CN110294461B - 一种可调节的硫酸脱氯工艺及脱氯塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调节的硫酸脱氯工艺及脱氯塔，包括1)含氯硫酸通过流量调节系统稳定流量后通过进料口N1进入脱氯塔；2)压缩空气通过压力调节系统稳定压力后通过进料口N2a、进料口N2b、进料口N2c进入脱氯塔；3)含氯硫酸在脱氯塔内自上至下流动，压缩空气在脱氯塔内从下而上流动，与含氯硫酸逆流吹除硫酸中的氯气、游离氯；4)废氯气随压缩空气通过丝网除沫器除去夹带雾沫，从出气口N4排出，由含氯尾气吸收系统处理；5)脱氯后的硫酸流入塔底，经脱氯塔出料泵运输至硫酸贮罐内储存。本发明的有益效果为：本发明中工艺路线简洁，设备数量少，单套设备废硫酸的处理量有所提高；总氯脱除率最高可达98.6％；处理废硫酸能力弹性大，实现精细化控制。
Description
技术领域
本发明涉及硫酸脱氯的领域，具体涉及一种可调节的硫酸脱氯工艺及脱氯塔。
背景技术
在氯碱行业中，干燥完氯气后的硫酸，具有高含氯的特性（废氯含量有0.08%~0.15%，其中游离氯含量0.05%~0.1%），难以出售，回用价值不高，如何除去硫酸中溶解的氯气和游离氯离子，成为解决这一问题的关键。
CN200710141421公布的废硫酸脱除气体过滤提浓方法，主要作用为去除废硫酸中的游离氯、氯化物，工作原理是用空气与含氯硫酸在脱氯塔内逆流接触，单耗为1000~5268m3/吨废硫酸(硫酸中氯化物的质量含量0.01~0.5%)，完全去除了硫酸中的氯化物。但废硫酸在脱氯前需要经过膜过滤，膜的寿命比较短。另外工艺技术成本过高，操作不便，运行复杂，废硫酸中氯化物的去除率高。
CN201510178908公布的废硫酸氯气脱除方法，主要作用为去除废硫酸中的游离氯、氯气。工作原理是用空气与含氯硫酸在设置有气体喷射器的填料塔内逆流接触，硫酸中氯化物含量0.1~0.12%(质量含量)，脱氯塔中，压缩空气的流速为106~200m3/h，废硫酸在脱硫塔中的停留时间为128s，废硫酸的流速为0.02m/s，总氯脱除率为68.18%。脱氯塔两段填料，梅花环形泰勒花环填料，脱氯塔支撑在接收罐顶部，废硫酸在脱氯塔中部进料。此工艺技术比较简易，一次投资比较大，但总氯脱除率较低，废硫酸处理能力较低。
CN201610763908公布的含氯废硫酸脱氯装置，主要作用为去除废硫酸中的游离氯、氯气。工作原理是用空气与含氯硫酸在填料塔内逆流接触，塔内硫酸自流至夹套搅拌釜内加热后回流循环，硫酸中氯化物含量1000~2000ppm。脱氯塔两段填料，脱氯塔支撑在夹套搅拌釜顶部，废硫酸在脱氯塔中部进料，陶瓷拉西环(上部)和石墨块填料。整体设备较复杂，设备投入较大，维修不易，且废硫酸处理量不大。
总的来说，现有技术存在以下缺陷：
1、现有技术或设备较为复杂，投资较大，工艺路线不够简洁，废硫酸的处理量较小；
2、现有技术的总氯脱除率普遍偏低；
3、现有技术处理废硫酸能力弹性小，不便于根据市场变化实现精细化控制（主要包括在市场效益好的时候，简单脱氯迅速出售；或是不对外出售，自动控制总氯脱除率，便于重复利用）。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种可调节的硫酸脱氯工艺及脱氯塔。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种可调节的硫酸脱氯工艺，主要包括以下步骤：
步骤一：来自氯气干燥工序的含氯硫酸通过流量调节系统调节流量，稳定流量后通过进料口N1进入脱氯塔中；
步骤二：来自空压站的压缩空气通过压力调节系统调节压力，稳定压力后通过进料口N2a、进料口N2b、进料口N2c进入脱氯塔中；
步骤三：含氯硫酸在脱氯塔内自上至下缓慢、均匀流动，压缩空气在脱氯塔内从下而上流动，与含氯硫酸逆流并吹除硫酸中的氯气、游离氯；
步骤四：经压缩空气吹除的废氯气随压缩空气通过脱氯塔上部的丝网除沫器除去夹带雾沫后，从出气口N4排出脱氯塔，由含氯尾气吸收系统处理吸收；
步骤五：脱氯后的硫酸流入脱氯塔塔底，经脱氯塔出料泵运输至硫酸贮罐内储存，并根据实际情况，安排计划处理。
在所述步骤二中，根据含氯硫酸进入脱氯塔内处理的量及硫酸的原始含氯量，分别调整进料口N2a、进料口N2b、进料口N2c三个压缩空气进口的空气进料量，实现精细化控制。
在所述步骤一及步骤二中，进入脱氯塔内的压缩空气的压力稳定在0.4~0.5MPaG，压缩空气的流速为3200~4800kg/h，进入脱氯塔内的含氯硫酸的流速为4000~5500kg/h。
采用上述可调节的硫酸脱氯工艺的脱氯塔，主要包括填料区A、填料区B、丝网除沫器，脱氯塔顶部设置丝网除沫器，再分布器A设置在丝网除沫器的下方，再分布器A的一端连通进料口N1用于通入含氯硫酸，再分布器A下方设置填料区A，填料区A下方设置空气进料环管A，空气进料环管A的一端连通进料口N2a用于通入压缩空气，空气进料环管A的下方设置再分布器B，再分布器B的下方设置填料区B，填料区B的下方设置空气进料环管B，空气进料环管B的一端连通进料口N2b用于通入压缩空气，空气进料环管C设置在空气进料环管B的下方，空气进料环管C的一端连通进料口N2c用于通入压缩空气，经处理后的含氯尾气通过设置在脱氯塔顶部的出气口N4排出脱氯塔，脱氯塔底部设置有底板，底板附近设置出液口N3，经脱氯后的硫酸通过出液口N3排出脱氯塔。
进一步讲，所述空气进料环管A、空气进料环管B、空气进料环管C的末端为内伸环形管并带有若干均匀分布的喷头小孔。
进一步讲，所述填料区A及填料区B内填充鲍尔环填料。
进一步讲，所述再分布器A与填料区A之间设置有填料压板，所述再分布器B与填料区B之间设置有填料支撑板。
进一步讲，所述填料压板呈圆形，在填料压板内相互垂直且均匀布置若干栅条A，填料压板的前后、左右侧均通过扁钢圈A固定，填料压板的底部设置定位挡块，填料压板的顶部固定有丝网A。
进一步讲，所述填料支撑板呈圆形，外周设置有扁钢圈B，若干栅条B相互平行且均匀布置在扁钢圈B内，若干定位环均匀布置在填料支撑板内，扁钢圈B外圆周上与定位环相对应位置处设置有调心块，填料支撑板底部设置带有筋板的支撑圈，若干块筋板均匀分布在支撑圈底部，填料支撑板的顶部设置有丝网B。
本发明的有益效果为：
1、本发明中工艺路线简洁，设备数量少，单套设备废硫酸的处理量有所提高；
2、本发明的总氯脱除率最高可达98.6%；
3、处理废硫酸能力弹性大，设置了三个压缩空气进口，可根据废硫酸的进入量和废硫酸原始含氯量来调节空气进料量，实现精细化控制。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为脱氯塔的结构示意图。
图3为空气进料环管的结构放大图。
图4为填料压板的结构主视图。
图5为填料压板的结构俯视图。
图6为填料支撑板的结构主视图。
图7为填料支撑板的结构俯视图。
附图标记说明：填料区A1、填料区B2、再分布器A3-1、再分布器B3-2、丝网除沫器4、空气进料环管A5-1、空气进料环管B5-2、空气进料环管C5-3、喷头小孔5-4、底板6、填料压板7、栅条A7-1、扁钢圈A7-2、螺母7-3、螺栓7-4、定位挡块7-5、丝网A7-6、填料支撑板8、扁钢圈B8-1、栅条B8-2、定位环8-3、调心块8-4、筋板8-5、支撑圈8-6、丝网B8-7、流量调节系统9、压力调节系统10、脱氯塔出料泵11、进料口N1、进料口N2a、进料口N2b、进料口N2c、出液口N3、出气口N4、压力阀PIA-01、压力阀PICA-02、检测阀AP-01、控制阀A、控制阀B、控制阀C。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实施例1：根据附图所示，这种脱氯塔主要包括填料区A1、填料区B2、丝网除沫器4，脱氯塔顶部设置丝网除沫器4，再分布器A3-1设置在丝网除沫器4的下方，再分布器A3-1的一端连通进料口N1用于通入含氯硫酸，再分布器A3-1下方设置填料区A1，填料区A1下方设置空气进料环管A5-1，空气进料环管A5-1的一端连通进料口N2a用于通入压缩空气，空气进料环管A5-1的下方设置再分布器B3-2，再分布器B3-2的下方设置填料区B2，填料区B2的下方设置空气进料环管B5-2，空气进料环管B5-2的一端连通进料口N2b用于通入压缩空气，空气进料环管C5-3设置在空气进料环管B5-2的下方，空气进料环管C5-3的一端连通进料口N2c用于通入压缩空气，经处理后的含氯尾气通过设置在脱氯塔顶部的出气口N4排出脱氯塔，进入尾气吸收系统吸收处理；脱氯塔底部设置有底板6，底板6附近设置出液口N3，经脱氯后的硫酸通过出液口N3排出脱氯塔，由脱氯塔出料泵11送去硫酸贮罐，根据实际情况，安排计划处理。
作为优选，所述空气进料环管A5-1、空气进料环管B5-2、空气进料环管C5-3的末端为内伸环形管并带有若干均匀分布的喷头小孔5-4。
作为优选，所述填料区A1及填料区B2内填充鲍尔环填料。
作为优选，所述再分布器A3-1与填料区A1之间设置有填料压板7，所述再分布器B3-2与填料区B2之间设置有填料支撑板8。再分布器A3-1与再分布器B3-2的设置有效分散了含氯硫酸的流入通道，增加了气液两相的接触时间，同时也降低了液泛的几率。
所述填料压板7呈圆形，在填料压板7内相互垂直且均匀布置若干栅条A7-1，填料压板7的前后、左右侧均通过扁钢圈A7-2固定，填料压板7的底部设置定位挡块7-5，填料压板7的顶部固定有丝网A7-6。中心栅条两侧采用双层栅条并通过螺母7-3、螺栓7-4固定连接的结构布置。
所述填料支撑板8呈圆形，外周设置有扁钢圈B8-1，若干栅条B8-2相互平行且均匀布置在扁钢圈B8-1内，四只定位环8-3均匀布置在填料支撑板8内，扁钢圈B8-1外圆周上与定位环8-3相对应位置处设置有调心块8-4，填料支撑板8底部设置带有筋板8-5的支撑圈8-6，筋板8-5共有八块并均匀分布在支撑圈8-6底部，填料支撑板8的顶部设置有丝网B8-7。
所述的可调节的硫酸脱氯工艺，包括以下步骤：
步骤一：来自氯气干燥工序的含氯硫酸通过流量调节系统9调节流量，稳定流量后通过进料口N1进入脱氯塔中；
步骤二：来自空压站的压缩空气通过压力调节系统10调节压力，稳定压力后通过进料口N2a、进料口N2b、进料口N2c进入脱氯塔中；
步骤三：含氯硫酸在脱氯塔内自上至下缓慢、均匀流动，压缩空气在脱氯塔内从下而上流动，与含氯硫酸逆流并吹除硫酸中的氯气、游离氯；
步骤四：经压缩空气吹除的废氯气随压缩空气通过脱氯塔上部的丝网除沫器4除去夹带雾沫后，从出气口N4排出脱氯塔，由含氯尾气吸收系统处理吸收；
步骤五：脱氯后的硫酸流入脱氯塔塔底，经脱氯塔出料泵11运输至硫酸贮罐内储存，并根据实际情况，安排计划处理。
在所述步骤二中，根据含氯硫酸进入脱氯塔内处理的量及硫酸原始含氯量，通过调整控制阀A、B、C，实现对进料口N2a、进料口N2b、进料口N2c三个压缩空气进口的空气进料量进行精细化控制。
进入脱氯塔内的压缩空气压力（即压力阀PIA-01的读数）稳定在0.4~0.5MPaG，压缩空气的流速为3200~4800kg/h，进入脱氯塔内的含氯硫酸的流速为4000~5500kg/h，塔顶压力（即压力阀PICA-02的读数）稳定在0.32~0.43 MPaG。通过对检测阀AP-01取样分析，得到总氯脱除率为71.3%~98.6%，其中溶解的氯气可认为100%被吹除。
实施例2：与实施例1不同之处在于，保持压缩空气从进料口N2a、进料口N2b、进料口N2c三处进入脱氯塔，将压缩空气压力稳定在0.48MPaG，压缩空气的流速为3460kg/h，含氯硫酸的流速为5050kg/h。此时塔顶压力稳定在0.42MPaG，通过对检测阀AP-01取样分析，得到总氯脱除率为95.6%，其中氯气为痕量，可认为100%除去。
若将压缩空气的压力稳定在0.43MPaG，压缩空气的流速为3460kg/h，含氯硫酸的流速为5050kg/h；此时塔顶压力为0.37MPaG，通过对检测阀AP-01取样分析，得到总氯脱除率为90.3%，其中氯气为痕量，可认为100%除去。
实施例3：与实施例1不同之处在于，压缩空气仅从脱氯塔中部的进料口N2b和下部的进料口N2c进入脱氯塔，并使压缩空气的压力稳定在0.48MPaG，压缩空气的流速为3460kg/h，含氯硫酸的流速为5050kg/h；此时塔顶压力为0.41MPaG，通过对检测阀AP-01取样分析，得到总氯脱除率为88.7%，其中氯气为痕量，可认为100%除去。
若将压缩空气的压力稳定在0.43MPaG，压缩空气的流速为2400kg/h，含氯硫酸的流速为3450kg/h；此时塔顶压力为0.38MPaG，通过对检测阀AP-01取样分析，得到总氯脱除率为96.5%，其中氯气为痕量，可认为100%除去。
实施例4：与实施例1不同之处在于，压缩空气仅从脱氯塔下部的进料口N2c进入脱氯塔，并使压缩空气的压力稳定在0.48MPaG，压缩空气的流速为3460kg/h，含氯硫酸的流速为5050kg/h；此时塔顶压力为0.44MPaG，通过对检测阀AP-01取样分析，得到总氯脱除率为71.3%，其中氯气98%被吹除。
若将压缩空气的压力稳定在0.43MPaG，压缩空气的流速为1180kg/h，含氯硫酸的流速为1750kg/h；此时塔顶压力为0.39MPaG，通过对检测阀AP-01取样分析，得到总氯脱除率为98.6%，其中氯气为痕量，可认为100%除去。
实施例5：与实施例1不同之处在于，压缩空气仅从脱氯塔中部的进料口N2b进入脱氯塔，并使压缩空气的压力稳定在0.48MPaG，压缩空气的流速为3460kg/h，含氯硫酸的流速为5050kg/h；此时塔顶压力为0.45MPaG，通过对检测阀AP-01取样分析，得到总氯脱除率为81.9%，其中氯气为痕量，可认为100%除去。
若将压缩空气的压力稳定在0.43MPaG，压缩空气的流速为1180kg/h，含氯硫酸的流速为1750kg/h；此时塔顶压力为0.40MPaG，通过对检测阀AP-01取样分析，得到总氯脱除率为89.3%，其中氯气为痕量，可认为100%除去。
实施例6：与实施例1不同之处在于，空气进料环管A5-1的尺寸采用R300mm，Ø57X3mm，并带有喷头小孔5-4共32个，孔向下部支撑板中心，对中均布；空气进料环管B5-2、空气进料环管C5-3的尺寸采用R600mm，Ø57X3mm，并带有喷头小孔5-4共68个，孔向下部塔底板中心，对中均布。上述所有喷头小孔5-4均为向下倾斜设置，可促进压缩空气进入脱氯塔内，一定程度上减少了气孔堵塞。
实施例7：实施例1中填料区A1、填料区B2中采用鲍尔环填料填充，这种填料有较好的滞液量，使含氯硫酸在塔中停留时间较长，从而有效的增加气液两相的接触时间，有利于游离氯从含氯硫酸中去除。相对的，除鲍尔环填料之外，根据使用实际情况，可选用具有更大的比表面积、更好空隙率的填料。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种可调节的硫酸脱氯工艺，其特征在于，主要包括以下步骤：
步骤一：来自氯气干燥工序的含氯硫酸通过流量调节系统（9）调节流量，稳定流量后通过进料口（N1）进入脱氯塔中；
步骤二：来自空压站的压缩空气通过压力调节系统（10）调节压力，稳定压力后通过进料口（N2a）、进料口（N2b）、进料口（N2c）进入脱氯塔中；
步骤三：含氯硫酸在脱氯塔内自上至下缓慢、均匀流动，压缩空气在脱氯塔内从下而上流动，与含氯硫酸逆流并吹除硫酸中的氯气、游离氯；
步骤四：经压缩空气吹除的废氯气随压缩空气通过脱氯塔上部的丝网除沫器（4）除去夹带雾沫后，从出气口（N4）排出脱氯塔，由含氯尾气吸收系统处理吸收；
步骤五：脱氯后的硫酸流入脱氯塔塔底，经脱氯塔出料泵（11）运输至硫酸贮罐内储存，并根据实际情况，安排计划处理。
2.根据权利要求1所述的可调节的硫酸脱氯工艺，其特征在于：在所述步骤二中，根据含氯硫酸进入脱氯塔内处理的量及硫酸的原始含氯量，分别调整进料口（N2a）、进料口（N2b）、进料口（N2c）三个压缩空气进口的空气进料量，实现精细化控制。
3.根据权利要求1所述的可调节的硫酸脱氯工艺，其特征在于：在所述步骤一及步骤二中，进入脱氯塔内的压缩空气的压力稳定在0.4~0.5MPaG，压缩空气的流速为3200~4800kg/h，进入脱氯塔内的含氯硫酸的流速为4000~5500kg/h。
4.一种采用如权利要求1所述的可调节的硫酸脱氯工艺的脱氯塔，其特征在于：主要包括填料区A（1）、填料区B（2）、丝网除沫器（4），脱氯塔顶部设置丝网除沫器（4），再分布器A（3-1）设置在丝网除沫器（4）的下方，再分布器A（3-1）的一端连通进料口（N1）用于通入含氯硫酸，再分布器A（3-1）下方设置填料区A（1），填料区A（1）下方设置空气进料环管A（5-1），空气进料环管A（5-1）的一端连通进料口（N2a）用于通入压缩空气，空气进料环管A（5-1）的下方设置再分布器B（3-2），再分布器B（3-2）的下方设置填料区B（2），填料区B（2）的下方设置空气进料环管B（5-2），空气进料环管B（5-2）的一端连通进料口（N2b）用于通入压缩空气，空气进料环管C（5-3）设置在空气进料环管B（5-2）的下方，空气进料环管C（5-3）的一端连通进料口（N2c）用于通入压缩空气，经处理后的含氯尾气通过设置在脱氯塔顶部的出气口（N4）排出脱氯塔，脱氯塔底部设置有底板（6），底板（6）附近设置出液口（N3），经脱氯后的硫酸通过出液口（N3）排出脱氯塔。
5.根据权利要求4所述的脱氯塔，其特征在于：所述空气进料环管A（5-1）、空气进料环管B（5-2）、空气进料环管C（5-3）的末端为内伸环形管并带有若干均匀分布的喷头小孔（5-4）。
6.根据权利要求4所述的脱氯塔，其特征在于：所述填料区A（1）及填料区B（2）内填充鲍尔环填料。
7.根据权利要求4所述的脱氯塔，其特征在于：所述再分布器A（3-1）与填料区A（1）之间设置有填料压板（7），所述再分布器B（3-2）与填料区B（2）之间设置有填料支撑板（8）。
8.根据权利要求7所述的脱氯塔，其特征在于：所述填料压板（7）呈圆形，在填料压板（7）内相互垂直且均匀布置若干栅条A（7-1），填料压板（7）的前后、左右侧均通过扁钢圈A（7-2）固定，填料压板（7）的底部设置定位挡块（7-5），填料压板（7）的顶部固定有丝网A（7-6）。
9.根据权利要求7所述的脱氯塔，其特征在于：所述填料支撑板（8）呈圆形，外周设置有扁钢圈B（8-1），若干栅条B（8-2）相互平行且均匀布置在扁钢圈B（8-1）内，若干定位环（8-3）均匀布置在填料支撑板（8）内，扁钢圈B（8-1）外圆周上与定位环（8-3）相对应位置处设置有调心块（8-4），填料支撑板（8）底部设置带有筋板（8-5）的支撑圈（8-6），若干块筋板（8-5）均匀分布在支撑圈（8-6）底部，填料支撑板（8）的顶部设置有丝网B（8-7）。
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