CN110732232A - 一种含氯废气处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于高温熔盐冶金技术领域,具体涉及一种含氯废气处理***,用于处理氯化反应器产生的第一废气,第一废气是含氯气的废气;该***包括液氯气化装置、碱液吸收装置、氯化反应器、冷凝器、氯气储罐、负压排气装置、液氮储罐;冷凝器将第一废气中的氯气冷凝为液氯并输出;液氯气化装置将液氯变为氯气送至氯气储罐;氯气储罐将氯气变为液氯储存并产生氯气送至氯化反应器参与反应;碱液吸收装置将冷凝器排出的第二废气处理成第三废气送至负压排气装置排放,第二废气是冷凝处理后的第一废气;液氮储罐为冷凝器提供液氮,液氮产生的氮气依次用于冷凝器降温、液氯气化装置升温、氯气储罐降温、参与氯化反应器内的反应。
Description
技术领域
本发明属于高温熔盐冶金技术领域,具体涉及一种含氯废气处理***。
背景技术
在金属冶金中的氯化冶金过程中,常往反应物中加入氯化试剂,使待提取金属的氧化物转化为氯化物。氯化剂的活性很强,可使氧化物转变为氯化物。高温熔盐因其导电性好、蒸汽压低、粘度低、及热容量大等优点,常用作冶金工业中的化学反应介质。氧化物经氯化后,在熔盐介质中能比较容易达到金属分离、提纯、富集和精炼等目的,因此,氯化冶金在冶金领域中得到了较广泛的应用。
在金属冶金及乏燃料干法后处理中常使用氯气作为氯化剂,氯化过程中产生的废气中含有未反应完全的氯气、二氧化碳和粉尘。目前,含氯废气主要通过碱液吸收处理,这需要消耗大量的碱液,而碱液吸收处理氯化处理乏燃料后的废气,将产生大量的放射性废液。含氯废气的处理对乏燃料干法后处理的发展带来了一定困难。
发明内容
本发明是为解决背景和技术中所述的问题,提出一种废气处理***,可对含氯气的废气进行处理,将废气中的氯气液化循环利用,并充分利用氮气冷却剂的冷量。实现氯化冶金过程中废气的有效处理,并减少碱性废液的产生量。
为达到以上目的,本发明采用的技术方案是一种含氯废气处理***,用于对进行高温熔盐冶金氯化反应的氯化反应器所产生的第一废气进行处理,所述第一废气是指含氯气的废气,其中,
包括连接有液氯气化装置和碱液吸收装置、并与所述氯化反应器相连的冷凝器,所述液氯气化装置还连接氯气储罐,所述氯气储罐还连接所述氯化反应器,所述碱液吸收装置还连接负压排气装置;
所述冷凝器用于对所述氯化反应器产生的所述第一废气进行冷凝处理,使所述第一废气中的所述氯气被冷凝液化为液氯;
所述液氯气化装置用于将所述冷凝器得到的所述液氯气化为氯气后输送至所述氯气储罐;
所述氯气储罐用于将所述液氯气化装置输送来的所述氯气再次液化为液氯并储存,所述氯气储罐内的所述液氯所产生的氯气被输送至所述氯化反应器再次参与所述高温熔盐冶金氯化反应;
所述碱液吸收装置用于对所述冷凝器排出的第二废气进行吸收处理,生成第三废气,所述第二废气是指冷凝处理后的所述第一废气;
所述负压排气装置用于对所述碱液吸收装置排出的所述第三废气进行排放;
还包括为所述冷凝器的冷凝处理提供液氮的液氮储罐,所述液氮产生的氮气依次用于所述冷凝器的降温、所述液氯气化装置的升温、所述氯气储罐的降温、所述氯化反应器的所述高温熔盐冶金氯化反应。
进一步,
所述冷凝器的内部设有若干块间隔设置的用于所述冷凝处理的换热板和位于所述冷凝器的底部的液氯储罐,当所述第一废气通过所述换热板时,所述氯气被低温的所述换热板冷凝液化为所述液氯并落入所述液氯储罐中;
各个所述换热板内设有相互连通的内部管路,在所述换热板的内部管路的入口设有第十二管道,在所述换热板的内部管路的出口设有第十三管道;
所述液氮储罐内的液氮通过第十管道输出;所述第十管道上设有第五阀门;
在所述第十管道与所述冷凝器之间设有液氮气化装置,用于将所述液氮转换为低温的氮气;所述液氮气化装置的输入一端通过第十一管道连接所述第十管道,用于获得所述液氮;所述液氮气化装置的输出一端通过所述第十二管道与所述换热板的内部管路的入口相连,用于向所述换热板内输入所述低温的氮气,实现对所述换热板的降温,也就是实现对所述冷凝器的降温;
所述第十一管道上设有第四阀门,所述第十一管道连接在所述第五阀门与所述液氮储罐之间的所述第十管道上。
进一步,
还包括连接在所述氯化反应器与所述冷凝器之间的干燥器,所述氯化反应器通过第一管道连接所述干燥器的输入一端,所述冷凝器通过第二管道连接所述干燥器的输出一端,所述干燥器内设有干燥剂,所述第一废气通过所述第一管道进入所述干燥器进行干燥后,通过所述第二管道进入所述冷凝器内;
所述干燥器的表层设有第一空腔,所述第一空腔的入口与所述第十三管道相连,所述第一空腔的出口通过第十四管道连接所述液氯气化装置,所述氮气通过所述第一空腔,实现对所述干燥器的降温,也就是对所述干燥器内的所述第一废气的降温;
在所述第十四管道上设有循环泵,所述循环泵使所述第十四管道内形成压差,促使所述氮气流通通畅。
进一步,
所述液氯气化装置内部分为上空腔和下空腔两部分,所述上空腔的入口通过第六管道与所述冷凝器内的所述液氯储罐的液氯出口相连,所述上空腔的出口通过第七管道与所述氯气储罐相连,所述第七管道上设有第八阀门;所述下空腔的入口通过所述第十四管道与所述干燥器的所述第一空腔的出口相连,所述上空腔的出口连接第十五管道;所述上空腔用于对所述冷凝器输出的所述液氮进行吸热气化,通过所述第十四管道进入所述下空腔的氮气用于为所述上空腔的所述液氮的吸热气化提供热量,实现对所述液氯气化装置的升温,也就是对所述液氯的升温。
进一步,
还包括连接在所述冷凝器和所述碱液吸收装置之间的第二换热器;所述第二换热器的输入一端通过第三管道与所述冷凝器相连,所述第二换热器的输出一端通过第四管道与所述碱液吸收装置相连;所述冷凝器排出的所述第二废气通过所述第二换热器进入所述碱液吸收装置;
所述第二换热器内部设有第二空腔,所述第二空腔的入口与所述第十五管道相连;所述第二空腔设有两个出口,其中一个所述出口通过第十六管道连接所述氯气储罐,所述第十六管道上设有第二阀门;另一个所述出口通过第十七管道与所述液氮气化装置相连,所述第十七管道上设有第三阀门;从所述第十五管道输送来的所述氮气通过所述第二空腔后能够分别进入所述氯气储罐和所述液氮气化装置,实现了对所述第二废气的升温。
进一步,
在所述液氮气化装置中,通过所述第十一管道输入的所述液氮与通过所述第十七管道输入的所述氮气相混合,将所述液氮转换为所述低温的氮气,用于实现对所述换热板的降温。
进一步,
所述氯气储罐的内部设有冷却腔,所述第十管道和所述第十六管道连接到所述冷却腔内,所述第十管道输送的所述液氮和所述第十六管道输送的所述氮气在所述冷却腔内混合为低温的氮气,使得所述氯气储罐保持在设定的低温,从而将所述液氯气化装置输送来的所述氯气再次液化为液氯并储存;所述冷却腔通过第十八管道与所述负压排气装置相连,用于向所述负压排气装置输出所述氮气,并由所述负压排气装置排出;所述第十八管道上设有第六阀门;
还包括连接所述氯化反应器和所述第十八管道的第十九管道,用于将所述冷却腔内的所述氮气送至所述氯化反应器内参与所述高温熔盐冶金氯化反应,所述第十九管道上设有第七阀门,所述第十九管道的输入一端连接在所述氯气储罐与所述第六阀门之间的所述第十八管道上;
所述氯气储罐通过第八管道与所述氯化反应器相连,用于将所述氯气储罐内的所述液氯生成的氯气送至所述氯化反应器内参与所述高温熔盐冶金氯化反应,所述第八管道上设有第九阀门。
进一步,还包括连通所述第七管道和所述第八管道的第九管道,所述第九管道上设有第一阀门,所述第九管道的输入一端连接在所述液氯气化装置和所述第八阀门之间的所述第七管道上,所述第九管道的输出一端连接在所述氯化反应器和所述第九阀门之间的所述第八管道上;当关闭所述第九阀门,打开所述第一阀门时,所述液氯气化装置输出的所述氯气能够被送至所述氯化反应器内参与所述高温熔盐冶金氯化反应。
进一步,
所述氯化反应器的排放口设有过滤器,用于去除从所述氯化反应器排出的所述第一废气中的粉尘;
还包括内设有废气管线、氮气管线、氯气管线的第一换热器;
所述废气管线将所述过滤器和所述第一管道的输入端连通,经过所述过滤器除尘后的所述第一废气通过所述废气管线进入所述第一管道内;
所述氮气管线将所述第十九管道的输出端与所述氯化反应器的氮气输入口连通,所述第十九管道内的所述氮气通过所述氮气管线输入所述氯化反应器内;
所述氯气管线将所述第八管道的输出端与所述氯化反应器的氯气输入口连通,所述第八管道内的所述氯气通过所述氯气管线输入所述氯化反应器内;
在所述第一换热器内,所述第一废气与所述氮气和所述氯气发生热交换,所述第一废气降温,所述氮气和所述氯气升温。
进一步,
所述碱液吸收装置通过第五管道与所述负压排气装置相连,所述第五管道的输出一端连接在所述第六阀门和所述负压排气装置之间的所述第十八管道上,实现对所述碱液吸收装置排出的所述第三废气进行排放。
本发明的有益效果在于:
1.本发明可将高温熔盐冶金氯化阶段产生的第一废气(含氯气的废气)进行有效处理,使用液氮提供的低温将第一废气中的氯气充分液化,并将液化的氯气进行循环利用。
2.本发明将氮气作为冷却剂使用,并充分利用氮气冷却剂的冷量,且氮气又在反应阶段通入氯化反应器中作为搅拌气体,使氮气得到充分利用。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的一种含氯废气处理***的示意图,图中箭头用于指示各个管路中气、液的运行方向;
图中:1-氯化反应器,2-过滤器,3-第一换热器,4-干燥器,5-冷凝器,6-液氮储罐,7-液氮气化装置,8-循环泵,9-液氯气化装置,10-第二换热器,11-氯气储罐,12-碱液吸收装置,13-负压排气装置,14-第一阀门,15-第二阀门,16-第三阀门,17-第四阀门,18-第五阀门,19-第六阀门,20-第七阀门,21-第八阀门,22-第九阀门,23-第一管道,24-第二管道,25-第三管道,26-第四管道,27-第五管道,28-第六管道,29-第七管道,30-第八管道,31-第九管道,32-第十管道,33-第十一管道,34-第十二管道,35-第十三管道,36-第十四管道,37-第十五管道,38-第十六管道,39-第十七管道,40-第十八管道,41-第十九管道,42-换热板,43-液氯储罐。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示,本发明提供的一种含氯废气处理***,用于对进行高温熔盐冶金氯化反应的氯化反应器1所产生的第一废气进行处理,第一废气是指含氯气的废气。含氯废气处理***中包括氯化反应器1、过滤器2、第一换热器3、干燥器4、冷凝器5、液氮储罐6、液氮气化装置7、循环泵8、液氯气化装置9、第二换热器10、氯气储罐11、碱液吸收装置12、负压排气装置13等设备。
冷凝器5连接液氯气化装置9和碱液吸收装置12,并与氯化反应器1相连;液氯气化装置9还连接氯气储罐11,氯气储罐11还连接氯化反应器1,碱液吸收装置12还连接负压排气装置13;
冷凝器5用于对氯化反应器1产生的第一废气进行冷凝处理,使第一废气中的氯气被冷凝液化为液氯;
液氯气化装置9用于将冷凝器5得到的液氯气化为氯气后输送至氯气储罐11;
氯气储罐11用于将液氯气化装置9输送来的氯气再次液化为液氯并储存,氯气储罐11内的液氯所产生的氯气被输送至氯化反应器1再次参与高温熔盐冶金氯化反应;
碱液吸收装置12用于对冷凝器5排出的第二废气进行吸收处理(进一步吸收第二废气中残存的氯气),生成第三废气,第二废气是指冷凝处理后的第一废气;
负压排气装置13用于对碱液吸收装置12排出的第三废气进行排放;
还包括为冷凝器5的冷凝处理提供液氮的液氮储罐6,液氮产生的氮气依次用于冷凝器5的降温、液氯气化装置9的升温、氯气储罐11的降温、氯化反应器1的高温熔盐冶金氯化反应。
冷凝器5的内部设有若干块间隔设置的用于冷凝处理的换热板42和位于冷凝器5的底部的液氯储罐43(液氯储罐43位于换热板42下方),当第一废气通过换热板42时,氯气被低温的换热板42冷凝液化为液氯并落入冷凝器5的底部的液氯储罐43中;
各个换热板42内设有相互连通的内部管路,在换热板42的内部管路的入口设有第十二管道34,在换热板42的内部管路的出口设有第十三管道35;
液氮储罐6内的液氮通过第十管道32输出;第十管道32上设有第五阀门18;
液氮气化装置7设置在第十管道32与冷凝器5之间,用于将液氮转换为低温的氮气;液氮气化装置7的输入一端通过第十一管道33连接第十管道32,用于获得液氮;液氮气化装置7的输出一端通过第十二管道34与换热板42的内部管路的入口相连,用于向换热板42内输入液氮气化装置7内的低温的氮气,实现对换热板42的降温,也就是实现对冷凝器5的降温;
第十一管道33上设有第四阀门17,第十一管道33连接在第五阀门18与液氮储罐6之间的第十管道32上;
在冷凝器5中,氮气与第一废气只是交换热量,并不发生接触。
干燥器4连接在氯化反应器1与冷凝器5之间,氯化反应器1通过第一管道23连接干燥器4的输入一端,冷凝器5通过第二管道24连接干燥器4的输出一端,干燥器4内设有干燥剂,第一废气通过第一管道23进入干燥器4进行干燥后,通过第二管道24进入冷凝器5内;
干燥器4的表层设有第一空腔,第一空腔的入口与第十三管道35相连,第一空腔的出口通过第十四管道36连接液氯气化装置9,氮气通过第一空腔,实现对干燥器4的降温,也就是对干燥器4内的第一废气的降温;
在第十四管道36上设有循环泵8,循环泵8使第十四管道36内形成压差(也使得与第十四管道36相连的、氮气需要通过的其他管线和设备内形成压差),促使氮气流通通畅;
在干燥器4中,氮气与第一废气只是交换热量,并不发生接触。
液氯气化装置9内部分为上空腔和下空腔两部分,上空腔的入口通过第六管道28与冷凝器5内的液氯储罐43的液氯出口相连,上空腔的出口通过第七管道29与氯气储罐11相连,第七管道29上设有第八阀门21;下空腔的入口通过第十四管道36与干燥器4的第一空腔的出口相连,上空腔的出口连接第十五管道37;上空腔用于对冷凝器5输出的液氮进行吸热气化,通过第十四管道36进入下空腔的氮气用于为上空腔的液氮的吸热气化提供热量,实现对液氯气化装置9的升温,也就是对液氯的升温。在液氯气化装置9中,氮气与液氯只是交换热量,并不发生接触。
第二换热器10连接在冷凝器5和碱液吸收装置12之间;第二换热器10的输入一端通过第三管道25与冷凝器5相连,第二换热器10的输出一端通过第四管道26与碱液吸收装置12相连;冷凝器5排出的第二废气通过第二换热器10进入碱液吸收装置12;
第二换热器10内部设有第二空腔,第二空腔的入口与第十五管道37相连;第二空腔设有两个出口,其中一个出口通过第十六管道38连接氯气储罐11,第十六管道38上设有第二阀门15;另一个出口通过第十七管道39与液氮气化装置7相连,第十七管道39上设有第三阀门16;从第十五管道37输送来的氮气通过第二空腔后能够分别进入氯气储罐11和液氮气化装置7(其中进入到液氮气化装置7内的氮气实现了循环利用),实现了对第二废气的升温;
在第二换热器10中,氮气与第二废气只是交换热量,并不发生接触。
在液氮气化装置7中,通过第十一管道33输入的液氮与通过第十七管道39输入的氮气相混合,将液氮转换为低温的氮气,用于实现对换热板42的降温。
氯气储罐11的内部设有冷却腔,第十管道32和第十六管道38连接到冷却腔内,第十管道32输送的液氮和第十六管道38输送的氮气在冷却腔内混合为低温的氮气,使得氯气储罐11保持在设定的低温,从而将液氯气化装置9输送来的氯气再次液化为液氯并储存。冷却腔通过第十八管道40与负压排气装置13相连,用于向负压排气装置13输出氮气,并由负压排气装置13排出;第十八管道40上设有第六阀门19;
还包括连接氯化反应器1和第十八管道40的第十九管道41,用于将冷却腔内的氮气送至氯化反应器1内参与高温熔盐冶金氯化反应,作为搅拌气体,使氮气得到充分利用。第十九管道41上设有第七阀门20,第十九管道41的输入一端连接在氯气储罐11与第六阀门19之间的第十八管道40上;
氯气储罐11通过第八管道30与氯化反应器1相连,用于将氯气储罐11内的液氯生成的氯气送至氯化反应器1内参与高温熔盐冶金氯化反应,第八管道30上设有第九阀门22。在氯气储罐11中,氮气及液氮与氯气及液氯只是交换热量,并不发生接触。
还包括连通第七管道29和第八管道30的第九管道31,第九管道31上设有第一阀门14,第九管道31的输入一端连接在液氯气化装置9和第八阀门21之间的第七管道29上,第九管道31的输出一端连接在氯化反应器1和第九阀门22之间的第八管道30上;当关闭第九阀门22,打开第一阀门14时,液氯气化装置9输出的氯气能够被送至氯化反应器1内参与高温熔盐冶金氯化反应。
过滤器2连接在氯化反应器1的排放口上,用于去除从氯化反应器1排出的第一废气中的粉尘;
第一换热器3内设有废气管线、氮气管线、氯气管线的;
废气管线将过滤器2和第一管道23的输入端连通,经过过滤器2除尘后的第一废气通过废气管线进入第一管道23内;
氮气管线将第十九管道41的输出端与氯化反应器1的氮气输入口连通,第十九管道41内的氮气通过氮气管线输入氯化反应器1内;
氯气管线将第八管道30的输出端与氯化反应器1的氯气输入口连通,第八管道30内的氯气通过氯气管线输入氯化反应器1内;
在第一换热器3内,第一废气与氮气和氯气发生热交换,第一废气降温,氮气和氯气升温;
在第一换热器3中,第一废气、氮气、氯气之间只是交换热量,并不发生接触。
碱液吸收装置12通过第五管道27与负压排气装置13相连,第五管道27的输出一端连接在第六阀门19和负压排气装置13之间的第十八管道40上,实现对碱液吸收装置12排出的第三废气进行排放。
以下举例说明本发明所提供的一种含氯废气处理***的实际应用:
经高温熔盐冶金氯化反应后从氯化反应器1出来的第一废气中含有氯气、二氧化碳、氮气和粉尘等。第一废气通过过滤器2过滤掉其中的粉尘。第一废气通过第一换热器3与待进入氯化反应器1的氮气和氯气进行热量交换,降低第一废气的温度,同时提升氮气或氯气的温度。第一废气通过干燥器4吸收第一废气中的少量水分,同时从冷凝器5内出来的氮气通过干燥器4与第一废气发生热量交换,降低待进入冷凝器5的第一废气的温度。干燥降温后的第一废气进入冷凝器5后,在流经换热板42时,第一废气中的氯气被冷凝为液氯,并在冷凝器底部进行收集。第二废气(冷凝除氯后的第一废气)通过第二换热器10,与待进入冷凝器5或氯气储罐11的氮气发生热交换,充分利用从冷凝器5内的低温的第二废气降低氮气的温度,并升高第二废气的温度。第二废气最后进入碱液吸收装置12,除去第二废气中的CO2和可能存在的极少量氯气(处理后的第二废气为第三废气)。冷凝器5内被冷凝的液氯被输送到液氯气化装置9,气化为氯气。关闭阀门21,打开阀门14,氯气进入氯化反应器1内,再次参与高温熔盐冶金氯化反应。关闭阀门14,打开阀门21,氯气在氯气储罐11内被低温氮气再次液化为液氯,并暂存在氯气储罐11中。高温熔盐冶金氯化反应过程中打开阀门22,氯气储罐11中的氯气可进入氯化反应器1内参与高温熔盐冶金氯化反应。
打开阀门16和17,液氮储罐6内的液氮在液氮气化装置7内与氮气混合成低温氮气进入冷凝器5内的换热板42内,冷却流过冷凝器5内的第一废气中的氯气,并使氯气液化。换热板42内的氮气流出冷凝器5后进入干燥器4的空腔夹层(即第一空腔),冷却经过干燥器4内的第一废气,同时氮气温度升高。循环泵8使氮气气路形成压差,促使气路通畅。然后氮气进入液氯气化装置9的下空腔,与处于上空腔内的液氯(冷凝器5内回收后输出的液氯)发生热量交换,使液氯被气化为氯气,同时氮气温度降低。然后氮气进入第二换热器10,温度被降低,同时第二换热器10内的第二废气温度被升高。关闭阀门15、打开阀门16,氮气进入液氮气化装置7,循环利用;关闭阀门16、打开阀门15、18,氮气与液氮在氯气储罐11内的冷却腔混合,使氯气储罐11保持在较低温度。打开阀门20,关闭阀门19,氮气进入第一换热器3,温度被升高,然后进入氯化反应器1内,作为搅拌气体,用于搅拌高温熔盐。打开阀门19,排除多余的氮气。
实施例1
操作步骤如上述所示,只是结构参数有所不同,具体参数为:在常温下开始使用本发明所提供的一种含氯废气处理***,开始通入的低温氮气,使冷凝器5在30min内降至-80℃。然后减少低温氮气的流量,并将冷凝器5和液氯储罐43维持在-80℃左右。
流量为1L/min的氯气和氮气混合气体从冷凝器5的冷气入口(冷凝器5与第十二管道34的连接处)开始通入,混合气体温度为-60℃,其中氯气和氮气气体积比为1:3。冷凝器5的温度升高并维持在-75℃左右。废气出口(第三管道25与冷凝器5的连接处)温度在-70℃~-75℃左右。从冷凝器5中排出的废气(即第二废气)中氯气含量极低,只有10ppm左右。经过碱液吸收装置12的碱液吸收后,排放的废气(即第三废气)中已不能检测到氯气。运行3小时后,冷凝器5内开始可以抽出液氯。含氯废气(即第一废气)在该工作温度条件下,得到了有效的处理。液氯在冷凝器5底部的液氯储罐43中不断收集,并通过管路输出循环利用。
实施例2
操作步骤如上述所示,只是结构参数有所不同,具体参数为:在常温下开始使用本发明所提供的一种含氯废气处理***,开始通入的低温氮气,使冷凝器5在30min内降至-80℃。然后减少低温氮气的流量,并将冷凝器5和液氯储罐43维持在-80℃左右。
流量为4L/min的氯气和氮气混合气体从冷凝器5的冷气入口(冷凝器5与第十二管道34的连接处)开始通入,混合气体温度为-60℃,其中氯气和氮气气体积比为2:3。冷凝器5温度升高并维持在-72℃左右,液氯储罐43温度升至并维持在-70℃~-72℃。废气出口(第三管道25与冷凝器5的连接处)温度在-70℃~-72℃左右。从冷凝器5中排出的废气(即第二废气)中氯气含量极低,只有20ppm左右。经过碱液吸收装置12的碱液吸收后,排放的废气(即第三废气)中已不能检测到氯气。运行1小时后,冷凝器5内开始可以抽出液氯。含氯废气(即第一废气)在该工作温度条件下,得到了有效的处理。液氯在冷凝器5底部的液氯储罐43中不断收集,并通过管路输出循环利用。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例,本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式,同样属于本发明的技术创新范围。
Claims (10)
1.一种含氯废气处理***,用于对进行高温熔盐冶金氯化反应的氯化反应器(1)所产生的第一废气进行处理,所述第一废气是指含氯气的废气,其特征是:
包括连接有液氯气化装置(9)和碱液吸收装置(12)、并与所述氯化反应器(1)相连的冷凝器(5),所述液氯气化装置(9)还连接氯气储罐(11),所述氯气储罐(11)还连接所述氯化反应器(1),所述碱液吸收装置(12)还连接负压排气装置(13);
所述冷凝器(5)用于对所述氯化反应器(1)产生的所述第一废气进行冷凝处理,使所述第一废气中的所述氯气被冷凝液化为液氯;
所述液氯气化装置(9)用于将所述冷凝器(5)得到的所述液氯气化为氯气后输送至所述氯气储罐(11);
所述氯气储罐(11)用于将所述液氯气化装置(9)输送来的所述氯气再次液化为液氯并储存,所述氯气储罐(11)内的所述液氯所产生的氯气被输送至所述氯化反应器(1)再次参与所述高温熔盐冶金氯化反应;
所述碱液吸收装置(12)用于对所述冷凝器(5)排出的第二废气进行吸收处理,生成第三废气,所述第二废气是指冷凝处理后的所述第一废气;
所述负压排气装置(13)用于对所述碱液吸收装置(12)排出的所述第三废气进行排放;
还包括为所述冷凝器(5)的冷凝处理提供液氮的液氮储罐(6),所述液氮产生的氮气依次用于所述冷凝器(5)的降温、所述液氯气化装置(9)的升温、所述氯气储罐(11)的降温、所述氯化反应器(1)的所述高温熔盐冶金氯化反应。
2.所述的一种含氯废气处理***,其特征是:
所述冷凝器(5)的内部设有若干块间隔设置的用于所述冷凝处理的换热板(42)和位于所述冷凝器(5)的底部的液氯储罐(43),当所述第一废气通过所述换热板(42)时,所述氯气被低温的所述换热板(42)冷凝液化为所述液氯并落入所述液氯储罐(43)中;
各个所述换热板(42)内设有相互连通的内部管路,在所述换热板(42)的内部管路的入口设有第十二管道(34),在所述换热板(42)的内部管路的出口设有第十三管道(35);
所述液氮储罐(6)内的液氮通过第十管道(32)输出;所述第十管道(32)上设有第五阀门(18);
在所述第十管道(32)与所述冷凝器(5)之间设有液氮气化装置(7),用于将所述液氮转换为低温的氮气;所述液氮气化装置(7)的输入一端通过第十一管道(33)连接所述第十管道(32),用于获得所述液氮;所述液氮气化装置(7)的输出一端通过所述第十二管道(34)与所述换热板(42)的内部管路的入口相连,用于向所述换热板(42)内输入所述低温的氮气,实现对所述换热板(42)的降温,也就是实现对所述冷凝器(5)的降温;
所述第十一管道(33)上设有第四阀门(17),所述第十一管道(33)连接在所述第五阀门(18)与所述液氮储罐(6)之间的所述第十管道(32)上。
3.如权力要求2所述的一种含氯废气处理***,其特征是:
还包括连接在所述氯化反应器(1)与所述冷凝器(5)之间的干燥器(4),所述氯化反应器(1)通过第一管道(23)连接所述干燥器(4)的输入一端,所述冷凝器(5)通过第二管道(24)连接所述干燥器(4)的输出一端,所述干燥器(4)内设有干燥剂,所述第一废气通过所述第一管道(23)进入所述干燥器(4)进行干燥后,通过所述第二管道(24)进入所述冷凝器(5)内;
所述干燥器(4)的表层设有第一空腔,所述第一空腔的入口与所述第十三管道(35)相连,所述第一空腔的出口通过第十四管道(36)连接所述液氯气化装置(9),所述氮气通过所述第一空腔,实现对所述干燥器(4)的降温,也就是对所述干燥器(4)内的所述第一废气的降温;
在所述第十四管道(36)上设有循环泵(8),所述循环泵(8)使所述第十四管道(36)内形成压差,促使所述氮气流通通畅。
4.如权力要求3所述的一种含氯废气处理***,其特征是:所述液氯气化装置(9)内部分为上空腔和下空腔两部分,所述上空腔的入口通过第六管道(28)与所述冷凝器(5)内的所述液氯储罐(43)的液氯出口相连,所述上空腔的出口通过第七管道(29)与所述氯气储罐(11)相连,所述第七管道(29)上设有第八阀门(21);所述下空腔的入口通过所述第十四管道(36)与所述干燥器(4)的所述第一空腔的出口相连,所述上空腔的出口连接第十五管道(37);所述上空腔用于对所述冷凝器(5)输出的所述液氮进行吸热气化,通过所述第十四管道(36)进入所述下空腔的氮气用于为所述上空腔的所述液氮的吸热气化提供热量,实现对所述液氯气化装置(9)的升温,也就是对所述液氯的升温。
5.如权力要求4所述的一种含氯废气处理***,其特征是:
还包括连接在所述冷凝器(5)和所述碱液吸收装置(12)之间的第二换热器(10);所述第二换热器(10)的输入一端通过第三管道(25)与所述冷凝器(5)相连,所述第二换热器(10)的输出一端通过第四管道(26)与所述碱液吸收装置(12)相连;所述冷凝器(5)排出的所述第二废气通过所述第二换热器(10)进入所述碱液吸收装置(12);
所述第二换热器(10)内部设有第二空腔,所述第二空腔的入口与所述第十五管道(37)相连;所述第二空腔设有两个出口,其中一个所述出口通过第十六管道(38)连接所述氯气储罐(11),所述第十六管道(38)上设有第二阀门(15);另一个所述出口通过第十七管道(39)与所述液氮气化装置(7)相连,所述第十七管道(39)上设有第三阀门(16);从所述第十五管道(37)输送来的所述氮气通过所述第二空腔后能够分别进入所述氯气储罐(11)和所述液氮气化装置(7),实现了对所述第二废气的升温。
6.如权力要求5所述的一种含氯废气处理***,其特征是:在所述液氮气化装置(7)中,通过所述第十一管道(33)输入的所述液氮与通过所述第十七管道(39)输入的所述氮气相混合,将所述液氮转换为所述低温的氮气,用于实现对所述换热板(42)的降温。
7.如权力要求5所述的一种含氯废气处理***,其特征是:
所述氯气储罐(11)的内部设有冷却腔,所述第十管道(32)和所述第十六管道(38)连接到所述冷却腔内,所述第十管道(32)输送的所述液氮和所述第十六管道(38)输送的所述氮气在所述冷却腔内混合为低温的氮气,使得所述氯气储罐(11)保持在设定的低温,从而将所述液氯气化装置(9)输送来的所述氯气再次液化为液氯并储存;所述冷却腔通过第十八管道(40)与所述负压排气装置(13)相连,用于向所述负压排气装置(13)输出所述氮气,并由所述负压排气装置(13)排出;所述第十八管道(40)上设有第六阀门(19);
还包括连接所述氯化反应器(1)和所述第十八管道(40)的第十九管道(41),用于将所述冷却腔内的所述氮气送至所述氯化反应器(1)内参与所述高温熔盐冶金氯化反应,所述第十九管道(41)上设有第七阀门(20),所述第十九管道(41)的输入一端连接在所述氯气储罐(11)与所述第六阀门(19)之间的所述第十八管道(40)上;
所述氯气储罐(11)通过第八管道(30)与所述氯化反应器(1)相连,用于将所述氯气储罐(11)内的所述液氯生成的氯气送至所述氯化反应器(1)内参与所述高温熔盐冶金氯化反应,所述第八管道(30)上设有第九阀门(22)。
8.如权力要求7所述的一种含氯废气处理***,其特征是:还包括连通所述第七管道(29)和所述第八管道(30)的第九管道(31),所述第九管道(31)上设有第一阀门(14),所述第九管道(31)的输入一端连接在所述液氯气化装置(9)和所述第八阀门(21)之间的所述第七管道(29)上,所述第九管道(31)的输出一端连接在所述氯化反应器(1)和所述第九阀门(22)之间的所述第八管道(30)上;当关闭所述第九阀门(22),打开所述第一阀门(14)时,所述液氯气化装置(9)输出的所述氯气能够被送至所述氯化反应器(1)内参与所述高温熔盐冶金氯化反应。
9.如权力要求7所述的一种含氯废气处理***,其特征是:
所述氯化反应器(1)的排放口设有过滤器(2),用于去除从所述氯化反应器(1)排出的所述第一废气中的粉尘;
还包括内设有废气管线、氮气管线、氯气管线的第一换热器(3);
所述废气管线将所述过滤器(2)和所述第一管道(23)的输入端连通,经过所述过滤器(2)除尘后的所述第一废气通过所述废气管线进入所述第一管道(23)内;
所述氮气管线将所述第十九管道(41)的输出端与所述氯化反应器(1)的氮气输入口连通,所述第十九管道(41)内的所述氮气通过所述氮气管线输入所述氯化反应器(1)内;
所述氯气管线将所述第八管道(30)的输出端与所述氯化反应器(1)的氯气输入口连通,所述第八管道(30)内的所述氯气通过所述氯气管线输入所述氯化反应器(1)内;
在所述第一换热器(3)内,所述第一废气与所述氮气和所述氯气发生热交换,所述第一废气降温,所述氮气和所述氯气升温。
10.如权力要求7所述的一种含氯废气处理***,其特征是:所述碱液吸收装置(12)通过第五管道(27)与所述负压排气装置(13)相连,所述第五管道(27)的输出一端连接在所述第六阀门(19)和所述负压排气装置(13)之间的所述第十八管道(40)上,实现对所述碱液吸收装置(12)排出的所述第三废气进行排放。
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