CN108434941A - 一种氯化氢尾气吸收浓度检测方法及自动循环吸收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氯化氢尾气吸收浓度检测方法及自动循环吸收装置，包括以下步骤：根据盐酸压力与密度存在的正比例关系，计算出相应的盐酸密度；在对应的温度和密度下，查询表格，计算出对应的盐酸浓度，当密度不是表中对应的密度值时，采用插值法确定盐酸浓度，该装置包括与氯化氢尾气相通的尾气管，所述尾气管与一级吸收装置连接，一级吸收装置的一侧依次连接有二级、三级吸收装置与碱性吸收装置，另一侧连接有浓盐酸储存罐。本发明提出了一种盐酸浓度测量方法，测量精度较高，仪表抗腐蚀性强，实现了氯化氢循环吸收装置的自动化，有效提高了工作效率，同时精确控制氯化氢吸收浓度，减小碱性原料的用量，降低原料成本。

Description

一种氯化氢尾气吸收浓度检测方法及自动循环吸收装置
技术领域
本发明涉及氯化氢尾气吸收装置，尤其涉及一种氯化氢尾气吸收浓度检测方法及自动循环吸收装置。
背景技术
化工行业因为化学反应的需要，采用氯气为原料，通过氯化反应得到含氯化学药品往往会产生氯化氢尾气，通过水吸收生成副产品盐酸并回收利用。目前，各生产厂家大多利用水二级或三级循环吸收，制成一定浓度的盐酸(一般控制在32％左右)，再通过液碱中和未被吸收的氯化氢气体。由于盐酸腐蚀性强，采用直接测量盐酸浓度的方法，检测元件二三年就需更换。目前大多生产厂家对氯化氢尾气吸收程度的判断采用人工方法，根据经验确定吸收时间，人工关闭或开启相应泵和阀，导致氯化氢吸收不充分，后续用碱量增多，成本增高，且全人工操作，工作环境差，对人体伤害大。
发明内容
发明目的：本发明目的是提出一种氯化氢尾气吸收浓度检测方法及自动循环吸收装置，实现氯化氢尾气自动循环控制吸收，无需人工参与，该装置测量精度较高，并能有效减少碱性原料用量。
技术方案：本发明包括以下步骤：
1)根据盐酸压力与密度存在的正比例关系，计算出相应的盐酸密度，盐酸密度的计算公式为：
Δp＝hρg
其中，Δp为盐酸液位压差，h为罐中液位高度，ρ为盐酸密度；
2)在对应的温度和密度下，查询表格，计算出对应的盐酸浓度，当密度不是表中对应的密度值时，采用插值法确定盐酸浓度：
其中，v为当前计算浓度，vi+1为ρi+1对应的浓度，vi为表中ρi对应的浓度，ρi+1，ρi为表中与ρ相接近的两个密度。
基于该方法的氯化氢尾气自动循环吸收装置，包括与氯化氢尾气相通的尾气管，所述尾气管与一级吸收装置连接，所述一级吸收装置的一侧依次连接有二级吸收装置、三级吸收装置与碱性吸收装置，另一侧连接有浓盐酸储存罐。
所述的一级吸收装置包括与尾气管连接的一级吸收塔，一级吸收塔的输出端分别连接一级盐酸循环罐与二级吸收塔，所述的一级盐酸循环罐通过第二循环泵与一级吸收塔的输入端连接，一级盐酸循环罐上还连接有压差计、温度计与第二液位计。
所述的压差计采用高精度数字压差计，其检测膜片外有一层隔离膜。
所述的温度计采用金属铂电阻，其金属检测部分用塑料套管与盐酸隔离。
所述的二级吸收装置包括二级吸收塔，所述二级吸收塔的输出端分别连接二级盐酸循环罐与三级吸收塔，所述的二级盐酸循环罐通过第四循环泵与二级吸收塔的输入端连接，所述的二级盐酸循环罐上还连接有第三液位计。
所述的三级吸收装置包括三级吸收塔，所述三级吸收塔的输出端分别连接三级盐酸循环罐与碱性吸收塔，所述的三级盐酸循环罐通过第六循环泵与三级吸收塔的输入端连接，所述的三级盐酸循环罐上连接有第四液位计，并通过第七循环泵连接清水管。
所述的碱性吸收塔的输出端连接碱性循环罐，所述碱性循环罐通过第八循环泵连接碱性吸收塔的输入端，通过第九循环泵连接废水管，所述的碱性循环罐上连接有第五液位计与PH计。
所述的浓盐酸储存罐上连接有第一液位计，并通过第一循环泵与一级盐酸循环罐连接。
有益效果：本发明测量盐酸浓度的精度较高，测量仪表抗腐蚀性强，使用寿命长，通过自动实时检测盐酸吸收浓度，实现了氯化氢循环吸收装置的自动化，提高了工作效率，降低了人力成本；同时精确控制氯化氢吸收浓度，减少碱性原料的用量，降低原料成本。
附图说明
图1为本发明的自动化吸收装置示意图；
图2为本发明的控制装置示意图；
图3为本发明的控制程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的氯化氢尾气吸收浓度检测方法包括以下步骤：
1)根据盐酸压力与密度存在的正比例关系，计算出相应的盐酸密度，盐酸密度的计算公式为：
Δp＝hρg
其中，Δp为盐酸液位压差，h为罐中液位高度，ρ为盐酸密度。
2)在对应的温度和密度下，查询表格，计算出对应的盐酸浓度，在对应温度下，当密度不是表中对应的密度时，采用插值法确定盐酸浓度：
其中，v为当前计算浓度，vi+1为ρi+1对应的浓度，vi为表中ρi对应的浓度，ρi+1，ρi为表中与ρ相接近的两个密度。
用压差计21测量一级盐酸循环罐7中的液体压力，同时，用温度计27测量液体温度，压差计21采用高精度数字压差计，精度为±0.05％，为了提高测量精度，采用单极型、量程为15mbr的数字压力表，厂方可根据需要标定量程和极性，根据相应算法，盐酸浓度的测量精度可达±1％。压差计21检测膜片外面有一层密封膜片即隔离膜，保证检测片不与盐酸直接接触，提高抗腐蚀性，有效提高了压差计21的工作可靠性及其使用寿命。温度计27采用金属铂电阻，其金属检测部分用一塑料套管与盐酸隔离，提高其使用寿命，压差计21与温度计27均与控制器30相连，如图2所示，通过控制器30读取压差计21的压差值与温度计27的温度值。
如图1所示，本发明装置包括与氯化氢尾气相通的尾气管1，尾气管1与一级吸收装置连接，一级吸收装置的一侧依次连接有二级吸收装置、三级吸收装置与碱性吸收装置，另一侧连接有浓盐酸储存罐6。一级吸收装置包括与尾气管1连接的一级吸收塔2，一级吸收塔2的输出端分别连接一级盐酸循环罐7与二级吸收塔3，一级盐酸循环罐7通过第二循环泵12与一级吸收塔2的输入端连接。一级盐酸循环罐7上连接有压差计21、温度计27与第二液位计23。
二级吸收装置包括二级吸收塔3，二级吸收塔3的输出端分别连接二级盐酸循环罐8与三级吸收塔4，二级盐酸循环罐8通过第四循环泵14与二级吸收塔3的输入端连接，二级盐酸循环罐8上还连接有第三液位计24。
三级吸收装置包括三级吸收塔4，三级吸收塔4的输出端分别连接三级盐酸循环罐9与碱性吸收塔5，三级盐酸循环罐9通过第六循环泵16与三级吸收塔4的输入端连接，三级盐酸循环罐9上还连接有第四液位计25，并通过第七循环泵17连接清水管20。
碱性吸收塔5的输出端连接碱性循环罐10，碱性循环罐10通过第八循环泵18连接碱性吸收塔5的输入端，通过第九循环泵19连接废水管28，碱性循环罐10上还连接有第五液位计26与PH计29。
浓盐酸储存罐6上连接有第一液位计22，并通过第一循环泵11与一级盐酸循环罐7连接。
如图2所示为本发明的控制原理图，压差计21、温度计27、PH计29与液位计均与控制器30相连，通过控制器30读取各个测量计的数值。
使用时，氯化氢尾气由尾气管1自上而下进入一级吸收塔2，一级盐酸循环罐7经第二循环泵12将盐酸送入一级吸收塔2，与氯化氢气体充分接触，生成的盐酸回流入一级盐酸循环罐7中；未被吸收的氯化氢通过管道流入二级吸收塔3，与经第四循环泵14送来的二级循环罐8中的盐酸接触，生成的盐酸回流入二级循环罐8；未被吸收的氯化氢气体通过管道流入三级吸收塔4，与经第六循环泵16送来的三级循环罐9中的盐酸接触，生成的稀盐酸回流入三级循环罐9；三级未被吸收的氯化氢尾气经导管流进碱性吸收塔5，与经过第八循环泵18送过的碱性循环罐10中的碱性溶液进行循环中和,充分中和后通过泵19，经废水管28送至废水系统，每个罐体中的液位均可以通过相应的液位计获得并合理控制罐中的液位高度。
如图3所示，采用压差计21检测一定高度液体形成的压差，并根据上述算法换算出盐酸浓度，将盐酸浓度与设定的浓度进行比较，若达到设定值的上限，则自动开启第一循环泵11，将一级盐酸循环罐7中的浓盐酸送至浓盐酸储存罐6，利用第二液位计23测量一级盐酸循环罐7中的液位，当液位达到下限时，关闭第一循环泵11；启动第三循环泵13，将二级循环罐8中的稀盐酸送至一级盐酸循环罐7循环吸收，利用第二液位计23测量一级盐酸循环罐7中的液位，当液位达到上限时，关闭第三循环泵13；同时启动第五循环泵15，将三级循环罐9中的溶液送至二级循环罐8中循环吸收，采用第三液位计24测量二级循环罐8中的液位，当液位达到上限时，关闭第五循环泵15；同时启动第七循环泵17，通过清水管20向三级循环罐9中注入清水，通过第四液位计25测量三级循环罐9中的液位，当液位达到上限时，关闭第七循环泵17；利用PH计29测量碱性循环罐10中液体的PH值，当液体的PH值达到设定值时，启动第九循环泵19，将碱性循环罐10中的液体经废水管28送至废水系统，同时，通过第五液位计26测量碱性循环罐10中的液位，当液位达到下限时，关闭第九循环泵19，完成一个氯化氢尾气吸收浓度的检测及自动化循环吸收过程，之后开启下一个循环吸收过程，如此周而复始下去。整个过程全自动化控制，无人工参与，提高了自动化程度与吸收效率。

Claims (9)

1.一种氯化氢尾气吸收浓度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据盐酸压力与密度存在的正比例关系，计算出相应的盐酸密度，盐酸密度的计算公式为：
Δp＝hρg
其中，Δp为盐酸液位压差，h为罐中液位高度，ρ为盐酸密度；
2)在对应的温度和密度下，查询表格，计算出对应的盐酸浓度，当密度不是表中对应的密度值时，采用插值法确定盐酸浓度：
其中，v为当前计算浓度，vi+1为ρi+1对应的浓度，vi为表中ρi对应的浓度，ρi+1，ρi为表中与ρ相接近的两个密度。
2.基于权利要求1所述的一种氯化氢尾气自动循环吸收装置，其特征在于，包括与氯化氢尾气相通的尾气管(1)，所述尾气管(1)与一级吸收装置连接，所述一级吸收装置的一侧依次连接有二级吸收装置、三级吸收装置与碱性吸收装置，另一侧连接有浓盐酸储存罐(6)。
3.根据权利要求2所述的一种氯化氢尾气自动循环吸收装置，其特征在于，所述的一级吸收装置包括与尾气管(1)连接的一级吸收塔(2)，一级吸收塔(2)的输出端分别连接一级盐酸循环罐(7)与二级吸收塔(3)，所述的一级盐酸循环罐(7)通过第二循环泵(12)与一级吸收塔(2)的输入端连接，一级盐酸循环罐(7)上还连接有压差计(21)、温度计(27)与第二液位计(23)。
4.根据权利要求3所述的一种氯化氢尾气自动循环吸收装置，其特征在于，所述的压差计(21)采用高精度数字压差计，其检测膜片外有一层隔离膜。
5.根据权利要求3所述的一种氯化氢尾气自动循环吸收装置，其特征在于，所述的温度计(27)采用金属铂电阻，其金属检测部分用塑料套管与盐酸隔离。
6.根据权利要求2所述的一种氯化氢尾气自动循环吸收装置，其特征在于，所述的二级吸收装置包括二级吸收塔(3)，其输出端分别连接二级盐酸循环罐(8)与三级吸收塔(4)，所述的二级盐酸循环罐(8)通过第四循环泵(14)与二级吸收塔(3)的输入端连接，所述的二级盐酸循环罐(8)上还连接有第三液位计(24)。
7.根据权利要求2所述的一种氯化氢尾气自动循环吸收装置，其特征在于，所述的三级吸收装置包括三级吸收塔(4)，其输出端分别连接三级盐酸循环罐(9)与碱性吸收塔(5)，所述的三级盐酸循环罐(9)通过第六循环泵(16)与三级吸收塔(4)的输入端连接，所述的三级盐酸循环罐(9)上还连接有第四液位计(25)，并通过第七循环泵(17)连接清水管(20)。
8.根据权利要求2所述的一种氯化氢尾气自动循环吸收装置，其特征在于，所述的碱性吸收装置包括碱性吸收塔(5)，其输出端连接碱性循环罐(10)，所述碱性循环罐(10)通过第八循环泵(18)连接碱性吸收塔(5)的输入端，通过第九循环泵(19)连接废水管(28)，所述的碱性循环罐(10)上还连接有第五液位计(26)与PH计(29)。
9.根据权利要求2所述的一种氯化氢尾气自动循环吸收装置，其特征在于，所述的浓盐酸储存罐(6)上连接有第一液位计(22)，并通过第一循环泵(11)与一级盐酸循环罐(7)连接。
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