一種用於提高回收鹽酸中二氧化硫去除率的裝置及其方法與流程

2023-04-23 14:42:31

本發明屬於精細化學品合成技術領域，具體來說，涉及一種用於提高回收鹽酸中二氧化硫去除率的裝置及其方法。

背景技術：

含有二氧化硫的回收鹽酸在化工生產的回收鹽酸中佔有較大比例，但其中由於含有少量二氧化硫，影響回收鹽酸的品質，不但易揮發出二氧化硫氣味，而且對回收鹽酸使用時，二氧化硫的存在會產生氣泡、發生副反應和產品中含有二氧化硫氣味等問題。

回收鹽酸是指磺醯氯反應或者使用硫磺作為催化劑的氯化反應，產生的氯化氫氣體用水吸收得到的鹽酸。得到回收鹽酸過程中，由於反應中排出的氣體中不可避免的存在氯化氫和二氧化硫氣體同時排出，因此在回收鹽酸中存在二氧化硫或亞硫酸，導致此回收鹽酸的可適用性大大降低，限制了回收鹽酸的後續使用。

對此問題，有採用對二氧化硫和氯化氫沸點的不同通過降溫氣體來分離二氧化硫和氯化氫的方法，但此方法能源消耗大，而且不能避免回收鹽酸的含有二氧化硫；有採用在回收鹽酸中通氯氣使得二氧化硫與氯氣反應生成硫酸和氯化氫的方法來去除二氧化硫氣體，但此方法得到的鹽酸中含有硫酸根，也會限制回收鹽酸的使用；有採用利用回收鹽酸中鹽酸和二氧化硫生產特殊的化工品種，但使用範圍太小。

技術實現要素：

技術問題：本發明的目的在於提供一種用於提高回收鹽酸中二氧化硫去除率的裝置及其方法，以提高回收鹽酸中二氧化硫去除率，提升回收鹽酸的品質，同時有效回收尾氣中的二氧化硫，使得尾氣達到排放標準。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明實施例採用的技術方案為：

一方面，本發明實施例提供一種用於提高回收鹽酸中二氧化硫去除率的裝置，該裝置包括儲液罐，以及位於儲液罐外側的氣體壓縮機和二氧化硫收集槽；儲液罐的下部設有開孔管道，開孔管道的一端與氣體壓縮機的出氣端連通；儲液罐的上部通過連通組件與二氧化硫收集槽連通。

作為優選例，所述的連通組件包括第一管路、第二管路、第一三通閥和第三管路，第一管路的進口與儲液罐的頂部連通，第一管路的出口與第一三通閥的第一閥口連通，第一三通閥的第二閥口與第二管路的進口連通，第二管路的出口通過第一泵與二氧化硫收集槽的進口連通，第三管路的進口與二氧化硫收集槽的第一出口連通，第三管路的出口與第一三通閥的第三閥口連接。

作為優選例，所述的二氧化硫收集槽的進口位於二氧化硫收集槽的下部；所述的連通組件還包括第一調節閥，第一調節閥連接在第二管路上，且位於第一泵和二氧化硫收集槽的進口之間。

作為優選例，所述的用於提高回收鹽酸中二氧化硫去除率的裝置，還包括尾氣吸收容器，尾氣吸收容器中盛裝鹼性溶液，尾氣吸收容器的第一進口通過第四管路與二氧化硫收集槽的第二出口連通。

作為優選例，所述的用於提高回收鹽酸中二氧化硫去除率的裝置，還包括第五管路、第二泵、第二調節閥和排氣管，第五管路的進口與位於尾氣吸收容器上部的第一出口連接，第五管路的出口與第二泵的進口連接，第二泵的出口通過第二調節閥與尾氣吸收容器的第二進口連接，且尾氣吸收容器的第二進口位於尾氣吸收容器下部；排氣管的一端與位於尾氣吸收容器上部的第二出口連接。

作為優選例，所述的開孔管道均勻布設，且開孔管道表面設有直徑為5—20釐米的通孔，相鄰開孔管道上的通孔交錯布設；開孔管道的通氣近端上的通孔設置密度小於開孔管道的通氣遠端上的通孔設置密度。

作為優選例，所述的氣體壓縮機中壓縮的氣體為空氣或者惰性氣體。

另一方面，本發明實施例還提供一種回收鹽酸中二氧化硫的去除方法，該方法包括以下過程：將回收鹽酸加入儲液罐中，利用氣體壓縮機將壓縮氣體衝入開孔管道中；壓縮氣體在開孔管道中形成鼓泡，利用鼓泡吸收回收鹽酸中的二氧化硫；將鼓泡排出的氣體通過連通組件排入盛有水的二氧化硫收集槽中，利用水吸收氣體中的二氧化硫。

作為優選例，所述的利用水吸收氣體中的二氧化硫，具體包括：開啟第一三通閥和第一泵，關閉第四管路，從儲液罐中排出的氣體依次經過第一管路、第一三通閥的第一閥口、第一三通閥的第二閥口、第二管路、第一泵和第一調節閥，進入二氧化硫收集槽中，將從水中滲出的氣體通過第三管路排入第一三通閥的第三閥口中，再依次通過第一三通閥的第二閥口、第二管路、第一泵和第一調節閥，進入二氧化硫收集槽中，循環流動，直至氣體中二氧化硫量達到尾氣排放標準。

作為優選例，所述的回收鹽酸中二氧化硫的去除方法，還包括：將從二氧化硫收集槽中排出尾氣通過管道通入尾氣吸收槽中，尾氣吸收槽中設有鹼性溶液；開啟尾氣吸收槽的第一出口、關閉第二出口，使得尾氣在第五管路、第二泵、第二調節閥和尾氣吸收槽中循環，直至尾氣達到排放標準；打開第二出口、關閉第一出口，通過排氣管向外排放尾氣。

有益效果：與現有技術相比，本發明實施例的技術方案具有以下有益效果：本發明實施例的裝置及其方法，可以提高回收鹽酸中二氧化硫去除率，提升回收鹽酸的品質，同時有效回收尾氣中的二氧化硫，使得尾氣達到排放標準。上述實施例的裝置中，儲液罐中裝有待處理的回收鹽酸。處理時，開啟氣體壓縮機，壓縮氣體在儲液罐1中的回收鹽酸中形成鼓泡，利用鼓泡中的氣體吸收回收鹽酸中的二氧化硫，以降低回收鹽酸中的二氧化硫含量。同時利用連通組件，使得從儲液罐排出的氣體在二氧化硫收集槽中循環，多次被位於二氧化硫收集槽中的水吸收，降低尾氣中二氧化硫含量。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖。

圖中有：儲液罐1、氣體壓縮機2、二氧化硫收集槽3、開孔管道4、第一管路5、第二管路6、第一三通閥7、第三管路8、第一閥口701、第二閥口702、第三閥口703、第一泵9、第一調節閥10、尾氣吸收容器11、第一進口1101、第一出口1102、第二出口1103、第二進口1104、第四管路12、第五管路13、第二泵14、第二調節閥15、排氣管16。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明實施例進行的詳細的說明。

如圖1所示，本發明實施例的一種用於提高回收鹽酸中二氧化硫去除率的裝置，包括儲液罐1，以及位於儲液罐1外側的氣體壓縮機2和二氧化硫收集槽3。儲液罐1的下部設有開孔管道4，開孔管道4的一端與氣體壓縮機2的出氣端連通；儲液罐1的上部通過連通組件與二氧化硫收集槽3連通。

上述實施例的裝置中，儲液罐1中裝有待處理的回收鹽酸。回收鹽酸鼓泡會有氯化氫氣體逸出，導致鹽酸酸度下降。因此，作為優選，鼓泡前的回收鹽酸酸度大於34%，鼓泡後的回收鹽酸酸度大於31%。可用適量水調回收鹽酸至酸度為31%左右。二氧化硫收集槽3中裝有水。所述的氣體壓縮機2中壓縮氣體為空氣或者惰性氣體。壓縮氣體優選為空氣，以降低處理成本。處理時，開啟氣體壓縮機2，壓縮氣體在儲液罐1中的回收鹽酸中形成鼓泡，利用鼓泡中的氣體吸收回收鹽酸中的二氧化硫，以降低回收鹽酸中的二氧化硫含量。

為降低回收鹽酸中二氧化硫的含量，所述的連通組件包括第一管路5、第二管路6、第一三通閥7和第三管路8，第一管路5的進口與儲液罐1的頂部連通，第一管路5的出口與第一三通閥7的第一閥口701連通，第一三通閥7的第二閥口702與第二管路6的進口連通，第二管路6的出口通過第一泵9與二氧化硫收集槽3的進口連通，第三管路8的進口與二氧化硫收集槽3的第一出口連通，第三管路8的出口與第一三通閥7的第三閥口703連接。

上述連通組件中設有第一三通閥7。通過控制第一三通閥7各閥門的啟閉，實現從儲液罐1中排出的氣體，在二氧化硫收集槽3中循環處理，使得二氧化硫收集槽3中的水儘可能多的吸收二氧化硫，降低從二氧化硫收集槽3排出的尾氣中的二氧化硫含量。

在上述連通組件中，優選的，所述的二氧化硫收集槽3的進口位於二氧化硫收集槽3的下部；所述的連通組件還包括第一調節閥10，第一調節閥10連接在第二管路6上，且位於第一泵9和二氧化硫收集槽3的進口之間。二氧化硫收集槽3中盛裝有水，用於吸收氣體中的二氧化硫。將二氧化硫收集槽3的進口設置在二氧化硫收集槽3的下部。這樣，通過連接組件將儲液罐1中排出的氣體直接導入二氧化硫收集槽3的水溶液中。設置第一調節閥10，可以控制氣流流量。合適的氣體流速，可以提高水對氣體中的二氧化硫吸收效率。

作為優選例，所述的裝置還包括尾氣吸收容器11，尾氣吸收容器11中盛裝鹼性溶液，例如可以是氫氧化鈉溶液，尾氣吸收容器11的第一進口1101通過第四管路12與二氧化硫收集槽3的第二出口連通。通過設置尾氣吸收容器11，進一步提高尾氣中二氧化硫的去除率。尾氣吸收容器11中盛裝的鹼性溶液，吸收從二氧化硫收集槽3排出的尾氣中的二氧化硫和氯化氫。

為進一步提高吸收效率，在尾氣吸收容器11上還設有第五管路13、第二泵14、第二調節閥15和排氣管16，第五管路13的進口與位於尾氣吸收容器11上部的第一出口1102連接，第五管路13的出口與第二泵14的進口連接，第二泵14的出口通過第二調節閥15與尾氣吸收容器11的第二進口1104連接，且尾氣吸收容器11的第二進口1104位於尾氣吸收容器11下部；排氣管16的一端與位於尾氣吸收容器11上部的第二出口1103連接。通過控制尾氣吸收容器11的第一出口1102、第二出口1103和第二進口1104啟閉，使得從二氧化硫收集槽3排出的尾氣在尾氣吸收容器11中循環，鹼性溶液吸收尾氣中的二氧化硫和氯化氫。反覆多次，以提高尾氣中二氧化硫的去除率。

上述實施例的裝置中，所述的開孔管道4均勻布設，且開孔管道4表面設有直徑為5—20釐米的通孔，相鄰開孔管道4上的通孔交錯布設；開孔管道4的通氣近端上的通孔設置密度小於開孔管道4的通氣遠端上的通孔設置密度。開孔管道4的通氣近端是指靠近開孔管道4與氣體壓縮機2連接的一端，例如圖1中所示的開孔管道4的右端為開孔管道4的通氣近端。開孔管道4的通氣遠端是指遠離開孔管道4與氣體壓縮機2連接的一端，例如圖1中所示的開孔管道4的左端為開孔管道4的通氣遠端。

為了使得壓縮氣體在儲液罐1中儘可能均勻分布，相鄰開孔管道4上的通孔交錯布設；開孔管道4的通氣近端上的通孔設置密度小於開孔管道4的通氣遠端上的通孔設置密度。這樣，壓縮氣體不會都從開孔管道4的通氣近端鼓泡，而是更均勻的分布在整個開孔管道4上。這樣從開孔管道4鼓泡也更加均勻分布在儲液罐1的回收鹽酸中。

上述實施例的裝置的工作方法如下：

將回收鹽酸加入儲液罐1中，利用氣體壓縮機2將壓縮氣體衝入開孔管道4中；壓縮氣體在開孔管道4中形成鼓泡，利用鼓泡吸收回收鹽酸中的二氧化硫；將鼓泡排出的氣體通過連通組件排入盛有水的二氧化硫收集槽3中，利用水吸收氣體中的二氧化硫。

其中，所述的利用水吸收氣體中的二氧化硫，具體包括：

開啟第一三通閥7和第一泵9，關閉第四管路12，從儲液罐1中排出的氣體依次經過第一管路5、第一三通閥的第一閥口701、第一三通閥的第二閥口702、第二管路6、第一泵9和第一調節閥10，進入二氧化硫收集槽3中，將從水中滲出的氣體通過第三管路8排入第一三通閥的第三閥口703中，再依次通過第一三通閥的第二閥口702、第二管路6、第一泵9和第一調節閥10，進入二氧化硫收集槽3中，循環流動，直至氣體中二氧化硫量達到尾氣排放標準。

作為優選，該方法還包括：將從二氧化硫收集槽3中排出尾氣通過管道通入尾氣吸收槽11中，尾氣吸收槽11中設有鹼性溶液，吸收在二氧化硫收集槽中逸出的微量氯化氫和二氧化硫氣體；開啟尾氣吸收槽的第一出口1102、關閉第二出口1103，使得尾氣在第五管路13、第二泵14、第二調節閥15和尾氣吸收槽11中循環，直至尾氣達到排放標準；打開第二出口1103、關閉第一出口1102，通過排氣管16向外排放尾氣。

本發明實施例的方法中，在儲液罐1中鼓泡產生的酸霧氣體用連通組件接入二氧化硫收集槽3中，用水吸收二氧化硫，產生的低酸度水作為生產回收鹽酸底水。

本發明實施例的方法通過簡單的鼓泡方法，來去除回收鹽酸中的二氧化硫，以使得回收鹽酸的品質達到工業鹽酸的要求，提高回收鹽酸的可使用性。這種處理方法設備簡單，投資和運行成本低，無三廢產生，具有較高的經濟效益。經過本發明實施例的裝置和方法處理後，回收鹽酸中的二氧化硫含量從2～4%下降到0.15%以下。

下面例舉具體實施例。

實施例1

在20000l儲液罐中，加入回收鹽酸約10噸，然後進行鼓泡，壓縮空氣鼓泡2小時。

鼓泡前，回收鹽酸酸度為36.3%，其中二氧化硫含量為3.1%。鼓泡後，回收鹽酸酸度為33.1%，二氧化硫殘留0.12%。

實施例2

在20000l儲罐中，加入回收鹽酸約10噸，然後進行鼓泡，壓縮空氣鼓泡2.5小時。

鼓泡前，回收鹽酸酸度為35.8%，其中二氧化硫含量為3.5%。鼓泡後，回收鹽酸酸度為33.4%，二氧化硫含量為0.13%。

實施例3

在20000l儲罐中，加入回收鹽酸約10噸，然後進行鼓泡，壓縮空氣鼓泡2小時。

鼓泡前，回收鹽酸酸度為36.2%，其中二氧化硫含量為2.9%。鼓泡後，回收鹽酸酸度為34.1%，二氧化硫含量為0.10%。

實施例4

在20000l儲罐中，加入回收鹽酸約10噸，然後進行鼓泡，壓縮空氣鼓泡2小時。

鼓泡前，回收鹽酸酸度為34.3%，其中二氧化硫含量為3.3%。鼓泡後，回收鹽酸酸度為32.2%，二氧化硫含量為0.11%。

從上述實施例可以看出，經過本發明裝置和方法處理後，回收鹽酸中的二氧化硫含量在0.13%以下。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和優點。本領域的技術人員應該了解，本發明不受上述具體實施例的限制，上述具體實施例和說明書中的描述只是為了進一步說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護的範圍由權利要求書及其等效物界定。