一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝與系統的製作方法
2023-05-30 09:49:26
一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝與系統的製作方法
【專利摘要】一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝，包括以下步驟：首先廢鹽酸與石灰石進行中和反應，反應後的溶液與高溫煙氣進行接觸，進行除塵，濃縮的處理後的溶液進行高溫噴霧煅燒，獲得無水氯化鈣產品，煅燒後的高溫煙氣與中和液進行接觸後再經過吸收、淨化達標排放。本發明還提供了實現所述方法的系統。本發明的整個工藝流程中只利用高溫對有機物進行了分解，同時生產無水氯化鈣，與現有工藝配合，可以構造眾多產品的清潔工藝。
【專利說明】一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝與系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝與系統，屬於資源環境領域。
【背景技術】
[0002]我國每年氯氣產量約230萬噸，副產工業鹽酸800萬噸，其中氯氣使用行業和鹽酸使用行業又副產濃度不等的廢鹽酸1500萬噸以上；其中含有較高有機物的廢鹽酸有600萬噸以上，這部分廢鹽酸尤其是醫藥中間體、農藥中間體副產的鹽酸氣味很大，有機成分的複雜，這部分鹽酸用於酸洗、淨水劑、氯化鈣、氯化鎂等行業都有很多問題，使用吸附、氧化、萃取等工藝增加很大的成本，傳統的廢鹽酸處置工藝缺少低成本的處置利用工藝。這些廢水的特點是:濃度高、色度深、毒性大，汙染物成分複雜，難以生物降解。這些廢水排入江河水體，不僅嚴重地破壞了水體生態，而且對人類的生存環境構成了極大的威脅。
[0003]目前多數的方法是利用石灰等介質將其中和，但不可避免的要面對含有氯化鈣的廢水，並且含有有機物無法處理。不少人經過鹽酸吸收和深度解析獲得濃鹽酸，但是面臨著能耗高，成本高，鹽酸銷路困難的問題。本發明利用石灰石中和廢鹽酸，獲得含有機物的氯化鈣溶液，經過濃縮、高溫煅燒的方法將氯化鈣中有機物進行高溫分解的同時，獲得無水氯化鈣產品，煅燒尾氣經過熱量回收，溼法除塵，洗滌等步驟，達標排放，為一個在工程上可行的工藝過程。
【發明內容】
[0004]本發明目的是在於提供利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝與系統，利用石灰石中和廢鹽酸獲得的氯化鈣溶液與高溫煅燒後的350°C以上高溫尾氣進行直接接觸，在溼法除塵的同時，對氯化鈣溶液進行濃縮，將濃縮液在350-750°C的狀態下進行噴霧乾燥脫水，即是利用氯化鈣溶液進行直接的乾燥脫水，分解有機物。依靠噴霧產生的比表面積極大的液滴與高溫煙氣進行瞬間反應。獲得的產物是將有機物全部分解後的產品。石灰石與生石灰中和後的溶液與高溫煅燒後產生的溫度350°C以上煙氣直接接觸，可以將溶液的體積縮小50%，煙氣溫度減少至95°C，將熱量最大限度的利用，然後進行吸收、尾氣淨化的操作，尾氣達標排放。整個工藝過程包括中和過程、高溫煅燒過程、預濃縮過程、煙氣淨化過程，獲得無水氯化鈣產品的同時，有機物分解，煙氣達標排放。
[0005]本發明的另一目的是提供含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝系統。
[0006]本發明的技術方案:
一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝，包括以下步驟:
1)首先石灰石粉末加入至中和槽中與廢鹽酸反應，然後加入生石灰調整pH值，pH控制在6.5-10.5，獲得氯化鈣溶液；
2)將步驟I)製備的氯化鈣溶液進行預濃縮，脫除50%的水；
3)將步驟2)得到液體產物進行高溫水解，獲得的固體產物為無水氯化鈣產品；獲得的氣體產物經過旋風除塵後進入預濃縮系統與步驟2)溶液進行直接接觸，大幅度降低氣體溫度；
4)將步驟3)處理後的氣體經過吸收和尾氣淨化，尾氣達標排放，溫度為90-105°C，獲得的溶液系統進行煅燒，煅燒溫度為350-750°C。
[0007]所述步驟I)中石灰石粉末粒徑為0-10_，生石灰粒徑任意。
[0008]所述步驟2)中氯化鈣溶液含有酸浸渣並與溶液一起去高溫煅燒。
[0009]一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝的系統，包括高溫煅燒爐1、一級旋風分離器、二級旋風分離器、預濃縮器、高壓計量泵、吸收塔、吸收泵、高壓耐酸風機、尾氣淨化塔、尾氣淨化泵、中和槽和中和泵，高溫煅燒爐、一級旋風分離器、二級旋風分離器、預濃縮器、吸收塔、高壓耐酸風機和尾氣淨化塔通過管道串聯連接；高溫煅燒爐設有燃料氣進口，高溫煅燒爐、一級旋風分離器和二級旋風分離器底部分別設有無水氯化鈣出口並匯集後排出；預濃縮器出液口通過管道與高溫煅燒爐連接並在連接管道上設有高壓計量泵；吸收塔出液口通過管道與預濃縮器連接並在連接管道上設有吸收泵；尾氣淨化塔出液口通過管道與吸收塔並在連接管道上設有尾氣淨化泵，尾氣淨化塔頂部設有脫鹽水進口和尾氣出口 ；中和槽通過管道與預濃縮器連接並在連接管道上設有中和泵，中和槽頂部設有石灰石進口和廢鹽酸進口。
[0010]採用上述設備進行本工藝流程時，首先準備石灰石粉末與廢鹽酸加入中和槽中進行中和，加入生石灰調整PH值，經中和泵進入預濃縮器中，然後溶液由高壓計量泵進入高溫煅燒爐中。高溫煅燒所需的熱能由燃料氣提供，可以為高爐煤氣、天然氣或者水煤氣等。獲得的固體產品為無水氯化鈣產品。高溫煙氣經過一級、二級旋風分離器進行分離，為無水氯化鈣產品，煙氣進入預濃縮器濃縮中和後液體及吸收塔來的液體進行接觸降溫，降溫後的煙氣進入吸收塔中吸收煙氣中的有害離子，吸收液來自尾氣淨化塔塔底；利用脫鹽水在尾氣淨化塔中對煙氣中的有害物進行二次脫除，達到排放標準，獲得的液體進入吸收塔進行吸收。
[0011]本發明的優點是:
該裝置簡單易行、綠色環保，通過該設備利用石灰石中和廢鹽酸獲得無水氯化鈣產品和排放達標的尾氣，整個工藝流程中利用了高溫水解技術、煙氣回收技術、預濃縮除塵技術，是一個典型的環境友好的處理廢鹽酸的方法，具有顯著的技術經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明工藝路線圖。
[0013]圖2是本發明含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝的系統示意圖。
[0014]圖中:1、高溫煅燒爐；2、一級旋風分離器；3、二級旋風分離器；4、預濃縮器；5、高壓計量泵；6、吸收塔；7、吸收泵；8、高壓耐酸風機；9、尾氣淨化塔；10、尾氣淨化泵；11、中和槽；12、中和泵。
【具體實施方式】
[0015]實施例1:
一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝，包括以下步驟: 1)將廢鹽酸(其中鹽酸濃度25%，有機物含量30000PPM)lm3，加入石灰石粉末，(其中石灰石粉末顆粒為< 10mm，碳酸鈣含量96%，)405 kg，加入生石灰(CaO含量93%，生過燒率6%)30kg，調整pH值至8 ;
2)然後溶液與400°C煙氣進行接觸，氯化鈣溶液從32%濃縮至50%;
3)噴霧至煤氣為熱源的高溫煅燒爐中，爐頂溫度400°C，爐底溫度750°C，反應後的氣體進入旋風分離器中進行除塵，其中爐底中無水氯化鈣的產品中CaCl2S 91%，旋風分離器中氯化鈣含量為90.5%，其他指標均達到《GB/T 26520-2011工業氯化鈣》指標中II類無水氯化鈣要求，獲得產品一共:470kg。高溫脫水後煙氣的含量為:H2O 8.98% (體積濃度，下同)，O2,1.12%，N2, 73.4%，CO2,15.8%。降溫後煙氣含量:H20 51.4% (體積濃度，下同)，O2,
0.6 %，N2, 39.2%，CO2, 8.43% ；
4)進入吸收塔中進行吸收，然後經過尾氣吸收塔進行吸收，其中尾氣中HCl含量低於20PPM，氮氧化合物低於50PPM，二氧化硫低於100PPM。
[0016]圖1為本工藝的工藝路線圖。
[0017]一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣的系統，如圖2所示，包括高溫煅燒爐
1、一級旋風分離器2、二級旋風分離器3、預濃縮器4、高壓計量泵5、吸收塔6、吸收泵7、高壓耐酸風機8、尾氣淨化塔9、尾氣淨化泵10、中和槽11和中和泵12，高溫煅燒爐1、一級旋風分離器2、二級旋風分離器3、預濃縮器4、吸收塔6、高壓耐酸風機8和尾氣淨化塔9通過管道串聯連接；高溫煅燒爐I設有燃料氣進口，高溫煅燒爐1、一級旋風分離器2和二級旋風分離器3底部分別設有無水氯化鈣出口並匯集後排出；預濃縮器4出液口通過管道與高溫煅燒爐I連接並在連接管道上設有高壓計量泵5 ;吸收塔6出液口通過管道與預濃縮器4連接並在連接管道上設有吸收泵7 ;尾氣淨化塔9出液口通過管道與吸收塔6並在連接管道上設有尾氣淨化泵10，尾氣淨化塔9頂部設有脫鹽水進口和尾氣出口 ；中和槽11通過管道與預濃縮器4連接並在連接管道上設有中和泵12，中和槽11頂部設有石灰石進口和廢鹽酸進口
實施例2:
一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝，包括以下步驟:
1)將廢鹽酸(其中鹽酸濃度15%，有機物含量20000PPM)lm3，加入石灰石粉末，(其中石灰石粉末顆粒為< 10mm，碳酸鈣含量97%)230 kg，加入生石灰(CaO含量95%，生過燒率5%)25kg，調整pH值至8.5 ；
2)然後溶液與450°C煙氣進行接觸，氯化鈣溶液從24%濃縮至50%；
3)噴霧至煤氣為熱源的高溫煅燒爐中，爐頂溫度450°C，爐底溫度750°C，反應後的氣體進入旋風分離器中進行除塵，其中爐底中無水氯化鈣的產品中CaCl2S 92%，旋風分離器中氯化鈣含量為91.5%，其他指標均達到《GB/T 26520-2011工業氯化鈣》指標中II類無水氯化鈣要求，獲得產品一共:300kg。高溫脫水後煙氣的含量為:H2O 9.98% (體積濃度，下同)，O2,1.12%，N2, 72.8%，CO2,15.4%。降溫後煙氣含量:H20 53.4% (體積濃度，下同)，O2,
0.6 %，N2, 38.6%，CO2, 7.83% ；
4)進入吸收塔中進行吸收，然後經過尾氣吸收塔進行吸收，其中尾氣中HCl含量低於20PPM，氮氧化合物低於50PPM，二氧化硫低於100PPM。
[0018]含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝的系統與實施例1相同。
【權利要求】
1.一種利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝，其特徵在於包括以下步驟: 1)首先石灰石粉末加入至中和槽中與廢鹽酸反應，然後加入生石灰調整PH值，pH控制在6.5-10.5，獲得氯化鈣溶液； 2)將步驟I)製備的氯化鈣溶液進行預濃縮，脫除50%的水； 3)將步驟2)得到液體產物進行高溫水解，獲得的固體產物為無水氯化鈣產品；獲得的氣體產物經過旋風除塵後進入預濃縮系統與步驟2)溶液進行直接接觸，大幅度降低氣體溫度； 4)將步驟3)處理後的氣體經過吸收和尾氣淨化，尾氣達標排放，溫度為90-105°C，獲得的溶液系統進行煅燒，煅燒溫度為350-750°C。
2.根據權利要求1所述利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝，其特徵在於:所述步驟I)中石灰石粉末粒徑為0-10_，生石灰粒徑任意。
3.根據權利要求1所述利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝，其特徵在於:所述步驟2)中氯化鈣溶液含有酸浸渣並與溶液一起去高溫煅燒。
4.一種如權利要求1所述利用含有機物廢鹽酸生產無水氯化鈣工藝的系統，包括高溫煅燒爐1、一級旋風分離器、二級旋風分離器、預濃縮器、高壓計量泵、吸收塔、吸收泵、高壓耐酸風機、尾氣淨化塔、尾氣淨化泵、中和槽和中和泵，高溫煅燒爐、一級旋風分離器、二級旋風分離器、預濃縮器、吸收塔、高壓耐酸風機和尾氣淨化塔通過管道串聯連接；高溫煅燒爐設有燃料氣進口，高溫煅燒爐、一級旋風分離器和二級旋風分離器底部分別設有無水氯化鈣出口並匯集後排出；預濃縮器出液口通過管道與高溫煅燒爐連接並在連接管道上設有高壓計量泵；吸收塔出液口通過管道與預濃縮器連接並在連接管道上設有吸收泵；尾氣淨化塔出液口通過管道與吸收塔並在連接管道上設有尾氣淨化泵，尾氣淨化塔頂部設有脫鹽水進口和尾氣出口 ；中和槽通過管道與預濃縮器連接並在連接管道上設有中和泵，中和槽頂部設有石灰石進口和廢鹽酸進口。
【文檔編號】C01F11/24GK104445335SQ201410760395
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月12日 優先權日:2014年12月12日
【發明者】楊剛, 李梅彤, 張柯, 賀文珠, 範文浩 申請人:易科力（天津）環保科技發展有限公司, 天津理工大學