CN111701537A - 一种三氯化铁的制备装置以及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及三氯化铁技术领域，具体为一种三氯化铁的制备装置以及制备方法，制备装置包括顺次连接的氯化炉、捕集器系统，尾气处理系统，捕集器系统与尾气处理系统之间设置有压力自动控制阀，尾气处理系统包括至少两个高效喷淋塔，高效喷淋塔包括塔体，塔体内设置有喷淋盘管，喷淋盘管呈上窄下宽的螺旋缠绕结构，喷淋盘管侧壁均匀开设有若干喷头，通过喷淋出的吸收液对尾气进行无害化处理。有益之处是能够使产品质量由96％提高到98％以上，同时也减少了冒炉发生的可能性，同时提高了产品的收率，产品的损耗率由7％将至5％以下。通过改进后的高效喷淋塔对尾气进行处理，在旋流板的作用下，能够通过喷淋盘管喷出的吸收液得到有效吸收。

Description

一种三氯化铁的制备装置以及制备方法
技术领域
本发明涉及三氯化铁技术领域，具体为一种三氯化铁的制备装置以及制备方法。
背景技术
三氯化铁在日常生活生产中具有广泛的应用，其可以在在饮用水处理中用作净水剂；在环保污水处理中用作净化絮凝剂；选矿用作助剂；在电子行业中用作线路板蚀刻剂；轻工行业用作不锈钢制品的腐蚀；有机合成中用作二氯乙烷的催化剂；印染工业中用作靛蓝染料的氧化剂和印染媒染剂；染料工业用作中间体原料；在医药制药中用作催化的原料；在建筑混凝土中渗入其溶液后能增加建筑物强度、抗腐蚀性和防止渗水；三氯化铁是生产甜菊糖的主要原料，在生产不溶性硫磺中作催化剂，也被大量用于电视机阴罩的生产。
现有技术中，主要生产方法是氯化法，即以废铁屑和氯气为原料，在一立式反应炉里反应，生成的氯化铁蒸气和尾气由炉的顶部排出，进入捕集器冷凝为固体结晶，即是成品。尾气中含有少量未反应的游离氯化铁。用氯化亚铁溶液吸收氯气，得到氯化铁溶液作为副产品。由于氯气的通入大小和通入快慢，直接影响产品的质量和炉内窝料情况，炉内窝料既影响产品的质量，又容易造成冒炉的可能性、产生一定的安全隐患。此外，该方法产生大量盐酸气，不利于环保，因此对尾气的处理装置也需要进一步改进。
发明内容
本发明提供了一种三氯化铁的制备装置，已解决上述技术问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种三氯化铁的制备装置，包括顺次连接的氯化炉、捕集器系统，尾气处理系统，所述捕集器系统与所述尾气处理系统之间设置有压力自动控制阀，所述尾气处理系统包括至少两个高效喷淋塔，所述高效喷淋塔包括塔体，所述塔体内设置有喷淋盘管，所述喷淋盘管呈上窄下宽的螺旋缠绕结构，所述喷淋盘管侧壁均匀开设有若干喷头，通过喷淋出的吸收液对尾气进行无害化处理。
作为一种优选技术方案，所述塔体顶部设置有出气口，通过管道与下一个所述高效喷淋塔的进气口连通。
作为一种优选技术方案，所述出气口与所述喷淋盘管之间设置有填料层。
作为一种优选技术方案，所述喷淋盘管下方设置有旋流板，所述旋流板包括转轴、若干导向板，外稳定圈和内稳定圈，所述导向板倾斜设置于所述转轴、所述内稳定圈和所述外稳定圈之间。
作为一种优选技术方案，所述旋流板下方设置有分布格栅，所述分布格栅呈倒锥体结构。
作为一种优选技术方案，所述塔体底部为蓄水池，所述蓄水池底部呈半球形或倒锥形，所述蓄水池的侧壁设置有吸收液出口，所述吸收液出口与所述喷淋盘管的连通。
作为一种优选技术方案，所述捕集器系统包括3个捕集器，所述捕集器均与连接刮板机连通。
本发明中，还公开了一种利用上述三氯化铁的制备装置所实现的三氯化铁的制备方法，包括如下步骤：
(1)向氯化炉中加入铁屑或铁块，并进行加热，铁屑烧红后通入氯气；
(2)反应放热，控制氯化炉内温度为1000℃，反应时间为3h，压力自动控制阀控制炉内压强为200～230mm水柱；
(3)控制反应最终温度为450℃，将三氯化铁蒸汽抽入到捕集器中，第三个捕集器中三氯化铁温度为30℃，捕集器采用刮板机连续出料；
(4)尾气处理采用两个高效喷淋塔处理：通过碱性吸收液的喷淋作用，对尾气中的HCl等酸性气体进行无害化处理。
本发明提供了一种三氯化铁的制备装置。具备以下有益效果：
通过本装置中在捕集器出口处增加设置的压力自动控制阀，以控制炉内压力为200～230mm水柱，能够使产品质量由96％提高到98％以上，同时也减少了冒炉发生的可能性，同时提高了产品的收率，产品的损耗率由7％将至5％以下。通过改进后的高效喷淋塔对尾气进行处理，在旋流板的作用下，能够通过喷淋盘管喷出的吸收液得到有效吸收，特别是喷淋盘管的结构能够使吸收液在塔内能够均匀喷出，相比现有技术中的喷淋塔，体积更加紧凑，能够有效降低塔高，从而降低成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的高效喷淋塔的结构示意图；
图3为本发明的旋流板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种三氯化铁的制备装置，包括顺次连接的氯化炉1、捕集器系统，尾气处理系统，所述捕集器系统与所述尾气处理系统之间设置有压力自动控制阀2，所述尾气处理系统包括至少两个高效喷淋塔3，所述高效喷淋塔3包括塔体31，所述塔体31内设置有喷淋盘管32，所述喷淋盘管32呈上窄下宽的螺旋缠绕结构，所述喷淋盘管32侧壁均匀开设有若干喷头321，通过喷淋出的吸收液对尾气进行无害化处理。
进一步的，所述塔体31顶部设置有出气口，通过管道与下一个所述高效喷淋塔3的进气口连通。
进一步的，所述出气口与所述喷淋盘管32之间设置有填料层33，可以填充碱性颗粒物。
进一步的，所述喷淋盘管32下方设置有旋流板34，所述旋流板34包括转轴341、若干导向板342，外稳定圈343和内稳定圈344，所述导向板342倾斜设置于所述转轴341、所述内稳定圈344和所述外稳定圈343之间，通过旋流板34的作用能够对进入的尾气进行分散并产生旋流，使喷出的吸收液充分与尾气进行作用。
进一步的，所述旋流板34下方设置有分布格栅35，所述分布格栅35呈倒锥体结构，设置成倒锥体结构的目的在于能够大大增加分布格栅35的面积，使尾气的进入更加平缓均匀。
进一步的，所述塔体31底部为蓄水池36，所述蓄水池36底部呈半球形或倒锥形，所述蓄水池36的侧壁设置有吸收液出口，所述吸收液出口与所述喷淋盘管32的连通。
进一步的，所述捕集器系统包括3个捕集器4，所述捕集器4均与连接刮板机5连通。
本发明中，还公开了一种利用上述三氯化铁的制备装置所实现的三氯化铁的制备方法，包括如下步骤：
(1)向氯化炉1中加入铁屑或铁块，并进行加热，铁屑烧红后通入氯气；
(2)反应放热，控制氯化炉1内温度为1000℃，反应时间为3h，压力自动控制阀2控制炉内压强为200～230mm水柱；
(3)控制反应最终温度为450℃，将三氯化铁蒸汽抽入到捕集器4中，第三个捕集器4中三氯化铁温度为30℃，捕集器4采用刮板机5连续出料；
(4)尾气处理采用两个高效喷淋塔3处理：通过碱性吸收液的喷淋作用，对尾气中的HCl等酸性气体进行无害化处理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种三氯化铁的制备装置，包括顺次连接的氯化炉、捕集器系统，尾气处理系统，其特征在于：所述捕集器系统与所述尾气处理系统之间设置有压力自动控制阀，所述尾气处理系统包括至少两个高效喷淋塔，所述高效喷淋塔包括塔体，所述塔体内设置有喷淋盘管，所述喷淋盘管呈上窄下宽的螺旋缠绕结构，所述喷淋盘管侧壁均匀开设有若干喷头，通过喷淋出的吸收液对尾气进行无害化处理。
2.根据权利要求1所述的一种三氯化铁的制备装置，其特征在于：所述塔体顶部设置有出气口，通过管道与下一个所述高效喷淋塔的进气口连通。
3.根据权利要求2所述的一种三氯化铁的制备装置，其特征在于：所述出气口与所述喷淋盘管之间设置有填料层。
4.根据权利要求3所述的一种三氯化铁的制备装置，其特征在于：所述喷淋盘管下方设置有旋流板，所述旋流板包括转轴、若干导向板，外稳定圈和内稳定圈，所述导向板倾斜设置于所述转轴、所述内稳定圈和所述外稳定圈之间。
5.根据权利要求4所述的一种三氯化铁的制备装置，其特征在于：所述旋流板下方设置有分布格栅，所述分布格栅呈倒锥体结构。
6.根据权利要求5所述的一种三氯化铁的制备装置，其特征在于：所述塔体底部为蓄水池，所述蓄水池底部呈半球形或倒锥形，所述蓄水池的侧壁设置有吸收液出口，所述吸收液出口与所述喷淋盘管的连通。
7.根据权利要求1所述的一种三氯化铁的制备装置，其特征在于：所述捕集器系统包括3个捕集器，所述捕集器均与连接刮板机连通。
8.一种利用权利要求1～7任一项所述的三氯化铁的制备装置所实现的三氯化铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)向氯化炉中加入铁屑或铁块，并进行加热，铁屑烧红后通入氯气；
(2)反应放热，控制氯化炉内温度为1000℃，反应时间为3h，压力自动控制阀控制炉内压强为200～230mm水柱；
(3)控制反应最终温度为450℃，将三氯化铁蒸汽抽入到捕集器中，第三个捕集器中三氯化铁温度为30℃，捕集器采用刮板机连续出料；
(4)尾气处理采用两个高效喷淋塔处理：通过碱性吸收液的喷淋作用，对尾气中的HCl等酸性气体进行无害化处理。
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