一种制备工业稀盐酸的工艺技术.pdf

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摘要
申请专利号:

CN92108385.8

申请日:

1992.04.23

公开号:

CN1077933A

公开日:

1993.11.03

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

|||公开|||

IPC分类号:

C01B7/03

主分类号:

C01B7/03

申请人:

中国科学院上海硅酸盐研究所;

发明人:

谭月羆; 韩文龙; 倪沛文; 石建民; 黄德娣; 宋育才; 张小明; 杨伟; 王妍; 薛文龙; 奚松林; 朱月萍

地址:

200050上海市长宁区定四路1295号

优先权:

专利代理机构:

中国科学院上海专利事务所

代理人:

潘振甦

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内容摘要

本发明涉及一种利用水氯镁石(MgCl2·6H2O)热解过程中产生的HCl装备工业稀盐酸的工艺技术,将来自热解系统的高温废气通入由多级吸收塔组成的HCl回收系统,获得浓度为18—22%(wt)的工业稀盐酸,HCl吸收效率达94%。

权利要求书

1: 一种制备工业稀盐酸的工艺技术,其特征在于: (1)氯化氢气体是由水氯镁石(MgCl 2 ·6H 2 O)热解过程产生的高温废气中的HCl,含量为3.5-5Vol% (2)高温废气中的氯化氢气体采用多级吸收塔组成的装置,在第一级吸收塔中,高温气体获得冷却,HCl溶液其中的冷凝水中;第二级吸收塔2,采用喷淋液吸收的方法,使气体同时获得进一步冷却,喷淋液采用稀盐酸溶液循环使用,直至其浓度达到要求;第三级吸收塔3用水喷淋吸收或采用稀碱液喷淋中和废气中剩余的HCl。
2: 根据权利要求1所述的工艺技术,其特征在于,由热解系统MgO收料装置出来的废气在进入第一级吸收前的温度为150-200℃。

说明书


本发明所涉及的是由低浓度氯化氢制备工业稀盐酸的工艺技术,更确切地说是利用水氯镁石热解过程产生的氯化氢制备工业稀盐酸的工艺技术,属于工业副产稀盐酸制备领域。

    我国有丰富的盐湖资源,青海盐湖已成为我国钾盐生产的重要基地。每提取一吨氯化钾就有十吨左右的水氯镁石副产品,这种副产品若不加以很好地利用,则会造成盐湖成份的破坏,也是一种巨大的浪费,因此,水氯镁石的综合利用直接影响到青海盐湖的开发进程。

    在采用“直接热解法”由水氯镁石(MgCl2·6H2O)制备氧化镁(MgO)的过程中,每得到1kg MgO,便同时生成1.809kg HCl,如果用来制备浓度为20%(wt)的工业稀盐酸,则可以得到9.045kg。由此可见,工业规模上的水氯镁石制备氧化镁的过程,得到稀盐酸的数量十分可观。盐酸是一种重要的工业原料,广泛地用于塑料、橡胶、染料、有机合成、食品加工、采矿、采油及冶金工业,其经济效益成为热解过程总效益的重要组成部分。同时若产生的HCl不充分地回收利用,则会造成严重的环境污染。

    然而,热解过程中大多采用煤气、天然气或石油制品作为燃料供热,热解产物的气相中,含有大量N2、CO2、H2O(气)等,氯化氢含量很低,因此从水氯镁石热解过程中产生的氯化氢制备工业稀盐酸,技术上难度很大。以色列方镁石公司、奥地利Veitsher Magnesite worke A.G.和ANDRITZ机械制造公司Ruthner分部都只笼统地提到热解废气先在预浓缩塔中与原料液(卤水)直接接触换热,浓缩卤水,然后再绝热吸收,可得到18-20%(wt)的盐酸,德国SUDCHEMIEA.G.提出用预先浓缩卤水到固体含量达到40-60%(wt)的刚能流动地盐浆,然后送入反应器分解,可以提高HCl的分压,得到更高浓度的盐酸(30%  wt),但这种方法给设备和工艺过程控制增加了很多难题,成本居高不下。HCl的回收利用一起是MgO制备工艺中难以解决的问题之一。

    本发明的目的在于提供一种制备工业稀盐酸的工艺技术,即从水氯镁石热解过程中产生的低浓度氯化氢HCl气体仅占热解气相产物的3.5-5%  Vol制备工业稀盐酸。首先使高温混合气冷却至150-200℃HCl气体溶解在液态水中,随后以吸收部分HCl的稀酸液循环喷淋,继续冷却并吸收气体中多余的HCl,这样反复的循环和吸收,使酸液中HCl浓度达到20%(wt),吸收效率达到94%左右。

    本发明涉及的技术内容包括:低浓度HCl回收的工艺设计、吸收装置及操作工艺。

    本发明提出的原理是:将水氯镁石饱和溶液直接喷入复合流化床(喷动+载流)中,在700-800℃之间迅速分解(另案申请),产物MgO粉料由收尘器收集以后,废气中存在的组份是N2、CO2、H2O(气)、少量的O2、HCl等,其中H2O(气)及HCl的含量分别为25-30%及3.5-5%(vol)。在废气温度降至常温时,HCl充分溶于冷凝水中,则理论上可获得24%(wt)左右的稀盐酸,未吸收完全而剩余的HCl则用喷淋吸收的方法,且以所得稀酸循环喷淋吸收,最后采用水或碱液吸收或中和,使废气管中HCl含量降低到符合排放标准的程度。

    本发明采用多级吸收塔组成的装置来完成水氯镁石热解产物气相中HCl的吸收过程,附图给出了实施本发明的吸收装置示意图。

    装置1第一级吸收塔它为块孔式石墨换热器,对热解产物气相中的HCl首先进行冷却并吸收。考虑到水氯镁石热解反应的可逆性,为保证收料的质量,由热解装置MgO收料系统出来的气体,在经由管道4进入该塔前,其温度控制在150-200℃。气体在该塔中冷却(冷却水进出口分别为5,6),出口气体温度已降至常温-100℃,酸液经由管道7流入酸槽8中。盐酸浓度为20%(wt)左右,且该第一级塔的吸收效率已达87%。

    装置2第二级吸收塔,它为降膜式石墨吸收塔,也可采用湍球塔,填料塔或筛板塔。经装置1吸收后的气体经管道9进入该塔后,HCl分压降低,在该塔中得到进一步的冷却(冷却水进出口分别为10、11)另一方面,由稀酸槽13经泵打入该塔顶端,低浓度稀盐酸作为喷淋介质循环使用,进一步吸收剩余的HCl。酸槽13中的盐酸浓度开始很低,经反复循环使用一定的时间后其浓度可达到18-20%,此时宜换用新的低浓度盐酸,这种低浓度盐酸可由下一级吸收塔所提供。气体在出口处的温度已降至40℃左右。

    装置3第三级吸收塔,它为湍球塔,也可采用填料塔或筛板塔,用水循环喷淋吸收气体中剩余的少量HCl。酸槽18中的稀盐酸作为前一级吸收塔的喷淋液。如果一开始酸槽18中装有碱液(如石灰水等),则对尾气中剩余HCl的吸收效果更好。由管道22排出的气体中HCl成分足够低,符合环保标准,由尾气风机23放空。

    15、20为气液分离器。

    经过以上三级塔的吸收,HCl的吸收率可达94%,其中浓度为18-22%(wt)的稀盐酸的回收率为91%左右。

    本发明的效果:

    本发明所涉及的稀盐酸回收制备的技术,工艺简单,易于控制,成本低廉,获得稀盐酸的质量稳定,保证整个水氯镁石的热解系统无副产无用废物产生,不造成环境污染。HCl回收效率达94%,制备的工业稀盐酸浓度可达20%(wt)以上。

    以水氯镁石(MgCl2·6H2O)热解制备MgO的生产规模的为1000吨MgO/年、稀盐酸的价格150元/吨来计,用本发明所提供的工艺技术回收HCl,可制备浓度20%(wt)的工业稀盐酸大于800吨,即除MgO产品外获得较为可观的经济效益。

    实施实例:

    例1,将水氯镁石饱和液通入复合流化床热解反应器中,控制原料液流量为46l/h;进入块孔式石墨吸收塔1前,气体温度为175℃,气体出口温度为50℃;第二级吸收塔开始以浓度为4%(wt)的稀盐酸作为喷淋介质,循环量为600l/hr;第三级塔以水作为喷淋介质,获得如下结果:

    酸槽1的盐酸浓度19.7%(wt);酸槽2经循环使用24hr,其浓度为17.8%;HCl总的回收效率为94.6%。

    例2,同例1条件,控制第一级塔进气温度150℃,气体温度为42℃;第二级塔开始以10%(wt)的稀盐酸作为喷淋介质,循环量为600l/hr;第三级以水作为喷淋介质,获得如下结果:

    酸槽1的盐酸浓度21.5%(wt);酸槽2经循环使用24hr,其浓度为18.2%;HCl总的回收效率为94.7%。

    例3,同例1条件,第三级塔以10%(wt)石灰水作为喷淋介质,获得如下结果:

    酸槽1的盐酸浓度21.5%(wt);酸槽2经循环使用24hr,其浓度为18.2%;不计槽3,HCl总的回收效率为93.6%。

    例4,同例1条件,第二级吸收塔开始时以6%(wt)的稀盐酸作为喷淋介质,循环量为720l/hr;获得如下结果:

    酸槽1的盐酸浓度20.0%(wt);酸槽2经循环使用24hr,其浓度为18.5%;HCl总的回收效率为95.1%。

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本发明涉及一种利用水氯镁石(MgCl26H2O)热解过程中产生的HCl装备工业稀盐酸的工艺技术,将来自热解系统的高温废气通入由多级吸收塔组成的HCl回收系统,获得浓度为1822(wt)的工业稀盐酸,HCl吸收效率达94。。

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