CN220758646U - 一种氯碱生产氢气回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氯碱生产氢气回收装置，包括：依次连接设置的降膜吸收器、酸雾吸收装置、碱液吸收装置和排放单元，所述酸雾吸收装置的底部出口高于所述降膜吸收器的顶部设置；所述降膜吸收器、所述酸雾吸收装置和所述碱液吸收装置用于吸收氯化氢气体；所述排放单元用于排放和回收处理后残余的气体和液体。本实用新型的有益效果是结合现有氯碱装置盐酸生产的特点，新增一个酸雾吸收装置和一个碱液吸收装置，吸收氯化氢气体，降低气体中氯离子含量，提高氢气品质；利用装置布置在高处的特点，不新增动力设备。通过将酸雾吸收装置的底部出口高于降膜吸收器的顶部设置，使得排液可以通过重力进入下一环节，充分利用势能差。

Description

一种氯碱生产氢气回收装置

技术领域

本实用新型涉及氯碱生产技术领域，尤其涉及一种氯碱生产氢气回收装置。

背景技术

现有氯碱企业在生产过程中，通过电解氯化钠的盐水，获得氢氧化钠的同时，获得等量的氢气和氯气，氢气和氯气通过燃烧反应生产氯化氢，氯化氢被水吸收生产盐酸作为电解盐水内部使用和商品销售，其余的氯化氢作为电石法聚氯乙烯的原料生产。因为氯化氢生产过程中，氢气是过量的，因此在氯碱企业，大多会配套天然气制氢装置以此缓解氢气不足的问题。因此如何可以将生产过程中过量的排空损失的氢气全部回收，进而降低天然气制氢的天然气消耗，实现能源的节约是目前亟需解决的问题。

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碱生产氢气回收装置，可以将排空损失的氢气全部回收，进而降低天然气制氢的天然气消耗，达到节约能源的目的。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种氯碱生产氢气回收装置，包括：依次连接设置的降膜吸收器、酸雾吸收装置、碱液吸收装置和排放单元，所述酸雾吸收装置的底部出口高于所述降膜吸收器的顶部设置；

所述降膜吸收器、所述酸雾吸收装置和所述碱液吸收装置用于吸收氯化氢气体；

所述排放单元用于排放和回收处理后残余的气体和液体。

本实用新型的有益效果是：本方案结合现有氯碱装置盐酸生产的特点，新增一个酸雾吸收装置和一个碱液吸收装置，吸收氯化氢气体，降低气体中的氯离子含量，提高氢气的品质；利用装置本身布置在高处的特点，不新增动力设备。通过将酸雾吸收装置的底部出口高于降膜吸收器的顶部设置，使得排液可以通过重力进入下一环节，充分利用势能差，不额外增加动力能耗，具有节能性。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述降膜吸收器包括设置于下部侧方的第一进气口和设置于顶部的第一排气口，从所述第一进气口进入的待处理一级气体经所述降膜吸收器处理后由所述第一排气口排出。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过降膜吸收器的作用达到对氯化氢气体的初级吸收处理，经吸收后的液体直接进入盐酸储罐中储存，并可用于下次所需使用，节省了生产成本；采用逆流吸收的方式，扩大气液接触表面积，提高吸收效果，吸收处理效果更佳。

进一步，所述降膜吸收器与所述酸雾吸收装置之间还设置有风机，所述降膜吸收器通过所述第一排气口连接所述风机。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过风机的设置起到增压的作用。

进一步，所述酸雾吸收装置包括设置于下部侧方的第二进气口和设置于顶部的第二排气口，从所述第二进气口进入的待处理二级气体经所述酸雾吸收装置处理后由所述第二排气口排出；

所述酸雾吸收装置通过所述第二进气口连接所述风机。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过酸雾吸收装置的设置达到对氯化氢气体的二级吸收处理，进一步提高经处理后的气体的纯度，提高了处理后气体的安全性；采用逆流吸收的方式，扩大气液接触表面积，提高吸收效果，吸收处理效果更佳。

进一步，所述酸雾吸收装置还包括设置于底部的第二排液口和设置于上部侧方的第二进液口，通过所述第二进液口向所述酸雾吸收装置中通入吸收水；

所述降膜吸收器还包括设置于底部的第一排液口和设置于上部侧方的第一进液口；

所述第二排液口与所述第一进液口连接，用于将经所述酸雾吸收装置处理后的液体通入所述降膜吸收器中使用。

采用上述进一步方案的有益效果是：对吸收水进行二次利用，在酸雾吸收装置使用后，再次进入降膜吸收器进行使用，利用率上升。

进一步，所述酸雾吸收装置的底部的所述第二排液口与所述降膜吸收器的顶部的距离不小于0.2m。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过将酸雾吸收装置的底部出口高于降膜吸收器的顶部设置，使得排液可以通过重力进入降膜吸收器中，充分利用势能差，不额外增加动力能耗，具有节能性。

进一步，所述碱液吸收装置包括设置于顶部的第三进气口、设置于底部的第三排液口以及设置于下部侧方的第三排气口，从所述第三进气口进入的待处理三级气体经所述碱液吸收装置处理后由所述第三排气口排出；

所述碱液吸收装置通过所述第三进气口与所述酸雾吸收装置的所述第二排气口连接；所述碱液吸收装置通过所述第三排液口以及所述第三排气口连接所述排放单元。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过碱液吸收装置的设置达到对氯化氢气体的三级吸收处理，使得氯化氢气体被吸收完全，提高了经处理后的气体的纯度，有利于安全生产。

进一步，所述碱液吸收装置还包括设置于上部侧方的第三进液口，用于向所述碱液吸收装置中通入碱液。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用氯碱装置自身的产品氢氧化钠作为吸收保护剂，通过通入的NaOH溶液与残留的氯化氢气体发生不可逆的化学反应，使得氯化氢气体被吸收完全；采用32％的NaOH溶液，其中32％的NaOH溶液即为生产的成品，更容易获取，提升物料的利用率，节约生产成本；同时多余的32％的NaOH溶液进入下一工序，二次循环利用，可以降低因循环液自身循环造成碱浓度降低，带来的生产风险。

进一步，所述排放单元包括：气体排放单元和液体排放单元，所述气体排放单元与所述第三排气口连接，所述液体排放单元与所述第三排液口连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：对处理后的气体和液体分别单独进行处理后排放或进行二次利用，节约生产成本的同时杜绝污染环境。

进一步，所述气体排放单元包括：与所述第三排气口连接的含氧分析仪和与所述含氧分析仪连接并设置于所述含氧分析仪下游的三通阀门；

所述三通阀门的下游端分别连通第一管路和第二管路，所述第一管路设置有阻火器，所述第二管路连接氢气压缩机；

当所述含氧分析仪测定排放气体中含氧量≥0.5％时，所述排放气体经由所述三通阀门通过所述阻火器后排空；当所述含氧分析仪测定排放气体中含氧量＜0.5％时，所述排放气体经由所述三通阀门通入所述氢气压缩机。

采用上述进一步方案的有益效果是：对氯化氢吸收后的排空气体进行全部密闭回收，杜绝因吸收装置故障、氯化氢溢出导致的环境污染事件，考虑安全风险，并增加保护措施，将排放气密闭回收，杜绝环境污染事件。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的整体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、降膜吸收器，2、风机，3、酸雾吸收装置，4、碱液吸收装置，5、含氧分析仪，6、阻火器，7、排放单元，11、第一进气口，12、第一排气口，13、第一排液口，14、第一进液口，31、第二进气口，32、第二排气口，33、第二排液口，34、第二进液口，41、第三进气口，42、第三排气口，43、第三排液口，44、第三进液口。

具体实施方式

以下对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型的一种实施例中，如图1所示，一种氯碱生产氢气回收装置，包括：依次连接设置的降膜吸收器1、酸雾吸收装置3、碱液吸收装置4和排放单元7，酸雾吸收装置3的底部出口高于降膜吸收器1的顶部设置，通过逐级设置的降膜吸收器1、酸雾吸收装置3和碱液吸收装置4达到逐级吸收氯化氢气体的作用，使其达到安全排放的要求，再通过排放单元7的设置排放出处理后残余的气体和液体。

本方案结合现有氯碱装置盐酸生产的特点，新增一个酸雾吸收装置3和一个碱液吸收装置4，吸收氯化氢气体，降低气体中的氯离子含量，提高氢气的品质；利用装置本身布置在高处的特点，不新增动力设备。通过将酸雾吸收装置3的底部出口高于降膜吸收器1的顶部设置，使得排液可以通过重力进入下一环节，充分利用势能差，不额外增加动力能耗，具有节能性。

如图1所示，优选的方案中，降膜吸收器1包括设置于下部侧方的第一进气口11和设置于顶部的第一排气口12，从第一进气口11进入的待处理一级气体降膜吸收器1处理后由第一排气口12排出。

在本实施例中，来自界区外合成炉的气体即为待处理一级气体，其主要成分为氢气和氯化氢，从位于下部侧方的第一进气口11进入降膜吸收器1，基于氯化氢气体极易溶于水的特性，通入水来逆流吸收氯化氢气体，未吸收的气体从顶部的第一排气口12排出，吸收后的液体进入盐酸储罐；其中未吸收的气体的成分为氢气以及少量的氯化氢气体。

上述方案中，通过降膜吸收器1的作用达到对氯化氢气体的初级吸收处理，经吸收后的液体直接进入盐酸储罐中储存，并可用于下次所需使用，节省了生产成本；采用逆流吸收的方式，扩大气液接触表面积，提高吸收效果，吸收处理效果更佳。

如图1所示，优选的方案中，降膜吸收器1与酸雾吸收装置3之间还设置有风机2，降膜吸收器1通过第一排气口12连接风机2。在处理过程中，经降膜吸收器1处理后未吸收的气体从第一排气口12出来后进入风机2，通过风机2增压后气体进入酸雾吸收装置3中。

上述方案中，通过风机2的设置起到增压的作用。

如图1所示，优选的方案中，酸雾吸收装置3包括设置于下部侧方的第二进气口31和设置于顶部的第二排气口32，从第二进气口31进入的待处理二级气体经酸雾吸收装置3处理后由第二排气口32排出；在本实施例中，酸雾吸收装置3通过第二进气口31连接风机2，通过风机2增压后的待处理二级气体进入酸雾吸收装置3中，其中待处理二级气体的主要成分是氢气和少量的氯化氢气体，从位于下部侧方的第二进气口31进入酸雾吸收装置3后，同样基于氯化氢气体极易溶于水的特性，通入水来逆流吸收氯化氢气体，未吸收的气体从顶部的第二排气口32排出，其中未吸收的气体的成分为氢气以及极少量的氯化氢气体。

上述方案中，通过酸雾吸收装置3的设置达到对氯化氢气体的二级吸收处理，进一步提高经处理后的气体的纯度，提高了处理后气体的安全性；采用逆流吸收的方式，扩大气液接触表面积，提高吸收效果，吸收处理效果更佳。

如图1所示，优选的方案中，酸雾吸收装置3还包括设置于底部的第二排液口33和设置于上部侧方的第二进液口34，通过第二进液口34向酸雾吸收装置3中通入吸收水，在本实施例中，吸收水即为工业水。降膜吸收器1还包括设置于底部的第一排液口13和设置于上部侧方的第一进液口14，第一排液口13排出吸收后的液体至盐酸储罐。

在进行组装连接的过程中，第二排液口33与第一进液口14连接，使得从酸雾吸收装置3的顶部侧方进入的吸收水与待处理二级气体逆流吸收后，在酸雾吸收装置3底部封头内的液体从位于底部的第二排液口33通过第一进液口14流入降膜吸收器1的顶部侧方，用于在降膜吸收器1中进行二次使用。

可以想到的，在预先在降膜吸收器1中进行氯化氢气体的吸收时，可以先通入水，待酸雾吸收装置3开始运作处理后，二次使用酸雾吸收装置3中的处理后的液体。

上述方案中，对吸收水进行二次利用，在酸雾吸收装置3使用后，再次进入降膜吸收器1进行使用，利用率上升。

如图1所示，优选的方案中，在设置布置时，酸雾吸收装置3的底部第二排液口33与降膜吸收器1的顶部的距离不小于0.2m。

上述方案中，通过将酸雾吸收装置3的底部出口高于降膜吸收器1的顶部设置，使得排液可以通过重力进入降膜吸收器1中，充分利用势能差，不额外增加动力能耗，具有节能性。

如图1所示，优选的方案中，碱液吸收装置4包括设置于顶部的第三进气口41、设置于底部的第三排液口43以及设置于下部侧方的第三排气口42，其中第三排气口42要高于第三排液口43的液面设置。从第三进气口41进入的待处理三级气体经碱液吸收装置4处理后由第三排气口42排出；在本实施例中，碱液吸收装置4通过第三进气口41与酸雾吸收装置3的第二排气口32连接；碱液吸收装置4通过第三排液口43以及第三排气口42连接排放单元7，在本实施例中，碱液吸收装置4的排液同样依靠重力进入下一环节，不额外增加能耗，具有节能型。

具体的，待处理三级气体的主要成分是氢气以及极少量的氯化氢气体，基于酸碱中和反应的原理，使得氯化氢气体被吸收完全，未被吸收的氢气从下部侧方的第三排气口42排出。

上述方案中，通过碱液吸收装置4的设置达到对氯化氢气体的三级吸收处理，使得氯化氢气体被吸收完全，提高了经处理后的气体的纯度，有利于安全生产。

如图1所示，优选的方案中，碱液吸收装置4还包括设置于上部侧方的第三进液口44，用于向碱液吸收装置4中通入碱液。具体的，向碱液吸收装置4中通入的碱液可以为5％-50％浓度的NaOH溶液，在本优选的实施例中，经由第三进液口44向碱液吸收装置4中通入32％的NaOH溶液。

上述方案中，利用氯碱装置自身的产品氢氧化钠作为吸收保护剂，通过通入的NaOH溶液与残留的氯化氢气体发生不可逆的化学反应，使得氯化氢气体被吸收完全；采用32％的NaOH溶液，其中32％的NaOH溶液即为生产的成品，更容易获取，提升物料的利用率，节约生产成本；同时多余的32％的NaOH溶液进入下一工序，二次循环利用，可以降低因循环液自身循环造成碱浓度降低，带来的生产风险。

如图1所示，优选的方案中，排放单元7包括：气体排放单元和液体排放单元，其中气体排放单元与第三排气口42连接，液体排放单元与第三排液口43连接。

上述方案中，对处理后的气体和液体分别单独进行处理后排放或进行二次利用，节约生产成本的同时杜绝污染环境。

如图1所示，优选的方案中，气体排放单元包括：与第三排气口42连接的含氧分析仪5和与含氧分析仪5连接并设置于含氧分析仪5下游的三通阀门。

三通阀门的下游端分别连通第一管路和第二管路，其中，第一管路上设置有阻火器6，三通阀门通过第二管路连接氢气压缩机；当含氧分析仪5测定排放气体中含氧量≥0.5％时，三通阀门通过管路将排放气体输送至阻火器6后排空；当含氧分析仪5测定排放气体中含氧量＜0.5％时，三通阀门通过管路将排放气体输送至氢气压缩机，具体的，行数排放气体的成分是氢气。

上述方案中，对氯化氢吸收后的排空气体进行全部密闭回收，杜绝因吸收装置故障、氯化氢溢出导致的环境污染事件，考虑安全风险，并增加保护措施，将排放气密闭回收，杜绝环境污染事件。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型；而这些变化、修改、替换和变型，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种氯碱生产氢气回收装置，其特征在于，包括：依次连接设置的降膜吸收器(1)、酸雾吸收装置(3)、碱液吸收装置(4)和排放单元(7)，所述酸雾吸收装置(3)的底部出口高于所述降膜吸收器(1)的顶部设置；

所述降膜吸收器(1)、所述酸雾吸收装置(3)和所述碱液吸收装置(4)用于吸收氯化氢气体；

所述排放单元(7)用于排放和回收处理后残余的气体和液体。

2.根据权利要求1所述一种氯碱生产氢气回收装置，其特征在于，所述降膜吸收器(1)包括设置于下部侧方的第一进气口(11)和设置于顶部的第一排气口(12)，从所述第一进气口(11)进入的待处理一级气体经所述降膜吸收器(1)处理后由所述第一排气口(12)排出。

3.根据权利要求2所述一种氯碱生产氢气回收装置，其特征在于，所述降膜吸收器(1)与所述酸雾吸收装置(3)之间还设置有风机(2)，所述降膜吸收器(1)通过所述第一排气口(12)连接所述风机(2)。

4.根据权利要求3所述一种氯碱生产氢气回收装置，其特征在于，所述酸雾吸收装置(3)包括设置于下部侧方的第二进气口(31)和设置于顶部的第二排气口(32)，从所述第二进气口(31)进入的待处理二级气体经所述酸雾吸收装置(3)处理后由所述第二排气口(32)排出；

所述酸雾吸收装置(3)通过所述第二进气口(31)连接所述风机(2)。

5.根据权利要求4所述一种氯碱生产氢气回收装置，其特征在于，所述酸雾吸收装置(3)还包括设置于底部的第二排液口(33)和设置于上部侧方的第二进液口(34)，通过所述第二进液口(34)向所述酸雾吸收装置(3)中通入吸收水；

所述降膜吸收器(1)还包括设置于底部的第一排液口(13)和设置于上部侧方的第一进液口(14)；

所述第二排液口(33)与所述第一进液口(14)连接，用于将经所述酸雾吸收装置(3)处理后的液体通入所述降膜吸收器(1)中使用。

6.根据权利要求5所述一种氯碱生产氢气回收装置，其特征在于，所述酸雾吸收装置(3)的底部的所述第二排液口(33)与所述降膜吸收器(1)的顶部的距离不小于0.2m。

7.根据权利要求4-6任一所述一种氯碱生产氢气回收装置，其特征在于，所述碱液吸收装置(4)包括设置于顶部的第三进气口(41)、设置于底部的第三排液口(43)以及设置于下部侧方的第三排气口(42)，从所述第三进气口(41)进入的待处理三级气体经所述碱液吸收装置(4)处理后由所述第三排气口(42)排出；

所述碱液吸收装置(4)通过所述第三进气口(41)与所述酸雾吸收装置(3)的所述第二排气口(32)连接；所述碱液吸收装置(4)通过所述第三排液口(43)以及所述第三排气口(42)连接所述排放单元(7)。

8.根据权利要求7所述一种氯碱生产氢气回收装置，其特征在于，所述碱液吸收装置(4)还包括设置于上部侧方的第三进液口(44)，用于向所述碱液吸收装置(4)中通入碱液。

9.根据权利要求7所述一种氯碱生产氢气回收装置，其特征在于，所述排放单元(7)包括：气体排放单元和液体排放单元，所述气体排放单元与所述第三排气口(42)连接，所述液体排放单元与所述第三排液口(43)连接。

10.根据权利要求9所述一种氯碱生产氢气回收装置，其特征在于，所述气体排放单元包括：与所述第三排气口(42)连接的含氧分析仪(5)和与所述含氧分析仪(5)连接并设置于所述含氧分析仪(5)下游的三通阀门；

所述三通阀门的下游端分别连通第一管路和第二管路，所述第一管路设置有阻火器(6)，所述第二管路连接氢气压缩机；

当所述含氧分析仪(5)测定排放气体中含氧量≥0.5％时，所述排放气体经由所述三通阀门通过所述阻火器(6)后排空；当所述含氧分析仪(5)测定排放气体中含氧量＜0.5％时，所述排放气体经由所述三通阀门通入所述氢气压缩机。