CN109825705B - 一种废汞触媒回收汞装置及回收方法 - Google Patents

一种废汞触媒回收汞装置及回收方法 Download PDF

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Abstract

一种废汞触媒回收汞装置，包括蒸馏罐、冷凝罐和吸附罐，以及连通三者的蒸汽管道，通过在管道上的风机使含汞蒸汽在体系内循环。本发明还公开了一种废汞触媒回收汞方法，采用上述的装置，将废汞触媒加热到200~500℃在装置内多次循环处理。本发明解决了废汞触媒蒸馏汞回收处理时，蒸馏罐内废汞触媒传热性差问题、以及汞饱和蒸汽滞留于蒸馏罐内、整个处理过程产生大量含汞废气，即使经过净化后排放，也给环境带来很大压力的问题；具有回收效率高、能耗低，回收完全，排放少的优点。

Description

一种废汞触媒回收汞装置及回收方法
技术领域
本发明属于汞回收技术领域，具体涉及一种废汞触媒回收汞装置及回收方法，可应用于汞再生资源回收及含汞吸附材料解析环保领域。
背景技术
废汞触媒主要来源于PVC行业电石乙炔法合成氯乙烯的失效催化剂，其处理方法大致分为湿法和干法，湿法回收通常采用氯盐溶解，因其回收率低使用较少，一般采用干法处理，将废汞触媒中的氯化汞转化为氧化汞，通过加热分解产生汞蒸汽经冷凝回收。
公告号CN 203960300U的发明中提供了一种废汞触媒干法回收汞的处理系统，公告号CN 204738001U的发明中提供了一种高效环保回收废汞触媒中汞的系统，其中列出了废汞触媒处理过程中几乎所有工艺设备，为国内较为普遍采用的处理工艺。
公布号CN 104451204A公开一种废汞触媒汞回收干馏装置，公布号CN 104789802A提出一种废汞触媒汞回收的电炉，为解决蒸馏罐内废汞触媒传热问题，分别采用多料管加热方式和在罐内分区加热，提高了汞的回收率，该设计维修麻烦，操作不便。
综上所述，目前废汞触媒处理普遍存在受传热限制，蒸馏罐体积较小，使单体设备处理能力受到限制；汞蒸汽冷凝后的废气，经过净化处理直接排放，如此造成废气处理量大，即使达标排放，但其排放总量累积同样产生严重的环境污染。
发明内容
本发明的目的是：提供一种废汞触媒回收汞装置，以解决现有技术中的问题。
本发明通过如下方法实现：一种废汞触媒回收汞装置，包括蒸馏罐、冷凝罐和吸附罐，
在蒸馏罐外侧设有加热炉，在罐壁内侧设有加热管，在罐体中央设有热电偶，上方设有进料口，下方设有出料口；冷凝罐内设有水冷凝器，下方设有汞排放口；在侧壁上方设有冷凝器的出水口，下方设有冷凝器的进水口；所述蒸馏罐上方通过汞蒸汽管与冷凝罐的上方连通，所述冷凝罐的下方通过尾气管与蒸馏罐连通并开口于蒸馏罐底部；在蒸馏罐和冷凝罐之间设有气体换热器，所述气体换热器的两个热交换区分别与汞蒸汽管和尾气管连通；在冷凝罐至气体换热器之间的尾气管上依次设有风机、与吸附罐下部连通并带有截止阀II的废气管、截止阀I和带进风阀的进风支管；所述气体换热器的热区入口与水冷凝器的上端通过汞蒸汽管连通，热区出口与尾气管连通并开口于蒸馏罐底部，换热器的冷区入口与蒸馏罐连通，冷区出口通过尾气管与水冷凝器下方连通，在尾气管上设有风机。
本发明还提供了一种回收方法，采用如上所述的装置，具体步骤如下：
首先，将废汞触媒经进料口投入蒸馏罐内，密封蒸馏罐，打开截止阀I，关闭进风阀、截止阀II、汞排放口，设定温度为550度，开始由电加热管加热，加热炉内温度由热电偶实现自动控制，温度达到200℃时，开启水冷凝器，冷却水由进水口流入，出水口排出，启动风机，使气体在蒸馏罐和冷凝罐内循环，水冷后的尾气经风机、尾气管至气体换热器并作为冷却气体在气体换热器内冷却汞蒸汽管内的汞蒸汽后自身得以预热，顺尾气管进入蒸馏罐内加热，从蒸馏罐底部进入蒸馏罐内，对废汞触媒加热的同时，携带汞蒸汽进入汞蒸汽管，经气体换热器初步冷却后，进入冷凝罐，冷凝后尾气返回，形成汞的蒸馏与冷凝的闭路循环，冷凝出的液态汞流至冷凝罐的下方并由汞排放口定期排出；打开进风阀从进风口处取样检测，当蒸汽中的汞含量低于20~30mg/m3时，蒸馏结束，关闭加热管，温度降到低于100℃后，打开截止阀II和进风阀，关闭截止阀I，通过风机带动排出蒸馏系统和尾气循环系统内残留废气，进入吸附罐净化后由排气口排空，关闭风机和循环冷却水，蒸汞后的废汞触媒由出料口排出蒸馏罐并进行后处理。
本发明结构具有如下优点：解决了废汞触媒蒸馏汞回收处理时，蒸馏罐内废汞触媒传热性差问题、以及汞饱和蒸汽滞留于蒸馏罐内、整个处理过程产生大量含汞废气，即使经过净化后排放，也给环境带来很大压力的问题。本发明的装置和方法具有回收效率高、能耗低，回收完全，排放少的优点。
附图说明
图1为本发明的设备连接示意图；
图2为图1中A处剖视结构示意图。
图中序号说明：1为加热炉、2为进料口、3为汞蒸汽管、4为尾气管、5为气体换热器、6为截止阀、7为进风阀、8为截止阀、9为吸附罐、10为排气口、11为热电偶、12为蒸馏罐、13为出料口、14为进水口、15为水冷凝器、16为汞排放口、17为出水口、18为风机、19为泄压阀、20为电加热管、21为冷凝罐、22为废气管。
具体实施方式
如图1－2所示为本发明一种废汞触媒回收汞装置，包括蒸馏罐12、冷凝罐21和吸附罐9，
在蒸馏罐外侧设有加热炉1，在蒸馏罐罐壁内设有加热管20，在罐体中央设有热电偶11，上方设有进料口2，下方设有出料口13；
在冷凝罐内侧中部设有水冷凝器，下方设有汞排放口16；在侧壁上方设有冷凝器的出水口17，下方设有冷凝器的进水口14；
所述蒸馏罐上方通过汞蒸汽管3与冷凝罐21的上方连通，所述冷凝罐的下方通过尾气管4与蒸馏罐连通并开口于蒸馏罐底部；
在蒸馏罐和冷凝罐之间设有气体换热器5，所述气体换热器的两个热交换区分别与汞蒸汽管和尾气管连通；
在冷凝罐至气体换热器之间的尾气管上依次设有风机18、与吸附罐下部连通并带有截止阀II 8的废气管22、截止阀I 6和带进风阀7的进风支管。
优选的：还包括与截止阀II并联设置的泄压阀19。
优选的：所述尾气管在蒸馏罐内的部分包括若干分管，所述分管与加热管交替设置在罐壁内侧，所述分管上部分为竖直设置的直管，下部分为四分之一的圆管，开口水平朝向蒸馏罐中心。。
优选的：所述气体换热器的热区入口与水冷凝器的上端通过汞蒸汽管连通，热区出口与尾气管连通并开口于蒸馏罐底部，换热器的冷区入口与蒸馏罐连通，冷区出口通过尾气管与水冷凝器下方连通，在尾气管上设有风机。
本发明还提供了一种回收方法，采用如上所述的装置，具体步骤如下：
首先，将废汞触媒经进料口投入蒸馏罐内，密封蒸馏罐，打开截止阀I，关闭进风阀、截止阀II、汞排放口，设定温度为550度，开始由电加热管加热，加热炉内温度由热电偶实现自动控制，温度达到200℃时，开启水冷凝器，冷却水由进水口流入，出水口排出，启动风机，使气体在蒸馏罐和冷凝罐内循环，水冷后的尾气经风机、尾气管至气体换热器并作为冷却气体在气体换热器内冷却汞蒸汽管内的汞蒸汽后自身得以预热，顺尾气管进入蒸馏罐内加热，从蒸馏罐底部进入蒸馏罐内，对废汞触媒加热的同时，携带汞蒸汽进入汞蒸汽管，经气体换热器初步冷却后，进入冷凝罐，冷凝后尾气返回，形成汞的蒸馏与冷凝的闭路循环，冷凝出的液态汞流至冷凝罐的下方并由汞排放口定期排出；打开进风阀从进风口处取样检测，当蒸汽中的汞含量低于20~30mg/m3时，蒸馏结束，关闭加热管，温度降到低于100℃后，打开截止阀II和进风阀，关闭截止阀I，通过风机带动排出蒸馏系统和尾气循环系统内残留废气，进入吸附罐净化后由排气口排空，关闭风机和循环冷却水，蒸汞后的废汞触媒由出料口排出蒸馏罐并进行后处理。
本发明结构简单，成本低，通过在密闭装置内多次循环，大大提高了汞的回收率，减少了汞蒸汽和废渣中的汞含量，提取完全。汞蒸汽通过风机循环，在蒸馏罐底部吹出，有效带动了罐蒸馏内的气体循环，使蒸馏罐内的热量分布均匀，热传导效率高，解决了现有蒸馏罐内废汞触媒传热性差以及汞饱和蒸汽滞留于蒸馏罐内的问题。此外，在汞蒸汽的循环过程中，大大提高了热量的循环利用效率，节约了能量，降低了处理成本。

Claims (6)

1.一种废汞触媒回收汞装置，包括蒸馏罐、冷凝罐和吸附罐，其特征在于：在蒸馏罐外侧设有加热炉，在罐壁外侧设有加热管，在罐体中央设有热电偶，上方设有进料口，下方设有出料口；冷凝罐内设有水冷凝器，下方设有汞排放口；在侧壁上方设有冷凝器的出水口，下方设有冷凝器的进水口；所述蒸馏罐上方通过汞蒸汽管与冷凝罐的上方连通，所述冷凝罐的下方通过尾气管与蒸馏罐连通并开口于蒸馏罐底部；在蒸馏罐和冷凝罐之间设有气体换热器，所述气体换热器的两个热交换区分别与汞蒸汽管和尾气管连通；在冷凝罐至气体换热器之间的尾气管上依次设有风机、与吸附罐下部连通并带有截止阀II的废气管、截止阀I和带进风阀的进风支管；所述气体换热器的热区入口与蒸馏罐的上端通过汞蒸汽管连通，热区出口与冷凝罐的上端通过汞蒸汽管连通，换热器的冷区出口与尾气管连通并开口于蒸馏罐底部，冷区入口通过尾气管与冷凝罐下方连通，在尾气管上设有风机。
2.如权利要求1所述的废汞触媒回收汞装置，其特征在于：还包括与截止阀II并联设置的泄压阀。
3.如权利要求1所述的废汞触媒回收汞装置，其特征在于：所述尾气管在蒸馏罐内的部分包括若干分管，所述分管与加热管交替设置在罐壁外侧。
4.如权利要求3所述的废汞触媒回收汞装置，其特征在于：所述分管主体为竖直设置的直管，下方为四分之一的圆管，开口水平朝向蒸馏罐中心。
5.一种废汞触媒回收汞方法，采用如权利要求1－4任一所述的装置，其特征在于：将废汞触媒，经进料口投入蒸馏罐内，打开截止阀I，关闭进风阀、截止阀II、汞排放口，开始由电加热管加热，加热炉内温度由热电偶实现自动控制，达到200~500℃后，开启水冷凝器，冷却水由进水口流入，出水口排出，启动风机，使气体在蒸馏罐和冷凝罐内循环，水冷后的尾气经风机、尾气管至气体换热器并作为冷却气体在气体换热器内冷却汞蒸汽管内的汞蒸汽后自身得以预热，顺尾气管进入加热炉腔内加热，从蒸馏罐底部进入蒸馏罐内，对废汞触媒加热的同时，携带汞蒸汽进入汞蒸汽管，经气体换热器初步冷却后，进入冷凝罐，冷凝后尾气返回，形成汞的蒸馏与冷凝的闭路循环，冷凝出的液态汞由汞排放口定期排出；打开进风阀从进风口处取样检测，当汞蒸汽管内气体含汞量低于20~30mg/m3时，蒸馏结束，关闭加热管，温度降到100℃以下时，打开截止阀II和进风阀，关闭截止阀I，通过风机带动排出蒸馏系统和尾气循环系统内残留废气，进入吸附罐净化后由排气口排空，关闭风机和循环冷却水，蒸汞后的废汞触媒由出料口排出蒸馏罐。
6.如权利要求5所述的废汞触媒回收汞方法，其特征在于：当温度为300℃时，开启水冷凝器；当汞蒸汽管内气体含汞量低于20mg/m3时，蒸馏结束。
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