含氯气体的中和处理装置的制作方法

专利名称：含氯气体的中和处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含氯气体的中和处理装置。
背景技术：
氯气(Cl2)作为一种活性很高的强氧化性气体，在工业生产和化学实验中得到广 泛的应用，如用于自来水消毒、工业漂白、高温气化反应以及很多化工领域，但由于氯气是 一种具有强烈剌激性的有毒气体，长期在含氯气的环境中活动时容易引起呼吸道方面的疾 病，当氯气含量较高时甚至可能危及生命，因此，含氯气体的处理一直受到普遍的关注。
浙江巍华化工有限公司申请的CN1865127 —种含有氯气和氯化氢混合废气的分 离提纯方法，通过使用化学溶剂将混合废气中的氯气吸收在液相中，与气相的氯化氢分离， 并对吸收氯气后的化学溶剂解吸得到氯气。该发明是在对含氯废气综合利用的基础上达到 降低废气中氯气含量的目的。 营口市自来水公司申请的CN87216753 —种自动氯气回收装置，是通过引风机将 含氯气体运送到中和回收塔中与15 20%的NaOH溶液发生中和反应，经处理后排空的气 体含氯量小于10卯m。 夏元超申请的CN1973965氯气捕消剂及其制备方法和应用，是泄氯现场有效的抢 险清除净化设备，它是一种干法消除泄氯的方法，捕消粉剂是一种强碱性物质，与氯气反应 效率高，当氯气泄漏量大(每分钟大于10kg)且已弥漫开时，可采用扫射方式迅速将氯气浓 度降下来，以减轻泄漏氯气对周围环境的污染和对人体的伤害。 李景致等申请的CN201189446 —种氯吸收装置，是在泄氯时由风机将含有氯的气 体抽吸到吸收塔底部升流，与经碱液泵从碱液槽抽出、从塔内上部分布的碱液，在填料层 发生中和。氯气经两级吸收塔重复吸收，处理后排出的气体周界外氯气浓度最高点小于 0. 4mg/m3。 上述这些发明，都是针对流量大( 一般都在1000mVh以上)的含氯气体或氯气浓 度比较高的废气的处理设备，设备复杂、造价高，不适合于小流量(《lmVh)含氯气体的中 和处理。

发明内容
本发明提供一种含氯气体的中和处理装置，简单、经济，可用于小流量(《lmVh) 含氯气体的中和处理。 申请人:为了处理工作所涉及的小流量含氯气体，在大量的实验研究基础上，研发 了本发明，可用于小流量(《lmVh)含氯气体的中和处理。 所述含氯气体的中和处理装置，包括输送设备和中和处理设备，输送设备的气体 输出端连接至中和处理设备，所述中和处理设备包括容器、气体输送管，气体输送管一端与 输送设备的气体输出端连接，一端伸入容器底部，气体输送管与容器密封连接，容器中部设 有海绵状分隔板，所述海绵状分隔板将容器上、下部分分隔开。
3
作为本发明的优选方案，所述海绵状分隔板至少有三块，相互之间分隔开来且基 本平行，每块海绵状分隔板的厚度为50 200mm，最上层海绵状分隔板的顶部与容器顶部 的距离大于50mm。所述海绵状分隔板就是由海绵及其类似物构成，其孔隙< 0. 5mm。
输送设备可以采用各种公知公用的适于本发明的输送设备，作为优选方案，所述 输送设备包括顺序连接的第一中继箱、第一组风机和第二中继箱，第一、二中继箱分别与输 送设备的气体输入端、气体输出端连接，第一组风机由互相并联的第一风机和第一备用风 机组成。作为更进一步的优选方案，所述输送设备还包括第三中继箱和第二组风机，第三中 继箱位于第一组风机和第二中继箱之间，第二组风机由第二风机和第二备用风机组成，第 二风机、第二备用风机并联在第三中继箱和第二中继箱之间。 作为本发明的优选方案，所述第二中继箱至少连接有两台互相并联的中和处理设 备。 本发明的工作原理如下 1.含氯气体由输送设备输送到中和处理设备中，经气体输送管导入到装有NaOH 溶液的中和处理设备底部，含氯气体在从底部向上漂浮过程中，海绵状分隔板将含氯气体 分解成< lmm的微小气泡，由于海绵的微小孔洞中充满了 NaOH溶液，在含氯气体被海绵分 解成微小气泡过程中，海绵中的NaOH直接与含氯气体中的Cl2发生快速、高效的中和反应， 而不象气泡中的Cl2只在气泡与溶液的界面上发生中和反应，这就相当于对含氯气体中的 Cl2进行了一次精细过滤；同时由于含氯气体被分解成微小气泡，最大限度地增加了气体与 NaOH溶液的接触面积，这些微小气泡继续上浮过程中，其中的Cl2与NaOH溶液得到了充分 接触，使中和反应充分进行。采用至少三块互相平行的海绵状分隔板，每块海绵状分隔板 的厚度为50 200mm，最上层海绵状分隔板的顶部与容器内NaOH溶液液面的距离不小于 50mm，可以在微小气泡上升的过程中，使上述过程反复进行，当微小气泡再碰到海绵状分隔 板时，海绵对气泡进行集成、组合、再分解，同样海绵中的NaOH溶液又一次对微小气泡中的 C^进行快速、高效的中和，使中和处理含氯气体的效果更好。这样的过程对于氯含量较低 的气体只需重复三次，对于氯含量较高的气体可能要重复五次、甚至更多，即海绵状分隔板 要五层甚至更多，这可以通过实验确定不同Cl2浓度的气体需要几层海绵状分隔板，当然， 也可以通过增加海绵状分隔板的厚度来达到有效中和Cl2的效果；最后达到中和处理设备 上部的气体，其中的氯气浓度< lmg/m3。气体输送管最好为含氟塑料软管，耐腐蚀性好。
2.含氯气体经第一、二组风机收集、输送到中和处理设备中，每组风机由并列的2 只风机组成，当工作中有一只风机损坏时，可以立即启动备用风机，继续工作。在风机两端 各安装一个控制气体流通的开关，可使每组风机中一只处于工作状态，另一只备用(备用 风机两端的开关处于关闭状态)；同时在更换已损坏的风机时，含氯气体不会经坏风机处 泄漏，还能防止含氯气体对备用风机可能存在的腐蚀作用。考虑到工业生产时，一旦风机损 坏，启动备用风机需要一定时间，为了不造成含氯气体泄漏，申请人又利用第三中继箱在输 送管道上串联了一组风机，从而在一组风机中处于工作状态的一只损坏、另一只备用风机 还没有启动期间，由于另一组风机还在工作，其排风量使其能承担对小流量含氯气体的收 集和输送任务，使含氯气体在整个生产过程中，不发生泄漏，此时，可以打开备用风机两端 的开关，启动备用风机，同时关闭不工作(断电)风机两端的开关，更换新的风机备用。为 了及时对损坏的风机进行更换，申请人在每只风机上加装了断电报警器，当风机损坏不工作后，报警器发出声、光报警。中继箱的目的主要是使风机能处于并列状态。将风机安装于 密封的不锈钢容器中，当风机安装不密闭或风机损坏后，由于它处于密封的容器中，含氯气 体也不会发生泄漏。对于流量小的含氯气体，如采用大流量风机，虽然对含氯气体的收集有 利，但容易引起涉氯化学反应的条件变化，因此本发明采用气流量在0. 01 0. 5mVmin的 风机来收集、输送含氯气体。由于含氯气体可能是高温状态的，而且实验证实在不含水的状 态下，Cl2对不锈钢材质基本不产生腐蚀作用，所以输送管道、中继箱等优选不锈钢材质。
3.中和处理设备中的Na0H溶液的pH值应保持在7. 2以上，当降到7. 2以下时，则 需更换中和处理设备或更换中和处理设备中的NaOH溶液。采用至少两台中和处理设备并 联，可以方便更换中和处理设备，同时不用中断处理程序。容器内可设置PH酸度计，监控中 和处理设备中NaOH溶液的浓度，当溶液的pH值降到7. 2以下时，则需更换中和处理设备或 更换中和处理设备中的NaOH溶液。pH酸度计可与监控报警装置连接，一旦pH值降到7. 2 以下时，监控报警装置就会报警。此时打开备用中和处理设备的进气开关，关闭已用中和处 理设备的开关，对中和液进行更换、备用。 4.为了便于使用，可以在中和处理设备的容器顶部设置排气孔，在排气孔附近设 置氯气探头，到达中和处理设备上部的气体，经氯气探头监测达标后，从排气孔排放。
本发明通过小流量的风机将小流量含氯气体收集、输送到中和处理设备的底部， 含氯气体在上浮过程中，中和设备中的数层海绵状分隔板，将含氯气体集成、分解成< lmm 的微小气泡，同时海绵中的NaOH溶液对Cl2进行了快速、高效的中和，到达中和设备上部 的气体，经氯气探头监测其氯气浓度< lmg/m3。该装置具有简单、方便、经济、实用的特点， 针对工业生产中长期排放的小流量含氯气体，可以连续、安全地进行中和处理，使用寿命 长。本发明也可以用于处理实验室产生的含氯气体，只需将中和处理装置进行简单的简化， 只使用一组风机，风机上的断电报警器可换成LED灯报警，减小中和处理设备中塑料密闭 容器的体积，采用五层海绵状分隔板，不需要pH酸度计，而采取每次实验结束后测试一下 NaOH溶液的pH值，这样就能用于实验室产生的含氯气体中和处理。 本方法可以确保对小流量含氯气体连续、安全的进行中和处理，并通过调节中和
处理设备中海绵状分隔板的层数或厚度来使不同Cl2浓度的气体达标排放。
本发明的效果可以连续、安全地对小流量含氯气体进行中和处理；中和处理设
备中的海绵状分隔板，在将含氯气体分解成微小气泡的同时，可以对含氯气体进行快速、高
效的中和，而含氯气体被分解成微小气泡后，最大限度地增加了含氯气体与NaOH溶液的接
触面积，使中和反应进行得更充分、效果更好；小流量含氯气体经本发明装置处理后，排放
气体中Cl2浓度可达到< lmg/m3或0. 3ppm，达标排放。


图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示，所述含氯气体的中和处理装置包括输送设备I和中和处理设备II， 输送设备I的两个气体输出端8分别连接至两台中和处理设备II-1、 11-2，气体输出端与 中和处理设备之间设有开关3。所述输送设备I包括顺序连接的第一中继箱2、第一组风机4、第三中继箱5、第二组风机6和第二中继箱7，第一、二中继箱2、7分别与输送设备I的气 体输入端1、气体输出端8连接，第一组风机4由互相并联的第一风机41和第一备用风机 42组成，第二组风机6由并联的第二风机61和第二备用风机62组成。所述第一、二、三中 继箱2、7、5由不锈钢板制成。第一、二风机41、61、第一、二备用风机42、62的两端均安装 有开关3，以控制气体流通。第一、二风机41、61、第一、二备用风机42、62均位于密闭的不 锈钢容器中，且在第一、二风机41、61、第一、二备用风机42、62上均加装了断电报警器，当 风机损坏不工作后，与之相连的断电报警器发出声、光报警。所述中和处理设备II包括容 器10、气体输送管9，气体输送管9 一端与输送设备的气体输出端8连接，一端伸入容器10 底部，气体输送管9与容器10密封连接，容器10中部设有海绵状分隔板13，所述海绵状分 隔板13将容器10上、下两个部分17、 18分隔开。所述容器10为塑料密闭容器，气体输送 管9为含氟塑料软管。所述海绵状分隔板13至少有三块，相互之间分隔开来且基本平行， 每块海绵状分隔板的厚度为50 200mm，最上层海绵状分隔板的顶部与容器顶部的距离大 于50mm。容器10内设置pH酸度计ll，监控中和处理设备中NaOH溶液14的浓度。在中和 处理设备的容器10顶部设置排气孔15，在排气孔15附近设置氯气探头12。
使用前，中和处理设备II的容器10中注入大量的NaOH溶液14， NaOH液面16低 于排气孔15和氯气探头12， pH酸度计11的探头没入NaOH液面16，最上层海绵状分隔板 13的顶部与NaOH液面16的距离不小于50mm。使用时，第一组风机中的第一风机41、第二 组风机中的第二风机61、中和处理设备II-l进入工作状态，余下的风机42、62和中和处理 设备II-2均处于备用状态。含氯气体经输送设备I送入中和处理设备II底端，然后在上升 过程中氯气被Na0H溶液14中和，中和后的气体经氯气探头12检测后，由排气孔15排出。
实施例1 反应器中排出的高温反应废气，其气流量150ml/min、 Cl2浓度(体积)14%，风机 41、42、61、62的气流量均为0. lmVmin，风机在将高温反应废气收集、输送到中和处理装置 的过程中，同时吸入了大量空气，这样进入中和处理装置的含氯气体，其气流量就变为风机 的流量0. lmVmin， Cl2浓度(体积)则为 (14% *150ml/min*lmin)/(0. lm3/min*lmin) = 0. 021%
该浓度远远超过国家允许的最高排放浓度85mg/m3(约28卯m)。
对中和处理装置中的中和处理设备II，选择1000X2000的容器10装入18 %的 Na0H溶液14，液面16距容器10顶部100mm，另外选择三层、50mm厚的海绵分隔板13，每层 海绵分隔板间间距为730mm，最下层海绵分隔板与容器10底部的距离为200mm，最上层海绵 分隔板与Na0H溶液液面16的距离为90mm。 Cl2浓度为0. 021 %的含氯气体被输送到中和 处理设备II-l的底部后，含氯气体开始在Na0H溶液中向上漂浮，在经过最下层的海绵状分 隔板时，气体被海绵分解成< lmm的微小气泡，海绵中的NaOH溶液同时与含氯气体中Cl2发 生快速、高效的中和反应，经过三层海绵状分隔板的分解、并与其中的NaOH溶液发生中和 反应，最后，进入中和处理设备的气体到达塑料密闭容器的上部，Cl2探头监测显示此时气 体中Cl2浓度为0. lppm，可以直接排放。
实施例二 反应器中排出的高温反应废气的气流量2500ml/min、 Cl2浓度(体积)27%，中和 处理装置中含氯气体输送设备I的设置同实施例一，在风机4和风机6作用下，进入中和处
6理装置的含氯气体，其气流量为风机的流量0. lmVmin， Cl2浓度(体积)则为
(27% *2500ml/min*lmin)/(0. lm3/min*lmin) = 0. 675% 中和处理装置的中和处理设备II调整为使用五层150mm的海绵分隔板，每层海绵 分隔板间间距为220mm，最下层海绵分隔板与容器IO底部的距离为200mm，最上层海绵分隔 板与NaOH溶液液面16的距离为70mm，其余同实施例一。Cl2浓度为0. 675%的含氯气体被 输送到中和处理设备的底部后，含氯气体开始在NaOH溶液中向上漂浮，经五层海绵状分隔 板分解、并与海绵中NaOH溶液中和，最后到达中和处理设备上部的气体，经Cl2探头监测显 示气体中Cl2浓度为0. 2ppm，可以直接排放。
权利要求
一种含氯气体的中和处理装置，其特征在于，包括输送设备和中和处理设备，输送设备的气体输出端连接至中和处理设备，所述中和处理设备包括容器、气体输送管，气体输送管一端与输送设备的气体输出端连接，一端伸入容器底部，气体输送管与容器密封连接，容器中部设有海绵状分隔板，所述海绵状分隔板将容器上、下部分分隔开。
2. 如权利要求1所述的含氯气体的中和处理装置，其特征在于，所述海绵状分隔板至 少有三块，相互之间分隔开来且基本平行，每块海绵状分隔板的厚度为50 200mm，最上层 海绵状分隔板的顶部与容器顶部的距离大于50mm。
3. 如权利要求1或2所述的含氯气体的中和处理装置，其特征在于，所述输送设备包括 顺序连接的第一中继箱、第一组风机和第二中继箱，第一、二中继箱分别与输送设备的气体 输入端、气体输出端连接，第一组风机由互相并联的第一风机和第一备用风机组成。
4. 如权利要求3所述的含氯气体的中和处理装置，其特征在于，第一风机和第一备用 风机的气流量均为0. 01 0. 5mVmin。
5. 如权利要求3所述的含氯气体的中和处理装置，其特征在于，第一风机和第一备用 风机均安装于密闭的风机容器中。
6. 如权利要求3所述的含氯气体的中和处理装置，其特征在于，所述输送设备还包括 第三中继箱和第二组风机，第三中继箱位于第一组风机和第二中继箱之间，第二组风机由 第二风机和第二备用风机组成，第二风机、第二备用风机并联在第三中继箱和第二中继箱 之间。
7. 如权利要求6所述的含氯气体的中和处理装置，其特征在于，第二风机和第二备用 风机的气流量均为0. 01 0. 5mVmin。
8 如权利要求6所述的含氯气体的中和处理装置，其特征在于，第二风机和第二备用 风机均安装于密闭的风机容器中。
9. 如权利要求6所述的含氯气体的中和处理装置，其特征在于，第一、二风机和第一、 二备用风机的两端均安装有开关。
10. 如权利要求3所述的含氯气体的中和处理装置，其特征在于，所述第二中继箱至少 连接有两台互相并联的中和处理设备。
全文摘要
本发明涉及一种含氯气体的中和处理装置，简单、经济，可用于小流量(≤1m3/h)含氯气体的中和处理。所述含氯气体的中和处理装置，包括输送设备和中和处理设备，输送设备的气体输出端连接至中和处理设备，所述中和处理设备包括容器、气体输送管，气体输送管一端与输送设备的气体输出端连接，一端伸入容器底部，气体输送管与容器密封连接，容器中部设有海绵状分隔板，所述海绵状分隔板将容器上、下部分分隔开。本发明的效果可以连续、安全地对小流量含氯气体进行中和处理；中和反应进行得更充分、效果更好；小流量含氯气体经本发明装置处理后，排放气体中Cl2浓度可达到＜1mg/m3或0.3ppm，达标排放。
文档编号B01D53/68GK101732969SQ20091026285
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者赵良, 陈博, 陈小明 申请人:南京大学