CN115385409A - 一种废盐酸处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废盐酸处理装置，该装置主要由提浓塔和脱析塔组成，其特点在于：所述提浓塔的工作压力在‑0.1barg以下，所述脱析塔的工作压力在1barg以上，所述提浓塔塔顶进料口与混合器连接，所述提浓塔塔底出料口通过换热器与所述脱析塔塔顶进料口连接，所述脱析塔塔底出料口通过换热器与所述混合器连接。现有技术废盐酸处理装置相比，采用本发明的装置处理废盐酸具有能耗低，所获氯化氢纯度高的优势。

Description

一种废盐酸处理装置及方法

技术领域

本发明属于化工废液处理领域，具体涉及一种废盐酸处理装置及方法。

背景技术

低浓度盐酸是化工生产中常见的废液，而且其中含有或多或少的未反应原料、副反应产物或产品等杂质，无法直接利用，作为次等盐酸销售也十分困难，解析成氯化氢气体是比较好的处理方法。

适用于稀盐酸的解析方法主要有萃取精馏，变压精馏两种。但萃取精馏无法去除杂质，高沸点杂质杂质会在萃取剂中累积，需要经常更换萃取剂，成本过高。低沸点杂质又会进入产品HCl气体，影响产品质量，不符合处理要求。变压精馏不需要萃取剂，是一种较理想的方法，如中国专利CN112723312A，但常规变压精馏无有效的杂质排出方案，只能处理低沸点杂质，而且能量利用率较差，能耗较高。因此，需要寻找一种处理方案，可以有效去除盐酸中的杂质，保证解析HCl气体的质量并具有较高的能量利用率。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种废盐酸处理装置，采用该装置处理废盐酸具有能耗低，所获氯化氢纯度高的优势。

一种废盐酸处理装置，所述废盐酸处理装置主要由提浓塔1和脱析塔2组成，其特点在于：所述提浓塔1的工作压力在-0.1barg以下，所述脱析塔2的工作压力在1barg以上，所述提浓塔1塔顶进料口与混合器101连接，所述提浓塔1塔底出料口通过换热器3与所述脱析塔2塔顶进料口连接，所述脱析塔2塔底出料口通过换热器3与所述混合器101连接。

优选地，所述提浓塔1设有配套的再沸器102、冷凝器104、汽液分离器105和真空泵106，其中，所述提浓塔1塔底分别与再沸器102的入口和出口连接，所述提浓塔1塔顶分别与冷凝器104入口和汽液分离器105出口连接，冷凝器104出口和和汽液分离器105入口连接，真空泵106与汽液分离器105连接，汽液分离器105与提浓塔1塔顶的连接管道设有流量控制器21。

优选地，所述提浓塔1塔底设有液位控制器50，所述混合器101的废盐酸入口管道设有流量控制器20。

优选地，所述脱析塔2设有配套的再沸器201、一级冷凝器202、二级冷凝器203和除雾器204，所述脱析塔2塔底与再沸器201的入口和出口连接，所述脱析塔2塔顶与一级冷凝器202入口连接，一级冷凝器202出口与二级冷凝器203入口连接，二级冷凝器203出口和除雾器204入口连接，一级冷凝器202、二级冷凝器203和除雾器204的回流口分别与脱析塔2塔顶连接。

优选地，所述脱析塔2塔底设有液位控制器52。

优选地，所述换热器3与所述混合器101的连接管道上接有废盐酸外排管道，所述废盐酸外排管道设有流量控制器22。

一种废盐酸处理方法，包括以下步骤：

(一)将待处理废盐酸送入提浓塔1，在-0.1barg以下精馏，低沸点杂质从提浓塔1塔顶排出；

(二)将提浓塔1塔底料取出，经换热器3后送入脱析塔2塔顶，在1barg以上精馏，从脱析塔2塔顶取出提纯后的氯化氢；

(三)将脱析塔2富含高沸点杂质的塔底料取出，经过换热器3后，部分送入混合器101与新鲜废盐酸混合后作为待处理废盐酸送入提浓塔1，部分外排。

优选地，提浓塔1的工作压力为-0.5～-0.8barg，脱析塔2的工作压力为1～5barg。提浓塔1塔底温度为60～80℃，脱析塔2塔底温度为120～150℃。

优选地，提浓塔1塔顶排出的低沸点杂质不低于待处理废盐酸中低沸点杂质的95％，脱析塔2塔底的高沸点杂质不低于待处理废盐酸中高沸点杂质的98％。

优选地，所述低沸点杂质为沸点低于水的杂质，优选地为甲醇和/或丙酮，所述高沸点杂质为沸点高于水的杂质或不挥发物，优选地为硫酸和/或金属盐。

附图说明

图1为本发明废盐酸处理装置示意图。

其中，1-提浓塔，101-混合器，102-再沸器，103-输送泵，104-冷凝器，105-汽液分离器，106-真空泵，107-回流泵，2-脱析塔，201-再沸器，202-一级冷凝器，203-二级冷凝器，204-除雾器，3-换热器，(10,11,12,13,14,15,16,17,18)-阀，(20,21,22)-流量控制器，(30,31)-温度控制器，40-压力控制器，(50,51,52)-液位控制器。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

本发明的废盐酸处理装置如图1所示，主要由提浓塔1和脱析塔2组成。所述提浓塔1的工作压力在-0.1barg以下，所述脱析塔2的工作压力在1barg以上，所述提浓塔1塔顶进料口与混合器101连接，所述提浓塔1塔底出料口通过换热器3与所述脱析塔2塔顶进料口连接，所述脱析塔2塔底出料口通过换热器3与所述混合器101连接。

所述脱析塔2塔底料与提浓塔1塔底料通过换热器3进行热量交换，不但可以降低脱析塔2的热量消耗，而且可以降低脱析塔2塔底料在减压后的汽化，降低对于提浓塔1进料的扰动，提高提浓塔1操作的稳定性。

所述提浓塔1设有配套的再沸器102、冷凝器104、汽液分离器105和真空泵106。

所述提浓塔1塔底分别与再沸器102的入口和出口连接，通过再沸器102对提浓塔1塔底料进行加热。再沸器102的出口管道上设有温度控制器30，可以实现对提浓塔1塔底料温度的精确控制，当温度超出设定的范围时，温度控制器30向阀11发出操作信号，以加大或减少再沸器加热介质的流量。

所述提浓塔1塔顶分别与冷凝器104入口和汽液分离器105出口连接，冷凝器104出口和和汽液分离器105入口连接，真空泵106与汽液分离器105连接，汽液分离器105与提浓塔1塔顶的连接管道设有流量控制器21，通过流量控制器21精确控制汽液分离器105的液体回流量，当需要加大或减少回流量时，即由流量控制器21向阀13发出相应的操作信号。

汽液分离器105与提浓塔1塔顶的连接管道上设有回流泵107并接有酸性废水外排管道。

汽液分离器105设有液位控制器51和压力控制器40，通过液位控制器51实时监控汽液分离器105的酸性废水，根据液位变化调整阀12的开度，调节排出废水量，维持汽液分离器105内部液位稳定。通过压力控制器40可实现对提浓塔1工作压力的精确控制，当提浓塔1工作压力超出设定的范围时，压力控制器40向阀16发出操作信号，以加大或减少真空泵106的排气量。

所述提浓塔1塔底出料口与换热器3的连接管道上设有输送泵103。

所述提浓塔1塔底设有液位控制器50，根据液位变化调整阀14开度，调整提浓塔1塔底料输送入换热器3的量，在换热器3内经过热量交换后，再进入脱析塔2塔顶。

所述混合器101废盐酸入口管道上设有流量控制器20，通过流量控制器20精确控制待处理废盐酸的进液量，当需要加大或减少进液量时，即由流量控制器20向阀10发出相应的操作信号。

所述脱析塔2设有配套的再沸器201、一级冷凝器202、二级冷凝器203和除雾器204。

所述脱析塔2塔底与再沸器201的入口和出口连接，通过再沸器201对脱析塔2塔底料进行加热。再沸器201的出口管道上设有温度控制器31，可以实现对脱析塔2塔底料温度的精确控制，当温度超出设定的范围时，温度控制器31向阀18发出操作信号，以加大或减少再沸器加热介质的流量。

所述脱析塔2塔顶与一级冷凝器202入口连接，一级冷凝器202出口与二级冷凝器203入口连接，二级冷凝器203出口和除雾器204入口连接，一级冷凝器202、二级冷凝器203和除雾器204的回流口分别与脱析塔2塔顶连接。经过一、二级冷凝和除雾后，从除雾器204排气口取出高纯HCl气体，冷凝、除雾产生的液体返回至脱析塔2塔顶。

所述脱析塔2塔底设有液位控制器52，所述换热器3与所述混合器101的连接管道上接有废盐酸外排管道，所述废盐酸外排管道设有流量控制器22。

高沸点杂质聚集于脱析塔2塔底，液位控制器52根据液位变化调节阀15开度，将脱析塔2塔底物料送入换热器3，在换热器3内经热量交换后，一部分由流量控制器22控制阀17的开度排出体系，避免高沸点杂质在体系内的持续积累，其余回流进入混合器101继续进行浓缩。

采用上述装置处理废盐酸的具体过程如下：

(一)将待处理废盐酸送入提浓塔1，在-0.1barg以下精馏，低沸点杂质从提浓塔1塔顶取出，经冷凝器104冷凝和汽液分离器105分离后，气体由真空泵106排出体系，汽液分离器105分离出的酸性废水通过流量控制器21控制回流提浓塔1塔顶的流量，并通过液位控制器51将聚集的酸性废水排出体系；

(二)通过液位控制器50控制提浓塔1塔底料的取出，取出的塔底料经换热器3后送入脱析塔2塔顶，在1barg以上精馏，脱析塔2塔顶料经过一级冷凝、二级冷凝和除雾后将水分去除，得到高纯的氯化氢气体，冷凝、除雾产生的液体回流至脱析塔2塔顶；

(三)脱析塔2塔底料富含高沸点杂质，通过液位控制器52控制脱析塔2塔底料的取出，取出的塔底料经过换热器3后，部分作为回流料送入混合器101与新鲜废盐酸混合后作为待处理废盐酸送入提浓塔1，部分排出体系，通过流量控制器22控制回流量和排出量的比例。

提浓塔塔顶采用流量和液位双控制系统，既可以有效控制回流量，提高提浓塔操作的稳定性，又便于低沸点杂质的稳定排出，操作稳定性明显提高。

脱析塔塔底采用流量和液位双控制系统，既可以精确控制排出量，保证高沸点杂质的及时排除，又可以精确控制脱析塔塔底液位，保证脱析塔操作的稳定性。

以浓度约为20％的废盐酸(其含甲醇约2％，硫酸约5％)为例，工艺条件为：提浓塔1的工作压力为-0.7barg，温度68℃，脱析塔2的工作压力为2.5barg，126℃，经过处理，氯化氢气体中甲醇含量低于200ppm，硫酸含量低于20ppm。甲醇脱除率达99％以上，硫酸脱除率可达99.5％以上。从提浓塔1塔顶外排的酸性废水中甲醇总量不低于废盐酸进料中甲醇总量的95％，脱析塔2塔底料中硫酸总量不低于废盐酸进料中硫酸总量的98％。

“barg”表示bar(表压)，工作压力(表压)＝绝对压力-大气压力

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)

1.一种废盐酸处理装置，所述废盐酸处理装置主要由提浓塔(1)和脱析塔(2)组成，其特征在于：所述提浓塔(1)的工作压力在-0.1barg以下，所述脱析塔(2)的工作压力在1barg以上，所述提浓塔(1)塔顶进料口与混合器(101)连接，所述提浓塔(1)塔底出料口通过换热器(3)与所述脱析塔(2)塔顶进料口连接，所述脱析塔(2)塔底出料口通过换热器(3)与所述混合器(101)连接。

2.根据权利要求1所述的废盐酸处理装置，其特征在于：所述提浓塔(1)设有配套的再沸器(102)、冷凝器(104)、汽液分离器(105)和真空泵(106)，其中，所述提浓塔(1)塔底分别与再沸器(102)的入口和出口连接，所述提浓塔(1)塔顶分别与冷凝器(104)入口和汽液分离器(105)出口连接，冷凝器(104)出口和和汽液分离器(105)入口连接，真空泵(106)与汽液分离器(105)连接，汽液分离器(105)与提浓塔(1)塔顶的连接管道设有流量控制器(21)。

3.根据权利要求1所述的废盐酸处理装置，其特征在于：所述提浓塔(1)塔底设有液位控制器(50)，所述混合器(101)的废盐酸入口管道设有流量控制器(20)。

4.根据权利要求1所述的废盐酸处理装置，其特征在于：所述脱析塔(2)设有配套的再沸器(201)、一级冷凝器(202)、二级冷凝器(203)和除雾器(204)，其中，所述脱析塔(2)塔底与再沸器(201)的入口和出口连接，所述脱析塔(2)塔顶与一级冷凝器(202)入口连接，一级冷凝器(202)出口与二级冷凝器(203)入口连接，二级冷凝器(203)出口和除雾器(204)入口连接，一级冷凝器(202)、二级冷凝器(203)和除雾器(204)的回流口分别与脱析塔(2)塔顶连接。

5.根据权利要求1所述的废盐酸处理装置，其特征在于：所述脱析塔(2)塔底设有液位控制器(52)。

6.根据权利要求1所述的废盐酸处理装置，其特征在于：所述换热器(3)与所述混合器(101)的连接管道上接有废盐酸外排管道，所述废盐酸外排管道设有流量控制器(22)。

7.一种废盐酸处理方法，包括以下步骤：

(一)将待处理废盐酸送入提浓塔(1)，在-0.1barg以下精馏，低沸点杂质从提浓塔(1)塔顶排出；

(二)将提浓塔(1)塔底料取出，经换热器(3)后送入脱析塔(2)塔顶，在1barg以上精馏，从脱析塔(2)塔顶取出提纯后的氯化氢；

(三)将脱析塔(2)富含高沸点杂质的塔底料取出，经过换热器(3)后，部分送入混合器(101)与新鲜废盐酸混合后作为待处理废盐酸送入提浓塔(1)，部分外排。

8.根据权利要求7所述的废盐酸处理方法，其特征在于：提浓塔(1)的工作压力为-0.5～-0.8barg，脱析塔(2)的工作压力为1～5barg。

9.根据权利要求7所述的废盐酸处理方法，其特征在于：提浓塔(1)塔顶排出的低沸点杂质不低于待处理废盐酸中低沸点杂质的95％，脱析塔2塔底的高沸点杂质不低于待处理废盐酸中高沸点杂质的98％。

10.根据权利要求7所述的废盐酸处理方法，其特征在于：所述低沸点杂质为沸点低于水的杂质，优选地为甲醇和/或丙酮，所述高沸点杂质为沸点高于水的杂质或不挥发物，优选地为硫酸和/或金属盐。

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