一種工業高爐煤氣氯化氫氣體回收方法與裝置與流程
2023-05-28 06:37:01 3
技術領域
本發明涉及高爐煤氣淨化技術領域，適用於高爐煤氣氯化氫氣體回收過程。具體地說，本發明提供了工業高爐煤氣氯化氫氣體回收方法與裝置。
背景技術：
氯化氫是無色而有刺激性氣味的氣體，熔點-114.2度，沸點-85度，空氣中不燃燒，熱穩定，到約1500℃分解。有窒息性的氣味，對上呼吸道有強刺激，對眼、皮膚、黏膜有腐蝕。密度大於空氣，其水溶液為鹽酸，濃鹽酸具有揮發性。
高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品，主要成分為:CO、CO2、N2、H2、CH4等，其中可燃成分CO含量約佔25％左右，H2、CH4的含量很少，CO2、N2的含量分別佔15％、55％。
高爐冶煉過程中由鐵礦石、焦炭和煤粉帶入的氯經過一系列化學反應後以HCl氣體形態進入高爐爐頂煤氣中，在幹法除塵的條件下容易導致高爐煤氣餘壓透平發電裝置(簡稱TRT)葉片和煤氣管道腐蝕嚴重，當高爐煤氣燃燒後仍然以HCl氣體形態進入大氣，給環境造成汙染。
目前國內採用多種方法與設備脫除高爐煤氣中氯化氫，專利201010264346.4採用塔式設備噴液吸收處理氯化氫，專利201020611850.2公開了塔式設備噴鹼吸收處理高爐煤氣中氯化氫，專利201410210169.X採用專用脫氯機構脫除氯化氫氣體。目前常見的高爐煤氣氯化氫氣體回收方法複雜、佔地面積大、投資高、附帶設備較多。未見到採用多級旋流噴射吸附器進行高爐煤氣氯化氫氣體回收處理的研究報導。
技術實現要素：
為了克服上述現有方法的不足，本發明提供了一種工業焦爐煤氣氯化氫回收方法與裝置
一種工業高爐煤氣氯化氫氣體回收方法，其特徵在於：
(1)工業高爐煤氣進入一級換熱器進行冷卻；
(2)冷卻後氣體進入單級或多級旋流噴射吸附器，同時吸收劑經泵也進入單級或多級旋流噴射吸附器；
(3)高爐煤氣從單級或多級旋流噴射吸附器頂部入口切向進入，吸收劑從單級或多級旋流噴射吸附器側壁小孔噴入；
(4)徑向噴入的流線型吸收劑被切向高速旋轉的高爐煤氣持續切割，形成無數吸附液霧滴；
(5)經吸收後富含氯化氫的吸附液從單級或多級旋流噴射吸附器底部流出，經二級換熱器換熱後進入液體儲罐回收儲存；
(6)淨化後高爐煤氣從單級或多級旋流噴射吸附器頂部流出，經乾燥器脫水後進入後續設備。
優選的，步驟(1)所述的一級換熱器冷卻液相能溶解部分氯化氫氣相，氯化氫第一階段脫除效率達到5％以上。
優選的，步驟(2)所述的多級旋流噴射吸附器為2～5級，氯化氫第二階段脫除效率達到99％以上。
優選的，步驟(2)所述的單級旋流噴射吸附器操作壓降為1～5kpa。
優選的，步驟(2)所述的單級或多級旋流噴射吸附器側壁小孔可為圓形、半圓形、三角形、方形，小孔面積為0.2～20mm2。
優選的，步驟(3)所述的吸收劑為水或鹼性溶液，以水為吸收劑可回收鹽酸，以氨水為吸收劑可回收氯化銨。
另一方面，本發明提供了一種工業高爐煤氣氯化氫氣體回收裝置。該裝置包括：
一級換熱器，用於冷卻工業高爐煤氣，預脫除部分氯化氫氣體；
單級或多級旋流噴射吸附器，用於吸附高爐煤氣中氯化氫；
與單級或多級旋流噴射吸附器連接的二級換熱器，用於冷卻流入其中的液體；
與單級或多級旋流噴射吸附器連接的乾燥器，用於脫除淨化後高爐煤氣中液相；
與二級換熱器連接的液體儲罐，用於回收儲存液體；
優選的，所述的單級旋流噴射吸附器的脫氯吸附效率在99％以上。
優選的，所述的單級或多級旋流噴射吸附器採用不同直徑，可處理不同風量的工業高爐煤氣。
優選的，所述的設備材料需耐酸鹼腐蝕。
優選的，所述的多級旋流噴射吸附器可集成，換熱器為立式或臥式。
本發明的方法特點如下：
(1)採用旋流噴射吸附器多級串聯，有效提高脫氯效果。
(2)旋流吸附器側壁開孔不同，吸收劑射流形態不同，傳質效果不同，可不同程度影響脫氯效果。
(3)吸收劑為水或鹼性溶液，以水為吸收劑可回收鹽酸，以氨水為吸收劑可回收氯化銨。
(4)該方法適用於工業高爐煤氣工況。
本發明的裝置特點如下：
單級旋流噴射吸附器的脫氯吸附效率在99％以上。
該裝置易集成，旋流噴射吸附器、換熱器、液體儲罐、乾燥器直徑小，減少了裝置的總佔地面積和總投資。
附圖說明
圖1是本發明的單級旋流噴射吸附器方法流程圖
圖2是本發明的多級旋流噴射吸附器方法流程圖
圖3是本發明的旋流噴射吸附器內壁噴射示意圖
符號說明：
1工業高爐；2吸收劑儲罐；3吸收劑液泵；4二級換熱器；5含氯液泵；6 液體儲罐；7二級換熱器；8旋流噴射吸附器；9乾燥器；10二級旋流噴射吸附器。
具體實施方式
如圖2所示，工業高爐1排放的高爐煤氣進入一級換熱器7中進行冷卻，同時換熱器液相對煤氣中氯化氫進行第一階段脫除；換熱後煤氣進入單級或多級旋流噴射吸附器8和10中，同時儲罐2中吸收劑由液泵3抽送至旋流噴射吸附器8和10中，8中氣體進入多級旋流噴射吸附器10進一步淨化；旋流噴射吸附器8和10中氯液進入二級換熱器4，換熱後由液泵5輸送至氯液儲罐6中；經旋流噴射吸附器淨化後氣體進入乾燥器9中乾燥，輸送至後續設備。
本發明中旋流噴射吸附器結構，可參見名稱為「一種高效硫化氫氣體吸收裝置」，申請日是2016年9月21日，申請號是201610494578.6的發明。
以上所述內容僅為本發明構思下的基本說明，而依據本發明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬於本發明的保護範圍。
下面結合實施例對本發明進一步說明，實施例並不限制本發明的範圍。
實施例1：
上海某工廠氯化氫氣體處理，按照本發明方法和裝置進行，採用單級旋流吸附煤氣中氯化氫，入口氣體氯化氫含量為0.5ppm，吸收劑採用不含氯離子水、含氯離子120mg/L水、含氯離子200mg/L水。
技術效果：
採用該新型煤氣氯化氫氣體回收方法與裝置，採用不同吸收劑使單級旋流噴射吸附器出來的氯化氫濃度降至0.05ppm以下，效率為90％以上，大大提高了氯化氫回收效果。
實施例2：
上述工況氣體與吸收劑，按照本發明方法和裝置進行，採用多級旋流吸附煤氣中氯化氫。
技術效果：
採用該新型煤氣氯化氫氣體回收方法與裝置，採用不同吸收劑使多級旋流噴射吸附器出來的氯化氫濃度降至0.01ppm以下，效率為98％以上，大大提高了氯化氫回收效果。
以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。