專利名稱：一種泄氯吸收的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過吸收作用，除去有害氣體的方法和裝置，它屬于排氣的化學(xué)凈化技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說是屬于一種泄氯吸收的方法和裝置，即通過二氯化鐵溶液做為吸收劑，吸收泄漏氯氣的一種方法和裝置。
根據(jù)全國(guó)給水排水技術(shù)情報(bào)網(wǎng)、中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)給水排水專業(yè)委員會(huì)及北京市市政設(shè)計(jì)院技術(shù)情報(bào)組編輯出版的1990年第四期給水排水技術(shù)動(dòng)態(tài)中“漏氯跑氯事故處理方法”一文得知在給水排水工程中，氯氣是大、中型水廠給水的主要消毒手段。但氯又對(duì)人、畜、作物極毒，一旦發(fā)生泄氯事故就會(huì)造成極其嚴(yán)重的后果，所以氯又是給、排水廠、站的一大事故隱患。1987年，北京市市政設(shè)計(jì)院與河北省三河縣高樓給水排水設(shè)備廠合作研制了氯吸收裝置，先后在北京田村山水廠、北京市水源九廠、遼源市三水廠使用，并經(jīng)有關(guān)單位對(duì)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)模的驗(yàn)收，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
氯吸收裝置的工作原理是用對(duì)氯吸收能力極強(qiáng)的堿液，即氫氧化鈉溶液，在充滿填料的吸收塔內(nèi)與氯相對(duì)流動(dòng)進(jìn)行接觸反應(yīng)，生成較為穩(wěn)定的次氯酸鈉、氯化鈉和水，使吸收塔的尾氣排放量低于國(guó)家《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》GBJ4-73中規(guī)定的有關(guān)數(shù)值，達(dá)到保護(hù)環(huán)境，保證人畜生命安全的目的。其化學(xué)反應(yīng)式為
設(shè)備的吸收能力是進(jìn)氣濃度、堿液有效濃度和噴淋密度以及接觸時(shí)間長(zhǎng)短的函數(shù)。
氯吸收裝置的優(yōu)點(diǎn)為吸收效率高，尾氣排放量低于2公斤/小時(shí)，符合GBJ4-73《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》所推算出的10米高允許最大排放量的要求。但該氯吸收裝置存在如下缺點(diǎn)第一，還有未吸收完的含氯尾氣排出，仍然對(duì)大氣環(huán)境造成污染;第二，堿液對(duì)泵及管路腐蝕性強(qiáng)，設(shè)備每次運(yùn)行后必須進(jìn)行清洗維護(hù);第三，要經(jīng)常檢查堿液的數(shù)量和濃度。堿液初始濃度為20%(W/V)，吸收氯以后，堿液濃度低于11.6%時(shí)應(yīng)更換吸收溶液。因此，用氫氧化鈉做吸收劑，運(yùn)行費(fèi)用高，管理復(fù)雜。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索，專利號(hào)為SU-673-148，名稱為“氯氣的吸收-氯化亞鐵和銅離子的清洗液，通過電解池循環(huán)再生”的文獻(xiàn)中公開了一種技術(shù)對(duì)含有氯的氣體，用濃度為1～400克/升的二氯化鐵和一價(jià)(或二價(jià))銅離子溶液，吸收其中的氯，使之生成三氯化鐵。該溶液再通過電解，生成氯氣，二氯化鐵得以再生?；旌蠚怏w含有1-50%，主要是10-20%(體積百分比)的氯，在清洗液中銅以氯化亞銅或氯化銅的形式存在，濃度為0.1-10克/升，吸收反應(yīng)在20-80，(40-50)℃，和1-10，(1)巴的條件下進(jìn)行，電解池用石墨做陰極，鈦?zhàn)鲫?yáng)極，在25安培、7伏的條件下進(jìn)行電解反應(yīng)。例如，用在液態(tài)氯時(shí)，殘余的氣體中含有氯、二氧化碳、氫、氧和氮，這個(gè)發(fā)明使殘余氣體排入大氣以前，其中的氯被回收為純凈的氯。該技術(shù)的工作原理是二氯化鐵是一種強(qiáng)還原劑，氯氣是一種強(qiáng)氧化劑，當(dāng)二氯化鐵與氯在吸收反應(yīng)塔相遇時(shí)，反應(yīng)非常迅速，氯氣立即被二氯化鐵溶液所吸收，生成三氯化鐵，即二氯化鐵溶液對(duì)氯的吸收率遠(yuǎn)高于氫氧化鈉溶液對(duì)氯的吸收率。這是該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。其不足之處在于三氯化鐵溶液經(jīng)電解槽反應(yīng)，即在陽(yáng)極析出，而在陰極附近，F(xiàn)e+3+e→Fe+2，這樣就既除去了殘余氣體中的氯，又使二氯化鐵得以再生，循環(huán)使用。但在一般水廠，沒有必要利用該技術(shù)制備回收氯，該方法需要設(shè)備較多，整套設(shè)備費(fèi)用高，操作又繁雜;另外，該技術(shù)與前述的堿液吸收氯的裝置一樣，采用尾氣排放的辦法，若尾氣中含有未吸收完的剩余氯，則對(duì)大氣仍然造成不同程度的污染。
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)中的不足之處，而提供一種用氯化亞鐵溶液做為吸收劑的泄氯吸收方法和裝置，該方法的尾氣不排放，是一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng);用二氯化鐵溶液代替了氫氧化鈉溶液做為吸收劑，腐蝕性小，設(shè)備不需要每次操作后清洗維護(hù)，隨時(shí)可以開機(jī)運(yùn)行;整個(gè)泄氯吸收方法和裝置成本低，易于操作，特別適合大、中、小水廠使用。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到本發(fā)明的工作原理首先將廢鐵屑與工業(yè)鹽酸起反應(yīng)，生成二氯化鐵溶液做為吸收劑，即再用耐酸泵將二氯化鐵溶液抽至吸收塔，在塔內(nèi)與氯氣接觸反應(yīng)，生成三氯化鐵，即三氯化鐵溶液再流入吸收劑反應(yīng)池中，又與廢鐵屑起反應(yīng)，生成二氯化鐵，即由以上反應(yīng)可知，吸收劑二氯化鐵溶液與氯氣反應(yīng)，生成三氯化鐵，三氯化鐵又與鐵反應(yīng)，生成二氯化鐵，不斷循環(huán)，達(dá)到吸收氯氣的目的。
本泄氯吸收裝置包括有鼓風(fēng)機(jī)、輸氯管、兩個(gè)反應(yīng)吸收塔、輸氯聯(lián)通管、尾氣回收管、吸收劑反應(yīng)池、耐酸泵、二氯化鐵輸入管、輸二氯化鐵聯(lián)通管、三氯化鐵流出管。反應(yīng)吸收塔里面主要有填料和噴淋裝置。鼓風(fēng)機(jī)的一端通過輸氯管與加氯間相連，另一端也通過輸氯管與一個(gè)反應(yīng)吸收塔相連，兩個(gè)反應(yīng)吸收塔之間由輸氯聯(lián)通管相連，尾氣回收管的一端與一個(gè)反應(yīng)吸收塔相連，另一端與加氯間相連，整個(gè)氯氣的管路沒有向大氣排放的出口，而是流回到加氯間，這樣就形成了氯氣的閉路循環(huán)系統(tǒng)。另外，耐酸泵通過二氯化鐵輸入管與吸收劑反應(yīng)池相連，又通過二氯化鐵輸入管、輸二氯化鐵聯(lián)通管及噴淋裝置與兩個(gè)反應(yīng)吸收塔相連，反應(yīng)后生成的三氯化鐵溶液由三氯化鐵流出管與吸收劑反應(yīng)池相連。
輸二氯化鐵聯(lián)通管及噴淋裝置與兩個(gè)反應(yīng)吸收塔相連，反應(yīng)后生成的三氯化鐵溶液由流出管流入吸收劑反應(yīng)池中。
吸收劑的配制將廢鐵屑與1∶1的工業(yè)鹽酸在吸收劑反應(yīng)池中反應(yīng)，生成二氯化鐵溶液，并調(diào)整成20%(W/V)的濃度。吸收劑反應(yīng)池中，除二氯化鐵溶液外，還有多余的鐵屑存在。
當(dāng)有泄氯發(fā)生時(shí)，首先開動(dòng)耐酸泵與鼓風(fēng)機(jī)，泄氯經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)抽出并送入兩個(gè)反應(yīng)吸收塔，同時(shí)耐酸泵也將吸收劑反應(yīng)池中的二氯化鐵抽出，分別送到兩個(gè)反應(yīng)吸收塔內(nèi)，此時(shí)氯氣由下向上流動(dòng)，二氯化鐵從上向下噴淋，通過填料，相互異向流動(dòng)，氯氣被二氯化鐵溶液吸收生成三氯化鐵溶液，流回吸收劑反應(yīng)池中，與池中的鐵反應(yīng)，生成二氯化鐵，使二氯化鐵得以再生，并增加了它的濃度，而未被吸收的氯氣從其中一個(gè)反應(yīng)吸收塔的上端的尾氣回收管又流回加氯間，構(gòu)成一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1、本泄氯吸收方法和裝置的尾氣不向大氣中排放，而是通過尾氣回收管與加氯間相連，形成一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)大氣不會(huì)造成污染。
2、吸收能力強(qiáng)，吸收容量大。
吸收能力的試驗(yàn)採(cǎi)用上述泄氯吸收方法，其裝置如附圖
所示。吸收劑為20%(W/V)的二氯化鐵溶液，吸收劑反應(yīng)池中有二氯化鐵溶液和鐵屑，反應(yīng)池的容量為5立方米，耐酸泵流量為30立方米/小時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量為20立方米/分鐘;通氣方式為氯氣瓶上氣體與液氯同時(shí)放出。用靈敏度為0.5Kg的磅秤衡量，吸收氯的檢驗(yàn)方法是用嗅覺，用肉眼觀察反應(yīng)室內(nèi)的氣體由黃綠色變成無(wú)色，或用氫氧化銨的棉簽看是否有白霧產(chǎn)生來鑒定。其吸氯能力為
該方法在吸收過程中，由于不斷地向吸收劑反應(yīng)池中流入三氯化鐵溶液，三氯化鐵與池中的鐵反應(yīng)生成二氯化鐵，所以使二氯化鐵溶液的濃度隨氯的吸收而不斷地得到增加，吸收劑的濃度越來越高，吸收容量也就越來越大。與現(xiàn)有技術(shù)相比，電解方法中的二氯化鐵的濃度不變，因而吸收容量不會(huì)擴(kuò)大;而堿液法中的氫氧化鈉的濃度越來越低，吸收容量越來越小，直到最后更換氫氧化鈉吸收劑。
3、與堿液法相比，二氯化鐵吸收劑對(duì)管路、泵都無(wú)腐蝕，不必每次運(yùn)行后都清洗維護(hù);吸收劑無(wú)需更換，吸收劑成本低。
4、與電解法比較，本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單，設(shè)備裝置費(fèi)用低，易于操作，易于推廣。
附圖為一種泄氯吸收的方法和裝置的流程示意圖。
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明泄氯吸收裝置包括有鼓風(fēng)機(jī)1，兩個(gè)反應(yīng)吸收塔3、4，輸氯聯(lián)通管6，尾氣回收管5，吸收劑反應(yīng)池7，耐酸泵8，二氯化鐵輸入管9，輸二氯化鐵聯(lián)通管10，三氯化鐵流出管11。反應(yīng)吸收塔3、4里面主要有填料和噴淋裝置，如φ2.5×2.5cm白瓷管或塑料管。鼓風(fēng)機(jī)1的一端通過輸氯管2與加氯間13相連，鼓風(fēng)機(jī)1的另一端也通過輸氯管2與反應(yīng)吸收塔3相連，反應(yīng)吸收塔3和4之間由輸氯聯(lián)通管6相連，尾氣回收管5的一端與反應(yīng)吸收塔4相連，另一端與加氯間13相連，整個(gè)氯氣的管路沒有向大氣排放的出口，而是流回到加氯間13，這樣就形成了氯氣的閉路循環(huán)系統(tǒng)。耐酸泵8通過二氯化鐵輸入管9的一端與吸收劑反應(yīng)池7相連，另一端與反應(yīng)吸收塔4的噴淋裝置相連，塔4與塔3通過輸二氯化鐵聯(lián)通管10相連，反應(yīng)吸收塔3和4的三氯化鐵溶液各有流出管，最后都通過三氯化鐵流出管11與吸收劑反應(yīng)池7相連。圖中在管路附近標(biāo)識(shí)的箭頭，分別表示氯氣、二氯化鐵及三氯化鐵溶液的流向。
吸收劑反應(yīng)池中有20%(W/V)二氯化鐵溶液和鐵屑。
如附圖所示，從鋼瓶12中跑出的液氯或氯氣，流入加氯間13，迅速氣化，由鼓風(fēng)機(jī)1將含有氯氣的空氣通過輸氯管2抽出，壓入反應(yīng)吸收塔3，氣體從塔3的底部升流，與耐酸泵8通過二氯化鐵輸入管9及輸二氯化鐵聯(lián)通管10從吸收劑反應(yīng)池9中抽出的二氯化鐵溶液，從塔3頂噴灑下與塔中的填料相互接觸。一部分氯氣被二氯化鐵吸收，生成三氯化鐵溶液，其余的含氯氣體通過輸氯聯(lián)通管6進(jìn)入反應(yīng)吸收塔4的底部，再進(jìn)行第二次吸收，反應(yīng)生成的三氯化鐵溶液，由管11流出到吸收劑反應(yīng)池7中。三氯化鐵與池中的鐵屑反應(yīng)生成二氯化鐵，使二氯化鐵得以再生，并且還增加了吸收劑的濃度，使其吸收氯氣的能力也不斷增加;另外，剩余的空氣和少量未被吸收的氯氣，從反應(yīng)吸收塔4的上端通過尾氣回收管5流回到加氯間13，這樣就形成了氯氣的閉路循環(huán)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種泄氯吸收的方法，由鼓風(fēng)機(jī)將含有氯氣的空氣通過輸氯管抽出，壓入反應(yīng)吸收塔，氣體從塔的底部升流，與耐酸泵通過二氯化鐵輸入管及輸二氯化鐵聯(lián)通管從吸收劑反應(yīng)池中抽出的二氯化鐵溶液，從反應(yīng)吸收塔頂噴灑下，在填料中相互接觸。一部分氯氣被二氯化鐵吸收，生成三氯化鐵溶液，其余的含氯氣體通過輸氯連通管進(jìn)入另一反應(yīng)吸收塔的底部，再進(jìn)行第二次吸收，反應(yīng)生成的三氯化鐵溶液，其特征在于A、反應(yīng)生成的三氯化鐵溶液都通過三氯化鐵流出管流到吸收劑反應(yīng)池中，與池中的鐵屑反應(yīng)生成二氯化鐵；B、剩余的氣體和少量未被吸收的氯氣，從一個(gè)反應(yīng)吸收塔的上端通過尾氣回收管流回加氯間。
2.一種泄氯吸收裝置，包括鼓風(fēng)機(jī)、輸氯管、反應(yīng)吸收塔、輸氯聯(lián)通管、吸收劑反應(yīng)池、耐酸泵、二氯化鐵輸入管、輸二氯化鐵聯(lián)通管、三氯化鐵流出管，反應(yīng)吸收塔里面主要有填料和噴淋裝置，鼓風(fēng)機(jī)的一端通過輸氯管與加氯間相連，鼓風(fēng)機(jī)另一端也通過輸氯管與反應(yīng)吸收塔相連，兩個(gè)反應(yīng)吸收塔之間由輸氯聯(lián)通管相連，另外，耐酸泵通過二氯化鐵輸入管與吸收劑反應(yīng)池相連，又通過二氯化鐵輸入管、輸二氯化鐵聯(lián)通管與各反應(yīng)吸收塔噴淋裝置相連，其特征在于A、兩個(gè)反應(yīng)吸收塔的三氯化鐵流出管與吸收劑反應(yīng)池相連;B、尾氣回收管的一端與一個(gè)反應(yīng)吸收塔相連，尾氣回收管的另一端與加氯間相連。
全文摘要
本發(fā)明是一種泄氯吸收的方法和裝置，通過二氯化鐵溶液吸收泄氯，屬于排氣的化學(xué)凈化領(lǐng)域。它有兩個(gè)特點(diǎn)一是二氯化鐵吸收氯氣生成三氯化鐵，與吸收劑反應(yīng)池中的鐵屑反應(yīng)生成二氯化鐵，使吸收劑得以再生。因此，隨著吸收劑的濃度不斷增加，吸收容量不斷擴(kuò)大，且本發(fā)明用的吸收劑便宜，設(shè)備簡(jiǎn)單；二是未吸收的氯從尾氣回收管流回加氯間，形成一個(gè)閉路循環(huán)，有利于環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明是給、排水廠處理泄氯的最好方法之一。
文檔編號(hào)B01D53/18GK1096971SQ9311148
公開日1995年1月4日 申請(qǐng)日期1993年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月2日
發(fā)明者吳植卿, 王淑文, 鄧寶華, 馮兆敏, 裴琦, 劉道灼 申請(qǐng)人:珠海市供水總公司