一种用于吸收氯气的CCl4液体吸收箱的制作方法

本发明涉及氯气尾气吸收设备领域，特别涉及一种用于吸收氯气的ccl4液体吸收箱。

背景技术：

在二氧化钛的生产体系中，通过ticl4气相氧化法得到二氧化钛的同时，也会产生相当量的氯气副产物，为了避免资源的浪费，一般都会设置氯气回收系统，然而，传统的氯气回收系统的回收效率并不高，吸收剂的用量较大，产生的废液量较多，氯气纯度不够等问题，排放的尾气中依然含有一定量的氯气，对环境污染较严重，因此，生产二氧化钛的企业一般都属于高污染企业，是政府环保督查重点监控对象。

通过对传统二氧化钛生产企业的生产工艺进行调查分析得到，导致上述问题的主要原因是：氯气回收系统设置和吸收剂种类选择不合理，其采用的是苯来作为吸收剂（由于ccl4属于国家管控化工产品，其毒性较强，对环境破坏力大，鉴于传统工艺不成熟的情况，为了取得生产资格和通过环评，企业一般不选择ccl4来作为氯气的吸收剂），而氯气在苯中的溶解度一般，低于在ccl4中的溶解度，经苯吸收后的尾气中依然含有相当量的氯气，吸收后的尾气在被碱性溶液再次洗气后，对外排放，在此过程中，碱性吸收溶液的消耗量很大，废液量较多，企业为了节约生产成本，会偷偷减少碱性吸收溶液的使用量，由此导致排放的尾气中含有超标的氯气。同时，传统洗气吸收氯气的方式通过将气体通入吸收液箱的底部，使吸收液箱内的吸收液呈“沸腾”状态，进而对气体进行洗气，这样的设置方式，会使吸收液箱的体积设置较大，高度较高，在吸收液达到饱和吸收后，就要停工重新全部更换吸收液后才能继续进行洗气工作，这不仅增大了吸收液吸收箱的投入成本，其在运行过程中，不能实现持续作业，对氯气的吸收效率较低。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于吸收氯气的ccl4液体吸收箱，通过改变传统洗气吸收氯气的方式，延长氯气在吸收液箱内的停留时间，同时使吸收液以流动的状态对气体进行洗气，解决现有吸收液箱存在的体积设置大、不能实现持续化作业、对氯气的吸收效率较低的问题。

本发明采用的技术方案如下：一种用于吸收氯气的ccl4液体吸收箱，包括箱体，其特征在于，箱体的上部通过密封盖密封，密封盖的顶部设有气体出口，密封盖上，气体出口的两端分别设有液体进口和液体出口，箱体内充满ccl4液体，箱体的内部固定安装有具有排气孔的排气管道，排气管道浸没于ccl4液体中，箱体的下部设有气体进口，气体进口连通排气管道，排气管道用于向ccl4液体中排放气体。

由于上述结构的设置，首先通过液体进口向ccl4液体吸收箱内填满ccl4液体，然后向液体出口内插入管路，通过管路对外抽送ccl4液体，工作时，通过气体进口向排气管道内输送含有氯气的气体，排气管道通过排气孔向ccl4液体吸收箱内不断地排出气体，这样的排气方式不仅可以通过排气管是气体在ccl4液体吸收箱内成均匀分布，由此来提高ccl4液体的利用率，使ccl4液体能够充分吸收氯气，其还可以延长气体在ccl4液体吸收箱内的停留时间，在单位时间内气体流量相同的情况下，ccl4液体吸收箱内能够容纳更多的气体，由此使ccl4液体具有足够的时间来对氯气进行吸收；吸收后的气体从ccl4液体逸出，然后通过气体出口排出，而吸收了氯气的ccl4液体通过液体出口排出，只要满足ccl4液体的抽送量与输入量相同，就能维持ccl4液体吸收箱内的ccl4液体重量保持不变，进而实现了持续化作业。

为了使排气管道能更好地排气，排气孔为单向排气孔，单向排气孔内设置有瓣膜，瓣膜为两个对称设置的半月牙形薄片，彼此接触相对，薄片的游离缘朝向排气管道的外部。

为了更好地固定住排气管道，防止排气管道在箱内晃动，排气管道通过管道固定板固定在箱体内，管道固定板在箱体内均匀排布。

进一步，密封盖的下方设有具有滤网结构的冲刷板，冲刷板固定连接在密封盖上，液体进口的下部对应于冲刷板。冲刷板的设置一是为了防止输入的ccl4液体对排气管道造成冲击而变形，以对排气管道进行保护，二是为了防止杂物混入箱内，提高箱内的纯净度，同时还可以作为管道固定板的上部支撑，以使排气管道的稳定性得到进一步保证。

进一步，考虑到密封盖易受到烟气腐蚀，为了提高密封盖的使用周期和密封性，防止有毒气体逸出，密封盖用钛合金材料制成，所述钛合金按质量百分比计，包括以下合金元素：c为0.04-0.05%、al为1.0-2.0%、v为0.20-0.30%、mo为2.0-2.5%、si为0.8-1.2%、ag为0.1-0.3%、zr为0.8-1.2%，余量为ti及其它杂质。

上述中，本发明的用于制造密封盖的钛合金材料，在含有氯气和盐酸的烟气腐蚀环境下，其腐蚀率仅为0.019-0.024mm/月，由此说明，其能够适应ccl4液体吸收箱内的烟气腐蚀性强的环境，使ccl4液体吸收箱用的密封盖能够长久使用，不会因受到腐蚀而出现密封泄漏的问题，解决了现有密封盖所存在的不足。

进一步，为了更好地延长气体在箱内的停留时间，在竖直方向上，排气管道折叠分布于箱体内，排气管道的末端收缩形成管道气体出口。

为了使排出的气体中氯气含量降至最低，管道气体出口的高度与ccl4液体液面的高度的垂直距离不小于10cm。

进一步，考虑到氯气对箱内零部件的腐蚀作用，排气管道、管道固定板、冲刷板和箱体的内壁均涂覆有聚四氟乙烯层，聚四氟乙烯层的厚度不小于200μm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明提供的一种用于吸收氯气的ccl4液体吸收箱，主要解决现有吸收液箱存在的体积设置大、不能实现持续化作业、对氯气的吸收效率较低的问题，通过改变传统洗气吸收氯气的方式，延长氯气在吸收液箱内的停留时间，同时使吸收液以流动的状态对气体进行洗气，进而使ccl4液体吸收箱不用设置为大体积式的结构，减少了建造成本，同时，ccl4液体吸收箱实现了连续化作业，在排放的气体中，氯气的含量极低，提高了吸收液对氯气的吸收效率，克服了现有存在的不足。

附图说明

图1是本发明的一种用于吸收氯气的ccl4液体吸收箱结构示意图；

图2是本发明的排气管道管壁剖面结构示意图。

图中标记：1为箱体，2为密封盖，3为气体出口，4为液体进口，5为液体出口，6为排气管道，601为排气孔，602为瓣膜，7为气体进口，8为管道固定板，9为冲刷板，10为管道气体出口。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，一种用于吸收氯气的ccl4液体吸收箱，包括箱体1，箱体1的上部通过密封盖2密封，密封盖2的顶部设有气体出口3，密封盖2上，气体出口3的两端分别设有液体进口4和液体出口5，箱体1内充满ccl4液体，箱体1的内部固定安装有具有排气孔601的排气管道6，排气管道6浸没于ccl4液体中，箱体1的下部设有气体进口7，气体进口7连通排气管道6，排气管道6用于向ccl4液体中排放气体。

首先通过液体进口4向ccl4液体吸收箱内填满ccl4液体，然后向液体出口5内插入管路，通过管路对外抽送ccl4液体，工作时，通过气体进口4向排气管道6内输送含有氯气的气体，排气管道6通过排气孔601向ccl4液体吸收箱内不断地排出气体，这样的排气方式不仅可以通过排气管是气体在ccl4液体吸收箱内成均匀分布，由此来提高ccl4液体的利用率，使ccl4液体能够充分吸收氯气，其还可以延长气体在ccl4液体吸收箱内的停留时间，在单位时间内气体流量相同的情况下，ccl4液体吸收箱内能够容纳更多的气体，由此使ccl4液体具有足够的时间来对氯气进行吸收；吸收后的气体从ccl4液体逸出，然后通过气体出口3排出，而吸收了氯气的ccl4液体通过液体出口5排出，只要满足ccl4液体的抽送量与输入量相同，就能维持ccl4液体吸收箱内的ccl4液体重量保持不变，进而实现了持续化作业。

上述中，为了使排气管道6能更好地排气，排气孔601为单向排气孔，如图2所示，单向排气孔内设置有瓣膜602，瓣膜602为两个对称设置的半月牙形薄片，彼此接触相对，薄片的游离缘朝向排气管道6的外部。

为了更好地固定住排气管道6，防止排气管道6在箱内晃动，排气管道6通过管道固定板8固定在箱体1内，管道固定板8在箱体1内均匀排布。

进一步地，密封盖2的下方设有具有滤网结构的冲刷板9，冲刷板9固定连接在密封盖2上，液体进口4的下部对应于冲刷板9。冲刷板9的设置一是为了防止输入的ccl4液体对排气管道6造成冲击而变形，以对排气管道6进行保护，二是为了防止杂物混入箱内，提高箱内的纯净度，同时还可以作为管道固定板8的上部支撑，以使排气管道6的稳定性得到进一步保证。

进一步地，为了更好地延长气体在箱内的停留时间，在竖直方向上，排气管道6折叠分布于箱体1内，排气管道6的末端收缩形成管道气体出口10。

进一步地，为了使排出的气体中氯气含量降至最低，管道气体出口10的高度与ccl4液体液面的高度的垂直距离不小于10cm。

进一步地，考虑到氯气对箱内零部件的腐蚀作用，排气管道6、管道固定板8、冲刷板9和箱体1的内壁均涂覆有聚四氟乙烯层（图中未画出），聚四氟乙烯层的厚度不小于200μm。

进一步地，考虑到密封盖2易受到烟气腐蚀，为了提高密封盖2的使用周期和密封性，防止有毒气体逸出，密封盖2用钛合金材料制成，所述钛合金按质量百分比计，包括以下合金元素：c为0.04-0.05%、al为1.0-2.0%、v为0.20-0.30%、mo为2.0-2.5%、si为0.8-1.2%、ag为0.1-0.3%、zr为0.8-1.2%，余量为ti及其它杂质。

上述密封盖2的制造方法包括以下步骤：

1）按组分百分比称取原料，采用现有冶炼钛合金的制备工艺，在真空感应炉中进行熔炼浇铸，得到符合合金成分要求的钛合金铸坯；

2）将钛合金铸坯进行表面清理，然后置于真空加热炉内加热至850-870℃，去除合金铸坯表面的氧化皮，得到锻造原坯，其中升温速率控制在120℃/h；

3）将锻造原坯继续加热至锻造温度进行锻造，得到锻造件；

4）将锻造件经热处理后轧制成板材，然后将板材冲压成型得到密封盖2，修整密封盖2的表面；

5）步骤4完成后，通过双层辉光离子渗金属技术在密封盖2的表面上获得一层均匀连续的渗银合金层；

6）步骤5完成后，将密封盖2置于热处理炉中进行回火处理后即得。

在上述中，通过在密封盖2的表面上获得一层均匀连续的渗银合金层，渗银合金层与氯气发生反应后能够形成难溶的卤化物层，难溶的卤化物层会牢固地粘接在密封盖2的表面上形成保护层，防止密封件受到进一步地腐蚀，密封盖的表面不仅不会出现凹凸不平的“腐蚀坑”，其还能使密封盖2表面膨胀一定尺寸（金属被卤化后体积变大），使连接密封处的间隙逐渐减小，由此起到了提高密封性的技术效果，进而解决了现有密封盖易腐蚀、使用周期短的问题。

进一步地，为了得到具有细密的晶粒组织的锻造件，在步骤3中，锻造温度为1300-1350℃，开锻温度为1200℃，停锻温度为950℃。

进一步地，为了得到裂纹缺陷少、晶粒细密且分布均匀的锻造件，锻造原坯达到锻造温度后，利用油压快锻机将锻造原坯镦拔变形锻造形成锻造坯，其中，火次为3，锻比控制在5.8-6.1；锻造坯冷却到停锻温度后，继续送至油压快锻机中镦拔变形锻造成一定厚度的锻造件，火次为4，锻比控制在1.5-1.8。

进一步地，为了获得均匀致密连续的渗银合金层，在步骤4中，热处理的温度为800-830℃，保温时间为1-2h，然后随炉冷却至室温。

进一步地，在步骤5中，渗银合金层的厚度为20-50μm，以保证渗银合金层能够发挥出应有的作用。

进一步地，为了使渗银合金层与钛合金之间的金相界面过渡平和，使界面处的银原子呈弥散分布，提高界面的强度和力学性能，在步骤6中，回火处理在真空条件下进行，回火处理的温度为600-650℃，保温2-3h，然后空冷至室温。

为了更好地说明本发明，表1列出了部分实施例：（下列实施例1-5的密封盖的表面均未有渗银合金层，实施例6的密封盖2的表面有30μm的渗银合金层）

表1密封盖用钛合金材料组成成分及含量（此处省略杂质）

注：实施例6的组成成分不包括渗银合金层。

上述实施例制得的密封盖成品材料的主要性能如表2所示：

表2实施例1-6成品材料的主要性能

注：1、对比例为市场上获得的timetal5111合金，其性能和强度的检测值可能与真实的timetal5111合金存在差别，但不影响其腐蚀实验对比。

2、韧性是通过摆锤式冲击试验机测定；

3、腐蚀量采用60%盐酸腐蚀试验方法，即试验时将试样放入沸腾的60%硝酸溶液中并通入1m³/h的氯气连续48h为一个周期，共3个周期，最后算出平均腐蚀率。

通过表2可以发现，当钛合金中含有ag时，密封盖2具有良好地耐烟气腐蚀性能，其腐蚀率均不大于0.024mm/月，而且当ag的含量增加时，密封盖2的耐烟气腐蚀性能增加，由此，可以推定，ag的加入能够提高钛合金在氯气和盐酸环境下的耐烟气腐蚀性能，并且，在一定含量范围内，当ag的含量增加时，密封盖2的耐烟气腐蚀性能随之增加。同时，通过实施例6可以发现，当密封盖2的表面存在渗银合金层时，其强度、韧性和耐烟气腐蚀性能均得到提高，由此说明，渗银合金层的引入能够对钛合金产生诸多积极效果，能够综合提高钛合金的性能，提别是钛合金的耐烟气腐蚀性能。

通过表1和2可以得到，本发明的密封盖2用钛合金材料在力学强度上与timetal5111合金差别不大，在韧性上低于timetal5111合金，由此可以说明，在对韧性要求不高的情况下，本发明的钛合金能够作为timetal5111合金的替换材料。在实验条件下，在腐蚀率上，本发明的钛合金材料的腐蚀率达到0.019-0.024mm/月，timetal5111合金达到0.073mm/月，显然本发明的钛合金材料的耐烟气腐蚀性强于timetal5111合金，其具有良好地耐烟气腐蚀性能，能够适应ccl4液体吸收箱内的烟气腐蚀性强的环境，由此克服了现有timetal5111合金的不足，使ccl4液体吸收箱用的密封盖2能够长久使用，不会因受到腐蚀而出现密封泄漏的问题，解决了现有密封盖所存在的不足。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。