CN201855641U - 含氯化氢尾气的处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种含氯化氢尾气的处理装置，其中，该处理装置包括第一换热器、第二换热器和吸附塔，所述第一换热器、第二换热器和吸附塔依次在气路上相连通。该含氯化氢尾气的处理装置能够有效地处理含高浓度HCl气体的尾气，使得经处理后的尾气达到排放标准，同时使净化风与高温尾气换热，从而对高温尾气的热能进行了再利用，降低了生产能耗，并且还能够回收HCl气体将其转换成工业盐酸，节约了生产成本，为企业创造经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种含氯化氢尾气的处理装置。
背景技术
高温焙烧是许多炼油化工催化剂和特种材料制备过程中的关键工序，其中对于焙烧过程中分解产生大量腐蚀性气体的处理是实现“清洁化生产”的关键。
现有化工生产中许多高温焙烧尾气通常采取直排的方式，这种方式有一定缺陷，一是大量热能未充分利用，更重要的是其中的腐蚀性气体如HCl、NOX等的直接排放，会对大气造成污染。
也有采用一定措施对高温尾气进行处理的，如专利申请CN101140070A公开了一种化工装置放空尾气处理预热回收系统，该系统通过尾气作为热源来加热水产生蒸汽，以蒸汽作为二次热源提供后续能源。该系统仅能对清洁的高温余热进行处理，但对含腐蚀性气体的尾气没有考虑。
专利申请CN2487971Y公开了一种尾气处理方法，其采用立式水喷淋塔，塔内两侧相间隔地设有向下以一定倾斜角度的挡板，使水流形成多层稠密的水幕，从而使含粉尘、酸雾和有机气体的尾气得以吸收。但该处理塔处理的尾气为常温尾气，高温尾气进入该塔后，使得大量水分汽化，增大了床层阻力，并使得原本用于吸附尾气有害组分的水用来降温，增大了系统用水量。
专利申请CN101290184A公开了一种化工尾气的分离液化方法及设备，其技术方案是将化工尾气净化后经换热器冷却，将冷却后的气体经过多级分馏塔，通过多级分馏得到多种产物。该设备结构简单，能耗低，但该方案对未液化的有害气体仍然需要采取进一步的处理措施。
而且，针对含氯化氢的高温尾气处理，目前尚无能够高效回收盐酸且实现达标排放的装置。专利CN2796807Y公开了一种聚氯化铝反应池盐酸尾气回收装置，该装置先通过填料塔内水喷淋吸收含HCl气体，然后通过立式列管换热器进一步冷凝含盐酸气体，通过该装置能充分吸收聚氯化铝反应池产生的盐酸尾气，但该装置不适用于高温气体，且水消耗量大。
专利CN201147664Y公开了一种氯化氢和二氧化硫尾气的成套处理设备，该成套设备采用水或者稀盐酸在氯化氢吸收系统中喷淋吸收含氯化氢气体，但吸收之后尾气难以达标排放。
目前，对于含氯化氢气体的高温尾气的处理，还没有能既能较好地利用尾气热能、又能高效回收盐酸且实现达标排放的装置。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种含氯化氢尾气的处理装置，能够在使处理后的尾气达到排放标准的同时，充分利用热能和有效回收盐酸。
本实用新型提供了一种含氯化氢尾气的处理装置，其中，该处理装置包括第一换热器、第二换热器和吸附塔，所述第一换热器、第二换热器和吸附塔依次在气路上相连通。
其中，所述第一换热器可以为管壳式换热器，该管壳式换热器具有管束和管壳。优选地，所述管束可以为波纹管式或直管式。
所述处理装置还可以包括第一温度表，所述第一温度表位于所述第一换热器的出口处。
所述第二换热器可以为管壳式冷凝器，该管壳式冷凝器具有管束和管壳。优选地，所述处理装置还可以包括收集器，该收集器与所述第二换热器相连。
所述处理装置还可以包括汽液分离器，所述第二换热器通过所述汽液分离器与所述吸附塔相连。优选地，所述处理装置还可以包括收集器，该收集器与所述第二换热器和所述汽液分离器相连。
所述处理装置还可以包括空气混合器和鼓风机，所述第一换热器通过所述空气混合器与所述第二换热器相连，所述鼓风机与所述空气混合器相连。
所述处理装置还可以包括第二温度表，所述第二温度表位于所述空气混合器和所述第二换热器之间的气路上。
所述处理装置还可以包括抽风机，所述抽风机连接在所述吸附塔的出口处。
所述处理装置还可以包括压力表，所述压力表位于所述第一换热器的入口处。
根据本实用新型的含氯化氢尾气的处理装置能够有效地处理含高浓度HCl气体的尾气，使得经处理后的尾气达到排放标准，同时使净化风与高温尾气换热，该换热后的净化风可以被再次应用到焙烧反应器中进行加热，从而对高温尾气的热能进行了再利用，降低了生产能耗，并且还能够回收HCl气体将其转换成工业盐酸，节约了生产成本，为企业创造了经济效益。
附图说明
图1为根据本实用新型的含氯化氢尾气的处理装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式。
本实用新型所提供的含氯化氢尾气的处理装置主要针对高温尾气的处理，其中高温一般是指大约190℃以上的温度。
图1为根据本实用新型的优选实施方式的含氯化氢尾气的处理装置的示意图。
图1所示的含氯化氢尾气的处理装置包括第一换热器1、第二换热器3和吸附塔9，所述第一换热器1、第二换热器3和吸附塔9依次在气路上相连通。
本实用新型提供的尾气处理装置具有两级换热装置加上吸附装置的设置，首先介绍第一级换热装置。
所述第一换热器1用于将来自焙烧反应器的含高浓度HCl的高温尾气与热交换介质进行热交换，从而使尾气降温，其中所述高浓度可以为大约2～100g/NM3。所述第一换热器1可以为管壳式换热器，该管壳式换热器具有管束和管壳，其中来自焙烧反应器的含HCl的尾气可以进入第一换热器1的管束中，管壳内部可以通入热交换介质。
优选地，第一换热器1中的热交换介质可以为净化风(该净化风由压缩空气经过脱水脱油除尘处理后所得)，从而使得高温、高浓度HCl尾气与净化风进行热交换，热交换后的尾气温度可以降到150℃左右，然后继续流入第二换热器3中，同时与尾气进行热交换后的净化风吸收了尾气的热能而被预热，预热后的净化风可以再被通入焙烧反应器的电加热炉中，从而对尾气的热能进行了再利用。
优选地，所述第一换热器1的管壳可以采用耐氯离子腐蚀的316L不锈钢材质，第一换热器1管束可以为波纹管式或直管式，并且可以采用耐氯离子腐蚀的321、316L等牌号不锈钢材质。
优选地，所述含氯化氢尾气的处理装置还可以包括第一温度表(未图示)，所述第一温度表位于所述第一换热器1的出口处，用于检测并显示从第一换热器1流出的尾气的温度，从而可以通过控制第一换热器1中诸如净化风的热交换介质的给入量，进而控制从第一换热器1排出的尾气的温度，优选将从第一换热器1排出的尾气的温度控制在108.6℃以上，以防止HCl腐蚀设备。
优选情况下，所述含氯化氢尾气的处理装置还可以包括空气混合器2和鼓风机6，所述第一换热器1通过所述空气混合器2与所述第二换热器3相连，所述鼓风机6与所述空气混合器2相连。所述鼓风机6向空气混合器2中提供常温风，从而使得从第一换热器1出来的尾气在进入第二换热器3之前与常温风混合而将尾气进一步降温到80℃左右，并且同时降低了含氯化氢的尾气中氯化氢的浓度，以便于尾气中的氯化氢可以在后续的回收盐酸的程序中被充分回收，其中所述常温风的温度范围可以为大约0℃～50℃。另一方面，鼓风机6向空气混合器2中供风还促进了尾气沿处理装置向吸附塔5的方向流动。所述空气混合器2可以为文丘里混合器，该文丘里混合器可以采用内衬四氟的普通不锈钢材质。
所述含氯化氢尾气的处理装置还可以包括第二温度表(未图示)，所述第二温度表位于所述空气混合器2和所述第二换热器3之间的气路上，用于检测并显示从空气混合器2流出的尾气的温度，从而便于通过调节鼓风机6的出口阀门大小，控制进入空气混合器2中的常温风的加入量，进而将从空气混合器2排出的尾气温度控制在80℃以下。
下面介绍第二级换热装置。
所述第二换热器3用于将来自第一换热器1的尾气进一步降温，并使得尾气中的HCl随着水蒸气冷凝成水而溶解到水中形成盐酸溶液。所述第一换热器3可以为管壳式冷凝器，该管壳式冷凝器具有管束和管壳，其中来自第一换热器1的尾气进入第二换热器3的管壳内部，管束内部可以通入热交换介质。
优选地，第二换热器3中的热交换介质可以为冷水，从而使得尾气与冷水进行热交换，所述冷水的温度范围可以为大约5℃～30℃。热交换后的尾气温度可以降到40℃左右，其中，尾气中的部分水蒸气被冷凝形成液体水，使得尾气中的部分HCl溶入液体水中形成盐酸溶液，盐酸溶液沉积在管束底部并且可以通过与管束底部连接的液体输出管道流出而被回收，而热交换后的气体尾气继续流入吸附塔5。
优选地，所述第二换热器3可以采用PE材质的管壳及多组PE材质工业水管束，并且管束的底部可以为锥形，以便于回收盐酸溶液。
在第二换热器3中的热交换介质为冷水时，所述含氯化氢尾气的处理装置还可以包括循环水系统7，该循环水系统7与第二换热器3的管束连通，用于为第二换热器3提供可循环利用的冷水以与尾气进行热交换。
从第二换热器3排出的尾气中通常还含有以汽态形式存在的盐酸，为了进一步分离回收尾气中的HCl，优选情况下，所述含氯化氢尾气的处理装置还可以包括汽液分离器4，所述第二换热器3通过所述汽液分离器4与所述吸附塔5相连。该汽液分离器4用于对来自第二换热器3的尾气进行气液分离，将尾气中以汽态形式存在的盐酸分离成液态的盐酸溶液，分离出的盐酸溶液可以通过汽液分离器4的液体输出管道流出而被回收，同时分离后的气体尾气继续流入吸附塔5中。所述汽液分离器4可以采用除沫器。
为了回收盐酸，优选情况下，所述含氯化氢尾气的处理装置还可以包括收集器8，该收集器8可以与第二换热器3的液体输出管道相连，用于收集盐酸溶液。在具有上述汽液分离器4的情况下，所述收集器8还可以与汽液分离器4的液体输出管道相连，用于进一步收集从汽液分离器4分离的盐酸溶液。
最后介绍吸附装置。
所述吸附塔5用于通过其中的吸附剂对来自第二换热器3中的尾气进行吸附处理，进一步去除尾气中的HCl，吸附处理后的尾气可以被排放到空气中。其中，吸附塔中5的吸附剂可以采用市场上常用型号的湿式酸气吸附剂，吸附塔5内吸附剂床层厚度及吸附剂装填量需根据尾气中酸气总量及尾气排空压力进行计算。
优选地，所述含氯化氢尾气的处理装置还可以包括抽风机9，所述抽风机9连接在所述吸附塔5的出口处。该抽风机9用于在吸附塔5出口处进行抽风，以促进该处理装置中的尾气向吸附塔5的方向流动。
所述含氯化氢尾气的处理装置还可以包括压力表(未图示)，所述压力表位于所述第一换热器1的入口处，用于检测并显示进入第一换热器1的尾气的压力，从而便于通过调节抽风机9的入口阀门大小，来控制进入第一换热器1的尾气的压力值，使得尾气进入该处理装置前的压力值与焙烧反应器出口尾气压力值相符。
上述第一温度表、第二温度表和压力表可以分别采用温控仪表和压控仪表。上述调节第一换热器1中热交换介质的给入量、调节抽风机9的入口阀门大小以及调节鼓风机6的出口阀门大小的过程可以采用现场压力表及温度表配合开工初期各阀门的调整来实现。
下面结合图1详细描述根据本实用新型的优选实施方式的含氯化氢尾气的处理装置的具体工作流程。
来自焙烧反应器来的含高浓度HCl的高温(一般为190～470℃，有时可高达600～750℃)尾气进入第一换热器1，并与第一换热器1中的热交换介质(诸如净化风)进行换热，将尾气温度降到150℃左右(高于常压下HCl腐蚀露点108.64℃)，同时将净化风预热后通入焙烧反应器的电加热炉以对尾气的热能进行再利用；经过第一换热器1降温后的尾气在空气混合器2中与常温风(由鼓风机6提供风源)混合，混合后的尾气温度降到80℃左右并进入第二换热器3；在第二换热器3中，尾气与循环冷水进行热交换，其温度进一步降到40℃以下，其中，尾气中的部分水蒸气被冷凝形成液体水，使得尾气中的部分HCl溶入液体水中形成盐酸溶液，盐酸溶液沉积在管束底部并且可以通过与管束底部连接的液体输出管道流出而进入收集器8被回收，而热交换后的气体尾气继续流入汽液分离器4；汽液分离器4对来自第二换热器3的尾气进行汽液分离，将尾气中以汽态形式存在的盐酸分离成液态的盐酸溶液，分离出的盐酸溶液可以通过汽液分离器4的液体输出管道流出而进入收集器8被回收，同时分离后的气体尾气继续流入吸附塔5中，此时收集器8从第二换热器3和汽液分离器4中收集的总盐酸浓度可以达到16.3％，回收的HCl总量可达尾气中含有的HCl总量的60％～70％；从汽液分离器4进入吸附塔5中的尾气被吸附塔5中的吸附剂吸附后，再经过抽风机9排放到高空中，其中，排放的尾气中HCl浓度小于50mg/m3，满足GB16297-1996的排放要求。
根据本实用新型的含氯化氢尾气的处理装置能够有效地处理含高浓度HCl气体的尾气，使得经处理后的尾气达到排放标准，同时使净化风与高温尾气换热，该换热后的净化风可以被再次应用到焙烧反应器中进行加热，从而对高温尾气的热能进行了再利用，降低了生产能耗，并且还能够回收HCl气体将其转换成工业盐酸，节约了生产成本，为企业创造经济效益。
Claims (12)
1.一种含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，该处理装置包括第一换热器(1)、第二换热器(3)和吸附塔(5)，所述第一换热器(1)、第二换热器(3)和吸附塔(5)依次在气路上相连通。
2.根据权利要求1所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，所述第一换热器(1)为管壳式换热器，该管壳式换热器具有管束和管壳。
3.根据权利要求2所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，所述管束为波纹管式或直管式。
4.根据权利要求1所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，该处理装置还包括第一温度表，所述第一温度表位于所述第一换热器(1)的出口处。
5.根据权利要求1所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，所述第二换热器(3)为管壳式冷凝器，该管壳式冷凝器具有管束和管壳。
6.根据权利要求1所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，该处理装置还包括收集器(8)，该收集器(8)与所述第二换热器(3)相连。
7.根据权利要求1所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，该处理装置还包括汽液分离器(4)，所述第二换热器(3)通过所述汽液分离器(4)与所述吸附塔(5)相连。
8.根据权利要求7所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，该处理装置还包括收集器(8)，该收集器(8)与所述第二换热器(3)和所述汽液分离器(4)相连。
9.根据权利要求1所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，该处理装置还包括空气混合器(2)和鼓风机(6)，所述第一换热器(1)通过所述空气混合器(2)与所述第二换热器(3)相连，所述鼓风机(6)与所述空气混合器(2)相连。
10.根据权利要求9所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，该处理装置还包括第二温度表，所述第二温度表位于所述空气混合器(2)和所述第二换热器(3)之间的气路上。
11.根据权利要求1所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，该处理装置还包括抽风机(9)，所述抽风机(9)连接在所述吸附塔(5)的出口处。
12.根据权利要求11所述的含氯化氢尾气的处理装置，其特征在于，该处理装置还包括压力表，所述压力表位于所述第一换热器(1)的入口处。
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