CN201147664Y

CN201147664Y - 氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备

Info

Publication number: CN201147664Y
Application number: CNU2007201925630U
Authority: CN
Inventors: 瞿军; 陆文辉; 章学兵; 吴宏祥; 顾天猛; 沈润溥; 刘伟
Original assignee: GAOYOU CITY ORGANIC CHEMICAL FACOTRY; University of Shaoxing
Current assignee: GAOYOU CITY ORGANIC CHEMICAL FACOTRY; University of Shaoxing
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2017-11-26

Abstract

本实用新型公开了一种尾气的处理设备。现有上述传统的尾气处理装置需大量消耗碱而使成本高，且由于最终产生大量含杂离子的废水而使环保压力大。本实用新型包括氯化氢吸收系统、二氧化硫吸收系统和亚硫酸钠或亚硫酸氢钠制备系统，所述的氯化氢吸收系统包括氯化氢吸收塔、循环釜、循环泵和浓盐酸储槽，所述的二氧化硫吸收系统包括二氧化硫吸收釜和碱液储槽，所述的亚硫酸钠或亚硫酸氢钠制备系统包括浓缩蒸水釜、甩滤离心机、冷凝器和回收水储槽。本实用新型完全吸收了氯化氢和二氧化硫，达到无污染排放。

Description

氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备

技术领域

本实用新型涉及化学反应的尾气处理装置，具体地说是一种二氯亚砜用于氯化反应中产生的尾气的处理设备。

背景技术

二氯亚砜作为一种基础化工原料，广泛应用于氯化反应中，如将醇羟基氯化变为氯代烷烃或将羧酸氯化为酰氯等，具有氯化完全，副反应少等优点，生成的副产物均为挥发性气体，故所得酰氯产品易于纯化。在生产中使用二氯亚砜的最大问题是其反应尾气的处理；每摩尔正常参与氯化反应的二氯亚砜会产生一摩尔氯化氢及一摩尔二氧化硫，反应式如下：

R-OH+SOCl₂→R-Cl+HCl+SO₂。

每摩尔与水反应的二氯亚砜会产生二摩尔氯化氢和一摩尔二氧化硫，反应式如下：

H₂O+SOCl₂→2HCl+SO₂

不管是正常参与氯化反应还是反应结束后被水分解，都会产生大量的氯化氢及二氧化硫气体；如果不加以处理，必然会造成严重的环境污染。现有常用的处理方法是分级吸收：先用水将大部分混合气体吸收，得到盐酸和二氧化硫或亚硫酸的混合物；然后再将前面没有被吸收的气体用碱水吸收，得到含碱、氯化盐和亚硫酸盐的混合废碱液，这样处理得到的混合废碱液只能作为废水进行处理，处理成本高；且第一级吸收得到的混合酸也无法应用，一般情况下也只能用碱中和后作为废水处理。在环保要求日益提高的社会环境下，上述传统的尾气处理方法由于大量消耗碱而使成本高，且由于最终产生大量含杂离子的废水而使环保压力大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，对氯化氢和二氧化硫分别进行吸收，最终得到副产品浓盐酸液体和亚硫酸钠或亚硫酸氢钠固体，以达到无污染排放(无废气、废水、固体废料)。

为此，本实用新型采用如下的技术方案：氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，其特征在于它包括氯化氢吸收系统、二氧化硫吸收系统和亚硫酸钠或亚硫酸氢钠制备系统，所述的氯化氢吸收系统包括氯化氢吸收塔、循环釜、循环泵和浓盐酸储槽，所述的二氧化硫吸收系统包括二氧化硫吸收釜和碱液储槽，所述的亚硫酸钠或亚硫酸氢钠制备系统包括浓缩蒸水釜、甩滤离心机、冷凝器和回收水储槽。氯化氢吸收系统的功能是将尾气中的氯化氢完全吸收，二氧化硫吸收系统的功能是将尾气中的二氧化硫完全吸收并生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠水溶液，亚硫酸钠或亚硫酸氢钠制备系统的功能是将上一步生成的亚硫酸钠或亚硫酸氢钠水溶液进行处理，使亚硫酸钠或亚硫酸氢钠以固体产品的形式得到。

上述的成套处理设备，氯化氢吸收塔、循环釜、循环泵各有二个，单个氯化氢吸收塔、循环釜和循环泵构成一套吸收装置，所述的两套吸收装置串联或并联，这样便于切换执行并联操作或串联操作，循环釜的出液口与浓盐酸储槽连接。两种操作方式相比较，并联操作的吸收量要大些，但串联吸收的吸收率高，可以保证氯化氢的完全吸收。

上述的成套处理设备，所述的循环釜上设有冷却装置和PH计。吸收过程是放热的，因此在循环吸收过程中操作液体的温度会上升并影响吸收效果，因此在循环釜上设冷却装置，通常是用夹套冷却水将吸收放热移走。操作中应注意循环釜上的温度显示，调节冷却水流量或调节气体进料量以控制温度，实现较好的吸收效果，较好的操作温度为10℃到30℃。当循环釜中的水或稀酸用到一定时间后将达到一定浓度，浓度过高将影响吸收效果，因此设置PH计来观察盐酸浓度变化或及时取样滴定测酸度，以便及时调节酸的浓度确保吸收效果。

上述的成套处理设备，氯化氢吸收塔的进气管为开口朝下的弯管，以免液体倒灌入尾气管；氯化氢吸收塔的塔顶装有喷头或分布管，使循环液处于均匀喷淋状态，布满塔身，与气体接触更充分；氯化氢吸收塔内装有耐腐蚀填料，以确保吸收效果。

上述的成套处理设备，二氧化硫吸收釜有三个，采用串联、并联或串并联方式连接，碱液储槽的出液口与二氧化硫吸收釜的进液口连接。

上述的成套处理设备，二氧化硫吸收釜设有冷却装置和PH计。吸收过程是放热的，因此在吸收过程中操作液体的温度会上升并影响吸收效果，因此在吸收釜上设冷却装置，通常是用夹套冷却水将吸收放热移走。操作中应注意吸收釜上的温度显示，调节冷却水流量或调节气体进料量和碱水进料量以控制温度，实现较好的吸收效果，较好的操作温度为10℃到80℃，最好为20℃到40℃。当吸收釜中的盐水或碱、盐水混合液用到一定时间后将达到一定浓度，其浓度可通过PH值体现，因此设置PH计来观察盐水浓度变化或碱液利用程度，以便及时调节碱水的浓度确保吸收效果。

本实用新型具有以下有益效果：很好的实现了氯化亚砜反应尾气(含氯化氢和二氧化硫)的处理，达到无污染排放(无废气、废水、固体废料)，而且成功的将氯化氢和二氧化硫进行了分离，分别以浓盐酸液体和亚硫酸钠或亚硫酸氢钠固体的形式作为副产品得到，具有较好的经济效益和社会效益。

下面结合说明书附图和具体实施方式作进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型分为三个功能区：I：氯化氢吸收系统；II：二氧化硫吸收系统；III：亚硫酸钠或亚硫酸氢钠制备系统，下面作详细分区说明。

I：氯化氢吸收系统

该系统的功能是将尾气中的氯化氢完全吸收，其装置包括氯化氢吸收塔1、2，循环釜3、4，循环泵5、6和盐酸储槽7，其中吸收塔、循环釜和泵都设置为两套，这样便于切换执行并联操作或串联操作。

当并联操作时，尾气同时进入吸收塔1、2，循环釜中的水或稀盐酸通过循环泵从吸收塔顶喷下，水或稀盐酸经过填料与尾气充分接触，尾气中的氯化氢气体被水吸收成为浓盐酸进入循环釜3、4，残留气体进入下级吸收；循环釜3、4中的盐酸达到一定浓度后去盐酸储槽7保存。

当串联操作时，吸收塔1中用的液体是循环釜4中来的稀盐酸，尾气先进入吸收塔1，在此大部分氯化氢气体被吸收，残气再进入吸收塔2；吸收塔2中用的是循环的稀盐酸或新鲜水，在此氯化氢气体被进一步完全吸收，然后不含氯化氢的二氧化硫气进入下一个功能区。

吸收过程是放热的，在循环吸收过程中操作液体的温度会上升并影响吸收效果，因此循环釜上设有冷却装置，通常是用夹套冷却水将吸收放热移走。操作中应注意循环釜上的温度显示，调节冷却水流量或调节气体进料量以控制温度，实现较好的吸收效果，较好的操作温度为10℃到30℃。当循环釜中的水或稀酸用到一定时间后将达到一定浓度，浓度过高将影响吸收效果，因此设置PH计来观察盐酸浓度变化或及时取样滴定测酸度，以便及时调节酸的浓度确保吸收效果，通常在并联操作达到一定酸度时可将酸液转入盐酸储槽，串联操作时，循环釜4中的稀盐酸达到一定酸度转入吸收塔1，而循环釜3中的浓盐酸达到一定酸度转入盐酸储槽7。

为了实现安全、充分的吸收，吸收塔的进气管必须为口朝下的弯管，以免液体倒灌入尾气管；塔顶进水口最好加喷头或分布管，使循环液处于均匀喷淋状态，布满塔身，与气体接触更充分；塔中通常填耐腐蚀填料以确保吸收效果；所有设备均需耐酸腐蚀。

II：二氧化硫吸收系统

该系统的功能是将尾气中的二氧化硫完全吸收并生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠水溶液，其装置包括二氧化硫吸收釜8、9、10和碱液储槽11，其中吸收釜设置为三套，这样便于切换执行并联操作或串联操作。

当并联操作时，上一步除掉氯化氢的尾气同时进入吸收塔釜8、9、10，与碱液进行反应并生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠水溶液(可根据投碱量和吸收量的不同分别得到亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，反应式见下式)。

NaOH+SO₂→NaHSO₃

2NaOH+SO₂→Na₂SO₃+H₂O

当串联操作时，上一步除掉氯化氢的尾气先进入吸收釜8，在此大量二氧化硫气体被吸收；残气再进入吸收釜9被基本吸收后再进入吸收釜10；吸收釜8中的碱水和盐混合液来自吸收釜9，吸收釜9中的碱水和盐混合液来自吸收釜10，吸收釜10中的碱水为来自碱液储槽的新鲜碱水。

上述两种操作方式相比较，并联操作的吸收量要大些，但串联吸收的吸收率高，可以保证二氧化硫气体的完全吸收。

由于三个吸收釜的存在大大丰富了操作方式，因此也可以采用串、并联相结合的操作方式，如吸收釜8和9并联吸收以保证大的吸收量，它们再和10以串联方式结合以确保完全吸收；其它配合方法可依次类推。

吸收过程是放热的，因此在吸收过程中操作液体的温度会上升并影响吸收效果，因此吸收釜上设有冷却装置，通常是用夹套冷却水将吸收放热移走。操作中应注意吸收釜上的温度显示，调节冷却水流量或调节气体进料量和碱水进料量以控制温度，实现较好的吸收效果，较好的操作温度为10℃到80℃，最好为20℃到40℃。当吸收釜中的盐水或碱、盐水混合液用到一定时间后将达到一定浓度，其浓度可通过PH值体现，因此设置PH计来观察盐水浓度变化或碱液利用程度，以便及时调节碱水的浓度确保吸收效果，通常在碱液利用较充份，达到一定酸度时可将盐水转入下一功能区进行处理。有时也可能出现盐水的过饱和析出现象，这时可将含固体的过饱和液先通过离心机甩滤后再去处理。正常情况下经此功能区处理后，反应尾气中的二氧化硫气体被完全吸收，实现了气体无污染排放。排出的吸收液通常为含极少量二氧化硫的亚硫酸钠或亚硫酸氢钠水溶液(此时二氧化硫为溶解状态)，去下一功能区进一步处理。

本功能区所有设备均需耐酸腐蚀。

III：亚硫酸钠或亚硫酸氢钠制备系统

该系统的功能是将上一步生成的亚硫酸钠或亚硫酸氢钠水溶液进行处理，使亚硫酸钠或亚硫酸氢钠以固体产品的形式得到，其装置包括浓缩蒸水釜12、甩滤离心机13、冷凝器14和回收水储槽15。

在蒸水釜中，水和少量溶解的二氧化硫一起被蒸出，经过冷凝器冷却后回收到接受槽中，此回收的水为含少量二氧化硫的弱酸性水，可以去第一功能区作为新鲜吸收水使用，这样就实现了无污水排放。经过浓缩的亚硫酸钠或亚硫酸氢钠盐水溶液变为过饱和，析出大量固体产品，冷却到室温后为悬浮状态，此时去离心机甩滤处理得固体盐粗产品，母液则继续去浓缩处理。蒸水釜在蒸水时通常需达到100℃以上的温度，而去离心机前又需要冷却到室温，因此需配备夹套蒸汽加热和冷却水。

离心机和冷凝器、回收水储槽等的配置需满足生产负荷。

经本功能区处理后，以固体产品形式得到亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，含少量二氧化硫的水去第一功能区循环使用，因此实现了无污染排放。

本功能区所有设备均需耐酸腐蚀。

Claims

1、氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，其特征在于：它包括依次串联的氯化氢吸收系统、二氧化硫吸收系统和亚硫酸钠或亚硫酸氢钠制备系统，所述的氯化氢吸收系统包括氯化氢吸收塔、循环釜、循环泵和盐酸储槽，所述的二氧化硫吸收系统包括二氧化硫吸收釜和碱液储槽，所述的亚硫酸钠或亚硫酸氢钠制备系统包括依次串联的浓缩蒸水釜、甩滤离心机、冷凝器和回收水储槽；氯化氢吸收塔的出液口与循环釜连接，循环泵的一端与氯化氢吸收塔的进液口连接，另一端与循环釜的出液口连接，循环釜的出液口与盐酸储槽连接，氯化氢吸收塔的出气口与二氧化硫吸收釜的进气口连接，碱液储槽的出液口与二氧化硫吸收釜的进液口连接，二氧化硫吸收釜的出液口与浓缩蒸水釜的进液口连接。

2、根据权利要求1所述的氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，其特征在于所述的氯化氢吸收塔、循环釜、循环泵各有二个，单个氯化氢吸收塔、循环釜和循环泵构成一套吸收装置，所述的两套吸收装置串联或并联。

3、根据权利要求1或2所述的氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，其特征在于所述的循环釜上设有冷却装置和PH计。

4、根据权利要求1或2所述的氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，其特征在于所述氯化氢吸收塔的进气管为开口朝下的弯管。

5、根据权利要求1或2所述的氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，其特征在于所述氯化氢吸收塔的塔顶装有喷头或分布管。

6、根据权利要求1或2所述的氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，其特征在于所述氯化氢吸收塔内装有耐腐蚀填料。

7、根据权利要求1所述的氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，其特征在于所述的二氧化硫吸收釜有三个，采用串联、并联或串并联方式连接。

8、根据权利要求1或7所述的氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，其特征在于二氧化硫吸收釜设有冷却装置和PH计。