CN108144416A - 一种吹溴尾气全过程回收方法及设备 - Google Patents

一种吹溴尾气全过程回收方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吹溴尾气全过程回收方法及设备。所述方法是将现有工艺中通过吹出塔背压系统卸压排放的平衡尾气、采用碱液吸收的蒸馏尾气以及通入海水吸收的溴储罐平衡尾气，通过管路连接进入喷淋塔的不同位置，采用富集工序吹出塔排放的pH酸性的卤水作为喷淋液对上述三种尾气进行喷淋吸收，使尾气净化后排放，喷淋吸收液代替淡水进入富集工序吸收塔使用。所述设备是一个包含有五个物料进出口的内置填料的常压喷淋塔，通过平衡尾气进口、含溴尾气进口、喷淋液进口、喷淋液排放口和净化尾气排放口，与现有提溴设备结合，整合溴素生产中各类环节产生的尾气，提供维持溴素生产中系统压力平衡，同时对尾气进行回收利用，有效的减少尾气排放对环境的污染，并实现资源的回收利用。

Description

一种吹溴尾气全过程回收方法及设备
技术领域
本发明涉及溴素提取技术，特别是涉及吹溴尾气的全过程回收技术。
背景技术
溴素广泛应用于农药、医药、石油、燃料等行业，是生产阻燃剂、灭火剂和感光材料的基本化工原料之一。目前国内工业化提溴技术以空气吹出法为主，采用的设备包括吹出塔、吸收塔、捕沫器、蒸馏塔、溴储罐及相关配套设备，生产工艺包括酸化氧化工序、富集工序、汽提工序和储罐工序，其流程如图1所示。
酸化氧化工序，将含溴卤水打往吹出塔的泵的出口管道处依次加入酸、氯气对卤水进行酸化、氧化。酸化时pH值控制在3～4，氧化时配氯率为115～120％。此时在管道内溴离子被氧化成游离溴，其反应方程式为2Br-+Cl2＝Br2+2C1-。
富集工序，将酸化氧化后含有游离溴的卤水用泵从吹出塔顶部打入，并与从吹出塔下部进入的大量空气逆流接触，游离溴被空气吹出进入吸收塔，采用二氧化硫及淡水进行吸收，其反应方程式为Br2+2H2O+SO2＝2HBr+H2SO4。吹溴后卤水从吹出塔底排出，经氧化镁中和、余氯消减等处理后排放入海。吸收塔尾气经捕沫器封闭循环返回至吹出塔循环利用，吸收后的液体在吸收塔内循环，溴含量达到设定值后用泵打入富集液罐。
汽提工序，将富集液预热后进入蒸馏塔，从蒸馏塔底部通入的水蒸汽和氯气将富集液中的HBr再次氧化生成游离溴，反应方程式为2HBr+Cl2＝Br2+2HCl，并在水蒸汽的汽提作用下形成溴蒸汽，溴蒸汽冷凝分离后得到粗溴，进一步洗涤精制后得到成品溴。
储罐工序，成品溴通过管路流入溴储罐，罐内溴气由平衡尾气排放口排放，待储存一定量后由压缩空气压入罐车运出。
长期现场工作发现，现有的生产工艺中存在以下几个问题：
1.在富集工序中，采用二氧化硫及淡水进行游离溴的吸收，二氧化硫主要由焚烧硫磺产生；为保证硫磺充分燃烧，减少固废排放，现有工艺会向焚烧炉通入大量空气。这些空气会随二氧化硫进入吸收塔，导致封闭循环系统操作压力增大，带来安全隐患。现有工艺中采用在吹出塔塔体加装背压系统来解决压力增大带来的隐患，背压系统在塔内压力到达一定程度时打开，卸掉压力后关闭。但该方法会使生产过程中塔内压力周期性波动，影响生产稳定；而且卸压过程中塔内的二氧化硫、氯气也会随之喷出系统，对环境造成污染。
2.在汽提工序中，冷却过程的不凝气排放及蒸馏系统操作波动导致的含溴蒸汽排放，会造成环境污染，甚至对现场操作人员造成伤害。现有工艺中采用碱液吸收方式对此部分尾气进行处理。但该方法会造成产品流失，而且增加运行成本及碱液消耗。
3.在储罐工序中，随着成品溴进入储罐，储罐中的含溴空气会从储罐平衡口排出，现有工艺中该部分平衡气直接通入原料卤泵，用海水吸收。但该方法会造成设备的腐蚀，而且浪费成品溴。
发明内容
本发明是为了克服现有工艺中存在的不足，从全工艺流程的角度整合溴素生产的各类环节产生的尾气，提供一种维持溴素生产中塔内压力平衡，同时对尾气进行回收利用的方法，以便有效减少尾气排放对环境的污染，并实现资源的回收利用。
本发明涉及的一种吹溴尾气全过程回收方法，将现有工艺富集工序中通过吹出塔背压系统卸压排放的尾气、汽提工序中采用碱液吸收的尾气以及储罐工序中通入海水吸收的尾气，通过管路连接进入喷淋塔的不同位置，采用富集工序吹出塔排放的pH酸性的卤水作为喷淋液对上述三种尾气进行喷淋吸收，使尾气净化后排放，喷淋吸收液代替淡水进入富集工序吸收塔使用。喷淋液对三种尾气进行喷淋吸收中，喷淋液与三种尾气总量的液气比为1:5～20。
所述富集工序中通过吹出塔背压系统卸压排放的平衡尾气，从喷淋塔下部进入；所述的汽提工序中采用碱液吸收的蒸馏尾气以及储罐工序中通入海水吸收的溴储罐平衡尾气，混合后从喷淋塔中部进入；所述喷淋液从喷淋塔上部进入，经塔内喷淋器进入塔体填料层，从喷淋塔底部排出；所述净化后的尾气从喷淋塔顶部排出。
实现上述一种吹溴尾气全过程回收方法的设备为增设的喷淋塔，是一个包含有五个物料进出口的内置填料的常压喷淋塔。
所述的喷淋塔顶部设置净化尾气排放口，通过排空管将吸收净化后的各类吹溴尾气高空排放，以维持工艺系统的平衡。在喷淋塔顶部的净化尾气排放口外设置高空排放管，高空排放管的长度为8～12米。为避免喷淋后的液沫由净化尾气排放口随尾气夹带排出，净化尾气排放口处设有除雾器。
所述的喷淋塔上部设置喷淋液进口，与富集工序吹出塔底部吹溴后卤水排放管路的支管相连，以pH酸性的卤水作为本系统的喷淋液。为保证喷淋液能够在填料层分布均匀，达到最佳喷淋效果，喷淋液进口设置喷淋器，喷淋器与塔内填料层保持距离为0.4～0.8米。
所述的喷淋塔中部设置含溴尾气进口，与汽提工序的蒸馏尾气及储罐工序的平衡尾气的排放管相连，代替现有工艺的碱液吸收及海水吸收。为使含溴尾气中的溴达到最佳吸收效果，所述的含溴尾气进口设置在喷淋塔塔体1/3～2/3处。
所述的喷淋塔下端设置平衡尾气进口，与富集工序吹出塔卸压排放管路相连，代替塔体背压系统，将系统内增大的压力以平衡尾气的方式引入喷淋塔中进行吸收利用。为使平衡尾气进口进入的尾气分布均匀，所述的喷淋塔的下端平衡尾气进口处设有气体分布器。
所述的喷淋塔底部设置喷淋液排放口，与富集工序吸收塔的淡水进口相连，代替淡水进入吸收塔使用。
所述的喷淋塔选用防酸腐蚀的玻璃钢塔，所涉及管路选用玻璃钢管，喷淋塔内的填料选用聚丙烯填料，以应对吹溴后卤水喷淋液pH酸性的腐蚀性。
本发明涉及的吹溴尾气全过程回收方法，从全工艺流程的角度整合溴素生产的各类环节中产生的尾气，提供一种维持溴素生产中系统压力平衡，同时对尾气进行回收利用。本发明具有下述有益效果：
1.采用喷淋塔代替富集工序中的塔体背压系统，将系统内因二氧化硫载气增大的压力引入喷淋塔中净化后排放，使得系统内的气压始终保持平衡状态，减少安全隐患；同时减少了背压系统卸压带来的压力波动对生产过程的影响，保障了生产的稳定性，提高了生产效率。
2.对富集工序中吹出塔平衡尾气中的二氧化硫、氯气等在喷淋塔内进行吸收利用，尾气中含有的二氧化硫与喷淋液从含溴尾气中溶解的游离溴发生反应，尾气中含有的氯气与卤水中的溴离子发生反应，进而将尾气中的二氧化硫及氯气全部吸收，最终得到组成为HBr+H2SO4+HCl的吸收液，以此代替淡水进入富集工序吸收塔，不仅能减少污染，而且节约原料，降低生产成本。
3.对汽提工序中的蒸馏尾气进行吸收利用，利用溴素易溶于酸液的性质，采用酸性的吹溴卤水将蒸馏尾气中的溴素吸收，代替现有工艺中采用碱液吸收的方式，不仅能减少污染，提高溴素产出，同时可以减少碱液消耗，节约成本。
4.对储罐工序的平衡气进行吸收利用，利用溴素易溶于酸液的性质，采用酸性的吹溴卤水将尾气中的溴素吸收，代替现有工艺中采用海水吸收的方式，不仅可以直接吸收溴产品，提高溴素产出，还能达到防止腐蚀设备的效果。
5.将吹溴过程中可能存在的各类尾气进行统筹规划，集中吸收处理，高空排放。
附图说明
图1为现有技术的空气吹出法提溴工艺流程图；
图2为本发明涉及的吹溴尾气全过程回收方法流程图；
图3为本发明涉及的吹溴尾气全过程回收设备结构示意图。
图中标记说明：
1、喷淋液排放口 2、平衡尾气进口
3、气体分布器 4、含溴尾气进口
5、填料 6、喷淋液进口
7、喷淋器 8、除雾器
9、净化尾气排放口
具体实施方式
现结合附图对本发明技术方案作进一步说明。
图2显示了本发明所述的一种吹溴尾气全过程回收方法的流程图，将现有工艺富集工序中吹出塔通过背压系统排放的平衡尾气、汽提工序中采用碱液吸收的蒸馏尾气以及储罐工序中通入海水吸收的溴储罐尾气，通过管路连接进入喷淋塔的平衡尾气进口及含溴尾气进口，采用富集工序吹出塔排放的pH酸性的卤水作为喷淋液，按照液气比为1:5～20对上述三种尾气进行喷淋吸收，净化后的尾气通过8～12长的排空管高空排放，喷淋吸收液代替淡水进入富集工序吸收塔使用。所述富集工序中通过吹出塔背压系统卸压排放的平衡尾气，从喷淋塔下部进入；所述的汽提工序中采用碱液吸收的蒸馏尾气以及储罐工序中通入海水吸收的溴储罐平衡尾气，混合后从喷淋塔中部进入；所述喷淋液从喷淋塔上部进入，经塔内喷淋器进入塔体填料层，从喷淋塔底部排出；所述净化后的尾气从喷淋塔顶部排出。
图3显示了与本发明所述的吹溴尾气全过程回收方法所配套的设备。所述吹溴尾气全过程回收设备包括含有五个物料进出口的内置填料的常压喷淋塔。喷淋塔顶部设置净化尾气排放口9，在喷淋塔顶部的净化尾气排放口9外设置高空排放管，高空排放管的长度为8～12米，净化尾气排放口9处设有除雾器8。喷淋塔上部设置喷淋液进口6，喷淋液进口6设置喷淋器7，喷淋器7与塔内聚丙烯填料层5保持距离为0.4～0.8米。喷淋塔中部设置含溴尾气进口4，含溴尾气进口4设置在喷淋塔塔体1/3～2/3处。喷淋塔下端设置平衡尾气进口2，与富集工序吹出塔卸压排放管路相连，平衡尾气进口2处设有气体分布器3。喷淋塔底部设置喷淋液排放口1，与富集工序吸收塔的淡水进口相连。
汽提工序的蒸馏尾气及储罐工序的平衡尾气从所述的喷淋塔中部的含溴尾气进口4进入聚丙烯填料层5，自下而上与来自喷淋液进口6经塔顶喷淋器7喷淋下来的pH酸性的卤水在聚丙烯填料层5的上部汇合。在聚丙烯填料层5中，利用溴素易溶于酸洗液的性质，将汽提工序的蒸馏尾气及储罐工序的平衡尾气中的溴素吸收，净化后的含溴尾气(此时主要是洁净空气)经除雾器8去除液沫后，从塔顶净化尾气排放口9高空排放。富集工序吹出塔平衡气从所述的喷淋塔下端的平衡尾气进口2进入，经气体分布器3进入聚丙烯填料层5，自下而上与来自聚丙烯填料层5上部的淋洗液在聚丙烯填料层5下部汇合，平衡尾气中含有的二氧化硫与来自填料层上部的淋洗液中吸收的溴素发生反应，氯气与卤水中的溴离子发生反应。完全被喷淋液吸收后得到HBr+H2SO4+HCl混酸液。混酸液代替淡水进入吸收塔。

Claims (9)

1.一种吹溴尾气全过程回收方法，其特征在于：将现有工艺富集工序中通过吹出塔背压系统卸压排放的平衡尾气、汽提工序中采用碱液吸收的蒸馏尾气、储罐工序中通入海水吸收的溴储罐平衡尾气，通过管路接入喷淋塔的不同位置，采用富集工序吹出塔排放的pH酸性的卤水作为喷淋液对上述三种尾气进行喷淋吸收，净化后的尾气高空排放，喷淋吸收液代替淡水进入富集工序吸收塔使用；
所述富集工序中通过吹出塔背压系统卸压排放的平衡尾气，从喷淋塔下部进入；所述的汽提工序中采用碱液吸收的蒸馏尾气以及储罐工序中通入海水吸收的溴储罐平衡尾气，混合后从喷淋塔中部进入；所述喷淋液从喷淋塔上部进入，经塔内喷淋器进入塔体填料层，从喷淋塔底部排出；所述净化后的尾气从喷淋塔顶部排出。
2.根据权利要求1所述的吹溴尾气全过程回收方法，所述的喷淋液对三种尾气进行喷淋吸收中，喷淋液与三种尾气总量的液气比为1:5～20。
3.一种吹溴尾气全过程回收设备，与权利要求1所述的一种吹溴尾气全过程回收方法所配套，其特征在于：该设备为含有五个物料进出口的内置填料的常压喷淋塔，包括设置在喷淋塔底部的喷淋液排放口、设置在喷淋塔下端的平衡尾气进口、设置在喷淋塔中部的含溴尾气进口，设置在喷淋塔上部的喷淋液进口、设置在喷淋塔顶部的净化尾气排放口；
所述喷淋液排放口与富集工序吸收塔淡水进口相连，所述平衡尾气进口与富集工序吹出塔卸压排放管相连，所述含溴尾气进口与汽提工序中蒸馏尾气管路以及溴储罐平衡尾气管路相连，所述喷淋液进口与富集工序吹出塔底部吹溴后卤水排放管路相连，所述的净化尾气排放口连接高空排放管。
4.根据权利要求3所述的吹溴尾气全过程回收设备，其特征在于，所述平衡尾气进口处设有气体分布器。
5.根据权利要求3所述的吹溴尾气全过程回收设备，其特征在于，所述净化尾气排放口处设有除雾器。
6.根据权利要求3所述的吹溴尾气全过程回收设备，其特征在于，喷淋塔内设置喷淋器，喷淋器与下方的填料层保持0.4～0.8米的距离。
7.根据权利要求3所述的吹溴尾气全过程回收设备，其特征在于，所述含溴尾气进口设置在在喷淋塔塔体1/3～2/3处。
8.根据权利要求3所述的吹溴尾气全过程回收设备，其特征在于，所述净化尾气排放口连接的高空排放管长度为8～12米。
9.根据权利要求3所述的吹溴尾气全过程回收设备，其特征在于，喷淋塔选用防酸腐蚀的玻璃钢塔，所涉及管路选用玻璃钢管，喷淋塔内的填料选用聚丙烯填料。
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