一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置及方法，包括解析系统和稀硫酸真空浓缩系统，解析系统包括盐酸解析塔、一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、浓硫酸干燥塔、酸雾分离器，稀硫酸真空浓缩系统包括稀硫酸闪蒸槽、酸酸换热器、一级硫酸浓缩槽、二级硫酸浓缩槽、一级洗涤塔、一级水蒸汽冷凝器、二级洗涤塔、二级水蒸汽冷凝器、废水贮槽、浓硫酸中间槽。本发明专利技术利用高浓度的硫酸为萃取剂，充分利用浓硫酸的稀释热，同时浓硫酸从盐酸解析塔顶连续加入，可使盐酸解析塔顶回流比降至最小，最大限度的节约了能源消耗；采用分段真空浓缩工艺，充分利用后段酸的余热，最大限度的节约加热蒸汽消耗，为装置长周期连续工作提供技术保障。

【技术实现步骤摘要】
一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置及方法
本专利技术涉及一种稀盐酸全解析装置，尤其是涉及一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置及方法。
技术介绍
众所周知，HCl与H2O形成的稀盐酸存在有高沸点恒沸物(即其沸点高于单纯的H2O和HCl)，其恒沸点和恒沸组成随压力而变化。所以，要处理稀盐酸使HCl与H2O分开，用简单的蒸馏或汽提方法是不行的。目前，已工业化稀盐酸全解析的方法有以下二种：1、氯化钙法CaCl2水溶液萃取破共沸回收HCl，即在稀盐酸中加入氯化钙打破其共沸点的限制，把氯化氢分离出来。其本质是加盐萃取，由一台加盐萃取汽提塔和一台水闪蒸塔组合而成，盐酸中含有硫酸根、或含有大分子有机物均会导致运行困难；由于二台塔均需要加热蒸发，所以蒸汽消耗高，典型的20％稀盐酸解析回收每吨HCl(折100％)消耗蒸汽约10.5吨左右。氯化钙法深解析工业化装置当前存在的问题：⑴、由于高浓度氯化钙水溶液的特点，容易在再沸器孔壁处结垢，导致其传热效率下降，废水中酸含量超标；特别是进系统稀盐酸带由铁、锌等金属离子形成的氯化物，对氯化钙溶液有絮凝作用，会直接导致氯化钙溶液结晶堵塞设备和管道；硅微粉和碳微粉等具有触变性的微粉，有增稠作用，逐渐导致氯化钙溶液在再沸器管程逐渐结垢，首先会造成废水中酸含量超标，最终导致再沸器不能正常工作。所以在实际工业化运行中，再沸器的使用寿命大约在1～2年左右，需要大修处理(返厂重新钻孔)。⑵、废水中氯化氢含量高，为了延长运行周期，氯碱企业运行装置采用了降低盐酸中氯化钙浓度的工艺措施，氯化钙法装置排出的废水中HCl浓度远大于正常工艺目标值1％；废水中HCl浓度实际值在2～3％左右；其主要原因有二，一是解析塔设计缺陷引起的，热质传递不充分。从解析塔结构上分析(现在多采用填料塔)或是塔径选型过大；或是填料选择不当；或是液体分布器，再分布器设计选型不当。二是再沸器由于结垢的影响，传热效率下降。⑶、为了防止堵塞，氯化钙法盐酸解析装置需要定期置换系统中的氯化钙盐酸溶液，防止有害离子累积；例如天业集团的稀盐酸氯化钙法深解析装置时一季度置换系统中氯化钙一次，年置换4次；北元化工2个月置换系统中氯化钙一次，年置换6次。2、变压精馏法(或称压差法)变压精馏破共沸回收HCl基本原理是利用恒沸盐酸组成随压力而变化，相对于H2O和HCl，恒沸盐酸始终是高沸点组分的特点，从而达到使H2O和HCl分离的目的。在绝压33.33kPa时，恒沸组成约为22％HCl，恒沸点温度为81.2℃，水的沸点温度为70.8℃；在压力为0.20～0.30MPa(A)时，盐酸恒沸组成相应为19％～18.20％HCl。稀盐酸进入真空精馏塔进行减压精馏，塔顶蒸出水冷凝以后部分回流，其余作为废水排出系统；塔底为增浓后的恒沸酸，进入加压解吸塔，塔顶解吸出HCl，经二级冷凝冷却除去夹带的酸雾后，再经低温除雾进一步脱水得到干氯化氢送用户。变压蒸馏稀盐酸解析技术适应性比CaCl2水溶液萃取破共沸法好，对盐酸中大多数杂质不敏感，但酸中不能含有大分子的有机物，那样会导致液体发泡，从而破坏填料的传质。变压蒸馏破共沸工艺是典型的高能耗工艺，20％稀盐酸解析回收每吨HCl(折100％)消耗蒸汽约14吨左右。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种经济价值更高、再利用用途更广泛的连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置及方法。本专利技术利用高浓度的硫酸(83％～88％)为萃取剂，连续萃取盐酸中的氯化氢，制取干燥的氯化氢气体再利用。一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置，所述装置包括相互连通的解析系统和稀硫酸真空浓缩系统，所述解析系统包括盐酸解析塔、一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、浓硫酸干燥塔、酸雾分离器，所述稀硫酸真空浓缩系统包括稀硫酸闪蒸槽、酸酸换热器、一级硫酸浓缩槽、二级硫酸浓缩槽、一级洗涤塔、一级水蒸汽冷凝器、二级洗涤塔、二级水蒸汽冷凝器、废水贮槽、浓硫酸中间槽，所述盐酸解析塔底部与稀硫酸再沸器，稀硫酸闪蒸槽相连通，盐酸解析塔顶部与浓硫酸中间槽相连通；盐酸解析塔塔顶顺次与一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、浓硫酸干燥塔、酸雾分离器相连通，所述一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器又分别与盐酸解析塔中部相连通；所述稀硫酸闪蒸槽通过稀硫酸输送泵与酸酸换热器相连通，所述酸酸换热器与一级硫酸浓缩槽相连通，所述一级硫酸浓缩槽与二级硫酸浓缩槽相连通，所述二级硫酸浓缩槽与酸酸换热器相连通；所述一级硫酸浓缩槽与一级洗涤塔相连通，所述一级洗涤塔与一级水蒸汽冷凝器相连通，所述二级硫酸浓缩槽与二级洗涤塔相连通，所述二级洗涤塔与二级水蒸汽冷凝器相连通，所述一级水蒸汽冷凝器、二级水蒸汽冷凝器分别与水环真空泵机组相连通；所述酸酸换热器还与浓硫酸中间槽相连通。作为优选，所述一级水蒸汽冷凝器、二级水蒸汽冷凝器分别与废水贮槽相连通，所述废水贮槽通过废水输送泵与界区外的水处理中心相连通。作为优选，所述浓硫酸中间槽通过浓硫酸回流泵与盐酸解析塔相连通。作为优选，一级硫酸浓缩槽的一级硫酸加热器与第一蒸汽分配台相连通，二级硫酸浓缩槽的二级硫酸加热器与第二蒸汽分配台相连通。作为优选，稀硫酸再沸器分别与第一蒸汽分配台、蒸汽冷凝水槽相连通。作为优选，所述浓硫酸干燥塔底部通过浓硫酸循环泵与浓硫酸干燥塔上部相连通。作为优选，所述一级硫酸浓缩槽、二级硫酸浓缩内分别设有多个浓缩室，相邻浓缩室之间设有隔板。浓缩槽中多个浓缩室内的酸液在较低温度下沸腾蒸发，浓度逐级提高，各级浓缩室的隔板阻止了酸液的回流，保证了酸液和加热管之间的最大平均温差，充分利用了钽管表面的加热面积，保证了处理后的硫酸达到工艺要求。一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的方法，包括下述步骤：(1)来自贮槽的稀盐酸计量后送入盐酸解析塔，与来自塔顶喷淋下的83％～88％浓缩硫酸混合，浓缩硫酸吸收进塔后稀盐酸中的水被稀释为57％～62％的稀硫酸，同时被自身的稀释热加热，在塔底稀硫酸再沸器输入热量的共同作用下，稀硫酸被加热至沸腾状态；上升水蒸汽逐步把盐酸和硫酸混合液中的氯化氢汽提出塔，依次进入一级氯化氢冷却器和二级氯化氢冷却器分段冷却，混合氯化氢气中的硫酸、水蒸汽被冷凝回流回盐酸解析塔；(2)出二级氯化氢冷却器的氯化氢气体冷却至10～18℃进入浓硫酸干燥塔，气体的水分被浓硫酸干燥吸收，出干燥塔的氯化氢气体经酸雾分离器除去硫酸雾后，送出界区进入氯化氢压缩机加压后循环利用；(3)盐酸解析塔塔底的稀硫酸依靠位差加压、计量送入稀硫酸闪蒸槽中绝热闪蒸，闪蒸提浓后通过稀硫酸输送泵送入酸酸换热器，利用出二级稀硫酸浓缩槽高温浓缩硫酸的余热预热稀硫酸，然后进入一级硫酸浓缩槽，槽内稀硫酸被一级硫酸加热器加热，槽内硫酸被逐步浓缩，该槽内蒸发出的水蒸汽先进入一级洗涤塔，并与稀硫酸闪蒸槽出来的水蒸汽一起进入一级水蒸汽冷凝器，尾气中的水蒸汽大部分被冷凝，不凝气和少量水蒸汽会合后进入水环真空泵机组，尾气中冷凝的酸水收集在废水贮槽中，由废水输送泵送出界区至水处理中心集中处理；(4)出一级硫酸浓缩槽的稀硫酸溢流进入二级硫酸浓缩槽，在更高的真空度下蒸发，槽内硫酸被二级硫酸加热器加热，槽内硫酸最终被浓缩至工艺浓度83％～88％，浓缩硫酸溢流出二级硫酸浓缩槽，先进入酸酸冷却器被进料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置，其特征在于：所述装置包括相互连通的解析系统和稀硫酸真空浓缩系统，所述解析系统包括盐酸解析塔、一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、浓硫酸干燥塔、酸雾分离器，所述稀硫酸真空浓缩系统包括稀硫酸闪蒸槽、酸酸换热器、一级硫酸浓缩槽、二级硫酸浓缩槽、一级洗涤塔、一级水蒸汽冷凝器、二级洗涤塔、二级水蒸汽冷凝器、废水贮槽、浓硫酸中间槽，所述盐酸解析塔底部与稀硫酸再沸器、稀硫酸闪蒸槽相连通，盐酸解析塔顶部与浓硫酸中间槽相连通；盐酸解析塔塔顶顺次与一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、浓硫酸干燥塔、酸雾分离器相连通，所述一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器又分别与盐酸解析塔中部相连通；所述稀硫酸闪蒸槽通过稀硫酸输送泵与酸酸换热器相连通，所述酸酸换热器与一级硫酸浓缩槽相连通，所述一级硫酸浓缩槽与二级硫酸浓缩槽相连通，所述二级硫酸浓缩槽与酸酸换热器相连通；所述一级硫酸浓缩槽与一级洗涤塔相连通，所述一级洗涤塔与一级水蒸汽冷凝器相连通，所述二级硫酸浓缩槽与二级洗涤塔相连通，所述二级洗涤塔与二级水蒸汽冷凝器相连通，所述一级水蒸汽冷凝器、二级水蒸汽冷凝器分别与水环真空泵机组相连通；所述酸酸换热器还与浓硫酸中间槽相连通。...

【技术特征摘要】
1.一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置，其特征在于：所述装置包括相互连通的解析系统和稀硫酸真空浓缩系统，所述解析系统包括盐酸解析塔、一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、浓硫酸干燥塔、酸雾分离器，所述稀硫酸真空浓缩系统包括稀硫酸闪蒸槽、酸酸换热器、一级硫酸浓缩槽、二级硫酸浓缩槽、一级洗涤塔、一级水蒸汽冷凝器、二级洗涤塔、二级水蒸汽冷凝器、废水贮槽、浓硫酸中间槽，所述盐酸解析塔底部与稀硫酸再沸器、稀硫酸闪蒸槽相连通，盐酸解析塔顶部与浓硫酸中间槽相连通；盐酸解析塔塔顶顺次与一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、浓硫酸干燥塔、酸雾分离器相连通，所述一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器又分别与盐酸解析塔中部相连通；所述稀硫酸闪蒸槽通过稀硫酸输送泵与酸酸换热器相连通，所述酸酸换热器与一级硫酸浓缩槽相连通，所述一级硫酸浓缩槽与二级硫酸浓缩槽相连通，所述二级硫酸浓缩槽与酸酸换热器相连通；所述一级硫酸浓缩槽与一级洗涤塔相连通，所述一级洗涤塔与一级水蒸汽冷凝器相连通，所述二级硫酸浓缩槽与二级洗涤塔相连通，所述二级洗涤塔与二级水蒸汽冷凝器相连通，所述一级水蒸汽冷凝器、二级水蒸汽冷凝器分别与水环真空泵机组相连通；所述酸酸换热器还与浓硫酸中间槽相连通。2.根据权利要求1所述连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置，其特征在于：所述一级水蒸汽冷凝器、二级水蒸汽冷凝器分别与废水贮槽相连通，所述废水贮槽通过废水输送泵与界区外的水处理中心相连通。3.根据权利要求1所述连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置，其特征在于：所述浓硫酸中间槽通过浓硫酸回流泵与盐酸解析塔相连通。4.根据权利要求1所述连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置，其特征在于：一级硫酸浓缩槽的一级硫酸加热器与第一蒸汽分配台相连通，二级硫酸浓缩槽的二级硫酸加热器与第二蒸汽分配台相连通；所述一级硫酸加热器、二级硫酸加热器分别与蒸汽冷凝水槽相连通。5.根据权利要求1所述连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置，其特征在于：稀硫酸再沸器分别与第一蒸汽分配台、蒸汽冷凝水槽相连通。6.根据权利要求1所述连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置，其特征在于：所述浓硫酸干燥塔底部通过浓硫酸循环泵与浓硫酸干燥塔上部相连通，浓硫酸干燥塔顶部与98％硫酸补充槽相连通。7.根据权利要求1所述连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置，其特征在于：所述一级硫酸浓缩槽、二级硫酸浓缩内分别设有多个浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：童新洋，仇晓丰，邱树锋，徐林波，
申请(专利权)人：杭州东日节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33