入浓酸接收槽6后由第一循环泵14送入增浓器4不断增浓；在由第一循环泵14送入脱吸塔7；在经自循环再沸器16蒸汽加热，在脱吸塔7顶部产出HCL气体，经塔顶冷凝器17冷凝进行回收利用；
3）尾气的再回收；步骤2）中尾气进入增浓器4后一部分没有被吸收的气体进入吸收塔5；吸收塔5通过第二循环泵9及第二冷却器19进行循环吸收后，在由第二循环泵9送入浓酸接收槽6，再按步骤2）循环吸收逐级增浓得到浓酸后，进行回收利用；
4）尾气的中和；经步骤3）处理后的尾气从吸收塔5进入中和塔10中和；中和未被吸收的微量HCL气体后，经第三循环泵13及第一冷却器18送入中和塔10循环吸收，吸收后的废液排入污水处理系统。
实施例:
企业产生的氯化尾气和氯甲醚尾气，主要成分为甲醇20-35万mg/ m3、氯甲醚20-45万mg/ m3；含HCL气体8-10万mg/ m3，常温，压力表压500Pa,流量为风量2300N m3/h，年工作日7200小时。
实施例主要尾气成分如下：
名称 风量 含有机溶剂挥发气组成 含HCL气体 其他成分
尾气2 2300N m3/h 甲醇20-35万mg/ m3、氯甲醚20-45万mg/ m3； 8-10万mg/ m3 空气（以氮气为主）
采用上述工艺，深冷器采用-35℃乙二醇冷却介质深冷，冷凝液主要为甲醇、氯甲醚等回用，增浓器盐酸浓度控制在30%，脱吸稀盐酸浓度控制为15%，尾气中和塔10的循环中和氢氧化钠水溶液为10%浓度。
处理效果如下：该实例可年回收氯化氢1490吨；甲醇、氯甲醚冷凝液5700吨；检测处理后的尾气中甲醇浓度为小于等于140mg/ m3、氯甲醚浓度为小于等于20mg/ m3；HCL气体浓度小于100mg/m3，废气排放满足环保要求，较传统中和处理，废水中每年减少氯化钠排放量2380吨，减少有机物5700吨，大大减轻了污水处理的压力，回收HCL和凝液可作为原料使用，经济效益显著。
本发明较传统的水吸收加碱中和处理含氯化氢和甲醇尾气工艺，可大幅减少废水中的氯化钠成分和有机物含量，回收成分可作为生产原料，具有良好的环境效益和经济效益。

Claims (9)

1.一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，包括依次连接的深冷器（1）、增浓器（4）、吸收塔（5）及中和塔（10），所述深冷器（1）与增浓器（4）之间通过管道连接设置除雾器（2），所述除雾器（2）的侧进口通过管道与深冷器（1）的气相出口连接，除雾器（2）的顶部尾气出口通过管道与增浓器（4）的上部侧进口连接，除雾器（2）底部排液口通过管道接出该系统；所述深冷器（1）通过管道连接设置凝液接收槽（3），凝液接收槽（3）底部通过管道接出该系统；增浓器（4）底部通过管道连接设置浓酸接受槽（6），增浓器（4）下部侧向气体出口与吸收塔（5）下部侧进口管道连接，浓酸接收槽（6）底部出口通过管道连接设置第一循环泵（14），第一循环泵（14）通过管道接至增浓器（4）上部构成循环回路，第一循环泵（14）循环管路上设有支管，且通过该支管连接设置换热器（15），所述换热器（15）一侧通过管道连接设置脱吸塔（7），所述脱吸塔（7）上方通过管道连接设置塔顶冷凝器（17），且经塔顶冷凝器（17）与外界系统连接，对气体氯化氢进行回收利用，所述脱吸塔（7）底部通过管道与换热器（15）连接，所述吸收塔（5）底部通过管道连接设置受槽（8），所述换热器（15）通过管道与受槽（8）连接，所述受槽（8）底部通过管道连接设置第二循环泵（9），所述第二循环泵（9）通过管道接入浓酸接收槽（6）去进一步吸收增浓；吸收塔（7）上部通过管道连接设置中和塔（10），中和塔（10）上部通过管道连接设置第一风机（11），并经第一风机（11）接入外界尾气处理系统；中和塔（10）底部通过管道连接设置中和槽（12），中和槽（12）底部通过管道连接第三循环泵（13），第三循环泵（13）通过管道与外界污水处理系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，所述深冷器（1）采用-35℃深冷系统，搪玻璃碟片式冷凝器，所述深冷器（1）气相出口管上设置丝网除雾器，并采用φ0.10mm~φ0.28mm PVDF塑料丝网。
3.根据权利要求1所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，所述的增浓器（4）为降膜式吸收塔，气液顺流自上而下，且增浓器（4）自带冷却系统。
4.根据权利要求1所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，所述脱吸塔（7）采用拉西环填料塔，钢衬四氟塔体结构，所述脱吸塔（7）底部设置自循环再沸器（16）进行蒸汽加热。
5.根据权利要求1所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，所述吸收塔（5）采用填料塔，并采用玻璃钢塔体，陶瓷拉西环；所述第二循环泵（9）上方通过支管连接设置第二冷却器（19），第二冷却器（19）通过管道接至吸收塔（5），使吸收塔（5）、受槽（8）、第二循环泵（9）上及第二冷却器（19）构成外循环冷却回路；所述第二冷却器（19）采用7℃低温水为冷却介质。
6.根据权利要求1所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用系统，其特征在于，所述中和塔（10）采用填料塔，并采用玻璃钢塔体，陶瓷拉西环；第三循环泵（13）通过支管连接设置第一冷却器（18），并经第一冷却器（18）接入中和塔上部构成外循环冷却回路；所述第一冷却器（18）的冷却介质为循环水。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）尾气的冷却及净化处理；将含HCL和不同有机溶剂挥发气的尾气通入深冷器（1）中进行冷却冷凝处理；冷却后的气体再经除雾器（2）进行净化处理；
2）尾气的回收；经步骤1）深冷后的尾气先后进入增浓器（4）；增浓器（4）吸收得到浓酸进入浓酸接收槽（6）；浓酸进入浓酸接收槽（6）后由第一循环泵（14）送入增浓器（4）不断增浓；在由第一循环泵（14）送入脱吸塔（7）；在经自循环再沸器（16）蒸汽加热，在脱吸塔（7）顶部产出HCL气体，经塔顶冷凝器（17）冷凝进行回收利用；
3）尾气的再回收；步骤2）中尾气进入增浓器（4）后一部分没有被吸收的气体进入吸收塔（5）；吸收塔（5）通过第二循环泵（9）及第二冷却器（19）进行循环吸收后，在由第二循环泵（9）送入浓酸接收槽（6），再按步骤2）循环吸收逐级增浓得到浓酸后，进行回收利用；
4）尾气的中和；经步骤3）处理后的尾气从吸收塔（5）进入中和塔（10）中和；中和未被吸收的微量HCL气体后，经第三循环泵（13）及第一冷却器（18）送入中和塔（10）循环吸收，吸收后的废液排入污水处理系统。
8.根据权利要求7所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用方法，其特征在于，所述尾气包括HCL和有机溶剂挥发气，有机溶剂成分包括易冷凝的醇类、酮类、醚类、醛类。
9.根据权利要求7所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用方法，其特征在于，所述步骤4）中，中和塔（10）中和采用10%氢氧化钠水溶液。
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