專利名稱：氯化氫和二氧化硫尾氣的成套處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化學(xué)反應(yīng)的尾氣處理裝置，具體地說(shuō)是一種二氯亞砜用 于氯化反應(yīng)中產(chǎn)生的尾氣的處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
二氯亞砜作為一種基礎(chǔ)化工原料，廣泛應(yīng)用于氯化反應(yīng)中，如將醇羥基氯化變?yōu)槁却闊N或?qū)Ⅳ人崧然癁轷Ｂ鹊?，具有氯化完全，副反?yīng)少等優(yōu)點(diǎn)，生成的副產(chǎn)物均為揮發(fā)性氣體，故所得酰氯產(chǎn)品易于純化。在生產(chǎn)中使用二氯亞砜的最大問題是其反應(yīng)尾氣的處理；每摩爾正常參與氯化反應(yīng)的二氯亞砜會(huì)產(chǎn)生一摩爾氯化氫及一摩爾二氧化硫，反應(yīng)式如下R-OH+S0C12 -R-CI+ HC1+ S02每摩爾與水反應(yīng)的二氯亞砜會(huì)產(chǎn)生二摩爾氯化氫和一摩爾二氧化硫，反 應(yīng)式如下H20 +S〇C12 - 2HC1 + S02不管是正常參與氯化反應(yīng)還是反應(yīng)結(jié)束后被水分解，都會(huì)產(chǎn)生大量的氯 化氫及二氧化硫氣體；如果不加以處理，必然會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。現(xiàn)有 常用的處理方法是分級(jí)吸收先用水將大部分混合氣體吸收，得到鹽酸和二 氧化硫或亞硫酸的混合物；然后再將前面沒有被吸收的氣體用堿水吸收，得 到含堿、氯化鹽和亞硫酸鹽的混合廢堿液，這樣處理得到的混合廢堿液只能 作為廢水進(jìn)行處理，處理成本高；且第一級(jí)吸收得到的混合酸也無(wú)法應(yīng)用， 一般情況下也只能用堿中和后作為廢水處理。在環(huán)保要求日益提高的社會(huì)環(huán) 境下，上述傳統(tǒng)的尾氣處理方法由于大量消耗堿而使成本高，且由于最終產(chǎn) 生大量含雜離子的廢水而使環(huán)保壓力大。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種氯化氫和二氧化硫尾氣的成 套處理設(shè)備，對(duì)氯化氫和二氧化硫分別進(jìn)行吸收，最終得到副產(chǎn)品濃鹽酸液 體和亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉固體，以達(dá)到無(wú)污染排放(無(wú)廢氣、廢水、固體 廢料)。為此，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案氯化氫和二氧化硫尾氣的成套 處理設(shè)備，其特征在于它包括氯化氫吸收系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)和亞硫酸 鈉或亞硫酸氫鈉制備系統(tǒng)，所述的氯化氫吸收系統(tǒng)包括氯化氫吸收塔、循環(huán) 釜、循環(huán)泵和濃鹽酸儲(chǔ)槽，所述的二氧化硫吸收系統(tǒng)包括二氧化硫吸收釜和 堿液儲(chǔ)槽，所述的亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉制備系統(tǒng)包括濃縮蒸水釜、甩濾離 心機(jī)、冷凝器和回收水儲(chǔ)槽。氯化氫吸收系統(tǒng)的功能是將尾氣中的氯化氫完 全吸收，二氧化硫吸收系統(tǒng)的功能是將尾氣中的二氧化硫完全吸收并生成亞 硫酸鈉或亞硫酸氫鈉水溶液，亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉制備系統(tǒng)的功能是將上 一步生成的亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉水溶液進(jìn)行處理，使亞硫酸鈉或亞硫酸氫 鈉以固體產(chǎn)品的形式得到。上述的成套處理設(shè)備，氯化氫吸收塔、循環(huán)釜、循環(huán)泵各有二個(gè)，單個(gè) 氯化氫吸收塔、循環(huán)釜和循環(huán)泵構(gòu)成一套吸收裝置，所述的兩套吸收裝置串 聯(lián)或并聯(lián)，這樣便于切換執(zhí)行并聯(lián)操作或串聯(lián)操作，循環(huán)釜的出液口與濃鹽 酸儲(chǔ)槽連接。兩種操作方式相比較，并聯(lián)操作的吸收量要大些，但串聯(lián)吸收 的吸收率高，可以保證氯化氫的完全吸收。上述的成套處理設(shè)備，所述的循環(huán)釜上設(shè)有冷卻裝置和ra計(jì)。吸收過程 是放熱的，因此在循環(huán)吸收過程中操作液體的溫度會(huì)上升并影響吸收效果， 因此在循環(huán)釜上設(shè)冷卻裝置，通常是用夾套冷卻水將吸收放熱移走。操作中 應(yīng)注意循環(huán)釜上的溫度顯示，調(diào)節(jié)冷卻水流量或調(diào)節(jié)氣體進(jìn)料量以控制溫度，實(shí)現(xiàn)較好的吸收效果，較好的操作溫度為1(TC到3(TC。當(dāng)循環(huán)釜中的水或稀酸用到一定時(shí)間后將達(dá)到一定濃度，濃度過高將影響吸收效果，因此設(shè)置ph 計(jì)來(lái)觀察鹽酸濃度變化或及時(shí)取樣滴定測(cè)酸度，以便及時(shí)調(diào)節(jié)酸的濃度確保 吸收效果。上述的成套處理設(shè)備，氯化氫吸收塔的進(jìn)氣管為開口朝下的彎管，以免 液體倒灌入尾氣管；氯化氫吸收塔的塔頂裝有噴頭或分布管，使循環(huán)液處于 均勻噴淋狀態(tài)，布滿塔身，與氣體接觸更充分；氯化氫吸收塔內(nèi)裝有耐腐蝕 填料，以確保吸收效果。上述的成套處理設(shè)備，二氧化硫吸收釜有三個(gè)，采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并 聯(lián)方式連接，堿液儲(chǔ)槽的出液口與二氧化硫吸收釜的進(jìn)液口連接。上述的成套處理設(shè)備，二氧化硫吸收釜設(shè)有冷卻裝置和ph計(jì)。吸收過程 是放熱的，因此在吸收過程中操作液體的溫度會(huì)上升并影響吸收效果，因此 在吸收釜上設(shè)冷卻裝置，通常是用夾套冷卻水將吸收放熱移走。操作中應(yīng)注 意吸收釜上的溫度顯示，調(diào)節(jié)冷卻水流量或調(diào)節(jié)氣體進(jìn)料量和堿水進(jìn)料量以 控制溫度，實(shí)現(xiàn)較好的吸收效果，較好的操作溫度為1(tc到8(tc，最好為20°c 到4(tc。當(dāng)吸收釜中的鹽水或堿、鹽水混合液用到一定時(shí)間后將達(dá)到一定濃 度，其濃度可通過ph值體現(xiàn)，因此設(shè)置ra計(jì)來(lái)觀察鹽水濃度變化或堿液利 用程度，以便及時(shí)調(diào)節(jié)堿水的濃度確保吸收效果。本實(shí)用新型具有以下有益效果很好的實(shí)現(xiàn)了氯化亞砜反應(yīng)尾氣(含氯 化氫和二氧化硫)的處理，達(dá)到無(wú)污染排放(無(wú)廢氣、廢水、固體廢料)，而 且成功的將氯化氫和二氧化硫進(jìn)行了分離，分別以濃鹽酸液體和亞硫酸鈉或 亞硫酸氫鈉固體的形式作為副產(chǎn)品得到，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型分為三個(gè)功能區(qū)I:氯化氫吸收系統(tǒng)；II: 二 氧化硫吸收系統(tǒng)；III:亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉制備系統(tǒng)，下面作詳細(xì)分區(qū)說(shuō) 明。I:氯化氫吸收系統(tǒng)該系統(tǒng)的功能是將尾氣中的氯化氫完全吸收，其裝置包括氯化氫吸收塔 1、 2，循環(huán)釜3、 4，循環(huán)泵5、 6和鹽酸儲(chǔ)槽7，其中吸收塔、循環(huán)釜和泵都 設(shè)置為兩套，這樣便于切換執(zhí)行并聯(lián)操作或串聯(lián)操作。當(dāng)并聯(lián)操作時(shí)，尾氣同時(shí)進(jìn)入吸收塔1、 2，循環(huán)釜中的水或稀鹽酸通過 循環(huán)泵從吸收塔頂噴下，水或稀鹽酸經(jīng)過填料與尾氣充分接觸，尾氣中的氯 化氫氣體被水吸收成為濃鹽酸進(jìn)入循環(huán)釜3、 4，殘留氣體進(jìn)入下級(jí)吸收；循 環(huán)釜3、 4中的鹽酸達(dá)到一定濃度后去鹽酸儲(chǔ)槽7保存。當(dāng)串聯(lián)操作時(shí)，吸收塔1中用的液體是循環(huán)釜4中來(lái)的稀鹽酸，尾氣先 進(jìn)入吸收塔l，在此大部分氯化氫氣體被吸收，殘氣再進(jìn)入吸收塔2;吸收塔 2中用的是循環(huán)的稀鹽酸或新鮮水，在此氯化氫氣體被進(jìn)一步完全吸收，然后 不含氯化氫的二氧化硫氣進(jìn)入下一個(gè)功能區(qū)。吸收過程是放熱的，在循環(huán)吸收過程中操作液體的溫度會(huì)上升并影響吸 收效果，因此循環(huán)釜上設(shè)有冷卻裝置，通常是用夾套冷卻水將吸收放熱移走。 操作中應(yīng)注意循環(huán)釜上的溫度顯示，調(diào)節(jié)冷卻水流量或調(diào)節(jié)氣體進(jìn)料量以控 制溫度，實(shí)現(xiàn)較好的吸收效果，較好的操作溫度為1(TC到3(TC。當(dāng)循環(huán)釜中 的水或稀酸用到一定時(shí)間后將達(dá)到一定濃度，濃度過高將影響吸收效果，因 此設(shè)置PH計(jì)來(lái)觀察鹽酸濃度變化或及時(shí)取樣滴定測(cè)酸度，以便及時(shí)調(diào)節(jié)酸的 濃度確保吸收效果，通常在并聯(lián)操作達(dá)到一定酸度時(shí)可將酸液轉(zhuǎn)入鹽酸儲(chǔ)槽， 串聯(lián)操作時(shí)，循環(huán)釜4中的稀鹽酸達(dá)到一定酸度轉(zhuǎn)入吸收塔1，而循環(huán)釜3中 的濃鹽酸達(dá)到一定酸度轉(zhuǎn)入鹽酸儲(chǔ)槽7。為了實(shí)現(xiàn)安全、充分的吸收，吸收塔的進(jìn)氣管必須為口朝下的彎管，以免液體倒灌入尾氣管；塔頂進(jìn)水口最好加噴頭或分布管，使循環(huán)液處于均勻 噴淋狀態(tài)，布滿塔身，與氣體接觸更充分；塔中通常填耐腐蝕填料以確保吸 收效果；所有設(shè)備均需耐酸腐蝕。 II: 二氧化硫吸收系統(tǒng)該系統(tǒng)的功能是將尾氣中的二氧化硫完全吸收并生成亞硫酸鈉或亞硫酸 氫鈉水溶液，其裝置包括二氧化硫吸收釜8、 9、 lO和堿液儲(chǔ)槽ll，其中吸收 釜設(shè)置為三套，這樣便于切換執(zhí)行并聯(lián)操作或串聯(lián)操作。當(dāng)并聯(lián)操作時(shí)，上一步除掉氯化氫的尾氣同時(shí)進(jìn)入吸收塔釜8、 9、 10,與堿液進(jìn)行反應(yīng)并生成亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉水溶液(可根據(jù)投堿量和吸收量的不同分別得到亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉，反應(yīng)式見下式)。 NaOH+ S02 - NaHS032NaOH + S02 - Na2S03 + H20當(dāng)串聯(lián)操作時(shí)，上一步除掉氯化氫的尾氣先進(jìn)入吸收釜8，在此大量二氧 化硫氣體被吸收；殘氣再進(jìn)入吸收釜9被基本吸收后再進(jìn)入吸收釜10;吸收 釜8中的堿水和鹽混合液來(lái)自吸收釜9，吸收釜9中的堿水和鹽混合液來(lái)自吸 收釜10，吸收釜10中的堿水為來(lái)自堿液儲(chǔ)槽的新鮮堿水。上述兩種操作方式相比較，并聯(lián)操作的吸收量要大些，但串聯(lián)吸收的吸 收率高，可以保證二氧化硫氣體的完全吸收。由于三個(gè)吸收釜的存在大大豐富了操作方式，因此也可以采用串、并聯(lián) 相結(jié)合的操作方式，如吸收釜8和9并聯(lián)吸收以保證大的吸收量，它們?cè)俸?10以串聯(lián)方式結(jié)合以確保完全吸收；其它配合方法可依次類推。吸收過程是放熱的，因此在吸收過程中操作液體的溫度會(huì)上升并影響吸 收效果，因此吸收釜上設(shè)有冷卻裝置，通常是用夾套冷卻水將吸收放熱移走。 操作中應(yīng)注意吸收釜上的溫度顯示，調(diào)節(jié)冷卻水流量或調(diào)節(jié)氣體進(jìn)料量和堿 水進(jìn)料量以控制溫度，實(shí)現(xiàn)較好的吸收效果，較好的操作溫度為1CTC到8(TC,最好為2(TC到4(TC。當(dāng)吸收釜中的鹽水或堿、鹽水混合液用到一定時(shí)間后將 達(dá)到一定濃度，其濃度可通過PH值體現(xiàn)，因此設(shè)置PH計(jì)來(lái)觀察鹽水濃度變 化或堿液利用程度，以便及時(shí)調(diào)節(jié)堿水的濃度確保吸收效果，通常在堿液利 用較充份，達(dá)到一定酸度時(shí)可將鹽水轉(zhuǎn)入下一功能區(qū)進(jìn)行處理。有時(shí)也可能 出現(xiàn)鹽水的過飽和析出現(xiàn)象，這時(shí)可將含固體的過飽和液先通過離心機(jī)甩濾 后再去處理。正常情況下經(jīng)此功能區(qū)處理后，反應(yīng)尾氣中的二氧化硫氣體被 完全吸收，實(shí)現(xiàn)了氣體無(wú)污染排放。排出的吸收液通常為含極少量二氧化硫 的亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉水溶液(此時(shí)二氧化硫?yàn)槿芙鉅顟B(tài))，去下一功能區(qū) 進(jìn)一步處理。本功能區(qū)所有設(shè)備均需耐酸腐蝕。m:亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉制備系統(tǒng)該系統(tǒng)的功能是將上一步生成的亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉水溶液進(jìn)行處 理，使亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉以固體產(chǎn)品的形式得到，其裝置包括濃縮蒸水釜12、甩濾離心機(jī)13、冷凝器14和回收水儲(chǔ)槽15。在蒸水釜中，水和少量溶解的二氧化硫一起被蒸出，經(jīng)過冷凝器冷卻后 回收到接受槽中，此回收的水為含少量二氧化硫的弱酸性水，可以去第一功 能區(qū)作為新鮮吸收水使用，這樣就實(shí)現(xiàn)了無(wú)污水排放。經(jīng)過濃縮的亞硫酸鈉 或亞硫酸氫鈉鹽水溶液變?yōu)檫^飽和，析出大量固體產(chǎn)品，冷卻到室溫后為懸 浮狀態(tài)，此時(shí)去離心機(jī)甩濾處理得固體鹽粗產(chǎn)品，母液則繼續(xù)去濃縮處理。 蒸水釜在蒸水時(shí)通常需達(dá)到IO(TC以上的溫度，而去離心機(jī)前又需要冷卻到室 溫，因此需配備夾套蒸汽加熱和冷卻水。離心機(jī)和冷凝器、回收水儲(chǔ)槽等的配置需滿足生產(chǎn)負(fù)荷。經(jīng)本功能區(qū)處理后，以固體產(chǎn)品形式得到亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉，含少 量二氧化硫的水去第一功能區(qū)循環(huán)使用，因此實(shí)現(xiàn)了無(wú)污染排放。本功能區(qū)所有設(shè)備均需耐酸腐蝕。
權(quán)利要求1、氯化氫和二氧化硫尾氣的成套處理設(shè)備，其特征在于它包括依次串聯(lián)的氯化氫吸收系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)和亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉制備系統(tǒng)，所述的氯化氫吸收系統(tǒng)包括氯化氫吸收塔、循環(huán)釜、循環(huán)泵和鹽酸儲(chǔ)槽，所述的二氧化硫吸收系統(tǒng)包括二氧化硫吸收釜和堿液儲(chǔ)槽，所述的亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉制備系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的濃縮蒸水釜、甩濾離心機(jī)、冷凝器和回收水儲(chǔ)槽；氯化氫吸收塔的出液口與循環(huán)釜連接，循環(huán)泵的一端與氯化氫吸收塔的進(jìn)液口連接，另一端與循環(huán)釜的出液口連接，循環(huán)釜的出液口與鹽酸儲(chǔ)槽連接，氯化氫吸收塔的出氣口與二氧化硫吸收釜的進(jìn)氣口連接，堿液儲(chǔ)槽的出液口與二氧化硫吸收釜的進(jìn)液口連接，二氧化硫吸收釜的出液口與濃縮蒸水釜的進(jìn)液口連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化氫和二氧化硫尾氣的成套處理設(shè)備，其特 征在于所述的氯化氫吸收塔、循環(huán)釜、循環(huán)泵各有二個(gè)，單個(gè)氯化氫吸收塔、 循環(huán)釜和循環(huán)泵構(gòu)成一套吸收裝置，所述的兩套吸收裝置串聯(lián)或并聯(lián)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氯化氫和二氧化硫尾氣的成套處理設(shè)備， 其特征在于所述的循環(huán)釜上設(shè)有冷卻裝置和PH計(jì)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氯化氫和二氧化硫尾氣的成套處理設(shè)備， 其特征在于所述氯化氫吸收塔的進(jìn)氣管為開口朝下的彎管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氯化氫和二氧化硫尾氣的成套處理設(shè)備， 其特征在于所述氯化氫吸收塔的塔頂裝有噴頭或分布管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氯化氫和二氧化硫尾氣的成套處理設(shè)備， 其特征在于所述氯化氫吸收塔內(nèi)裝有耐腐蝕填料。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化氫和二氧化硫尾氣的成套處理設(shè)備，其特 征在于所述的二氧化硫吸收釜有三個(gè)，采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的氯化氫和二氧化硫尾氣的成套處理設(shè)備， 其特征在于二氧化硫吸收釜設(shè)有冷卻裝置和PH計(jì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種尾氣的處理設(shè)備?，F(xiàn)有上述傳統(tǒng)的尾氣處理裝置需大量消耗堿而使成本高，且由于最終產(chǎn)生大量含雜離子的廢水而使環(huán)保壓力大。本實(shí)用新型包括氯化氫吸收系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)和亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉制備系統(tǒng)，所述的氯化氫吸收系統(tǒng)包括氯化氫吸收塔、循環(huán)釜、循環(huán)泵和濃鹽酸儲(chǔ)槽，所述的二氧化硫吸收系統(tǒng)包括二氧化硫吸收釜和堿液儲(chǔ)槽，所述的亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉制備系統(tǒng)包括濃縮蒸水釜、甩濾離心機(jī)、冷凝器和回收水儲(chǔ)槽。本實(shí)用新型完全吸收了氯化氫和二氧化硫，達(dá)到無(wú)污染排放。
文檔編號(hào)B01D53/75GK201147664SQ20072019256
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者偉 劉, 吳宏祥, 沈潤(rùn)溥, 軍 瞿, 章學(xué)兵, 陸文輝, 顧天猛 申請(qǐng)人:高郵市有機(jī)化工廠;紹興文理學(xué)院