一种回收HCl和Cl2的装置和方法与流程

本发明涉及一种回收hcl和cl2的装置和方法，属于化工中的物质分离技术领域。

背景技术：

在化工、造纸、电镀、油脂等行业中不可避免地要产生氯化氢和氯气废气，如不采取净化措施，会使车间空气中氯化氢废气的浓度达到数十甚至数百mg/m～3，远高于环境卫生标准0.3mg/m～3。工业上对于含hcl、cl2和其他不凝气的尾气的处理方法有：第一种，将hcl氧化为cl2，如电解法、直接氧化法、催化氧化法，但是氧化过程复杂，且消耗能量太高，生成的cl2仍需进一步处理。第二种，先吸收尾气中的氯化氢气体，制成盐酸(要加压气体吹扫其中氯气)；然后干燥氯气后，对氯气冷却液化，再循环利用。第三种思路是可以利用氯气和氯化氢的凝固点不同，先冷冻回收大部分氯气，然后再用碱液吸收法，做盐酸和次氯酸钠，但是这种方法对温度和仪器条件要求较高，也很耗能。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种回收hcl和cl2的装置和方法该法简化了现有技术的吸收设备和工艺流程。

其中，本发明解决上述技术问题的一种技术方案如下：一种回收hcl和cl2的装置，该装置按照分离顺序依次包括连接的气液过滤器、cl2吸收装置、hcl吸收装置，所述cl2吸收装置还连接有cl2解吸装置，所述hcl吸收装置还连接有hcl解吸装置；

所述cl2吸收装置包括cl2吸收塔，cl2吸收塔塔釜连通气液过滤器的顶部出口；

所述hcl吸收装置包括hcl吸收塔，hcl吸收塔塔釜连通cl2吸收塔的顶部出口；

所述cl2解吸装置包括cl2解吸塔，cl2解吸塔连通cl2吸收塔；

所述hcl解吸装置包括hcl解吸塔，hcl解吸塔连通hcl吸收塔。

进一步，所述气液过滤器为含丝网除沫器的气液过滤器，作用是过滤掉尾气中的水和其他凝液。

进一步，所述hcl吸收塔至少为一级；有多级hcl吸收塔时，hcl解吸塔连通第一级hcl吸收塔，多级hcl吸收塔串联连接，前一级hcl吸收塔塔顶连通后一级吸收塔塔釜，相邻的hcl吸收塔之间由来回循环的管线连通，所述hcl解吸塔塔釜连接hcl吸收剂缓冲罐，所述hcl吸收剂缓冲罐通过管线连接着最后一级hcl吸收塔。

进一步，所述cl2吸收塔塔顶和塔釜之间、所述hcl吸收塔塔顶和塔釜之间的管线上均装有循环泵和冷却器；所述cl2解吸塔塔釜连接有cl2再沸器，所述cl2解吸塔塔釜连接cl2吸收剂缓冲罐，所述cl2吸收剂缓冲罐通过管线连接着cl2吸收塔，所述cl2解吸塔塔顶装有cl2塔顶冷凝器，cl2塔顶冷凝器下设有cl2产品缓冲罐，cl2产品缓冲罐的输出端通过泵连接着cl2解吸塔塔顶；所述hcl解吸塔塔釜连接有hcl再沸器，所述hcl解吸塔塔顶装有hcl塔顶冷凝器，hcl塔顶冷凝器下设有hcl产品缓冲罐，hcl产品缓冲罐的输出端连接着hcl解吸塔塔顶。

进一步，所述气液过滤器上设有进口，顶部设有气体出口，底部设有液体出口；最后一个所述hcl吸收塔塔顶设有不凝气出口。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：

一种回收hcl和cl2的方法，包括以下步骤：

(1)吸收

尾气从cl2吸收塔塔釜进入，经过cl2吸收塔的吸收，饱和cl2溶液从cl2解吸塔进入，气体则进入第一级hcl吸收塔，第一级hcl吸收塔中的饱和hcl溶液进入hcl解吸塔；

(2)解吸

cl2解吸塔内为加压操作，饱和cl2溶液经过热和质的传递过程后，cl2转变成气相上升到cl2解吸塔塔顶，在cl2解吸塔塔顶冷凝为液体，得到cl2产品，未冷凝的少量不凝气安全放空，部分cl2液体从cl2解吸塔塔顶回流入塔内，cl2吸收剂被cl2液体冷却并在cl2解吸塔塔釜得到cl2吸收剂产品；

hcl解吸塔内为加压操作，饱和hcl溶液经过热和质的传递过程后，hcl转变成气相上升到hcl解吸塔塔顶，经过hcl塔顶冷凝器冷凝为液体，得到hcl产品，未冷凝的少量不凝气安全放空，部分hcl液体从hcl解吸塔塔顶回流入塔内，hcl吸收剂被hcl液体冷却并在hcl解吸塔塔釜得到hcl吸收剂产品。

进一步，尾气进入cl2吸收塔之前先进行过滤分离：将尾气引入气液过滤器，凝液从气液过滤器下部排出，含hcl、cl2、n2的尾气从气液过滤器上部排出并从cl2吸收塔塔釜进入cl2吸收塔。

进一步，在步骤(1)中，从第一级hcl吸收塔塔顶排出的未被吸收的尾气进入下一级hcl吸收塔并最终进入最后一个hcl吸收塔，在每一级hcl吸收塔得到的不饱和溶液返回上一级hcl吸收塔；每个所述hcl吸收塔、cl2吸收塔的塔顶和塔釜之间的管线上装有循环泵和冷却器，对于各个hcl吸收塔，溶液经循环泵在各个hcl吸收塔塔内和冷却器之间的循环和cl2吸收塔塔内和冷却器之间的循环。

进一步，在步骤(3)中，在cl2解吸塔塔釜得到的cl2吸收剂产品引入到cl2吸收塔中循环利用；在hcl解吸塔塔釜得到的hcl吸收剂产品引入到第二级hcl吸收塔中循环利用。

进一步，所述cl2解吸塔塔釜连接有cl2再沸器和cl2吸收剂缓冲罐，所述cl2塔顶冷凝器下设有cl2产品缓冲罐，cl2产品缓冲罐的输出端通过泵连接着cl2解吸塔塔顶；所述hcl解吸塔塔釜连接有hcl再沸器和hcl吸收剂缓冲罐，所述hcl塔顶冷凝器下设有hcl产品缓冲罐，hcl产品缓冲罐的输出端连接着hcl解吸塔塔顶。

进一步，所述cl2吸收剂为一氯化硫、氯磺酸、四氯化碳及其他性质类似的有机溶剂中的一种，所述hcl吸收剂为有机溶剂中的一种，如醇类、酮类、酯类、醚类和其他类有机溶剂等，醇类包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等，酮类包括丙酮、丁酮、2-戊酮等，酯类包括甲酸乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯等。

本发明中的工艺方法和装置的有益效果是：(1)将hcl和cl2重新回收利用的过程中，吸收剂可以重复利用，避免了排放的环境污染，而且降低了生产成本，提高了经济效益；(2)吸收剂吸收含hcl、cl2的尾气是一个放热过程，吸收塔内温度过高排出的hcl、cl2的二次尾气就会增多，降低了吸收效果，在循环泵后增设冷却器，降低了溶液温度，低温溶液直接接触高温溶液达到降低吸收塔内温度的目的；(3)hcl和cl2的分离完全，hcl和cl2的回收率高，均可达99.9％以上；(4)本发明具有很高的实用价值和很大的市场需要。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的结构示意图。

其中，气液过滤器1；cl2吸收塔2；第一级hcl吸收塔3-1；第二级hcl吸收塔3-2；第三级hcl吸收塔3-3；cl2解吸塔4；hcl解吸塔5；循环泵6；冷却器7；cl2再沸器8；cl2吸收剂缓冲罐9；cl2塔顶冷凝器10；cl2产品缓冲罐11；hcl再沸器12；hcl吸收剂缓冲罐13；hcl塔顶冷凝器14；hcl产品缓冲罐15。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1，一种回收hcl和cl2的装置，该装置按照分离顺序依次包括连接的含丝网除沫器的气液过滤器1、cl2吸收塔2、以及两级hcl吸收塔，编号为第一级hcl吸收塔3-1和第二级hcl吸收塔3-2，cl2吸收塔2塔釜连通气液过滤器1的顶部出口，第一级hcl吸收塔3-1塔釜连通cl2吸收塔2的顶部出口，第二级hcl吸收塔3-2塔釜连通第一级hcl吸收塔3-1的顶部出口，cl2吸收塔2还连接有cl2解吸塔4的中部，第一级hcl吸收塔3-1还连接有hcl解吸塔5的中部，该装置整体上可以分为两个系统：cl2吸收和解吸系统、hcl吸收和解吸系统，cl2吸收塔2塔釜装有cl2吸收剂，第一级hcl吸收塔3-1和第二级hcl吸收塔3-2塔釜装有hcl吸收剂。

其一，cl2吸收和解吸系统如下：

cl2吸收塔2塔顶和塔釜之间的管线上均装有循环泵6和冷却器7；cl2解吸塔4塔釜连接有cl2再沸器8和cl2吸收剂缓冲罐9，cl2解吸塔4塔顶装有cl2塔顶冷凝器10，cl2塔顶冷凝器10下设有cl2产品缓冲罐11，cl2产品缓冲罐11的输出端通过泵连接着cl2解吸塔4塔顶。

其二，hcl吸收和解吸系统如下：

第一级hcl吸收塔3塔顶和塔釜之间的管线上均装有循环泵6和冷却器7；hcl解吸塔5塔釜连接有hcl再沸器12和hcl吸收剂缓冲罐13，hcl解吸塔5塔顶装有hcl塔顶冷凝器14，hcl塔顶冷凝器14下设有hcl产品缓冲罐15，hcl产品缓冲罐15的输出端连接着hcl解吸塔5塔顶。

通过在线路上设置远传液位计连锁调节阀、流量计连锁调节阀或远传液位计和流量计连锁调节阀，实现上述第一级hcl吸收塔3和第二级hcl吸收塔3-2之间的物料循环，以及物料的运送。

实施例2

一种回收hcl和cl2的方法，参见图2，该方法包括以下步骤：

(1)过滤分离

将尾气通入气液过滤器1，凝液从气液过滤器1下部排出，含hcl、cl2、n2的尾气从气液过滤器1上部排出并从cl2吸收塔2塔釜进入cl2吸收塔2。

(2)吸收

cl2吸收塔2的溶液经循环泵6循环以及冷却器7冷却，从cl2吸收塔2的塔顶进入cl2吸收塔2塔内，经过cl2吸收塔2的循环吸收，尾气中的cl2被充分吸收后形成饱和cl2溶液，饱和cl2溶液从cl2解吸塔4的中部进入，而未被吸收的hcl、n2尾气则从cl2吸收塔2的塔顶排出，由第一级hcl吸收塔3-1的底部进入；

然后，第一级hcl吸收塔3-1的溶液经循环泵6循环以及冷却器7冷却，从第一级hcl吸收塔3-1的塔顶进入第一级hcl吸收塔3-1塔内，第一级hcl吸收塔3-1吸收尾气中的hcl后形成的饱和hcl溶液进入hcl解吸塔5，未被吸收的少量hcl、n2的二次尾气从第一级hcl吸收塔3-1塔顶排出并从第二级hcl吸收塔3-2塔釜进入；

接着，第二级hcl吸收塔3-2的溶液经循环泵6循环以及冷却器7冷却，从第二级hcl吸收塔3-2的塔顶进入第二级hcl吸收塔3-2塔内，含有少量hcl、n2的二次尾气经过第二级hcl吸收塔3-2的多次循环被充分吸收，在第二级hcl吸收塔3-2塔釜得到含有hcl吸收剂的不饱和溶液输送到第一级hcl吸收塔3-1循环泵后的冷却器7内冷却，然后从第一级hcl吸收塔3-1的塔顶进入塔内作为新的hcl吸收剂中循环利用；

未被吸收的少量hcl、n2的二次尾气从第二级hcl吸收塔3-2塔顶排出并从第三级hcl吸收塔3-3塔釜进入，并与第二级hcl吸收塔3-2进行类似于第二级hcl吸收塔3-2和第一级hcl吸收塔3-1之间的循环过程，不含hcl、cl2的达标尾气(n2)从第二级hcl吸收塔3-2塔顶安全排放。

(3)解吸

cl2解吸塔4内为加压操作，通过在cl2解吸塔4塔顶的管线上设置调节阀来调节压力大小，饱和cl2溶液经cl2再沸器8加热后变成蒸汽，经过热和质的传递过程后，cl2转变成气相上升到cl2解吸塔4塔顶，经过cl2塔顶冷凝器10的冷凝，气相cl2转变成液相得到合格cl2产品，未冷凝的少量不凝气安全放空，部分cl2液体从cl2解吸塔4塔顶回流入塔内以保持塔内的平衡，沸点高的cl2吸收剂被cl2液体冷却，冷凝下来回到塔中继续循环，在cl2解吸塔4塔釜得到cl2吸收剂产品，cl2吸收剂产品经过cl2吸收塔2的冷却器7的二次冷却加入到cl2吸收塔2中循环利用；

hcl解吸塔5内为加压操作，通过在hcl解吸塔5塔顶的管线上设置调节阀来调节压力大小，饱和hcl溶液经hcl再沸器12加热后变成蒸汽，经过热和质的传递过程后，hcl转变成气相上升到hcl解吸塔5塔顶，经过hcl塔顶冷凝器14冷凝为液体，得到合格hcl产品，未冷凝的少量不凝气安全放空，部分hcl液体从hcl解吸塔5塔顶回流入塔内以保持塔内的平衡，hcl吸收剂被hcl液体冷却，冷凝下来回到塔中继续循环，在hcl解吸塔5塔釜得到hcl吸收剂产品，hcl吸收剂产品经过冷却器7的二次冷却加入到第三级hcl吸收塔3-3中循环利用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。