专利名称：气态物质的处理的制作方法
技术领域：
本发明涉及气态物质的处理，特别是由如在化学加工工厂中的化学反应生成的酸性烟雾。
许多有机和非有机化学处理的特征是会生成酸性产物，它们或者是主要产物或者是副产物。这样处理的常见的实例包括芳香化合物的卤化，如苯的氯化，和酸的再生，如为了分别回收盐酸或二氧化硫，将金属氯化物或硫酸盐破坏。
目前，这样的酸性气态化合物的回收或者在连接着尾气处理的冷凝器中，以减少酸性成分至环境可接受的水平，或者在某些程度上不冷凝。
各种各样的方法都被用来实现上述目标，包括在喷雾塔、搅拌反应器、填充塔(涤气器)和喷粉塔内吸收。
很多这些方法的一个特征是酸性成分用碱中和，通常是用氢氧化钠或氢氧化钾或胺中和，接着它被再生。
在填充塔中，酸吸收和中和反应同时发生，因为反应能产生高热，困难也就出现。这种热量会破坏用作填充材料或用于建造填充塔的塑料材料的外形。而且，如果进料组成各种各样，反应的控制是特别复杂的。
本发明的目的是提供一种处理气态酸性物质的改进方法，它不出现前述的缺点。
根据本发明可提供一种用于处理气态酸性物质的方法，它包括运送所述物质到填充塔或涤气器中，在其中，气态酸性物质与稀提取剂水溶液的供料紧密接触，塔处于提取剂溶液再循环回路中，在再循环回路中提取剂溶液被运送到塔中，并再从塔中被除去。通过将稀水溶液加入回路中并从回路中提取更高酸浓度的水溶液，使回路中溶液的酸的浓度维持在一定的酸浓度范围内。
在根据本发明的方法的优选形式中，所述塔有一个用于排出在该塔中未被提取的任何剩余的气态物质的出口。任何剩余的气态物质被运送到第二个填充塔或涤气器，在塔中，酸性气态物质和稀提取剂水溶液的供料紧密接触。第二个填充塔处于第二个提取剂溶液再循环回路中，在再循环回路中提取剂溶液被运送到第二个塔，并从第二个塔中除去。通过控制向第二个回路加入的稀水溶液以及从第二个回路中提取加入塔中的含任何酸性物质的水溶液，使第二个回路中溶液的酸浓度维持在第二个酸浓度范围内。
在这种方法中，第一个塔可用于缓冲进气气流浓度的变化，并给第二个塔提供基本上恒定酸性气体含量的气体流。
加到每个再循环回路中的稀水溶液，可以是水或含小于0.5重量％的一种或多种无机和/或有机添加剂溶液，如庚醇。
填充塔或涤气器可以已知方法建造。填充材料可以是任何已知有高表面积的惰性固体材料，可使用市场上买得到的合成的产品或天然物质，如砂砾、卵石。
每个再循环回路可以包括一个用于再循环溶液的储蓄器。该储蓄器可以是安装于塔下的贮罐。通过合适的排水方法，溶液可从塔排到贮罐。在回路的储蓄器上，新鲜稀水溶液可被加到每个回路中，如在罐边上或靠近罐的顶端。任何含所述酸性物质的水溶液可以从储蓄器后面的每个回路中除去。
理想的是，通过调节新鲜水溶液加入再循环回路的速率和从回路中提取酸性水溶液的速率，使所述的每个储蓄器中溶液的酸浓度控制在所给定的浓度范围内(或基本上恒定)。可用合适的已知的流体控制装置，如阀，任选有关的流速计，来单独控制上述的加入和提取。例如在第一个提取剂溶液再生循环回路的储蓄器中，提取剂溶液的酸浓度可维持在2～20重量％范围内，如5～12重量％。第二个提取剂溶液回路的提取剂溶液中的酸浓度，可维持在0～2重量％范围内，如0～0.5重量％。
在每个所述的再循环回路中，都要使用泵来运送提取剂溶液，从该回路中所述的储蓄器到相同回路中的塔，如在塔边上或靠近塔的最顶端。
入口气态物质的供料可在塔边上或靠近塔底加进每个塔中。于是供料能够通过塔的填料上升，而接触通过塔的填料下落即渗流的提取剂液体。
在每个再循环回路中，提取剂溶液的再循环可以连续进行。在过程已经开始启动并在每个回路中所要求的酸浓度已经达到(这可以用安装在所述储蓄器中的合适的pH检测器装置来检测)以后，提取剂溶液也可以持续加入到回路中，并且持续从回路中被除去，而维持浓度在要求范围内，理想的是维持在基本上恒定的水平。
根据本发明的这种方法可以是一种合适的方法，在此方法中，被提取的酸性气态物质，是与一个或多个被分别处理或回收的非酸性的气体有关的副产物。例如，被运送到提及的第一个塔中的酸性气态物质的供料，可包括所述的一种或多种非酸性气体。
所述的非酸性气体可以包括如氢气，气态酸性副产物包括氟化氢。这些气体可任选由惰性载体气体流，如氮气所运载。
与现有技术相比，本发明显示以下有益而意想不到的优点(a)基本上没有会导致用于建造填充塔的材料或填料老化的反应热产生。
(b)稀释热可以通过调节储蓄器的体积以及在每个再循环回路中提取剂溶液的除去和填充速率加以控制。
(c)因为提取剂溶液酸浓度已知，有合适的尺寸和接触特性的填充塔能被精确设计。
(d)因为提取剂溶液酸浓度被维持在给定范围内，如果供应的气体流的酸浓度有变化，就不会对随后发生的提取性能有影响。
(e)由于从再循环回路中除去的提取剂溶液流的酸浓度是已知的(或被控制在给定的范围内并且可以测量出)，就有助于对除去的气流作进一步处理，如掺合、贮存或中和。
本发明的实施方案将通过带有参考附图的实例的方法来描述
图1是通过本发明的实施方案用于从气体流中除去酸性气态物质的设备方框图。图1中显示的设备，可以例如用于从以氮气作为载气的含有HF和氢气的气流中除去HF。
如图1所示，输入到设备中的气体经过管道1运送到第一个填充塔3的底端3a。提取剂溶液通过泵5经过管道4，从底罐7运送到塔3的顶端3b，管道1中的气体通过填充塔3上升，并且接触通过塔3渗流下来的提取剂液体。在气流中的酸性成分于是溶解在提取剂溶液中。提取剂溶液在塔3的底端3a处收集并经过管道6流入底罐7中，底罐7的作用相当于该溶液的储蓄器。罐7处在包括塔3、管道6、罐7和管道4的再循环回路中。新鲜提取剂溶液，如净水，经连接着控制阀11的管道9从罐上端加入到罐7中。在底罐7处收集并通过泵5泵压的提取剂溶液，可以从管道4经连接着控制阀15的管道13排出。在底罐7中收集的提取剂溶液的液面可经过一个合适的水平监测仪17来监测，罐7中的溶液的pH可用监测仪19来监测。
在使用图1所示的设备时，在底罐7中的溶液的酸浓度允许增加到5～12重量％的范围。达到这个浓度时，罐7允许填充的速率以及溶液从管道13中流出的速率由阀11、15来调节，于是罐7中提取剂溶液的液面与浓度得到固定。
塔3中的排出气通常含有低浓度的剩余酸性气体，可通过另一个填充塔21除去，塔21作用方式与填充塔3相似。排出气由管道21，从塔3的顶端3b运送到另一个塔21的底端21a。
提取剂溶液通过泵25经过管道24从底罐27运送到塔21的顶端21b。来自管道20的气体通过填充塔21上升，并与从塔21中渗流下来的提取剂液体接触。气体流中的酸性成分于是溶解在提取剂溶液中。提取剂溶液在塔21的底部21a处收集，并经过管道21排到底罐27中，底罐27的作用如同该溶液的储蓄器。罐27处在包括塔21、管道26、罐27和管道24的再循环回路中。新鲜的提取剂溶液，如净水，通过连接着控制阀31的管道29从罐上端加入到罐27中。收集在底罐27中的提取剂溶液，由泵25泵压，可从管道24经过连接着控制阀15的管道33放出。在底罐27中收集的提取剂溶液的液面，通过一个合适的液面监测器37来监测，罐27中溶液的pH用pH监测仪39来监测。
在使用图1所示的设备时，底罐27中溶液的酸浓度允许增加到的最大限度在0～0.5重量％范围内。此后阀31、35用于调节来固定底罐27中提取剂溶液的液面，并维持酸浓度在要求的水平上。
干净的非酸性气体从塔21的上端经过连接着泵43的出口管道41而提取出来。
被提取的经过管道13和33放出的液体可输送到贮藏罐中，此后用碱以常规方式中和。
权利要求
1.酸性气态物质的处理方法，包括运送所述物质到填充塔或涤气器，在那里气态酸性物质与稀提取剂水溶液的供料紧密接触，该塔处在提取剂溶液的再循环回路中，在该回路中提取剂被运送到该塔中并且从该塔中除去，通过向回路中加入稀水溶液与从回路中提取更大酸性浓度的水溶液，使回路中溶液的酸浓度维持在一定的酸浓度范围内。
2.权利要求1的方法，其中所述的塔有一个用于在该塔中尚未被提取的任何剩余的气态物质的出口，任何剩余的气态物质被运送到第二个填充塔或涤气器，在那里气态酸性物质与稀提取剂水溶液的供料紧密接触，第二个填充塔处在第二个提取剂溶液再循环回路中，在该回路中提取剂溶液被运送到第二个塔中，并且从第二个塔中除去，通过控制向第二个回路加入稀水溶液与从第二个回路中提取含有任何加入塔内的酸性物质的水溶液，使第二个回路中水溶液的酸浓度维持在第二个酸浓度范围内。
3.权利要求1或2的方法，其中加入一个或每个再循环回路中的稀水溶液，是水或含有小于0.5重量％的一种或几种无机和/或有机添加剂的溶液。
4.权利要求1、2或3的方法，其中一个或每个再循环回路包括一个用于再循环溶液的储蓄器，该储蓄器由一个安装于塔下的罐来提供，该溶液通过排水装置从塔中排放到罐中。
5.权利要求4的方法，其中新鲜稀水溶液在罐边上或靠近罐的顶端，在该回路的储蓄器处被加入到一个或每个回路中，含有所述酸性物质的水溶液在储蓄器后从每个回路中被除去。
6.权利要求4、5或6之任一方法，其中通过调节加入到再循环回路中的新鲜水溶液的速率以及从回路中提取酸性水溶液的速率，使每个所述的储蓄器中溶液的酸浓度控制，以维持在所给定的浓度范围内或基本上恒定的浓度值。
7.权利要求6的方法，其中包括第一个和第二个填充塔，其中，包括第一塔的第一提取剂溶液再循环回路的储蓄器中，提取剂溶液的酸浓度维持在2～20％范围内，包括第二塔的第二提取剂溶液再循环回路的储蓄器中，提取剂溶液的酸浓度维持在0-2％范围内。
8.任何一个前面的权利要求中的方法，其中在一个或每个再循环回路中的提取剂溶液的再循环是连续进行的。
9.任何一个前面的权利要求中的方法，其中被提取的酸性气态物质是与被分别处理或回收的一种或多种非酸性气体有关的副产物。
10.权利要求9中的方法，其中所述的非酸性气体包括氢气，酸性物质包括氟化氢。
11.权利要求9或10中的方法，其中气体用惰性气体流运载。
12.权利要求1中和基本如前参考附图的方法。
全文摘要
气态酸性物质的处理方法，包括运送所述物质到填充塔或涤气器，在那里气态酸性物质与稀提取剂水溶液的供料紧密接触，塔处在提取剂溶液再循环回路中，在回路中提取剂溶液被运送到塔中并且从塔中除去，通过向回路中的加入稀水溶液以及从回路中提取更大酸浓度的水溶液，使回路中的溶液的酸的浓度维持在酸浓度范围。
文档编号B01D53/77GK1125911SQ9519022
公开日1996年7月3日 申请日期1995年2月13日 优先权日1994年2月15日
发明者P·J·罗宾逊, A·C·菲尔森 申请人:英国核子燃料公司