CN108503073A - 一种含汞废盐酸除汞的装置和方法 - Google Patents

一种含汞废盐酸除汞的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含汞废盐酸除汞的装置和方法，属于环保工艺技术领域。其包括依次通过管道连接的高位槽、含汞废盐酸罐、降膜吸收器、过滤器和成品酸罐。本发明还公开了采用上述装置进行含汞废盐酸除汞的方法。本发明的装置，结构简单，除汞效率高，一是可将含汞废盐酸中的汞含量降至0.4μg/mL以下,符合《GB/T 32125‑2015工业废盐酸的处理处置规范》规定的工业废盐酸处理后汞含量0.5μg/mL以下的标准；二是解决了含汞废盐酸在循环利用中汞不断富集的问题；三是极大降低含汞废盐酸的处理成本；实现了环境效益与经济效益的双丰收。

Description

一种含汞废盐酸除汞的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种含汞废盐酸除汞的装置和方法，属于环保工艺技术领域。
背景技术
氯乙烯生产过程中，因为触媒含有大量的汞，部分汞在高温环境下随着粗氯乙烯气体进入净化系统被脱酸塔、水洗塔和碱洗塔降温吸收，含汞废盐酸的含汞量可达到20μg/mL以上。为避免汞的污染，只能对废盐酸解析后循环利用，汞会在含汞废盐酸中不断富集，无法处理。而且富余含汞废盐酸需要加碱中和并通过加入药剂后深度吸附才能将汞除去。
鉴于此，有必要研发一种新的含汞废盐酸化学沉降法除汞的装置和方法，以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的之一，是提供一种含汞废盐酸除汞的装置。本发明的装置，结构简单，除汞效率高，一是可将含汞废盐酸中的汞含量降至0.4μg/mL以下,符合《GB/T 32125-2015工业废盐酸的处理处置规范》规定的工业废盐酸处理后汞含量0.5μg/mL以下的标准；二是解决了含汞废盐酸在循环利用中汞不断富集的问题；三是极大降低含汞废盐酸的处理成本；实现了环境效益与经济效益的双丰收。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种含汞废盐酸除汞的装置，包括依次通过管道连接的高位槽、含汞废盐酸罐、降膜吸收器、过滤器和成品酸罐；
所述含汞废盐酸罐的顶部设有第一进液口、第二进液口、第一进气口、第一出气口，底部设有第一出液口；
所述降膜吸收器的顶部设有第三进液口和第二出气口，底部设有第二出液口和第二进气口；
所述高位槽的出液口与第一进液口连接；
所述第二进液口与第二出液口连接；
所述第二出气口通过风机分别与硫化氢吸收装置或者第一进气口连接；
所述第一出液口通过提升泵分别与过滤器的进液口和成品酸罐连接；
所述过滤器的出液口与第三进液口连接。
本发明的反应原理是：
步骤1：固体硫化钠与水一起加入到高位槽，生成质量百分比浓度为15-20％的硫化钠溶液。
步骤2：步骤1生成的硫化钠溶液通过含汞废盐酸罐顶部的第一进液口进入到含汞废盐酸罐，硫化钠溶液分别与含汞废盐酸中的废盐酸和HgCl2反应，分别生成H2S气体和HgS沉淀，反应方程式分别是：Na2S+2HCl→H2S↑+2NaCl，Na2S+HgCl2→HgS↓+2NaCl。
步骤3：步骤2生成的H2S气体依次通过含汞废盐酸罐顶部的第一出气口、降膜吸收器底部的第二进气口，进入到降膜吸收器。
步骤4：当含汞废盐酸中的汞含量大于等于0.4μg/mL时，含有HgS沉淀的含汞废盐酸依次通过含汞废盐酸罐底部的第一出液口、提升泵、滤网过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、降膜吸收器顶部的第三进液口，进入到降膜吸收器。此时，含汞废盐酸中的HgS沉淀已基本被过滤去除。
步骤5：在降膜吸收器内部，H2S气体自下而上，含汞废盐酸自上而下，二者逆向接触，反应生成HgS沉淀，反应方程式是：HgCl2+H2S→HgS↓+2HCl。
步骤6：经过降膜吸收器降膜吸收后的含汞废盐酸，通过降膜吸收器底部的第二出液口、含汞废盐酸罐顶部的第二进液口，返回到含汞废盐酸罐。
步骤7：在降膜吸收器内部未参与反应的H2S气体，自降膜吸收器顶部的第二出气口排出，如果H2S气体的浓度小于20％，则经风机进入到硫化氢吸收装置；如果H2S气体的浓度大于20％，则经含汞废盐酸罐顶部的第一进气口，返回到含汞废盐酸罐。
步骤8：当含汞废盐酸中的汞含量小于0.4μg/mL时，含汞废盐酸经第一出液口、提升泵，进入到成品酸罐。
本发明的装置，结构简单，除汞效率高，一是可将含汞废盐酸中的汞含量降至0.4μg/mL以下,符合《GB/T 32125-2015工业废盐酸的处理处置规范》规定的工业废盐酸处理后汞含量0.5μg/mL以下的标准；二是解决了含汞废盐酸在循环利用中汞不断富集的问题；三是极大降低含汞废盐酸的处理成本；实现了环境效益与经济效益的双丰收。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述过滤器包括首尾相接的滤网过滤器、活性炭过滤器和精密过滤器，所述滤网过滤器的进液口与提升泵相连接，所述精密过滤器的出液口与第三进液口连接。
采用上述进一步的有益效果是：过滤器由滤网过滤器、活性炭过滤器和精密过滤器组成，可以将含汞废盐酸中的HgS沉淀有效去除。
更进一步，所述滤网过滤器的过滤孔径为1μm。
采用上述更进一步的有益效果是：含汞废盐酸中汞含量为0.3μg/mL时,HgS沉淀的平均粒径为1.5-2μm；含汞废盐酸中汞含量为0.03μg/mL时,HgS沉淀的平均粒径为0.15-0.2μm。含汞废盐酸经过上述滤网过滤器，可将含汞废盐酸中粒径大于0.1μm的HgS沉淀过滤去除。
更进一步，所述活性炭过滤器中活性炭的直径为3mm，长度为6mm。
采用上述更进一步的有益效果是：可将含汞废盐酸中的HgS沉淀进一步吸附去除。
更进一步，所述精密过滤器的过滤孔径为0.1μm。
采用上述更进一步的有益效果是：基本可将含汞废盐酸中的HgS沉淀完全过滤去除。
本发明的目的之二，是提供一种采用上述装置进行含汞废盐酸除汞的方法。本发明的方法简单，除汞效率高，工艺流程简单，生产成本低，市场前景广阔，适合规模化推广应用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种采用上述装置进行含汞废盐酸除汞的方法，包括以下步骤：
步骤1：硫化钠固体与水一起加入到高位槽，生成硫化钠溶液；
步骤2：步骤1生成的硫化钠溶液通过含汞废盐酸罐顶部的第一进液口进入到含汞废盐酸罐，硫化钠溶液分别与所述含汞废盐酸罐内含汞废盐酸中的废盐酸和HgCl2反应，分别生成H2S气体和HgS沉淀；
步骤3：步骤2生成的H2S气体依次通过含汞废盐酸罐顶部的第一出气口、降膜吸收器底部的第二进气口，进入到降膜吸收器；
步骤4：当含汞废盐酸中的汞含量大于等于0.4μg/mL时，含有HgS沉淀的含汞废盐酸依次通过含汞废盐酸罐底部的第一出液口、提升泵、过滤器、降膜吸收器顶部的第三进液口，进入到降膜吸收器；
步骤5：在降膜吸收器内部，H2S气体自下而上，含汞废盐酸自上而下，二者逆向接触，反应生成HgS沉淀；
步骤6：经过降膜吸收器降膜吸收后的含汞废盐酸，通过降膜吸收器底部的第二出液口、含汞废盐酸罐顶部的第二进液口，返回到含汞废盐酸罐；
步骤7：在降膜吸收器内部未参与反应的H2S气体，自降膜吸收器顶部的第二出气口排出，如果H2S气体的体积浓度小于20％，则经风机进入到硫化氢吸收装置；如果H2S气体的体积浓度大于等于20％，则经含汞废盐酸罐顶部的第一进气口，返回到含汞废盐酸罐；
步骤8：当含汞废盐酸中的汞含量小于0.4μg/mL时，含汞废盐酸经第一出液口、提升泵，进入到成品酸罐。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤1所述硫化钠溶液的质量百分比浓度为15-20％。
进一步，步骤4所述过滤器包括首尾相接的滤网过滤器、活性炭过滤器和精密过滤器，所述滤网过滤器的进液口与提升泵相连接，所述精密过滤器的出液口与第三进液口连接。
采用上述进一步的有益效果是：过滤器由滤网过滤器、活性炭过滤器和精密过滤器组成，可以将含汞废盐酸中的HgS沉淀有效去除。
本发明的有益效果：
(1)本发明的装置，结构简单，除汞效率高，一是可将含汞废盐酸中的汞含量降至0.4μg/mL以下,符合《GB/T 32125-2015工业废盐酸的处理处置规范》规定的工业废盐酸处理后汞含量标准；二是解决了含汞废盐酸在循环利用中汞不断富集的问题；三是极大降低含汞废盐酸的处理成本，实现了环境效益与经济效益的双丰收。
(2)本发明的方法简单，除汞效率高，工艺流程简单，生产成本低，市场前景广阔，适合规模化推广应用。
附图说明
图1为本发明的含汞废盐酸除汞的装置的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、高位槽，2、含汞废盐酸罐，3、降膜吸收器，4、成品酸罐，5、第一进液口,6、第二进液口，7、第一进气口，8、第一出气口，9、第一出液口，10、第三进液口，11、第二出气口，12、第二出液口，13、第二进气口，14、风机，15、硫化氢吸收装置，16、提升泵，17、滤网过滤器，18、活性炭过滤器，19、精密过滤器。
具体实施方式
以下结合具体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所示，本实施例的含汞废盐酸除汞的装置，包括依次通过管道连接的高位槽1、含汞废盐酸罐2、降膜吸收器3、过滤器和成品酸罐4；
所述含汞废盐酸罐2的顶部设有第一进液口5、第二进液口6、第一进气口7、第一出气口8，底部设有第一出液口9；
所述降膜吸收器3的顶部设有第三进液口10和第二出气口11，底部设有第二出液口12和第二进气口13；
所述高位槽1的出液口与第一进液口5连接；
所述第二进液口6与第二出液口12连接；
所述第二出气口11通过风机14分别与硫化氢吸收装置15或者第一进气口7连接；
所述第一出液口9通过提升泵16分别与过滤器的进液口和成品酸罐4连接；
所述过滤器的出液口与第三进液口10连接。
所述过滤器包括首尾相接的滤网过滤器17、活性炭过滤器18和精密过滤器19，所述滤网过滤器17的进液口与提升泵16相连接，所述精密过滤器19的出液口与第三进液口10连接。
所述滤网过滤器17的过滤孔径为1μm。
所述活性炭过滤器18中活性炭的直径为3mm，长度为6mm。
所述精密过滤器19的过滤孔径为0.1μm。
本实施例的采用上述装置进行含汞废盐酸除汞的方法，包括以下步骤：
步骤1：硫化钠固体与水一起加入到高位槽1，生成质量百分比浓度为15％的硫化钠溶液；
步骤2：步骤1生成的硫化钠溶液通过含汞废盐酸罐2顶部的第一进液口5进入到含汞废盐酸罐2，硫化钠溶液分别与所述含汞废盐酸罐2内含汞废盐酸中的废盐酸和HgCl2反应，分别生成H2S气体和HgS沉淀；
步骤3：步骤2生成的H2S气体依次通过含汞废盐酸罐2顶部的第一出气口8、降膜吸收器3底部的第二进气口13，进入到降膜吸收器3；
步骤4：当含汞废盐酸中的汞含量大于等于0.4μg/mL时，含有HgS沉淀的含汞废盐酸依次通过含汞废盐酸罐2底部的第一出液口9、提升泵19、滤网过滤器17、活性炭过滤器18和精密过滤器19、降膜吸收器3顶部的第三进液口10，进入到降膜吸收器3；
步骤5：在降膜吸收器3内部，H2S气体自下而上，含汞废盐酸自上而下，二者逆向接触，反应生成HgS沉淀；
步骤6：经过降膜吸收器3降膜吸收后的含汞废盐酸，通过降膜吸收器3底部的第二出液口12、含汞废盐酸罐2顶部的第二进液口6，返回到含汞废盐酸罐2；
步骤7：在降膜吸收器3内部未参与反应的H2S气体，自降膜吸收器3顶部的第二出气口11排出，如果H2S气体的体积浓度小于20％，则经风机14进入到硫化氢吸收装置15；如果H2S气体的体积浓度大于等于20％，则经含汞废盐酸罐2顶部的第一进气口7，返回到含汞废盐酸罐2；
步骤8：当含汞废盐酸中的汞含量小于0.4μg/mL时，含汞废盐酸经第一出液口9、提升泵16，进入到成品酸罐4。
本实施例的含汞废盐酸中初始汞含量为36μg/mL，处理后汞含量0.32μg/mL。含汞废盐酸罐容积为17m3，一次处理含汞废盐酸约10m3，计算得知含汞废盐酸中含汞量为360g。按照汞和硫化钠摩尔比1:50，加入硫化钠约7kg，循环处理约10-20小时可处理合格。
经济效益：如不直接进行含汞废盐酸除汞处理，10m3含汞废盐酸需要用3.3吨氢氧化钠进行中和后再进行除汞，产出的盐水基本没有经济价值。3.3吨氢氧化钠市场价约10000元，产出的10m3成品盐酸市场价约6000元。日收益为16000元，年收益为560万元。
实施例2
本实施例的含汞废盐酸除汞的装置同实施例1。
本实施例的采用上述装置进行含汞废盐酸除汞的方法，除步骤1硫化钠溶液的质量百分比浓度为18％，其余同实施例1。
本实施例的含汞废盐酸中初始汞含量为42μg/mL，处理后汞含量0.33μg/mL。含汞废盐酸罐容积为17m3，一次处理含汞废盐酸约10m3，计算得知含汞废盐酸中含汞量为420g。按照汞和硫化钠摩尔比1:50，加入硫化钠约8.2kg，循环处理约10-20小时可处理合格。
经济效益：同实施例1。
实施例3
本实施例的含汞废盐酸除汞的装置同实施例1。
本实施例的采用上述装置进行含汞废盐酸除汞的方法，除步骤1硫化钠溶液的质量百分比浓度为20％，其余同实施例1。
本实施例的含汞废盐酸中初始汞含量为33μg/mL，处理后汞含量0.36μg/mL。含汞废盐酸罐容积为17m3，一次处理含汞废盐酸约10m3，计算得知含汞废盐酸中含汞量为330g。按照汞和硫化钠摩尔比1:50，加入硫化钠约6.4kg，循环处理约10-20小时可处理合格。
经济效益：同实施例1。
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 (8)

1.一种含汞废盐酸除汞的装置，其特征在于，包括依次通过管道连接的高位槽(1)、含汞废盐酸罐(2)、降膜吸收器(3)、过滤器和成品酸罐(4)；
所述含汞废盐酸罐(2)的顶部设有第一进液口(5)、第二进液口(6)、第一进气口(7)、第一出气口(8)，底部设有第一出液口(9)；
所述降膜吸收器(3)的顶部设有第三进液口(10)和第二出气口(11)，底部设有第二出液口(12)和第二进气口(13)；
所述高位槽(1)的出液口与第一进液口(5)连接；
所述第二进液口(6)与第二出液口(12)连接；
所述第二出气口(11)通过风机(14)分别与硫化氢吸收装置(15)或者第一进气口(7)连接；
所述第一出液口(9)通过提升泵(16)分别与过滤器的进液口和成品酸罐(4)连接；
所述过滤器的出液口与第三进液口(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种含汞废盐酸除汞的装置，其特征在于，所述过滤器包括首尾相接的滤网过滤器(17)、活性炭过滤器(18)和精密过滤器(19)，所述滤网过滤器(17)的进液口与提升泵(16)相连接，所述精密过滤器(19)的出液口与第三进液口(10)连接。
3.根据权利要求2所述的一种含汞废盐酸除汞的装置，其特征在于，所述滤网过滤器(17)的过滤孔径为1μm。
4.根据权利要求2所述的一种含汞废盐酸除汞的装置，其特征在于，所述活性炭过滤器(18)中活性炭的直径为3mm，长度为6mm。
5.根据权利要求2所述的一种含汞废盐酸除汞的装置，其特征在于，所述精密过滤器(19)的过滤孔径为0.1μm。
6.一种采用权利要求1-5任一项所述装置进行含汞废盐酸除汞的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：硫化钠固体与水一起加入到高位槽(1)，生成硫化钠溶液；
步骤2：步骤1生成的硫化钠溶液通过含汞废盐酸罐(2)顶部的第一进液口(5)进入到含汞废盐酸罐(2)，硫化钠溶液分别与所述含汞废盐酸罐(2)内含汞废盐酸中的废盐酸和HgCl2反应，分别生成H2S气体和HgS沉淀；
步骤3：步骤2生成的H2S气体依次通过含汞废盐酸罐(2)顶部的第一出气口(8)、降膜吸收器(3)底部的第二进气口(13)，进入到降膜吸收器(3)；
步骤4：当含汞废盐酸中的汞含量大于等于0.4μg/mL时，含有HgS沉淀的含汞废盐酸依次通过含汞废盐酸罐(2)底部的第一出液口(9)、提升泵(19)、过滤器、降膜吸收器(3)顶部的第三进液口(10)，进入到降膜吸收器(3)；
步骤5：在降膜吸收器(3)内部，H2S气体自下而上，含汞废盐酸自上而下，二者逆向接触，反应生成HgS沉淀；
步骤6：经过降膜吸收器(3)降膜吸收后的含汞废盐酸，通过降膜吸收器(3)底部的第二出液口(12)、含汞废盐酸罐(2)顶部的第二进液口(6)，返回到含汞废盐酸罐(2)；
步骤7：在降膜吸收器(3)内部未参与反应的H2S气体，自降膜吸收器(3)顶部的第二出气口(11)排出，如果H2S气体的体积浓度小于20％，则经风机(14)进入到硫化氢吸收装置(15)；如果H2S气体的体积浓度大于等于20％，则经含汞废盐酸罐(2)顶部的第一进气口(7)，返回到含汞废盐酸罐(2)；
步骤8：当含汞废盐酸中的汞含量小于0.4μg/mL时，含汞废盐酸经第一出液口(9)、提升泵(16)，进入到成品酸罐(4)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1所述硫化钠溶液的质量百分比浓度为15-20％。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4所述过滤器包括首尾相接的滤网过滤器(17)、活性炭过滤器(18)和精密过滤器(19)，所述滤网过滤器(17)的进液口与提升泵(16)相连接，所述精密过滤器(19)的出液口与第三进液口(10)连接。
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