专利名称：电解熔融氯化物阳极产生的氯气吸收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工、冶金设备技术领域，具体地说是一套电解 熔融氯化物阳极产生的氯气吸收装置。
技术背景熔融氯化物电解是制备金属锂、金属镁、稀土金属以及镁锂、镁 钙、铝锶、稀土铝、稀土镁等诸多合金的常用方法，阳极产生氯气的 回收处理一直是件令冶金行业头疼的事。氯气化学性质活泼，易溶于 水，有难闻的刺激性气味，严重危害人体健康，而且对金属设备或建 筑物有严重的腐蚀。连续生产的电解工业产生的氯气量较大，必须尽 可能的处理吸收，否则会极大地破坏环境。氯气吸收一般用碱液吸收或二氯化铁吸收，碱液主要是氢氧化钠 或石灰水，副产品为次氯酸钠或漂白粉，量大且不能循环使用，贮存、运输麻烦(稀土 (中)，第153-154页，徐光宪主编，冶金工业出版社2002北京)。发明内容为了减少碱液及副产品对环境的污染，本实用新型提供了一套电 解熔融氯化物阳极产生的氯气吸收装置，主要解决氯气的吸收问题， 还不对环境造成破坏。本实用新型采用二氯化铁吸收氯气氧化成为三氯化铁，再用铁粉还原成二氯化铁循环利用，三氯化铁是污水处理常用试剂，便于就地 销售。鉴于熔盐氯化物电解阳极产生的氯气和电解槽上空的空气所组 成的废气，总会带出电解质和阴极产物的挥发物，废气在经过净化塔 之前，尾气先在旋风除尘器中除掉大部分颗粒状粉尘，减少粉尘进入 储液槽和净化塔，污染吸收液，而且挥发物可回收利用；以往常用铁 屑作还原剂，发明人用铁粉取代铁屑，减少铁屑对电机的摩擦磨损， 延长电机使用寿命；本实用新型的装置可使用一套或多套高效净化 塔，或串联或并联使用；并联设备可以轮换使用，保证生产的连续性， 同时还可延长电机、风机等易损件的寿命，也为吸收液再生提供了充 足的时间。本实用新型结构简单，工作安全可靠，除尘率高，氯气吸 收效果达到国家排放标准，氯气污染物国家最高允许排放标准为21ppm。用本实用新型提供的装置，尾气氯含量小于3个ppm，如果 尾气氯含量高于3个ppm，就会有漏氯报警仪提示，需要更换二氯化 铁吸收液，调整氯气吸收工艺条件或更换设备，确保废气中的氯含量 远低于国家标准；二氯化铁吸收液可循环再生利用，减少了对环境的 二次污染。
以下结合附图l，对本实用新型提供的装置进行具体说明电解 熔融氯化物阳极产生的氯气吸收装置，有粉尘收集器l、氯气吸入管 道2、旋风除尘器3、中间管道4、风机5、连接管道6和单元7;氯 气吸入管道2与旋风除尘器3中部连接，旋风除尘器3上部与中间管 道4连接，中间管道4与风机5入口相连，风机5出口与连接管道6 连接，连接管道6再接入单元7。所述的单元7有高效净化塔8、液下泵9、储液槽10、吸收液管11、汽水分离器12、管道13、高效净化塔14和氯气排出口 15;连接管道6与高效净化塔8下部相连，高效净化塔8上部连接管 道13，管道13与高效净化塔14下部相连，高效净化塔8和高效净 化塔14连接储液槽10，液下泵9与储液槽10和吸收液管11相连， 吸收液管11连接高效净化塔8和高效净化塔14，汽水分离器12分 别安放在高效净化塔8和高效净化塔14顶部。电解熔融氯化物阳极产生的氯气吸收装置的使用方法的步骤和 条件如下电解产生的尾气从氯气吸入管道2进入旋风除尘器3，由于受离 心力作用，粉尘顺着除尘器内壁下落到粉尘收集器l中，收集的粉尘 要及时清理；清除掉粉尘的尾气，在采用耐蚀高强叶轮，优质轴封胶 圈的风机5的吸力下，从旋风除尘器3上部经中间管道4和连接管道 6进入单元7;在单元7中，用液下泵9将储液槽10中的二氯化铁溶 液经吸收液管11向上送达高效净化塔8顶部，向下喷淋，与上升的 尾气充分接触反应，反应方程式为Fe+Cl2=FeCl2， 2FeCl2+Cl2=2FeCl3，反应后的尾气从管道13排出，进入下一个高效净化塔14，继续 喷淋，反应方程式同上；最后，从氯气排出口15排出；高效净化塔8和14顶装分别有汽水分离器12，保证管道13和 氯气排出口 15排出的气体不含液体，完成电解熔融氯化物阳极产生 的氯气吸收。对本实用新型提供的装置的废气中的氯含量〈3ppm，低于国家规定排放标准。如果氯气吸收效果不理想，将从管道15排出的尾气，再经过一 个或两个单元7喷淋、吸收，可达到排放标准。所述的储液槽10中的三氯化铁浓度小于40%时，氯气吸收效果好；三氯化铁浓度在40% 60%之间，氯气吸收效果一般；如果三氯化铁浓度超过60%，不再能吸收氯气时，可以补加铁粉，进行还原 再生，反应方程式为2FeCl3+Fe = 3FeCl2;使用一段时间后，由于三 氯化铁积聚的量增多，已经不能在补加铁粉还原，而且三氯化铁浓度 大于60%时，可以从下口排放。将其收集，做为副产品出售。
图1是电解熔融氯化物阳极产生的氯气吸收装置的结构示意图。 图中，l是粉尘收集器、2是氯气吸入管道、3是旋风除尘器、4 是中间管道、5是风机、6是连接管道、7是一个单元；所述的单元7 有8是高效净化塔、9是液下泵、IO是储液槽、ll是吸收液管、12 是汽水分离器、13是管道、14是高效净化塔和15是氯气排出口 。有益效果其特点是在尾气进入净化塔之前，采用旋风除尘器， 把气体和粉尘分离，避免粉尘进入储液箱和净化塔；还原剂采用铁粉 代替以往通常采用的铁屑，减小了铁屑对电机的破坏；可以视氯气产 量的多少和氯气被吸收效果的不同情况，增加高效净化塔的数量，可 采用两套或多套装置串联或并联使用。整套设备氯气吸收率高，达到 国家环保要求，而且采用玻璃钢材质，防腐、耐高温、寿命长。本实用新型提供的装置的废气中的氯含量〈3ppm，低于国家规定排放标准。
具体实施方式
实施例1 电解熔融MgCl2_RECl3_KCl制备Mg—RE中间合金阳极产生的氯气吸收装置其构成有粉尘收集器1、氯气吸入管道2、旋风除尘器3、中间 管道4、风机5、连接管道6和单元7;氯气吸入管道2与旋风除尘 器3中部连接，旋风除尘器3上部与中间管道4连接，中间管道4与 风机5入口相连，风机5出口与连接管道6连接，连接管道6再接入 单元7;所述的单元7有高效净化塔8、液下泵9、储液槽IO、吸收液管 11、汽水分离器12、管道13、高效净化塔14和氯气排出口 15;连 接管道6与高效净化塔8下部相连，高效净化塔8上部连接管道13， 管道13与高效净化塔14下部相连，高效净化塔8和高效净化塔14 连接储液槽IO，液下泵9与储液槽10和吸收液管11相连，吸收液 管11连接高效净化塔8和高效净化塔14，汽水分离器12分别安放 在高效净化塔8和高效净化塔14顶部。电解熔融氯化物阳极产生的氯气吸收装置的使用方法的步骤和 条件如下电解电流2000A，温度88(TC，每小时产生4kg氯气；电解产生的含氯气的尾气从吸入管道2进入旋风除尘器3，由于受离心力 作用，粉尘顺着除尘器内壁下落到粉尘收集器l中，收集的粉尘要及时清理。清除掉粉尘的含氯气的尾气，在采用耐蚀高强叶轮，优质轴 封胶圈的风机5的吸力下，从旋风除尘器3上部经中间管道4和连接管道6进入单元7;在单元7中，用液下泵9将储液槽10中的二氯 化铁溶液经吸收液管11向上到达高效净化塔8顶部，向下喷淋，与 上升的尾气充分接触反应，反应方程式为Fe+Cl2=FeCl2， 2FeCl2 + Cl2=2FeCl3，反应后的尾气从管道13排出，进入下一个高效净化塔 14，继续喷淋，最后从氯气排出口 15排出。高效净化塔8和14顶装 有汽水分离器12，保证管道13和氯气排出口 15出的气体不含液体。 当三氯化铁浓度超过60%，不再能吸收氯气时，可以补加铁粉，进 行还原再生；使用一段时间后，由于三氯化铁积聚的量增多，已经不 能在补加铁粉还原，而且三氯化铁浓度大于60%时，可以从下口排 放。将其收集，做为副产品出售。本实施例的废气中的氯含量< lppm。如果氯气吸收效果不理想，将从管道15排出的尾气，再经过一 个或两个单元7喷淋、吸收，直至达到排放标准。实施例2、电解RECl3—KCl熔盐制取稀土金属(RE)产生 的氯气吸收装置吸收装置与实施例1中的装置相同；具体氯气吸收的步骤和条件如下电解电流1000A，温度 900。C，每小时产生氯气3kg，电解产生的尾气从氯气吸入管道2 进入旋风除尘器3，由于受离心力作用，粉尘顺着除尘器内壁下落到 粉尘收集器l中，收集的粉尘要及时清理。清除掉粉尘的尾气，在采用耐蚀高强叶轮，优质轴封胶圈的风机5的吸力下，从旋风除尘器3 上部经中间管道4和连接管道6进入单元7;在单元7中，用液下泵9将储液槽10中的二氯化铁溶液经吸收液管11向上送达高效净化塔 8顶部，向下喷淋，与上升的尾气充分接触反应，反应方程式为Fe +Cl2=FeCl2， 2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3，反应后的尾气从管道13排出， 进入下一个高效净化塔14，继续喷淋，最后从氯气排出口 15排出。 高效净化塔8和14顶装有汽水分离器12，保证管道13和氯气排出 口 15出的气体不含液体。排空的气体的氯含量〉3ppm时，在漏氯 报警仪处报警；当三氯化铁浓度超过60%，不再能吸收氯气时，可 以补加铁粉，进行还原再生；使用一段时间后，由于三氯化铁积聚的 量增多，已经不能在补加铁粉还原，而且三氯化铁浓度大于60%时， 可以从下口排放。将其收集，做为副产品出售。本实施例废气中的 氯含量〈2ppm，低于国家规定排放标准。如果氯气吸收效果不理想，可以将从管道15排出的尾气，再经 过一个或两个单元7喷淋、吸收，达到排放标准。
权利要求1、电解熔融氯化物阳极产生的氯气吸收装置，其特征在于，其构成有粉尘收集器(1)、氯气吸入管道(2)、旋风除尘器(3)、中间管道(4)、风机(5)、连接管道(6)和单元(7)；氯气吸入管道(2)与旋风除尘器(3)中部连接，旋风除尘器(3)上部与中间管道(4)连接，中间管道(4)与风机(5)入口相连，风机(5)出口与连接管道(6)连接，连接管道(6)再接入单元(7)；所述的单元(7)有高效净化塔(8)、液下泵(9)、储液槽(10)、吸收液管(11)、汽水分离器(12)、管道(13)、高效净化塔(14)和氯气排出口(15)；连接管道(6)与高效净化塔(8)下部相连，高效净化塔(8)上部连接管道(13)，管道(13)与高效净化塔(14)下部相连，高效净化塔(8)和高效净化塔(14)连接储液槽(10)，液下泵(9)与储液槽(10)和吸收液管(11)相连，吸收液管(11)连接高效净化塔(8)和高效净化塔(14)，汽水分离器(12)分别安放在高效净化塔(8)和高效净化塔(14)顶部。
2、如权利要求1所述的电解熔融氯化物阳极产生的氯气吸收装 置，其特征在于，所述的从管道(15)排出的尾气，再经过一个或两个 单元CO喷淋、吸收。
专利摘要电解熔融氯化物阳极产生的氯气吸收装置，有粉尘收集器(1)、氯气吸入管道(2)、旋风除尘器(3)、中间管道(4)、风机(5)、连接管道(6)、一个单元(7)；单元(7)又包括高效净化塔(8)、液下泵(9)、储液槽(1)0、吸收液管(11)、汽水分离器(12)、管道(13)、高效净化塔(14)、氯气排出口(15)。在尾气进入净化塔之前，采用旋风除尘器，把气体和粉尘分离，避免粉尘进入储液箱和净化塔；还原剂采用铁粉代替以往通常采用的铁屑，减小了铁屑对电机的破坏；可以视氯气产量的多少和氯气被吸收效果的不同情况，增加高效净化塔的数量。整套设备氯气吸收率高，废气中的氯含量＜3ppm。
文档编号B01D53/18GK201164782SQ20072009455
公开日2008年12月17日 申请日期2007年11月6日 优先权日2007年11月6日
发明者唐定骧, 健 孟, 房大庆, 李付民, 牛晓东, 申家成 申请人:中国科学院长春应用化学研究所;广州市德启环保设备有限公司