[实用新型]气体中HCl和挥发性有机物回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体中HCl和挥发性有机物回收装置，尤其涉及气体中含有盐酸雾、HCl气体和挥发性有机物蒸汽的回收装置。

背景技术

很多工业生产过程排放气体中，含有酸雾、酸气和挥发性有机物蒸汽。例如以四氯化钛、甲苯、己烷为生产原料，合成聚丙烯催化剂过程排放的工艺废气中，盐酸雾浓度≥1.5×10⁴mg·m^-3、HCl气体浓度≥1.0×10³mg·m^-3，甲苯浓度≥3.0×10³mg·m^-3，己烷浓度≥7.0×10⁴mg·m^-3。GB16297《大气污染物综合排放标准》规定， HCl排放标准100mg·m^-3，甲苯排放标准40mg·m^-3，非甲烷总烃排放标准120mg·m^-3。显然，合成聚丙烯催化剂过程排放的工艺废气，盐酸雾、HCl气体、甲苯和己烷的排放浓度均严重超标，需要达标处理。

盐酸雾的粒径分布，一般为0.01μm～11.0μm。气体中只要含高浓度HCl，必然同时有盐酸雾和气态HCl存在，一般含HCl的气体中，HCl在盐酸雾中和气态中质量比为4:1。

采用一次水洗的方法处理含盐酸雾和气态HCl的气体，只有约70%～80%的去除率。特别是对含高浓度HCl的气体水洗处理，大部分HCl被水吸收，还有相当部分HCl形成盐酸雾，并残留部分气态HCl于气体中，因此需要至少采用三级的水洗工艺去除HCl，而处理后的气体中，仍不能保证HCl浓度达标排放，水的消耗量大，产生的酸性水量大。

采用碱洗方法处理含盐酸雾和气态HCl的气体，去除率高于水洗工艺，但对含高浓度HCl的气体处理，也需至少设置两级碱洗工艺。直接使用碱液对高浓度HCl进行碱洗，需要消耗大量的碱液，产生碱性含盐废水。

采用电除尘、丝网捕沫、旋风分离等方法处理含HCl气体，只能去除粒径偏大的盐酸雾，小粒径的盐酸雾和气态HCl仍未被去除，处理后的气体中HCl浓度仍很高，高浓度的HCl易吸收空气中气态水蒸气二次产生盐酸雾。

由于采用上述技术对气体中的HCl处理，处理后的气体中HCl浓度仍很高，具有强腐蚀性。因此，对气体中含有的挥发性有机物蒸汽的回收装置，必须采用能防止盐酸腐蚀的材料，设备使用寿命达到10年以上的耐盐酸腐蚀金属材料唯有哈氏合金B2和B3，其原材料价格极其昂贵，400元·kg^-1左右。

由于含高浓度HCl的去除，没有能达到标准排放的有效结果，并且气体中HCl的强腐蚀性，必须采用极高成本材料制成的挥发性有机物蒸汽回收装置，因此，对气体中含有盐酸雾、HCl气体的去除和挥发性有机物蒸汽的回收，尚未有可行的技术。

挥发性有机物蒸汽的回收和处理方法主要分为低温凝结法、吸附法、吸收法、膜分离法等。低温凝结法是回收挥发性有机物蒸汽的有效方法。挥发性有机物蒸汽压与温度成正比关系。降低温度，就会降低蒸汽压，过饱和蒸汽就会凝结为液体。利用机械制冷，降低含挥发性有机物蒸汽的气体至一定温度，就能使挥发性有机物蒸汽全部凝结，达到回收目的，而处理后气体达标排放。

实用新型内容

本实用新型提供一种气体中HCl和挥发性有机物回收装置。本实用新型装置可以完成盐酸雾、HCl气体的有效去除，以及挥发性有机物蒸汽的高效回收，并且可以回收强酸溶液，减少用水量和用碱量，使气体中HCl和挥发性有机物浓度达标排放。

本实用新型气体中HCl和挥发性有机物回收装置，按气体流动方向依次包括一级过滤捕集区、水洗涤区、二级过滤捕集区、碱液洗涤区、气体吸入和压力提升区、低温凝结回收区；其中过滤捕集区内设置纤维层过滤捕集介质，水洗涤区和碱液洗涤区设置气液接触的填料，低温凝结回收区设置制冷系统。

本实用新型中，一级过滤捕集区内设置纤维层过滤捕集介质，能有效分离出0.01μm及以上的盐酸雾，可以去除盐酸雾99%以上，从气体中分离出来的盐酸雾形成盐酸溶液回收，减少水洗过程80%以上负荷。

本实用新型中，水洗涤区内设置气液接触的填料和循环洗涤系统。气液两相在填料段逆流接触。循环洗涤系统中，洗涤后的水以一定的回流比与新鲜水混合进行循环洗涤，并排出部分洗涤水。洗涤水用于吸收HCl气体，同时可以降低气体温度，吸收气体中的70%以上的HCl气体，另有20%以上HCl形成盐酸雾，减少气体中HCl至少90%。