CN112569761B

CN112569761B - 一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的装置及方法

Info

Publication number: CN112569761B
Application number: CN202011404319.2A
Authority: CN
Inventors: 乔仲春; 阚德水; 刘永松; 张文峰; 侯长春; 杨同庆
Original assignee: Shandong Xianghai Titanium Resources Technology Co ltd; Shandong Lubei Enterprise Group Co
Current assignee: Shandong Xianghai Titanium Resources Technology Co ltd; Shandong Lubei Enterprise Group Co
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-05-24
Anticipated expiration: 2040-12-03
Also published as: CN112569761A

Abstract

本发明涉及一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的装置及方法。根据本发明的工艺和设备，可以有效地分离和提取利用氯化钛白中的氯化氢和氯元素，有利于生产高品质附加值高的氯化亚铁系列的净水剂产品。

Description

一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的装置及方法

技术领域

本发明涉及化工领域的设备和制造工艺，具体而言，本发明涉及一种利用钛白粉生产中的副产物的设备和制造工艺，一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的装置及方法。

背景技术

二氧化钛（俗称钛白粉，或钛白）是日用化工领域最为常见的产品之一。对于钛白的生产，工业上主要有硫酸法和氯化法两条工艺路线。氯化法通常以天然金红石、人造金红石或高钛渣为原料，经氯化、精制、氧化、表面处理后制得成品，该工艺的特点是生产流程短。典型的氯化钛白粉合成工艺包括氯化和氧化等步骤。在氯化和氧化过程中会产生大量废液和废气需要处理。

通常的废气处理都是简单的使用酸液或者碱液或喷淋来进行，已有文献进行报道。例如，中国专利CN109621669A公开了一种促进剂辅助硫酸钛白煅烧尾气脱硫脱硝的方法，该方法包括以下步骤：1）将煅烧尾气经过旋风除尘；2）将除尘后煅烧尾气采用硫酸法钛白粉工艺中产生的废酸进行一次喷淋，吸收其中部分二氧化硫及粉尘，并降低煅烧尾气温度；3）经过一次喷淋降温的尾气再通过砂滤水进行二次喷淋，进一步吸收其中的二氧化硫及粉尘。该种方法没有考虑到氯化钛白工艺中可能存在显著的氯气需要处理，并且使用促进剂的方法也不能保证有效地提高副产物的价值和经济效益。

因此仍有需求提出一种适用于工业大规模生产，特别有效地处理氯化钛白工艺中的废气，特别是酸性气体，例如含有HCl和Cl元素的气体。

发明内容

由以上相关技术，本发明的一个方面在于提供一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤A）将经过固体杂质预处理的尾气通过盐酸吸收装置，以将尾气中大部分HCl气体进行回收，所述尾气中含有占整个尾气约5wt%-20wt%的氯化氢（HCl）以及含有占整个尾气约1wt%-10wt%的氯气；

步骤B）对所述步骤 A ）中经过初步去除HCl气体后的尾气，使用浓度为约1.5wt%至3wt%的稀双氧水在反应器内进行喷淋，使尾气中残留的氯气与所述稀双氧水溶液反应生成HCl以及氧（O2）；

步骤C）在所述反应器中预先装有硫酸亚铁溶液，从而将上述步骤B）中的反应后的含有HCl的气体在反应器的持续搅拌条件下溶入所述硫酸亚铁溶液中；

步骤D）在所述步骤C）的含有HCl和硫酸亚铁的溶液中，通入氯化钙溶液，并保持容器持续搅拌状态；

步骤E) 反应持续一段时间后，任选地，对所述步骤D）生成的氯化亚铁混合液进行固液分离，将分离后的主要成分为氯化亚铁的液体循环至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；或者，将步骤D）生成的氯化亚铁混合液直接输送至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；

步骤F) 将所述步骤B）的混合溶液喷淋装置喷淋后的排出的尾气再使用所述步骤E) 中的氯化亚铁液体或氯化亚铁混合液进行喷淋，以进一步吸收步骤B）中生成的由双氧水和氯气反应生成的HCl；

步骤G）任选地，将F）步骤中的氯化亚铁混合液进行固液分离（分离硫酸钙等微溶难溶物质）；将净化生成氯化亚铁混合液，用作进一步制作氯化亚铁净水剂的原料；

步骤H）任选地，将所述步骤G）中的气体进一步输送至下一步进行碱液喷淋清洗、清水喷淋清洗、燃烧、排放中的一个步骤或者多个工艺。

根据本发明的工艺，可以有效地分离和提取利用氯化钛白中的HCl和氯气。特别是氯气，在以往的工艺中通过简单的碱液吸收，使得氯发生歧化反应，往往不能有效回收并提升副产物的经济价值。而本发明的工艺可以利用钛白生产中/钢铁炼制的各个副产物（例如硫酸法或浸取矿石的硫酸亚铁溶液，氯化钛白副产物氯化钙等）结合浓度较低的双氧水喷淋体系混合工艺，有效地将副产物归结为副产氯化亚铁。同时，双氧水也可以来自医疗系统消毒后的双氧水废液，在必要时也可以使用部分或全部的浓双氧水（例如食品级双氧水）来配制，有效地提升经济价值。

在本发明中，步骤A）是本发明实施方案任选、但优选具备的步骤。在盐酸吸收装置中可以于先生设置有较浓的盐酸溶液预先初步吸收部分尾气中的氯化氢。在可选的方法中，其中步骤A）中经过固体杂质预处理的尾气含有一氧化碳（CO），所述方法包括所述步骤G）中的将气体燃烧并且排放的工艺。

在可选的方法中，在所述步骤B)的所述喷淋中，稀双氧水的液滴粒径小于约1mm。小的粒径可以通过高精度的液体分布器（喷头）实现。如下将详细描述的，小的粒径对于实现本发明有效地转化Cl元素具有重要积极的作用。

在可选的方法中，在所述步骤B)的所述喷淋中，浓度为约2.0wt%至3wt%的所述稀双氧水进入在反应器进行喷淋。

在可选的方法中，在所述步骤D）中，所述氯化钙溶液来自氯化钛白生产阶段得到的副产物，并且所述氯化钙溶液通入至盛装有所述预先装有硫酸亚铁溶液的容器的底部，并且保持对所述硫酸亚铁溶液的持续搅拌。

本发明另一方面提供一种实施上述方法的设备，其特征在于，所述设备包括：

彼此相关联（或连接）的盐酸预吸收装置和双氧水溶液喷淋装置；以及任选的混合液喷淋装置，碱液喷淋装置和清水喷淋装置中的一种或更多种, 其中

所述盐酸预吸收装置可以具有气液和/或气固分离装置（实现气体液体和/或气体固体分离的装置），所述混合液喷淋装置可以带有氯化亚铁混合液存储装置；以及

所述双氧水溶液喷淋装置包括双氧水溶液喷淋装置尾气入口，双氧水溶液喷淋装置尾气出口，双氧水溶液喷淋装置喷淋入口，氯化亚铁混合液出口。

在可选的方案中，所述双氧水溶液喷淋装置为可密闭的通气式密闭反应容器。

在可选的方案中，所述通气式密闭反应容器包括位于其容器壁上的以下部件：氯化钙溶液注入口，气体排出口, 温度控制装置接入口，pH值测试接入孔，物料排出口，冷却循环水套出入口，待处理尾气入口，搅拌装置控制器，喷淋器以及观察窗口；其中

所述气体排出口位于所述反应容器的上部，所述氯化钙溶液注入口位于通气式密闭反应容器的上部，所述物料排出口位于所述反应容器的下部。

在可选的方案中，所述通气式密闭反应容器在其容器上部包括氯化钙溶液注入口，所述氯化钙溶液注入口具备通向所述通气式密闭反应容器底部的管道，所述管道使得所述氯化钙溶液能够注入到盛装有液体的所述通气式密闭反应容器的下部，从而与所盛装的液体充分混合；并且其中所述通气式密闭反应容器还包括位于所述通气式密闭反应容器底部内侧的搅拌装置。

以下，将结合具体实施方式，对本发明的技术方案及优点做出更加详细的解释和说明。应当理解的是，说明书、具体实施方式中所呈现的内容，仅仅为了更加清楚地说明本发明的技术方案及其优点，并不对本发明的保护范围构成限制。本领域技术人员能够在说明书公开内容的基础上，针对各种合理的变换得到变化后的技术方案，只要不脱离本发明的精神，各种变化后的技术方案均应当理解为被包括在本发明的保护范围之内。

附图说明

附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。

图1 是用于实施本发明的氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂方法的装置的示意图。

图2本发明实施方案可以采用的双氧水溶液喷淋反应装置结构示意图。

为更好地理解本发明，现将实施方案和附图中的附图标记做出说明，其中：

1-尾气入口；2-盐酸预吸收装置，3-盐酸预吸收装置尾气出口，4-气液/气固分离装置尾气入口，5-气液/气固分离装置，6-气液/气固分离装置尾气出口，7-双氧水溶液喷淋装置尾气入口，8-双氧水溶液喷淋装置，9-双氧水溶液喷淋装置尾气出口，10-混合液喷淋装置尾气入口；

11-混合液喷淋装置，12-混合液喷淋装置尾气出口，13-碱液喷淋装置尾气入口；

14-碱液喷淋装置，15-碱液喷淋装置尾气出口；16-清水喷淋装置尾气入口；

17-清水喷淋装置，18-清水喷淋装置尾气出口，19-烟囱，20-自来水输送管道；21-清水喷淋装置喷淋入口；

22-碱液输送管道，23-碱液喷淋装置喷淋入口，24-过滤后渣去废料处理，25-氯化亚铁混合液存储装置，26-混合液过滤装置，27-混合液循环泵，28-混合液出口，29-双氧水溶液存储装置，30-双氧水喷淋泵，31-双氧水溶液喷淋装置喷淋入口，32-混合液喷淋泵，33-氯化亚铁混合液出口，34-盐酸循环泵，35-去盐酸储罐输送管线，36-氯化钛白尾气注入口，37-气液/气固分离装置液体出口，38-盐酸预吸收装置盐酸回流口，39-清水喷淋循环泵，40-碱液喷淋循环泵，41-混合液喷淋装置喷淋入口。

101-氯化钙溶液注入口，102-气体排出口（可对应于混合液喷淋装置尾气出口9）,103-温度控制装置接入口，104-pH值测试接入孔，105-物料排出口（可对应于氯化亚铁混合液出口33），106-原料进入口（可封闭），107-测试样取出孔（可封闭），108-冷却循环水套出/入口，109-待处理尾气入口（可对应于双氧水溶液喷淋装置尾气入口7），110-搅拌装置控制器，111-喷淋器（省略喷淋液体注入装置）；112-观察窗口。

具体实施方式

在下文中更详细地描述了本发明以有助于对发明的理解。

在具体实施方案的叙述之前，需要说明的是，本说明书具体实施方式所述的原料来源是非限制性的，本领域技术人员能够根据本发明的启示和教导来选择适当的原材料以及测试设备进行相关的测试并能够获得相应的结果。

实施例1

本实施方案采用来自氯化法钛白生产阶段排出的废气，在经过旋风除尘初步的固体除杂后，经气体成分检测，废气中主要含有HCl质量含量约15wt%，来自氯化工艺段废氯气（Cl2）占约3.5wt%，剩余气体主要为CO2以及低于0.5wt%的一氧化碳（CO）。

本实施例将描述本发明的氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的方法。在本实施例中，可以包括以下步骤：

A）将经过固体杂质预处理的废气通过盐酸吸收装置将尾气中大部分HCl气体进行回收；盐酸吸收装置中可以预装有浓盐酸溶液，在本实施例中，盐酸吸收装置中装有质量浓度25%的浓盐酸；浓盐酸可以吸收一部分氯化氢同时抑制Cl发生歧化反应。但是为了更有效地利用Cl元素，本发明的工艺步骤中也可以省略步骤A），直接进入步骤B）；

B）将步骤 A 中经过初步去除HCl气体后的尾气使用浓度为1.5wt%的稀双氧水在反应器内（在本实施例中采用通气式密闭反应容器，将在实施例2中进行描述）进行喷淋，使尾气中残留的氯气与稀双氧水溶液反应生成HCl以及氧（O2）；

C）该在反应器（在本实施例中采用通气式密闭反应容器，将在实施例2中进行描述）中预先装有来自硫酸法钛白工艺的经处理的硫酸亚铁溶液或来自硫铁矿工艺中浸渍铁矿石工艺而得到副产物的硫酸亚铁溶液，将上述反应后的含有HCl的气体在反应器的搅拌条件下溶入硫酸亚铁溶液中；

D）在步骤C）的含有HCl和硫酸亚铁的溶液中，通入适量来自氯化钛白生产阶段得到的氯化钙溶液，并保持容器持续搅拌状态；

E) 任选地，对步骤D生成的氯化亚铁混合液进行固液分离（在此可以使用固液分离，也可以将主要成分为硫酸钙的固体与氯化亚铁液体一起输送至下一工序），生成主要成分为氯化亚铁的混合液，所述氯化亚铁的混合液循环至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；

F) 将步骤B）混合溶液喷淋装置喷淋后的尾气（主要成分包括氯化氢和氧）再使用步骤E中的氯化亚铁溶液进行喷淋，进一步吸收步骤B）中生成的由双氧水和氯气反应生成的HCl；

G）将F）步骤中的氯化亚铁混合液进行固液分离（分离硫酸钙等微溶难溶物质），净化生成氯化亚铁混合液，用作净水剂；

H）任选地，所述步骤G）中的气体进一步输送至下一步进行碱液喷淋清洗、清水（自来水）喷淋清洗、燃烧、排放中的一个步骤或者多个步骤；

但在本实施例中，废气中检测含有少量一氧化碳CO，CO在上述工艺中难以被吸收或排除，因此根据国标环保要求不能直接排空，需经过至少燃烧塔（可搭载于烟囱等设备上）的燃烧后排放。

实施例2

本实施例描述用于实施氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的方法的设备和装置。需要作出说明的是，本实施例仅是对工艺的说明和设备的补充。参考图1，可以更加清楚地理解本发明。但同样需要说明的是，本领域技术人员看到本发明和图1的启示，能够经过有效地变换来获得所述设备和装置，而不仅仅限于实施例的描述。

在实施例2中，用于尾气处理兼制净水剂方法的设备包括彼此相关联（可以直接物理相连或通过其他部件间接相连，本领域技术人员能够知晓“相关联”的含义）的盐酸预吸收装置2，双氧水溶液喷淋装置8，混合液喷淋装置11，碱液喷淋装置14，清水喷淋装置17。其中盐酸预吸收装置2可以带有气液/气固分离装置5（实现气体液体和/或气体固体分离的装置），混合液喷淋装置11可以带有氯化亚铁混合液存储装置25。

盐酸预吸收装置2具尾气入口1，盐酸预吸收装置尾气出口3；气液/气固分离装置5具有气液/气固分离装置尾气入口4，气液/气固分离装置尾气出口6。

当尾气的氯气含量较高而氯化氢含量较低时，本发明的设备也可以省略盐酸预吸收装置2及其相应的配件或部件。本领域技术人员能够确定和实施这样的结构。

双氧水溶液喷淋装置8具有双氧水溶液喷淋装置尾气入口7，双氧水溶液喷淋装置尾气出口9，双氧水溶液喷淋装置喷淋入口31，氯化亚铁混合液出口33。混合液喷淋装置11具有混合液喷淋装置尾气入口10，混合液喷淋装置尾气出口12，混合液出口28，混合液喷淋装置喷淋入口41。

混合液喷淋装置11可以具有混合液喷淋装置尾气入口10，混合液喷淋装置尾气出口12，混合液出口28，混合液喷淋装置喷淋入口41。

碱液喷淋装置14可以具有碱液喷淋装置尾气入口13，碱液喷淋装置尾气出口15，碱液喷淋装置喷淋入口23。

清水喷淋装置17具有清水喷淋装置尾气入口16，清水喷淋装置尾气出口18，清水喷淋装置喷淋入口21。

本领域技术人员可以由此知晓，根据实施例2的工艺，可以执行实施例1中的步骤A）到H）中的一步或更多步，也可以执行其中的每一步骤。

在实施例2的工艺中，值得注意的是，在双氧水溶液喷淋装置8中排出的气体，可以沿着双氧水溶液喷淋装置尾气出口9到达下一个处理装置，即混合液喷淋装置11。而在该步骤中，喷淋的液体可以来自上一步骤中的氯化亚铁混合液，其中包括氯化亚铁，沉淀的与氯化亚铁溶质分离的固态物质硫酸钙以及其他可能的少量杂质。利用该溶液再次喷淋尾气，可以进一步吸收由于双氧水喷洒氯气组分而生成的氯化氢，提高产物的收率和转化率。

此外，在该装置中，碱液喷淋装置14以及清水喷淋装置17是可选的，具备其的装置将更好地进一步去除废水和废气中的杂质，并最终排往污水处理和/或废气处理工艺。但是，需要注意的是，如果尾气中含有不可排放的有毒可燃气体（例如一氧化碳），则必须通过最终尾气排放装置（例如烟囱19）附带的燃烧装置将有毒气体燃烧后放空。

如本发明所述制造得到的氯化亚铁材料，可回收于氯化亚铁混合液存储装置25中，用于储存和后续的处理，例如，适度干燥，结晶，包装以及运输等。如下将更加详细描述的，根据本发明制造得到的氯化亚铁净水剂产品，回收转化率更高，废气特别是Cl利用率更高，有害杂质更少，更有利于产生副产品的附加价值。

实施例3

发明人在工业实践中应用本工艺有效实现了氯化钛白工艺氯化段中包含氯气的废气回收，得益于工艺的设计以及双氧水溶液喷淋装置8的结构。因此，有必要对实施例1的步骤B采用的反应器，即通气式密闭反应容器，进行更加详细的描述。

本工艺可以采用通气式密闭反应容器来实施工艺步骤B中的双氧水喷淋吸收转化氯气（Cl2）的工艺。图2是实施例3采用的通气式密闭反应容器来用作双氧水溶液喷淋装置8。发明人也曾使用该通气式密闭反应容器来操作氯化钛白其他相关工艺中的副产物提取和分离的工艺，例如用于有价值的金属元素的分离。如图2所示，通气式密闭反应容器来作为双氧水溶液喷淋装置8，该装置包括氯化钙溶液注入口101，气体排出口102（可对应于混合液喷淋装置尾气出口12）, 温度控制装置接入口103，pH值测试接入孔104，物料排出口105（可对应于氯化亚铁混合液出口33），原料进入口106（可封闭），测试样取出孔107（可封闭），冷却循环水套出/入口108，待处理尾气入口109（可对应于喷淋装置尾气入口7），搅拌装置控制器110，喷淋器111（省略喷淋液体注入装置）；观察窗口112。

所有通气式密闭反应容器（双氧水溶液喷淋装置8）的上述部件（101至112）可以相应地位于通气式密闭反应容器的上部或下部，或者相应地位于其四周侧壁上。

在本发明实施的制造工艺中，可以将来自上一个步骤中的尾气（例如实施例1中的通过盐酸吸收装置将尾气中大部分HCl气体进行回收后的尾气）由通气式密闭反应容器的中部注入，同时通气式密闭反应容器中预存有硫酸亚铁溶液。注入尾气的速度可以控制为先快后慢，在注入的同时控制喷淋器111喷洒来自双氧水储存装置29的稀双氧水（喷洒的双氧水浓度控制在3%wt以下，优选地控制在大约1.5wt%至3wt%，最优选控制在2.0wt%至3wt%），喷洒的液滴粒径较小（液滴直径小于1mm，优选小于0.5mm，更有选小于0.3mm），更有助于双氧水与尾气中的氯气反应的充分性，同时，避免双氧水过快的进入溶液氧化亚铁离子。双氧水喷洒速度控制在100ml/min至500ml/min，可以视反应容器体积、气体进入速度和反应速率而定。发明人发现，当双氧水浓度超过3wt%时，在反应体系下部的溶液中检测到较多的Fe3+离子，这表明较大的双氧水浓度导致了铁离子的氧化。另外发明人还发现，当双氧水浓度过低时，部分Cl元素发生歧化反应生成次氯酸相关的产物，这也是本发明不期望或不优选的。再合并考虑到双氧水的使用成本（例如稀的双氧水可以来自医院体系的消毒废液副产物），以及所述的各个反应体系的竞争关系，设定大约1.5wt%至3wt%，优选2.0wt%至3wt%的双氧水浓度来完成实施例3的工艺步骤。

当液滴形成均匀喷洒面后，可以恢复较快的尾气通入速度。在喷洒过程中，利用Cl¬2更强的氧化性，使得氯被还原为氯离子Cl-，较好地归结为可用于滤水剂氯化亚铁的组分；通过pH值测试接入孔104连接的pH值测试剂实时监控反应容器内的pH值，如果反应工序中监测到当pH值不再明显降低时，即刻暂停双氧水的喷洒，以防止Fe2+离子被氧化为Fe3+从而影响到后续氯化亚铁净水剂的产出率和产出纯度。而相对更高纯度，更低有害物质的氯化亚铁体系净水剂可以获得更高的副产物经济价值。

在本实施例3的另一要点是FeSO4向FeCl2的转换。虽然通常认为硫酸亚铁也可以作为净水剂使用，但对于净水剂领域的研究表明，氯化亚铁更有利于去除涉及酸液中的重金属含毒元素，例如Cr等，因此在半导体行业的酸洗废液处理中特别适用。此外，在已有技术的研究中发现，FeCl2系列净水机存在重金属超标的风险。而按照本工艺的尾气处理工艺，由于没有涉及重金属工艺的处理，可以制备得到含有较少重金属元素，或不含重金属元素的FeCl2净水剂产品。

喷洒反应开始后，经由氯化钙溶液注入口101注入CaCl2溶液。根据实施例3所采用的反应容器，CaCl2溶液没有直接喷洒进入液面上方，而是通过输送管道输送至存有FeSO4溶液的溶液底部，并伴随有搅拌装置的搅拌。该工艺和装置设置特别有利于Fe2+向氯化亚铁产物的转换。在该步骤中，硫酸钙在较低温度下的溶解度更低，这更有利于硫酸钙和铁离子的转换，因此在本工艺中，优选通过冷却循环水套出/入口108利用循环冷水对反应体系进行温度控制，优选地将反应体系的温度控制在25℃以下，更有选地控制在20℃以下（硫酸钙在20℃下的溶解度较低，只有不足1克）。反应持续一段时间后，可通过容器下部的物料排出口105将所述混合产物输送至下一环节的顺序步骤的工艺中。

此外，通气式密闭反应容器还具备位于其底部的搅拌装置（图2中所示的黑色杆状结构）。所述搅拌装置可以与通向所述通气式密闭反应容器底部的管道组合，所述管道和搅拌装置使得所述氯化钙溶液能够注入到盛装有液体的所述通气式密闭反应容器的下部，并在搅拌的作用下与所盛装的液体充分混合，并且可以控制氯化钙溶液与硫酸亚铁溶液之间的反应程度和反应速率。

根据本发明说明书记载的实施方案和技术内容，本发明至少可以提供以下技术方案：虽然本公开内容包括具体的实施例，但是对本领域的技术人员明显的是在不偏离本权利要求和其等同技术方案的发明要点和范围的情况下，可以对这些实施例做出各种形式上和细节上的替换或变动。本文中描述的实施例应被认为只在说明意义上，并非为了限制的目的。在每一个实施例中的特征和方面的描述被认为适用于其它实施例中的相似特征和方面。因此，本公开的范围不应受到具体的描述的限定，而是受权利要求技术方案的限定，并且在本权利要求和其等同物的范围内的所有变化被解释为包含在本公开的技术方案之内。

本发明至少提供以下技术方案：

方案1．一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的方法，所述方法包括以下步骤：

A）将经过固体杂质预处理的尾气通过盐酸吸收装置，以将尾气中大部分HCl气体进行回收，所述尾气中含有占整个尾气约5wt%-20wt%的氯化氢（HCl）以及含有占整个尾气约1wt%-10wt%的氯气；

B）对所述步骤 A ）中经过初步去除HCl气体后的尾气，使用浓度为约1.5wt%至3wt%的稀双氧水在反应器内进行喷淋，使尾气中残留的氯气与所述稀双氧水溶液反应生成HCl以及氧（O2）；

C）在所述反应器中预先装有硫酸亚铁溶液，从而将上述步骤B）中的反应后的含有HCl的气体在反应器的持续搅拌条件下溶入所述硫酸亚铁溶液中；

D）在所述步骤C）的含有HCl和硫酸亚铁的溶液中，通入氯化钙溶液，并保持容器持续搅拌状态；

E) 反应持续一段时间后，任选地，对所述步骤D）生成的氯化亚铁混合液进行固液分离，将分离后的主要成分为氯化亚铁的液体循环至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；或者，将步骤D）生成的氯化亚铁混合液直接输送至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；

F) 将所述步骤B）的混合溶液喷淋装置喷淋后的尾气再使用所述步骤E) 中的氯化亚铁液体或氯化亚铁混合液进行喷淋，以进一步吸收步骤B）中生成的由双氧水和氯气反应生成的HCl；

G）任选地，将F）步骤中的氯化亚铁混合液进行固液分离（分离硫酸钙等微溶难溶物质）；将净化生成氯化亚铁混合液，用作进一步制作氯化亚铁净水剂的原料；

H）任选地，将所述步骤G）中的气体进一步输送至下一步进行碱液喷淋清洗、清水喷淋清洗、燃烧、排放中的一个步骤或者多个工艺。

方案2．方案1所述的方法，其中步骤A）中经过固体杂质预处理的尾气含有一氧化碳（CO），所述方法包括所述步骤G）中的将气体燃烧并且排放的工艺。

方案3. 根据方案1或2所述的方法，其中在所述步骤B)的所述喷淋中，稀双氧水的液滴粒径小于约1mm。

方案4．根据方案1至3中任一项所述的方法，其中在所述步骤B)的所述喷淋中，浓度为约2.0wt%至3wt%的所述稀双氧水进入在反应器进行喷淋。

方案5．根据方案1至4中任一项所述的方法，其中在所述步骤D）中，所述氯化钙溶液来自氯化钛白生产阶段得到的副产物，并且所述氯化钙溶液通入至盛装有所述预先装有硫酸亚铁溶液的容器的底部，并且保持对所述硫酸亚铁溶液的持续搅拌。

方案6．一种处理氯化法钛白废气的设备，其特征在于，所述设备包括：

彼此相关联的盐酸预吸收装置和双氧水溶液喷淋装置；以及任选的混合液喷淋装置，碱液喷淋装置和清水喷淋装置中的一种或更多种, 其中

方案7. 根据方案6所述的设备，其特征在于，所述双氧水溶液喷淋装置为可密闭的通气式密闭反应容器。

方案8. 根据方案6或7所述的设备，其特征在于，所述通气式密闭反应容器包括位于其容器壁上的以下部件：氯化钙溶液注入口，气体排出口, 温度控制装置接入口，pH值测试接入孔，物料排出口，冷却循环水套出入口，待处理尾气入口，搅拌装置控制器，喷淋器以及观察窗口；其中

方案9. 根据方案6至8中任一项所述的设备，其特征在于，

所述通气式密闭反应容器在其容器上部包括氯化钙溶液注入口，所述氯化钙溶液注入口具备通向所述通气式密闭反应容器底部的管道，所述管道使得所述氯化钙溶液能够注入到盛装有液体的所述通气式密闭反应容器的下部，从而与所盛装的液体充分混合；并且其中所述通气式密闭反应容器还包括位于所述通气式密闭反应容器底部内侧的搅拌装置。

方案10．一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的方法，所述方法包括以下步骤：

1）对于来自氯化钛白工艺的含有Cl和HCl的尾气，使用浓度为约1.5wt%至3wt%的稀双氧水在反应器内进行喷淋，使尾气中残留的氯气与所述稀双氧水溶液反应生成HCl以及氧（O2）；

2）在所述反应器中预先装有硫酸亚铁溶液，从而将上述步骤1）中的反应后的含有HCl的气体在反应器的持续搅拌条件下溶入所述硫酸亚铁溶液中；

3）在所述步骤2）的含有HCl和硫酸亚铁的溶液中，通入氯化钙溶液，并保持容器持续搅拌状态；

4) 反应持续一段时间后，任选地，对所述步骤3）生成的氯化亚铁混合液进行固液分离，将分离后的主要成分为氯化亚铁的液体循环至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；或者，将步骤3）生成的氯化亚铁混合液直接输送至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；

5) 将所述步骤1）的混合溶液喷淋装置喷淋后的尾气再使用所述步骤E) 中的氯化亚铁液体或氯化亚铁混合液进行喷淋，以进一步吸收步骤1中生成的由双氧水和氯气反应生成的HCl；

6）任选地，将5）步骤中的氯化亚铁混合液进行固液分离（分离硫酸钙等微溶难溶物质）；将净化生成氯化亚铁混合液，用作进一步制作氯化亚铁净水剂的原料；

7）任选地，将所述步骤6）中的气体进一步输送至下一步进行碱液喷淋清洗、清水喷淋清洗、燃烧、排放中的一个步骤或者多个工艺。

方案10．一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的方法，所述方法可以应用方案2-9中的任一项的工艺步骤或者设备。

方案11．根据前述方案，所述工艺的稀双氧水在反应器内进行喷淋步骤还包括对于反应器的冷却步骤；优选地，保持反应器内的温度不高于25℃，更优选地保持反应器内的温度不高于20℃。

Claims

1.一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的方法，所述方法包括以下步骤：

A）将经过固体杂质预处理的尾气通过盐酸吸收装置，以将所述尾气中的部分HCl气体进行回收，所述尾气中含有占整个尾气5wt%-20wt%的氯化氢（HCl）以及含有占整个尾气1wt%-10wt%的氯气(Cl₂)；

B）对所述步骤 A ）中经过初步去除HCl气体后的尾气，使用浓度为1.5wt%至3wt%的稀双氧水在反应器内进行喷淋，使尾气中残留的氯气与所述稀双氧水溶液反应生成HCl以及氧气（O₂）；

E) 反应持续一段时间后，任选地，对所述步骤D）生成的氯化亚铁混合液进行固液分离，将分离后的主要成分为氯化亚铁的液体循环至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；或者，将步骤D）生成的氯化亚铁混合液直接输送至下一步骤的喷淋器再进行喷淋, 所述的氯化亚铁混合液含有部分硫酸钙固体；

G）任选地，将F）步骤中的氯化亚铁混合液进行固液分离，以分离硫酸钙等微溶难溶物质；将净化生成氯化亚铁混合液，作为净水剂使用；或者用作进一步制作氯化亚铁净水剂的原料；

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤A）中经过固体杂质预处理的尾气含有一氧化碳（CO），所述方法还包括所述步骤G）中的将气体燃烧并且排放的工艺。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述步骤B)的所述喷淋中，稀双氧水的液滴粒径小于1mm。

4.根据权利要求2所述的方法，其中在所述步骤B)的所述喷淋中，稀双氧水的液滴粒径小于等于0.5mm。

5.根据权利要求2所述的方法，其中在所述步骤B)的所述喷淋中，稀双氧水的液滴粒径小于或等于0.3mm。

6.根据权利要求3所述的方法，其中在所述步骤B)的所述喷淋中，使用浓度为2.0wt%至3wt%的所述稀双氧水进入所述反应器进行喷淋。

7.根据权利要求4所述的方法，其中在所述步骤D）中，所述氯化钙溶液来自氯化钛白生产阶段得到的副产物，并且所述氯化钙溶液通入至盛装有所述预先装有硫酸亚铁溶液的容器的底部，并且保持对所述硫酸亚铁溶液的持续搅拌。

8.一种实施权利要求1~7中任一项所述的方法的设备，其特征在于，所述设备包括：

所述盐酸预吸收装置可以具有气液和/或气固分离装置，所述气液和/或气固分离装置是实现气体液体和/或气体固体分离的装置；以及

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述双氧水溶液喷淋装置为可密闭的通气式密闭反应容器。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述通气式密闭反应容器包括位于其容器壁上的以下部件：氯化钙溶液注入口，气体排出口, 温度控制装置接入口，pH值测试接入孔，物料排出口，冷却循环水套出入口，待处理尾气入口，搅拌装置控制器，喷淋器以及观察窗口；其中

11.根据权利要求10中所述的设备，其特征在于，

所述通气式密闭反应容器在其容器上部包括氯化钙溶液注入口，所述氯化钙溶液注入口具备通向所述通气式密闭反应容器底部的管道，所述管道使得所述氯化钙溶液能够注入到盛装有液体的所述通气式密闭反应容器的下部，从而与所盛装的液体充分混合；并且其中

所述通气式密闭反应容器还包括位于所述通气式密闭反应容器底部内侧的搅拌装置。