一种熔盐氯化炉废气处理装置及方法
【专利摘要】本发明提供了一种熔盐氯化炉废气处理装置及方法。所述装置包括检测单元、控制单元及依次连通的水循环洗涤单元、碱液循环洗涤单元和两用洗涤单元，两用洗涤单元使用水或碱液来洗涤废气，两用洗涤单元在熔盐氯化炉正常生产状态下仅使用水来洗涤废气，并且在熔盐氯化炉异常状态下仅使用碱液来循环洗涤废气并将洗涤后的废气中的氯气质量含量降至15ppm以下；检测单元包括分别设置在碱液循环洗涤、两用洗涤单元中的第一、第二检测组件，以分别检测二者中碳酸盐的含量；控制单元根据第一、第二检测组件的检测结果来更换碱液，以确保不沉积碳酸盐。本发明在保证废气经处理后达标排放的同时，避免了碱液的消耗，而且避免了管道和设备的堵塞。
【专利说明】一种熔盐氯化炉废气处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于熔盐氯化炉废气处理【技术领域】，具体地讲，涉及一种对熔盐氯化炉正常及异常生产过程中所产生的废气进行处理的装置和方法。
【背景技术】
[0002]通常，熔盐氯化炉正常生产时产生的废气具有复杂的成分组成，例如，该废气含有一定量的氯气、氯化氢、二氧化碳等，并且其中二氧化碳含量远远高于氯气含量。此外，熔盐氯化炉的废气成分复杂且该废气的成分会随炉况发生波动，这也给废气处理增加了难度。
[0003]为了使熔盐氯化炉废气能够达标排放，需要对熔盐氯化炉废气进行处理。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。
[0005]例如，本发明的目的之一在于提供一种能够有效适应因熔盐氯化炉生产状态不同而导致产生的废气成分波动并长期稳定顺行的熔盐氯化炉废气处理装置及方法。
[0006]本发明的一方面提供了一种熔盐氯化炉废气处理装置。所述废气处理装置包括检测单元、控制单元以及按照废气流动方向通过管路依次连通的水循环洗涤单元、碱液循环洗涤单元和两用洗涤单元，其中，所述水循环洗涤单元通过使用水来循环洗涤从熔盐氯化炉中排出的废气，以吸收废气中的氯化氢；所述碱液循环洗涤单元采用第一碱液来循环洗涤废气，并且将所述碱液循环洗涤单元设置为能够将熔盐氯化炉正常生产状态下所产生的废气中的氯气质量百分含量降至15ppm以下；所述两用洗涤单元使用水或第二碱液来洗涤废气，该两用洗涤单元能够在熔盐氯化炉正常生产状态下仅使用水来洗涤废气，并且能够在熔盐氯化炉异常状态下仅使用第二碱液来循环洗涤废气并将洗涤后的废气中的氯气质量百分含量降至15ppm以下；所述检测单元包括第一检测组件和/或第二检测组件，其中，第一检测组件设置在碱液循环洗涤单元中以检测使用第一碱液洗涤废气后所得第一循环液中碳酸盐的含量，第二检测组件设置在两用洗涤单元中以检测第二碱液洗涤废气后所得第二循环液中碳酸盐的含量；所述控制单元根据第一检测组件的检测结果来将碱液循环洗涤单元中的第一循环液更换为新的第一碱液，以确保碱液循环洗涤单元中不沉积所述与第一碱液所对应的碳酸盐；和/或所述控制单元根据第二检测组件的检测结果来将两用洗涤单元中的第二循环液更换为新的第二碱液，以确保两用洗涤单元中不沉积所述与第二碱液所对应的碳酸盐。
[0007]本发明的另一方面提供了 一种熔盐氯化炉废气处理方法。所述废气处理方法采用如上所述的熔盐氯化炉废气处理装置来实现。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果包括:能够解决因熔盐氯化炉生产状态不同而导致产生的废气成分波动，能够在保证废气经处理后达标排放的同时，避免增加碱液中碱的消耗，降低了成本，而且能够避免管道和设备的堵塞现象，从而能够使对熔盐氯化炉废气的处理长期稳定顺行。【具体实施方式】
[0009]在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的熔盐氯化炉废气处理方法。
[0010]根据本发明一方面的熔盐氯化炉废气处理装置包括检测单元、控制单元以及按照废气流动方向通过管路依次连通的水循环洗涤单元、碱液循环洗涤单元和两用洗涤单元。其中，所述水循环洗涤单元通过使用水来循环洗涤从熔盐氯化炉中排出的废气，以吸收废气中的氯化氢；所述碱液循环洗涤单元采用第一碱液(例如，氢氧化钠溶液)来循环洗涤废气，并且将所述碱液循环洗涤单元设置为能够将熔盐氯化炉正常生产状态下所产生的废气中的氯气质量百分含量降至15ppm以下；所述两用洗涤单元使用水或第二碱液(例如，氢氧化钠溶液)来洗涤废气，该两用洗涤单元能够在熔盐氯化炉正常生产状态下仅使用水来洗涤废气，并且能够在熔盐氯化炉异常状态下仅使用第二碱液来循环洗涤废气并将洗涤后的废气中的氯气质量百分含量降至15ppm以下；所述检测单元包括第一检测组件和/或第二检测组件，其中，第一检测组件设置在碱液循环洗涤单元中以检测使用第一碱液洗涤废气后所得第一循环液中与第一碱液所对应的碳酸盐(例如，碳酸钠)的含量，第二检测组件设置在两用洗涤单元中以检测第二碱液洗涤废气后所得第二循环液中与第二碱液所对应的碳酸盐(例如，碳酸钠)的含量；所述控制单元根据第一检测组件的检测结果来将碱液循环洗涤单元中的第一循环液更换为新的第一碱液，以确保碱液循环洗涤单元中不沉积所述与第一碱液所对应的碳酸盐；和/或所述控制单元根据第二检测组件的检测结果来将两用洗涤单元中的第二循环液更换为新的第二碱液，以确保两用洗涤单元中不沉积所述与第二碱液所对应的碳酸盐。
[0011 ] 在本发明中，熔盐氯化炉废气中含有氯气、氯化氢和二氧化碳，并且熔盐氯化炉异常状态下所产生的废气中的氯气含量高于熔盐氯化炉正常生产状态下所产生的废气中的氯气含量，并且熔盐氯化炉异常状态下所产生的废气中的二氧化碳含量低于熔盐氯化炉正常生产状态下所产生的废气中的二氧化碳含量。例如，熔盐氯化炉正常生产状态下所产生的废气的成分包括:按质量百分比计，不高于0.009%的氯气、不高于0.060%的氯化氢、55?59%的二氧化碳，其余主要为氮气和氧气；熔盐氯化炉异常状态下所产生的废气的成分包括:按质量百分比计，0.500?0.900%的氯气、不高于0.060%的氯化氢、35?40%的二氧化碳，其余主要为氮气和氧气。
[0012]在本发明的一个示例性实施例中，第一碱液和第二碱液可以均为氢氧化钠溶液，与第一碱液所对应的碳酸盐和与第二碱液所对应的碳酸盐则均为碳酸钠。在此情况下，控制单元能够确保第一循环液和/或第二循环液中碳酸钠的质量百分含量不高于2.0%，从而避免因碳酸钠沉积而影响废气处理装置的长期稳定顺行。
[0013]在本发明的一个示例性实施例中，水循环洗涤单元可以由一级或两级串联的洗涤塔构成，碱液循环洗涤单元可以由一级或两级串联的洗涤塔构成，两用洗涤单元可以由一级或两级串联的洗涤塔构成。
[0014]在本发明的另一个示例性实施例中，熔盐氯化炉废气处理装置在包括上述结构的基础之上，其检测单元还可包括第三检测组件和/或第四检测组件。其中，第三检测组件设置在碱液循环洗涤单元中以检测使用第一碱液洗涤废气后所得第一循环液中碱的含量；控制单元能够根据第三检测组件的检测结果来反馈控制第一碱液的初始浓度，以确保在将第一循环液更换为新的第一碱液的时刻第一循环液中碱的浓度尽可能低，这样能够有效地避免因碱液循环单元中第一碱液的初始浓度过高而出现在需要将第一循环液更换为新的第一碱液的时刻，第一循环液中还剩余有较多的碱(该碱即为形成第一碱液的碱，例如，第一碱液若为氢氧化钠溶液，则碱即为氢氧化钠)，从而导致碱的浪费。优选地，通过第三检测组件和控制单元将即将更换的第一循环液中碱的质量浓度控制为1%以下。
[0015]也就是说，在本实用性实施例中，通过设置第三检测组件能够对第一碱液的初始浓度进行反馈控制，从而能够在确保碱液循环洗涤单元中不沉积碳酸盐的情况下，也能够避免因第一碱液的初始浓度过高而导致的碱的浪费。
[0016]第四检测组件设置在两用洗涤单元中以检测第二碱液洗涤废气后所得第二循环液中碱的含量；控制单元能够根据第四检测组件的检测结果来反馈控制第二碱液的初始浓度，以确保在将第二循环液更换为新的第二碱液的时刻第二循环液中碱的浓度尽可能低。这样能够有效地避免因两用洗涤单元中第二碱液的初始浓度过高而出现在需要将第二循环液更换为新的第二碱液的时刻，第二循环液中还剩余有较多的碱(该碱即为形成第二碱液的碱，例如，第二碱液若为氢氧化钠溶液，则碱即为氢氧化钠)，从而导致碱的浪费。优选地，通过第四检测组件和控制单元将即将更换的第二循环液中碱的质量浓度控制为1%以下。
[0017]也就是说，在本实用性实施例中，通过设置第四检测组件能够对第二碱液的初始浓度进行反馈控制，从而能够在确保两用洗涤单元中不沉积碳酸盐的情况下，也能够避免因第二碱液的初始浓度过高而导致的碱的浪费。
[0018]根据本发明另一方面的熔盐氯化炉废气处理方法采用如上所述的熔盐氯化炉废气处理装置来实现。
[0019]下面以某企业熔盐氯化炉所产生的废气为例来说明本发明方法的一个示例性实施例。该企业熔盐氯化炉正常生产状态下所产生的废气的成分为:按质量百分比计，不高于0.009%的氯气、不高于0.060%的氯化氢、55?59%的二氧化碳，其余主要为氮气和氧气；熔盐氯化炉异常状态下所产生的废气的成分为:按质量百分比计，0.500?0.900%的氯气、不高于0.060%的氯化氢、35?40%的二氧化碳，其余主要为氮气和氧气。
[0020]在本示例性实施例中，熔盐氯化炉废气处理方法通过使熔盐氯化炉产生的废气依次经历以下步骤来实现:在水循环洗涤单元中，用水循环吸收废气中的氯化氢；在碱液循环洗涤单元中，用氢氧化钠溶液循环吸收废气中的氯气；使用可实现水洗功能和碱洗功能的两用洗涤单元来洗涤废气，其中，所述两用洗涤单元在熔盐氯化炉正常生产状态下使用水来洗涤废气，所述两用洗涤装置在熔盐氯化炉异常状态下使用氢氧化钠溶液来洗涤废气。并且，所述熔盐氯化炉废气处理方法还包括:在碱液循环洗涤单元的使用过程中，通过设置在碱液循环洗涤单元中的第一检测组件来实时检测使用氢氧化钠溶液洗涤废气后所得循环液中碳酸盐的含量，当测得的碳酸盐质量百分含量接近或等于2.0%时，通过控制单元将碱液循环洗涤单元中的循环液更换为新的氢氧化钠溶液；在两用洗涤单元的使用过程中，通过设置在两用洗涤单元中的第二检测组件来实时检测使用氢氧化钠溶液洗涤废气后所得循环液中碳酸盐的含量，当测得的碳酸盐质量百分含量接近或等于2.0%时，通过控制单元将两用洗涤单元中的循环液更换为新的氢氧化钠溶液。
[0021]在上述示例性实施例中，水循环吸收步骤可通过设置一套或串联的两套洗涤塔来实现，并且优选地，水循环吸收步骤能够得到质量浓度为20?30%的盐酸。氢氧化钠溶液循环吸收步骤可通过设置一套或串联的两套吸收塔来实现，并且所述氢氧化钠溶液在未吸收废气中的氯气时的初始质量浓度为10?15%。第三检测单元用于检测氢氧化钠溶液循环吸收步骤中完成循环吸收的溶液，其有利于反馈调节氢氧化钠溶液的初始质量浓度，从而即能够确保氢氧化钠溶液循环吸收步骤的氯气吸收能力，也能够避免在需要更换溶液时，该溶液中还含有较多的氢氧化钠而导致的浪费。
[0022]两用洗涤单元可以为一套或串联的两套洗涤塔。优选地，两用洗涤单元可通过氢氧化钠溶液来实现碱洗功能，并且该氢氧化钠溶液在未进行碱洗前的初始质量浓度为10?15%。第四检测单元用于检测两用洗涤单元中完成洗涤的溶液，其有利于反馈调节两用洗涤单元所使用的氢氧化钠溶液的初始质量浓度，从而即能够确保两用洗涤单元的氯气吸收能力，也能够避免在需要更换溶液时，该溶液中还含有较多的氢氧化钠而导致的浪费。
[0023]在本发明中，为了更好地发挥碱液循环洗涤单元和两用洗涤单元的碱洗效果，优选地，将碱液循环洗涤单元和处于碱洗功能的两用洗涤单元的洗涤温度均设置为不高于35°C，例如，室温?35。。。
[0024]在本发明中，通过设置具有水洗功能和碱洗功能的两用洗涤单元来对经碱液(例如，氢氧化钠溶液)循环吸收步骤处理后的废气继续进行处理，其好处包括:对于在熔盐氯化炉正常生产情况下所产生的废气，两用洗涤装置将使用水(例如，工业新水)对其进行水洗，这能够延长废气在氢氧化钠溶液循环吸收步骤中的停留时间；对于在熔盐氯化炉异常情况下所产生的废气，两用洗涤装置将使用碱液对其进行碱洗，这样能够有效地降低废气中氯气的含量。
[0025]本发明不仅能够将具有复杂成分且成分含量会随炉况波动而变化的熔盐氯化炉废气中的氯含量降低15ppm以下；而且能够避免因碱液洗涤步骤设置较多而导致脱除氯气后的废气中的二氧化碳与碱液反应，从而有效避免了碱液的额外消耗，降低了废气处理成本；而且能够避免因碱液洗涤步骤设置较多而导致碱洗得到的循环液(例如，次氯酸钠溶液)中碳酸盐(例如，碳酸钠)含量增加并结晶析出，从而避免了溶液对设备(例如，洗涤塔)和管道的磨损，并降低了管道和设备堵塞的几率，有利于使本发明的方法长期稳定的顺行。
[0026]此外，优选地，本发明的方法中用于储存和输送碱液(例如，氢氧化钠溶液)、碱性废水、盐酸的装置(例如，贮槽、泵、管道等)可以采用相应的耐腐蚀材质或措施。
[0027]综上所述，本发明能够解决因熔盐氯化炉生产状态不同而导致产生的废气成分波动，能够在保证废气经处理后达标排放的同时，避免碱液中碱的消耗，降低了成本，而且避免管道和设备的堵塞现象，从而能够使对熔盐氯化炉废气的处理长期稳定顺行。
[0028]尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
【权利要求】
1.一种熔盐氯化炉废气处理装置，其特征在于，所述废气处理装置包括检测单元、控制单元以及按照废气流动方向通过管路依次连通的水循环洗涤单元、碱液循环洗涤单元和两用洗涤单元，其中， 所述水循环洗涤单元通过使用水来循环洗涤从熔盐氯化炉中排出的废气，以吸收废气中的氯化氢； 所述碱液循环洗涤单元采用第一碱液来循环洗涤废气，并且将所述碱液循环洗涤单元设置为能够将熔盐氯化炉正常生产状态下所产生的废气中的氯气质量百分含量降至15ppm以下； 所述两用洗涤单元使用水或第二碱液来洗涤废气，该两用洗涤单元能够在熔盐氯化炉正常生产状态下仅使用水来洗涤废气，并且能够在熔盐氯化炉异常状态下仅使用第二碱液来循环洗涤废气并将洗涤后的废气中的氯气质量百分含量降至15ppm以下； 所述检测单元包括第一检测组件和/或第二检测组件，其中，第一检测组件设置在碱液循环洗涤单元中以检测使用第一碱液洗涤废气后所得第一循环液中碳酸盐的含量，第二检测组件设置在两用洗涤单元中以检测第二碱液洗涤废气后所得第二循环液中碳酸盐的含量; 所述控制单元根据第一检测组件的检测结果来将碱液循环洗涤单元中的第一循环液更换为新的第一碱液，以确保碱液循环洗涤单元中不沉积所述与第一碱液所对应的碳酸盐；和/或所述控制单元根据第二检测组件的检测结果来将两用洗涤单元中的第二循环液更换为新的第二碱液，以确保两用洗涤单元中不沉积所述与第二碱液所对应的碳酸盐。
2.根据权利要求1所述的熔盐氯化炉废气处理装置，其特征在于，所述熔盐氯化炉废气中含有氯气、氯化氢和二氧化碳，并且熔盐氯化炉异常状态下所产生的废气中的氯气含量高于熔盐氯化炉正常生产状态下所产生的废气中的氯气含量，并且熔盐氯化炉异常状态下所产生的废气中的二氧化碳含量低于熔盐氯化炉正常生产状态下所产生的废气中的二氧化碳含量。
3.根据权利要求1所述的熔盐氯化炉废气处理装置，其特征在于，所述检测单元还包括第三检测组件和/或第四检测组件，其中，第三检测组件设置在碱液循环洗涤单元中以检测使用第一碱液洗涤废气后所得第一循环液中碱的含量，第四检测组件设置在两用洗涤单元中以检测第二碱液洗涤废气后所得第二循环液中碱的含量； 所述控制单元根据第三检测组件的检测结果来反馈控制第一碱液的初始浓度，以确保在将第一循环液更换为新的第一碱液的时刻第一循环液中碱的浓度尽可能低；和/或所述控制单元根据第四检测组件的检测结果来反馈控制第二碱液的初始浓度，以确保在将第二循环液更换为新的第二碱液的时刻第二循环液中碱的浓度尽可能低。
4.根据权利要求3所述的熔盐氯化炉废气处理装置，其特征在于，所述在将第一循环液更换为新的第一碱液的时刻第一循环液中碱的质量浓度为1%以下；在将第二循环液更换为新的第二碱液的时刻第二循环液中碱的质量浓度为1%以下。
5.根据权利要求1所述的熔盐氯化炉废气处理装置，其特征在于，所述第一碱液和第二碱液均为氢氧化钠溶液，所述与第一碱液所对应的碳酸盐和与第二碱液所对应的碳酸盐均为碳酸钠。
6.根据权利要求5所述的熔盐氯化炉废气处理装置，其特征在于，所述控制单元能够确保第一循环液和/或第二循环液中碳酸钠的质量百分含量不高于2.0%。
7.根据权利要求1所述的熔盐氯化炉废气处理装置，其特征在于，所述水循环洗涤单元由一级或两级串联的洗涤塔构成，所述碱液循环洗涤单元由一级或两级串联的洗涤塔构成，所述两用洗涤单元由一级或两级串联的洗涤塔构成。
8.一种熔盐氯化炉废气处理方法，其特征在于，所述废气处理方法采用如权利要求1至7中任意一项所述的熔盐 氯化炉废气处理装置来实现。
【文档编号】B01D53/62GK103977688SQ201410236316
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】黄子良, 夏建辉, 姜方新, 林晓峰, 王睿, 侯世健, 刘敏, 张燕萍 申请人:攀钢集团钛业有限责任公司