CN107335318B - 一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***及其方法,包括依次连接的深冷器、增浓器、吸收塔及中和塔,所述深冷器与增浓器之间通过管道连接设置除雾器,所述除雾器的侧进口通过管道与深冷器的气相出口连接,除雾器的顶部尾气出口通过管道与增浓器的上部侧进口连接,除雾器底部排液口通过管道接出该***;所述深冷器通过管道连接设置凝液接收槽,凝液接收槽底部通过管道接出该***;本发明的有益效果是,该***采用增浓器设置循环回路,能够实现逐级增浓的效果,吸收塔采用外循环冷却回路,实现了循环吸收的作用,提高了尾气的吸收效果。
Description
技术领域
本发明属于工业废气综合利用技术领域,具体涉及一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***及其方法。
背景技术
氯化反应和氯甲基化等反应在有机合成反应中是常用的反应,有氯气或HCL为原料,生产过程中会产生含HCL的有各类有机废气,常用做法是采用洗涤、碱中和后排放处理,产生大量的含盐废水,给废水处理***带来处理难度,部分企业再通过复杂的多效精馏浓缩再结晶处理氯化钠,但由于成分复杂,又只能作为危险固废处理,设备费和操作费较高,该新型把废气中的HCL成分提取出来,进一步作为工艺原料循环使用的方式,有利于企业氯离子的平衡利用,减少污水量和含盐浓度,节约生产成本,环保效益和节能效益显著,具有投资省、能耗低等优点,将有极佳的市场应用前景。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题,本发明提供了经济环保的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***及其方法。
本发明的技术方案如下:
一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***,其特征在于,包括依次连接的深冷器、增浓器、吸收塔及中和塔,所述深冷器与增浓器之间通过管道连接设置除雾器,所述除雾器的侧进口通过管道与深冷器的气相出口连接,除雾器的顶部尾气出口通过管道与增浓器的上部侧进口连接,除雾器底部排液口通过管道接出该***;所述深冷器通过管道连接设置凝液接收槽,凝液接收槽底部通过管道接出该***;增浓器底部通过管道连接设置浓酸接受槽,增浓器下部侧向气体出口与吸收塔下部侧进口管道连接,浓酸接收槽底部出口通过管道连接设置第一循环泵,第一循环泵通过管道接至增浓器上部构成循环回路,第一循环泵循环管路上设有支管,且通过该支管连接设置换热器,所述换热器一侧通过管道连接设置脱吸塔,所述脱吸塔上方通过管道连接设置塔顶冷凝器,且经塔顶冷凝器与外界***连接,对气体氯化氢进行回收利用,所述脱吸塔底部通过管道与换热器连接,所述吸收塔底部通过管道连接设置受槽,所述换热器通过管道与受槽连接,所述受槽底部通过管道连接设置第二循环泵,所述第二循环泵通过管道接入浓酸接收槽去进一步吸收增浓;吸收塔上部通过管道连接设置中和塔,中和塔上部通过管道连接设置第一风机,并经第一风机接入外界尾气处理***;中和塔底部通过管道连接设置中和槽,中和槽底部通过管道连接第三循环泵,第三循环泵通过管道与外界污水处理***连接。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***,其特征在于,所述深冷器采用-35℃深冷***,搪玻璃碟片式冷凝器,所述深冷器气相出口管上设置丝网除雾器,并采用φ0.10mm~φ0.28mm PVDF塑料丝网。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***,其特征在于,所述的增浓器为降膜式吸收塔,气液顺流自上而下,且增浓器自带冷却***。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***,其特征在于,所述脱吸塔采用拉西环填料塔,钢衬四氟塔体结构,所述脱吸塔底部设置自循环再沸器进行蒸汽加热。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***,其特征在于,所述吸收塔采用填料塔,并采用玻璃钢塔体,陶瓷拉西环;所述第二循环泵上方通过支管连接设置第二冷却器,第二冷却器通过管道接至吸收塔,使吸收塔、受槽、第二循环泵上及第二冷却器构成外循环冷却回路;所述第二冷却器采用7℃低温水为冷却介质。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***,其特征在于,所述中和塔采用填料塔,并采用玻璃钢塔体,陶瓷拉西环;第三循环泵通过支管连接设置第一冷却器,并经第一冷却器接入中和塔上部构成外循环冷却回路;所述第一冷却器的冷却介质为循环水。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)尾气的冷却及净化处理;将含HCL和不同有机溶剂挥发气的尾气通入深冷器中进行冷却冷凝处理;冷却后的气体再经除雾器进行净化处理;
2)尾气的回收;经步骤1)深冷后的尾气先后进入增浓器;增浓器(4)吸收得到浓酸进入浓酸接收槽;浓酸进入浓酸接收槽后由第一循环泵送入增浓器不断增浓;在由第一循环泵送入脱吸塔;在经自循环再沸器蒸汽加热,在脱吸塔顶部产出HCL气体,经塔顶冷凝器冷凝进行回收利用;
3)尾气的再回收;步骤2)中尾气进入增浓器后一部分没有被吸收的气体进入吸收塔;吸收塔通过第二循环泵及第二冷却器进行循环吸收后,在由第二循环泵送入浓酸接收槽,再按步骤2)循环吸收逐级增浓得到浓酸后,进行回收利用;
4)尾气的中和;经步骤3)处理后的尾气从吸收塔进入中和塔中和;中和未被吸收的微量HCL气体后,经第三循环泵及第一冷却器送入中和塔循环吸收,吸收后的废液排入污水处理***。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用方法,其特征在于,所述尾气包括HCL和有机溶剂挥发气,有机溶剂成分包括易冷凝的醇类、酮类、醚类、醛类。
所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用方法,其特征在于,所述步骤4)中,中和塔中和采用10%氢氧化钠水溶液。
本发明的有益效果是,该***采用增浓器设置循环回路,能够实现逐级增浓的效果,吸收塔采用外循环冷却回路,实现了循环吸收的作用,提高了尾气的吸收效果;中和塔采用外循环冷却回路,保证了尾气的环保性;采用该***实现废气中的氯离子的98%以上得到循环使用,氯离子平衡使用,较传统的水洗、中和处理,可减少废水中98%以上的氯化盐产生,减少因尾气中有机溶剂贡献的COD cr减少98%以上,该新型副产品为HCL气体和回收有机溶剂挥发气冷凝液。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图中:1-深冷器,2-除雾器,3-凝液接收槽,4-增浓器,5-吸收塔,6-浓酸接收槽,8-受槽,9-第二循环泵,10-中和塔,11-尾气风机,12-中和槽,13-第三循环泵,14-第一循环泵,15-换热器,16-自循环再沸器,17-塔顶冷却器,18-第一冷却器,19第二冷却器。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明作进一步描述。
如图1所示,一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***及其方法,用于含HCL、有机溶剂成分的工业废气处理、低浓度HCL气体提纯使用,包括深冷器1、除雾器2、凝液接收槽3、增浓器4、吸收塔5、浓酸接收槽6、受槽8、第二循环泵9、中和塔10、尾气风机11、中和槽12、第三循环泵13、第一循环泵14、换热器15、自循环再沸器16、塔顶冷却器17、第一冷却器18及19第二冷却器。待处理含HCL、有机溶剂成分的工业废气进深冷器1采用-35℃介质间接深冷去尾气中有机溶剂,深冷器1气相出口管接除雾器2下部侧进口,冷凝的液相底部出口管接至凝液接收槽3上部去利用,除雾器2上部尾气出口管接增浓器4上部侧进口,下部设置排液口;增浓器4设置间接冷却***,下部侧向气体出口接吸收塔5,底部液相浓酸出口管接浓酸接收槽6上部接口管,浓酸接收槽6底部出口管经第一循环泵14循环接至增浓器4上部回用,第一循环泵14另一支管为浓酸管经换热器15热交换加热接脱吸塔7上部侧进口;脱吸塔7设置接自循环再沸器16,其上部HCL气相出口管经冷却器17去该***外使用;脱吸塔底稀酸出料管进换热器15与浓酸热交换后至受槽8上部进口;受槽底部出口管经第二循环泵9、第二冷却器19接吸收塔上部引成循环回路,循环管设置一支管接浓酸接收槽6去进一步吸收增浓;吸收塔上部尾气出口管接中和塔10下侧进口,中和塔上部气相出口管经风机一11去该***外进行尾气处理;中和塔底侧中和液出口管接中和槽12上部进口,中和槽底部出口管经第三循环泵13、第一冷却器18接入中和塔上部侧循环使用。
工艺步骤如下:
1)尾气的冷却及净化处理;将含HCL和不同有机溶剂挥发气的尾气通入深冷器1中进行冷却冷凝处理;冷却后的气体再经除雾器2进行净化处理;
2)尾气的回收;经步骤1)深冷后的尾气先后进入增浓器4;增浓器4吸收得到浓酸进入浓酸接收槽6;浓酸进入浓酸接收槽6后由第一循环泵14送入增浓器4不断增浓;在由第一循环泵14送入脱吸塔7;在经自循环再沸器16蒸汽加热,在脱吸塔7顶部产出HCL气体,经塔顶冷凝器17冷凝进行回收利用;
3)尾气的再回收;步骤2)中尾气进入增浓器4后一部分没有被吸收的气体进入吸收塔5;吸收塔5通过第二循环泵9及第二冷却器19进行循环吸收后,在由第二循环泵9送入浓酸接收槽6,再按步骤2)循环吸收逐级增浓得到浓酸后,进行回收利用;
4)尾气的中和;经步骤3)处理后的尾气从吸收塔5进入中和塔10中和;中和未被吸收的微量HCL气体后,经第三循环泵13及第一冷却器18送入中和塔10循环吸收,吸收后的废液排入污水处理***。
实施例:
企业产生的氯化尾气和氯甲醚尾气,主要成分为甲醇20-35万mg/ m3、氯甲醚20-45万mg/ m3;含HCL气体8-10万mg/ m3,常温,压力表压500Pa,流量为风量2300N m3/h,年工作日7200小时。
实施例主要尾气成分如下:
名称 | 风量 | 含有机溶剂挥发气组成 | 含HCL气体 | 其他成分 |
尾气2 | 2300N m3/h | 甲醇20-35万mg/ m3、氯甲醚20-45万mg/ m3; | 8-10万mg/ m3 | 空气(以氮气为主) |
采用上述工艺,深冷器采用-35℃乙二醇冷却介质深冷,冷凝液主要为甲醇、氯甲醚等回用,增浓器盐酸浓度控制在30%,脱吸稀盐酸浓度控制为15%,尾气中和塔10的循环中和氢氧化钠水溶液为10%浓度。
处理效果如下:该实例可年回收氯化氢1490吨;甲醇、氯甲醚冷凝液5700吨;检测处理后的尾气中甲醇浓度为小于等于140mg/ m3、氯甲醚浓度为小于等于20mg/ m3;HCL气体浓度小于100mg/m3,废气排放满足环保要求,较传统中和处理,废水中每年减少氯化钠排放量2380吨,减少有机物5700吨,大大减轻了污水处理的压力,回收HCL和凝液可作为原料使用,经济效益显著。
本发明较传统的水吸收加碱中和处理含氯化氢和甲醇尾气工艺,可大幅减少废水中的氯化钠成分和有机物含量,回收成分可作为生产原料,具有良好的环境效益和经济效益。
Claims (7)
1.一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***,其特征在于,包括依次连接的深冷器(1)、增浓器(4)、吸收塔(5)及中和塔(10),所述深冷器(1)与增浓器(4)之间通过管道连接设置除雾器(2),所述除雾器(2)的侧进口通过管道与深冷器(1)的气相出口连接,除雾器(2)的顶部尾气出口通过管道与增浓器(4)的上部侧进口连接,除雾器(2)底部排液口通过管道接出该***;所述深冷器(1)通过管道连接设置凝液接收槽(3),凝液接收槽(3)底部通过管道接出该***;增浓器(4)底部通过管道连接设置浓酸接受槽(6),增浓器(4)下部侧向气体出口与吸收塔(5)下部侧进口管道连接,浓酸接收槽(6)底部出口通过管道连接设置第一循环泵(14),第一循环泵(14)通过管道接至增浓器(4)上部构成循环回路,第一循环泵(14)循环管路上设有支管,且通过该支管连接设置换热器(15),所述换热器(15)一侧通过管道连接设置脱吸塔(7),所述脱吸塔(7)上方通过管道连接设置塔顶冷凝器(17),且经塔顶冷凝器(17)与外界***连接,对气体氯化氢进行回收利用,所述脱吸塔(7)底部通过管道与换热器(15)连接,所述吸收塔(5)底部通过管道连接设置受槽(8),所述换热器(15)通过管道与受槽(8)连接,所述受槽(8)底部通过管道连接设置第二循环泵(9),所述第二循环泵(9)通过管道接入浓酸接收槽(6)去进一步吸收增浓;吸收塔(7)上部通过管道连接设置中和塔(10),中和塔(10)上部通过管道连接设置第一风机(11),并经第一风机(11)接入外界尾气处理***;中和塔(10)底部通过管道连接设置中和槽(12),中和槽(12)底部通过管道连接第三循环泵(13),第三循环泵(13)通过管道与外界污水处理***连接;所述的增浓器(4)为降膜式吸收塔,气液顺流自上而下,且增浓器(4)自带冷却***;所述脱吸塔(7)采用拉西环填料塔,钢衬四氟塔体结构,所述脱吸塔(7)底部设置自循环再沸器(16)进行蒸汽加热。
2. 根据权利要求1所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***,其特征在于,所述深冷器(1)采用-35℃深冷***,搪玻璃碟片式冷凝器,所述深冷器(1)气相出口管上设置丝网除雾器,并采用φ0.10mm~φ0.28mm PVDF塑料丝网。
3.根据权利要求1所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***,其特征在于,所述吸收塔(5)采用填料塔,并采用玻璃钢塔体,陶瓷拉西环;所述第二循环泵(9)上方通过支管连接设置第二冷却器(19),第二冷却器(19)通过管道接至吸收塔(5),使吸收塔(5)、受槽(8)、第二循环泵(9)上及第二冷却器(19)构成外循环冷却回路;所述第二冷却器(19)采用7℃低温水为冷却介质。
4.根据权利要求1所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***,其特征在于,所述中和塔(10)采用填料塔,并采用玻璃钢塔体,陶瓷拉西环;第三循环泵(13)通过支管连接设置第一冷却器(18),并经第一冷却器(18)接入中和塔上部构成外循环冷却回路;所述第一冷却器(18)的冷却介质为循环水。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***的使用方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)尾气的冷却及净化处理;将含HCL和不同有机溶剂挥发气的尾气通入深冷器(1)中进行冷却冷凝处理;冷却后的气体再经除雾器(2)进行净化处理;
2)尾气的回收;经步骤1)深冷后的尾气先后进入增浓器(4);增浓器(4)吸收得到浓酸进入浓酸接收槽(6);浓酸进入浓酸接收槽(6)后由第一循环泵(14)送入增浓器(4)不断增浓;在由第一循环泵(14)送入脱吸塔(7);在经自循环再沸器(16)蒸汽加热,在脱吸塔(7)顶部产出HCL气体,经塔顶冷凝器(17)冷凝进行回收利用;
3)尾气的再回收;步骤2)中尾气进入增浓器(4)后一部分没有被吸收的气体进入吸收塔(5);吸收塔(5)通过第二循环泵(9)及第二冷却器(19)进行循环吸收后,在由第二循环泵(9)送入浓酸接收槽(6),再按步骤2)循环吸收逐级增浓得到浓酸后,进行回收利用;
4)尾气的中和;经步骤3)处理后的尾气从吸收塔(5)进入中和塔(10)中和;中和未被吸收的微量HCL气体后,经第三循环泵(13)及第一冷却器(18)送入中和塔(10)循环吸收,吸收后的废液排入污水处理***。
6.根据权利要求5所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***的使用方法,其特征在于,所述尾气包括HCL和有机溶剂挥发气,有机溶剂成分包括易冷凝的醇类、酮类、醚类、醛类。
7.根据权利要求5所述的一种工业有机废气中的氯化氢循环再利用***的使用方法,其特征在于,所述步骤4)中,中和塔(10)中和采用10%氢氧化钠水溶液。
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