CN212198500U - 一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，属于氯化氢溶液制备设备领域，包括氯化氢发生罐、干燥罐、氯化氢吸收罐、尾气吸收罐、硫酸高位罐和连接管。氯化氢发生罐的顶部进料口和出气口分别与硫酸高位罐的底部出料口和干燥罐的底部进气口、干燥罐的顶部出气口与氯化氢吸收罐的底部进气口、氯化氢吸收罐的顶部出气口与尾气吸收罐的底部进气口、尾气吸收罐的底部出液口与氯化氢发生罐的顶部进液口通过连接管串联。干燥罐内脱水后浓硫酸和尾气吸收罐内的废液分别循环用于氯化氢制备的原料，从而降低生产成本、减少环境污染。

Description

一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统

技术领域

本实用新型涉及氯化氢溶液制备设备领域，尤其涉及一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统。

背景技术

氯化氢是盐酸的主要成分，目前主要有烧碱行业合成氯化氢制备盐酸、氯气取代有机物上氢原子伴生一分子的氯化氢制备盐酸、硫酸钾行业氯化钾与浓硫酸反应副产氯化氢制备的盐酸、四氯化硅与氢气反应副产氯化氢四条路线。这些路线所生产的氯化氢水溶液由于含有大量(约70％)的水和其他杂质，无法满足染料、香料、药物、各种氯化物及腐蚀抑制剂的化工合成对纯度的要求，不得不使用氯化氢气体作为原料。而氯化氢气体在储存、运输和使用在安全和环保方面存在诸多缺点，给使用者带来隐患和风险。

现有的无水氯化氢溶液生产系统存在两个问题：

一是分子筛干燥技术，分子筛主要成分为硅铝酸盐晶体烧结的骨架结构，在吸收氯化氢中的水分的同时，氯化氢会溶解在水中，形成酸性的盐酸，造成骨架腐蚀缩短其使用寿命，同时，在使用过程中还需要经常进行再生，否则无水氯化氢溶液中的水分含量不稳定、无法达到要求；

二是尾气处理，虽然氯化氢气体采用多级吸收，但生产过程尾气中仍然可能含有少量的氯化氢气体需要使用碱液吸收处理后才能排放至大气，而传统这些路线吸收液只能作为废水进行处理后排放，较为浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种氯化氢溶液制备系统，解决传统路线产品水分不稳定、干燥剂寿命短和存在废水排放等问题，实现高纯无水氯化氢绿色资源化生产。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，包括氯化氢发生罐、干燥罐、氯化氢吸收罐、尾气吸收罐、硫酸高位罐、滴加阀、开关阀和连接管；

所述氯化氢发生罐的顶部出气口与干燥罐的底部进气口、干燥罐的顶部出气口与氯化氢吸收罐的底部进气口、氯化氢吸收罐的顶部出气口与尾气吸收罐的底部进气口、尾气吸收罐的底部出液口与氯化氢发生罐的顶部进液口通过连接管串联；

其中尾气吸收罐与氯化氢发生罐连通的连接管上设置有尾气吸收泵和开关阀；

所述硫酸高位罐的底部出料口通过连接管与氯化氢发生罐的顶部进料口连通，且连接管上设置有滴加阀；

所述氯化氢吸收罐的底部连通设置有旁通管，且旁通管上设置有开关阀；

所述尾气吸收罐内设置有液碱溶液；

所述干燥罐内设置有干燥剂。

优选的，所述干燥剂为浓硫酸。

优选的，所述干燥罐的底部出液口通过连接管与硫酸高位罐的顶部进液口连接，且连接管上设置有硫酸泵和开关阀。

优选的，所述氯化氢吸收罐包括一级吸收罐和二级吸收罐，所述一级吸收罐顶部的出气口通过连接管与二级吸收罐底部的进气口连接；所述二级吸收罐的底部出液口通过连接管与一级吸收罐的顶部进液口连接，且连接管上设置有输送泵和开关阀，所述二级吸收罐的顶部出气口与尾气吸收罐的底部进气口通过连接管连通；所述一级吸收罐与二级吸收罐内均设置有用于降温的盘管。

优选的，所述干燥罐、一级吸收罐和二级吸收罐内均设置有气体分布板。

优选的，所述气体分布板为pp烧结网板。

优选的，所述氯化氢发生罐内设置有搅拌器。

优选的，所述尾气吸收罐内设置有搅拌器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

一、采用浓硫酸进行干燥，解决传统干燥剂分子筛被腐蚀和更换后固废处理问题；

二、采用浓硫酸进行干燥能够高效率的脱出氯化氢发生罐产出的氯化氢气体中水分，确保氯化氢溶液质量稳定；

三、浓硫酸干燥剂和尾气吸收液作为硫酸和氯化钠原料进行循环再利用，降低生产成本、减少环境污染。

附图说明

图1为本实施例的结构简图。

图中：1、氯化氢发生罐；2、硫酸高位罐；3、干燥罐；4、一级吸收罐；5、二级吸收罐；6、尾气吸收罐；7、硫酸泵；8、输送泵；9、尾气吸收泵；10、滴加阀；11、开关阀；12、连接管；13、气体分布板；14、盘管。

具体实施方式

下面将对本实用新型作进一步说明。

实施例：

如图1所示，一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，包括氯化氢发生罐1、干燥罐3、氯化氢吸收罐、尾气吸收罐6、硫酸高位罐2、滴加阀10、开关阀11和连接管12；其中氯化氢吸收罐分为一级吸收罐4和二级吸收罐5。

硫酸高位罐2的顶部设置有两进料口，其中一进料口用于向硫酸高位罐2内通入浓硫酸，硫酸高位罐2的底部设置有出料口。

氯化氢发生罐1的顶部设有三进料口和一出气口，其中一进料口与硫酸高位罐2的底部出料口通过连接管12连通，连接管12上设置滴加阀10，为满足硫酸高位罐2内的硫酸能够以自流滴加的方式进入氯化氢发生罐1内，硫酸高位罐2底部出料口高于氯化氢发生罐1顶部进料口。氯化氢发生罐1顶部另一进料口用于向氯化氢发生罐1内加入氯化钠。氯化氢发生罐1内部设置有搅拌器，用于使得氯化氢发生罐1内的化学反应较为充分，搅拌器分为搅拌桨和电机，搅拌桨位于氯化氢发生罐1内部，电机设置在氯化氢发生罐1的顶部。氯化氢发生罐1的底部设有出料口，用于将反应后的废料排出。

干燥罐3的顶部设置有出气口和进料口，底部设置有进气口。氯化氢发生罐1的顶部出气口与干燥罐3的底部进气口连通，氯化氢气体携带水分在干燥罐3内经干燥剂进行脱水干燥，为了确保干燥效果，干燥剂选用为浓硫酸，被干燥后的氯化氢气体通过干燥罐3上的出气口离开干燥罐3。在长时间的干燥后，浓硫酸的浓度降低，干燥效果变差，因此需要从干燥罐3内将硫酸抽出，重新输入新的浓硫酸，干燥罐3顶部的进料口用于输入浓硫酸。为避免浪费，将干燥罐3的底部出液口通过连接管12与硫酸高位罐2的顶部另一进料口连接，且连接管12上设置有硫酸泵7，将硫酸输送进氯化氢发生罐1作为生产氯化氢气体的硫酸原料使用。在本实施例中干燥罐3底部的进气口与出液口为同一个，干燥罐3和氯化氢发生罐1连接的连接管12与干燥罐3和硫酸高位罐2连接的连接管12相并联，为避免气体进入硫酸高位罐2内，在设置硫酸泵的连接管上设置开关阀11，当吸收氯化氢气体中水分时关闭此开关阀11。

一级吸收罐4与二级吸收罐5的结构相同，均包括设置在顶部的出气口和进液口，设置在底部的进气口和出液口。一级吸收罐4顶部的出气口通过连接管12与二级吸收罐5底部的进气口连接。二级吸收罐5的底部出液口通过连接管12与一级吸收罐4的顶部进液口连接，且连接管12上设置有输送泵8和开关阀11。在本实施例中进气口与出液口为同一个，一级吸收罐4的出液口与旁通管连接，用于输出制备出的氯化氢溶液，旁通管上还设置有开关阀11，以解决气体进入输送液体的连接管内的问题。当溶媒吸收氯化氢气体时，关闭此处开关阀11。二级吸收罐5的顶部进液口用于通入溶媒，促使氯化氢气体变为液体，在本实施例中溶媒选用甲醇，在其他实施例中溶媒还可选用乙醇、丙醇、醋酸等。一级吸收罐4与二级吸收罐5内均设置有用于降温的盘管14，在使用过程中向盘管14内通入冷媒，用于转移吸收过程中放出的热量，在本实施例中冷媒选用乙二醇，在其他实施例中还可设置为氯化钙、冷水等。一级吸收罐4与二级吸收罐5的设置能够使得生成的氯化氢气体能够多次进行转化，降低原料浪费，在其他实施例中还可设置三级吸收罐等。

尾气吸收罐6的顶部设置有进液口和出气口，底部设置有出液口与进气口。尾气吸收罐6内设置有液碱溶液，用于与进入尾气吸收罐6内的微量氯化氢气体反应，有效减少氯化氢气体从顶部出气口进入大气中。为了使得氯化氢与液碱的反应较为充分，尾气吸收罐6内设置搅拌器，搅拌器分为搅拌桨和电机，搅拌桨位于尾气吸收罐6内部，电机设置在尾气吸收罐6的顶部。反应完成后尾气吸收罐6内的液体为氯化钠溶液，尾气吸收罐6的出液口与氯化氢发生罐1的另一进料口通过连接管12连接，且连接管12上设置有尾气吸收泵9，通过尾气吸收泵9将反应后的溶液通入氯化氢发生罐1内做为氯化钠原料使用，达到回收利用，减少环境污染的目的。在本实施例中出液口与进气口为同一个，为避免气体进入输送液体的连接管12中，设置尾气吸收泵9的连接管12上设置开关阀11，当尾气吸收罐6内进行尾气吸收时，此开关阀关闭。

本实施例中氯化氢发生罐1、干燥罐3、一级吸收罐4、二级吸收罐5、尾气吸收罐6、硫酸高位罐2、滴加阀10、开关阀11和连接管12为搪瓷或内防腐材质，使得该高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统不易腐蚀，使用寿命较长。

工作过程：

S1、依次开启尾气吸收罐6底部连接管12上的开关阀11和尾气吸收泵9，将尾气吸收罐6内吸收液输送至氯化氢发生罐1内，开启氯化氢发生罐1和尾气吸收罐6内的搅拌器，随后向氯化氢发生罐1内投入氯化钠；首次启动设备或尾气吸收罐6内未达到饱和状态时则向尾气吸收罐6内加入水；

S2、开启干燥罐3底部连接管12上的开关阀11和硫酸泵7，将干燥罐3内脱水后干燥剂浓硫酸输送至硫酸高位罐2内(首次启动设备需向硫酸高位罐2内输入浓硫酸)，然后自干燥罐3内顶部加料口加入浓硫酸；

S3、开启二级吸收罐5底部连接管12上的开关阀11和输送泵8，将二级吸收罐5内吸收液输送至一级吸收罐4内，再向二级吸收罐5内输入溶媒；首次启动设备需向一级吸收罐4和二级吸收罐5内输入溶媒；

S4、向一级吸收罐4和二级吸收罐5内盘管14通入冷媒进行降温；

S5、开启硫酸高位罐2与氯化氢发生罐1连接管12上的滴加阀10，向氯化氢发生罐1缓慢滴加硫酸，直至一级吸收罐4内氯化氢浓度达到要求时停止滴加；

S6、开启一级吸收罐4底部旁通管上的开关阀11，将无水氯化氢溶液产品装桶；

S7、定期检测尾气吸收罐6内吸收液pH值，当达到中性时则需执行上述S1步骤。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本实用新型的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，其特征在于，包括氯化氢发生罐(1)、干燥罐(3)、氯化氢吸收罐、尾气吸收罐(6)、硫酸高位罐(2)、滴加阀(10)、开关阀(11)和连接管(12)；

所述氯化氢发生罐(1)的顶部出气口与干燥罐(3)的底部进气口、干燥罐(3)的顶部出气口与氯化氢吸收罐的底部进气口、氯化氢吸收罐的顶部出气口与尾气吸收罐(6)的底部进气口、尾气吸收罐(6)的底部出液口与氯化氢发生罐(1)的顶部进液口通过连接管(12)串联；

其中尾气吸收罐(6)与氯化氢发生罐(1)连通的连接管(12)上设置有尾气吸收泵(9)和开关阀(11)；

所述硫酸高位罐(2)的底部出料口通过连接管(12)与氯化氢发生罐(1)的顶部进料口连通，且连接管(12)上设置有滴加阀(10)；

所述氯化氢吸收罐的底部连通设置有旁通管，且旁通管上设置有开关阀(11)；

所述尾气吸收罐(6)内设置有液碱溶液；

所述干燥罐(3)内设置有干燥剂。

2.根据权利要求1所述的一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，其特征在于，所述干燥剂为浓硫酸。

3.根据权利要求1所述的一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，其特征在于，所述干燥罐(3)的底部出液口通过连接管(12)与硫酸高位罐(2)的顶部进液口连接，且连接管(12)上设置有硫酸泵(7)和开关阀(11)。

4.根据权利要求1或3所述的一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，其特征在于，所述氯化氢吸收罐包括一级吸收罐(4)和二级吸收罐(5)，所述一级吸收罐(4)顶部的出气口通过连接管(12)与二级吸收罐(5)底部的进气口连接；所述二级吸收罐(5)的底部出液口通过连接管(12)与一级吸收罐(4)的顶部进液口连接，且连接管(12)上设置有输送泵(8)和开关阀(11)，所述二级吸收罐(5)的顶部出气口与尾气吸收罐(6)的底部进气口通过连接管(12)连通；所述一级吸收罐(4)与二级吸收罐(5)内均设置有用于降温的盘管(14)。

5.根据权利要求4所述的一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，其特征在于，所述干燥罐(3)、一级吸收罐(4)和二级吸收罐(5)内均设置有气体分布板(13)。

6.根据权利要求5所述的一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，其特征在于，所述气体分布板(13)为pp烧结网板。

7.根据权利要求1所述的一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，其特征在于，所述氯化氢发生罐(1)内设置有搅拌器。

8.根据权利要求1所述的一种高纯无水氯化氢溶液资源化制备系统，其特征在于，所述尾气吸收罐(6)内设置有搅拌器。

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