硫酰氯废气处理装置及方法与流程

本发明属于硫酰氯废气处理技术领域，具体的涉及一种硫酰氯废气处理装置及方法。

背景技术：

硫酰氯为无色有刺激性气味液体，密度1.667g/cm³、熔点-54.1℃、沸点69.1℃，室温下稳定，高温下分解，遇水和碱即分解；是许多物质，如二氧化硫、碘、溴、金属、碘化物等的溶剂；能够与有机溶剂如醋酸、乙醚等互溶；能与许多无机化合物和有机化合物发生反应。主要用作氯化剂或氯磺化剂，如芳香族化合物的氯化、羧酸的氯化及其他各种有机和无机化合物的氯化；还可用于制造医药品、染料、表面活性剂。

现有硫酰氯生产工艺简单可控，废气可循环利用，基本实现了无害化生产，但是，现有技术工艺条件下，还不能完全实现零排放的工业化生产，生产过程中的不正产生产工况和开停车过程中仍然存在废气的排放，现有处理手段基本只有碱吸收，得到纯度低、杂质多的钠盐，随着国内外市场的增量，这部分废气的处理回收是亟待解决的工艺处理问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种硫酰氯废气处理装置。该装置投资少，尾气处理效果好，完全实现了硫酰氯系统的零排放，达到了绿色化工的生产标准，是一套新型的硫酰氯尾气处理系统。本发明同时提供了其处理方法。

本发明所述的硫酰氯废气处理装置，包括尾气冷凝器，尾气冷凝器通过管路与捕雾器相连，捕雾器通过管路与预热器相连，预热器通过管路与一级反应釜相连，一级反应釜通过管路与一氯化硫高位槽相连；一级反应釜通过管路与二级反应釜相连，一级反应釜与二级反应釜上部均连接液硫进料管，二级反应釜通过管路与焚硫炉相连。

其中：

二级反应釜底部通过管路与二级倒料泵相连，二级倒料泵通过管路与一级反应釜上部进料口相连。

一氯化硫高位槽通过管路与氯化亚砜生产系统相连。

焚硫炉通过管路与二氧化硫转化器相连。

一级反应釜与一氯化硫高位槽相连的管路上设有一级倒料泵。

二级反应釜与焚硫炉相连的管路上设有焚硫炉风机。

预热器通过管路与一级反应釜的插深管入口相连，插深管的出口位于一级反应釜的中下部。

一级反应釜的上部通过管路与二级反应釜的插深管入口相连，插深管的出口位于二级反应釜的中下部。

本发明所述的硫酰氯废气处理方法，包括以下步骤：

(1)硫酰氯废气经过尾气冷凝器冷凝后进入捕雾器，消除硫酰氯；

(2)从捕雾器出来的气相进入预热器预热，然后进入一级反应釜内进行反应，一级反应釜内反应介质为一氯化硫，并将液硫通入一级反应釜；

(3)气相从一级反应釜顶部通过管路进入到二级反应釜内进一步反应，在二级反应釜中生产一氯化硫和亚硫酰氯；

(4)从二级反应釜出来的气相进入焚硫炉处理后进入二氧化硫转化器再利用；

(5)从一级反应釜底部出来的物料进入一氯化硫高位槽储存，然后进入氯化亚砜生产系统重新利用。

其中：

硫酰氯废气是氯气、二氧化硫、亚硫酰氯和空气的混合物。

尾气冷凝器出口温度为15-35℃，冷凝器冷凝介质为循环水。

预热器气相出口温度为90-115℃。

一级反应釜反应温度控制在130-145℃，二级反应釜反应温度控制在130-145℃。

一级反应釜和二级反应釜内盛放一氯化硫作为反应介质。

作为一个优选的技术方案，本发明所述的硫酰氯废气处理方法，包括以下步骤：

(1)控制尾气冷凝器物料出口温度保持在15-35℃，尾气冷凝器冷凝介质为循环水；

(2)冷凝后进入捕雾器，捕除硫酰氯剩余较少部分，彻底消除硫酰氯；

(3)捕雾器出来的气相进入预热器，增加进入反应器的气相温度，控制预热器蒸汽进料量，从而控制预热器气相出口温度保持在90-115℃；

(4)将预热好的废气气相，以体积分数计，废气由氯气30-45％，二氧化硫30-45％和空气10-40％组成，通入一级反应釜，一级反应釜反应介质为一氯化硫，同时通过液硫进料管输入部分液硫，通过反应釜前调节阀调整蒸汽进料量，满足一级反应釜温度保持在130-145℃，使气相组分在一级反应釜中生产一氯化硫和亚硫酰氯；

(5)未反应完全的含有少量氯气和二氧化硫的气相，以体积分数计，废气由氯气5-15％，二氧化硫5-20％和空气65-90％组成，从一级反应釜上部出来，进入二级反应釜，二级反应釜中反应介质是一氯化硫，同时需要加入液硫，通过反应釜前调节阀调整蒸汽进料量，满足二级反应釜温度保持在130-145℃，使气相组分在二级反应釜中生产一氯化硫和亚硫酰氯；

(6)从二级反应釜出来的气相组成，以体积分数计，由二氧化硫3-8％和空气92-97％组成，并入二氧化硫生产工艺中的焚硫炉空气引风机的进口，作为二氧化硫转化工段的原料得到完全回收和充分利用；

(7)一级反应釜和二级反应釜定期进行一氯化硫含量检测，当一氯化硫含量低于总质量的35％时(通过取样检测一氯化硫和亚砜各自的含量，当一级反应釜和二级反应釜内一氯化硫含量低于取样样品总质量的35％时，为了保证吸收效果)，需要将一级反应釜内物料打入亚硫酰氯车间一氯化硫高位槽，使之成为亚硫酰氯生产催化合成工艺的原料，得到完全的利用。

其中：

由于反应含量的原因，在应用中往往一级反应釜达到转料的标准，二级反应釜还能吸收利用较长时间，为了使之尽快倒料至亚硫酰氯生产中，同时更好保证吸收质量，二级反应釜物料打入一级反应釜，二级反应釜加入新的反应料液。

一级反应釜与二级反应釜内发生的化学反应如下：

2s+cl2＝s2cl2；

s2cl2+cl2＝2scl2；

cl2+so2+scl2＝2socl2；

s2cl2+3cl2+2so2＝4socl2；

s+2cl2+so2＝2socl2。

本发明与现有技术相比，具有以下效果：

(1)本发明所述的硫酰氯废气处理方法，完全实现了硫酰氯系统的零排放，达到了绿色化工的生产标准。

(2)本发明所述的硫酰氯废气处理装置，设备投资少，尾气处理效果好，是一套新型的硫酰氯尾气处理系统。

附图说明

图1是硫酰氯废气处理装置结构示意图。

其中：1、尾气冷凝器；2、捕雾器；3、预热器；4、一级反应釜；5、二级反应釜；6、一级倒料泵；7、二级倒料泵；8、一氯化硫高位槽；9、液硫进料管；10、焚硫炉风机；11、焚硫炉、12、二氧化硫转化器；13、插深管。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本实施例1所述的硫酰氯废气处理装置，包括尾气冷凝器1，尾气冷凝器1通过管路与捕雾器2相连，捕雾器2通过管路与预热器3相连，预热器3通过管路与一级反应釜4相连，一级反应釜4通过管路与一氯化硫高位槽8相连；一级反应釜4通过管路与二级反应釜5相连，一级反应釜4与二级反应釜5上部均连接液硫进料管9，二级反应釜5通过管路与焚硫炉11相连。

其中：

二级反应釜5底部通过管路与二级倒料泵7相连，二级倒料泵7通过管路与一级反应釜4上部进料口相连。

一氯化硫高位槽8通过管路与氯化亚砜生产系统相连。

焚硫炉11通过管路与二氧化硫转化器相连。

一级反应釜4与一氯化硫高位槽8相连的管路上设有一级倒料泵6。

二级反应釜5与焚硫炉11相连的管路上设有焚硫炉风机10。

预热器3通过管路与一级反应釜4的插深管13入口相连，插深管13的出口位于一级反应釜4的中下部。

一级反应釜4的上部通过管路与二级反应釜5的插深管13入口相连，插深管13的出口位于二级反应釜5的中下部。

本实施例1所述的硫酰氯废气处理方法，包括以下步骤：

(1)控制尾气冷凝器物料出口温度保持在20℃，尾气冷凝器冷凝介质为循环水；

(2)冷凝后进入捕雾器，捕除硫酰氯剩余较少部分，彻底消除硫酰氯；

(3)捕雾器出来的气相进入预热器，增加进入反应器的气相温度，控制预热器蒸汽进料量，从而控制预热器气相出口温度保持在105℃；

(4)将预热好的废气气相，以体积分数计，废气由氯气40％，二氧化硫40％和空气20％组成，通入一级反应釜，一级反应釜反应介质为一氯化硫，同时通过液硫进料管输入部分液硫，通过反应釜前调节阀调整蒸汽进料量，满足一级反应釜温度保持在135℃，使气相组分在一级反应釜中生产一氯化硫和亚硫酰氯；

(5)未反应完全的含有少量氯气和二氧化硫的气相，以体积分数计，废气由氯气10％，二氧化硫15％和空气75％组成，从一级反应釜上部出来，进入二级反应釜，二级反应釜中反应介质是一氯化硫，同时需要加入液硫，通过反应釜前调节阀调整蒸汽进料量，满足二级反应釜温度保持在140℃，使气相组分在二级反应釜中生产一氯化硫和亚硫酰氯；

(6)从二级反应釜出来的气相组成，以体积分数计，由二氧化硫6％和空气94％组成，并入二氧化硫生产工艺中的焚硫炉空气引风机的进口，作为二氧化硫转化工段的原料得到完全回收和充分利用；

(7)一级反应釜和二级反应釜定期进行一氯化硫含量检测，当一氯化硫含量低于总质量的35％时(通过取样检测一氯化硫和亚砜各自的含量，当一级反应釜和二级反应釜内一氯化硫含量低于取样样品总质量的35％时，为了保证吸收效果)，需要将一级反应釜内物料打入亚硫酰氯车间一氯化硫高位槽，使之成为亚硫酰氯生产催化合成工艺的原料，得到完全的利用。

实施例2

本实施例2所述的硫酰氯废气处理方法，包括以下步骤：

(1)控制尾气冷凝器物料出口温度保持在15℃，尾气冷凝器冷凝介质为循环水；

(2)冷凝后进入捕雾器，捕除硫酰氯剩余较少部分，彻底消除硫酰氯；

(3)捕雾器出来的气相进入预热器，增加进入反应器的气相温度，控制预热器蒸汽进料量，从而控制预热器气相出口温度保持在90℃；

(4)将预热好的废气气相，以体积分数计，废气由氯气40％，二氧化硫40％和空气20％组成，通入一级反应釜，一级反应釜反应介质为一氯化硫，同时通过液硫进料管输入部分液硫，通过反应釜前调节阀调整蒸汽进料量，满足一级反应釜温度保持在130℃，使气相组分在一级反应釜中生产一氯化硫和亚硫酰氯；

(5)未反应完全的含有少量氯气和二氧化硫的气相，以体积分数计，废气由氯气10％，二氧化硫15％和空气75％组成，从一级反应釜上部出来，进入二级反应釜，二级反应釜中反应介质是一氯化硫，同时需要加入液硫，通过反应釜前调节阀调整蒸汽进料量，满足二级反应釜温度保持在135℃，使气相组分在二级反应釜中生产一氯化硫和亚硫酰氯；

(6)从二级反应釜出来的气相组成，以体积分数计，由二氧化硫6％和空气94％组成，并入二氧化硫生产工艺中的焚硫炉空气引风机的进口，作为二氧化硫转化工段的原料得到完全回收和充分利用；

(7)一级反应釜和二级反应釜定期进行一氯化硫含量检测，当一氯化硫含量低于总质量的35％时(通过取样检测一氯化硫和亚砜各自的含量，当一级反应釜和二级反应釜内一氯化硫含量低于取样样品总质量的35％时，为了保证吸收效果)，需要将一级反应釜内物料打入亚硫酰氯车间一氯化硫高位槽，使之成为亚硫酰氯生产催化合成工艺的原料，得到完全的利用。

本实施例2所述的硫酰氯废气处理装置与实施例1相同。

实施例3

本实施例3所述的硫酰氯废气处理方法，包括以下步骤：

(1)控制尾气冷凝器物料出口温度保持在30℃，尾气冷凝器冷凝介质为循环水；

(2)冷凝后进入捕雾器，捕除硫酰氯剩余较少部分，彻底消除硫酰氯；

(3)捕雾器出来的气相进入预热器，增加进入反应器的气相温度，控制预热器蒸汽进料量，从而控制预热器气相出口温度保持在112℃；

(4)将预热好的废气气相，以体积分数计，废气由氯气40％，二氧化硫40％和空气20％组成，通入一级反应釜，一级反应釜反应介质为一氯化硫，同时通过液硫进料管输入部分液硫，通过反应釜前调节阀调整蒸汽进料量，满足一级反应釜温度保持在138℃，使气相组分在一级反应釜中生产一氯化硫和亚硫酰氯；

(5)未反应完全的含有少量氯气和二氧化硫的气相，以体积分数计，废气由氯气10％，二氧化硫15％和空气75％组成，从一级反应釜上部出来，进入二级反应釜，二级反应釜中反应介质是一氯化硫，同时需要加入液硫，通过反应釜前调节阀调整蒸汽进料量，满足二级反应釜温度保持在145℃，使气相组分在二级反应釜中生产一氯化硫和亚硫酰氯；

(6)从二级反应釜出来的气相组成，以体积分数计，由二氧化硫6％和空气94％组成，并入二氧化硫生产工艺中的焚硫炉空气引风机的进口，作为二氧化硫转化工段的原料得到完全回收和充分利用；

(7)一级反应釜和二级反应釜定期进行一氯化硫含量检测，当一氯化硫含量低于总质量的35％时(通过取样检测一氯化硫和亚砜各自的含量，当一级反应釜和二级反应釜内一氯化硫含量低于取样样品总质量的35％时，为了保证吸收效果)，需要将一级反应釜内物料打入亚硫酰氯车间一氯化硫高位槽，使之成为亚硫酰氯生产催化合成工艺的原料，得到完全的利用。

本实施例3所述的硫酰氯废气处理装置与实施例1相同。