本實(shí)用新型涉及一種化學(xué)品副產(chǎn)物的去除和回收系統(tǒng),具體為二氟一氯甲烷副產(chǎn)氯化氫的去除及回收系統(tǒng)。
背景技術(shù):
二氟一氯甲烷(HCFC-22)主要用作致冷劑、氣霧罐中的噴射劑、塑料發(fā)泡劑、滅火劑以及用作一些重要的氟化工產(chǎn)品的原料。
HCFC-22由于其合適的沸點(diǎn)、優(yōu)異的熱力學(xué)性能,以及不燃、安全等特點(diǎn),使它在低溫和中溫制冷設(shè)備上得到大規(guī)模的應(yīng)用,特別是中溫制冷可達(dá)到位-35℃的蒸發(fā)溫度,廣泛用于工業(yè)制冷、空調(diào)、商業(yè)零售制冷、運(yùn)輸冷藏包括車、船空調(diào)和貨物冷藏二方面以及熱泵供熱等領(lǐng)域。是一種重要的致冷劑。特別是由于它的ODP很低,僅為0.055,GWP也較低,且蒙特利爾議定書規(guī)定可使用到2030年(發(fā)達(dá)國(guó)家)或2040年(發(fā)展中國(guó)家),因此,近年來(lái)HCFC-22作為CFC12的過(guò)渡性替代物,受到各國(guó)重視,并以混合制冷劑的形式出現(xiàn)在民用制冷設(shè)備上,如冰箱、冰柜等?,F(xiàn)在已在使用的含有HCFC-22的混合致冷劑有R-401系列(R-22/152a/124)、R-402系列(R-22/125/290)、R-403系列(R-22/290/218)、R-405A(R-22/152a/142b/c318)、R-406A(R-22/600a/142b)、R-408A(R-22/125/143a)、R-409系列(R-22/124/142b)及R-22/152a系列等,各國(guó)各公司有不同的配比、牌號(hào)和商品名稱。我國(guó)海爾、西冷等綠色冰箱、涼柜上都已經(jīng)大批量使用。
在擠塑聚苯乙烯片材、板材及聚烯烴等泡沫塑料發(fā)泡劑方面,HCFC-22及它和HCFC-142的混合物,作為CFC-12的替代物已開始得到應(yīng)用。
作為氣霧噴射劑,HCFC-22及其和HCFC-142b的混合物也已作為CFC-12的替代物開始有所應(yīng)用。
在滅火劑方面,HCFC-22/123/124以NAFS3為牌號(hào)的混合滅火劑,作為Halonl301的替代物已有商品上市,國(guó)內(nèi)也有商品供應(yīng)。
HCFC-22也是重要的氟化工產(chǎn)品的原料,最主要的用途用于制備聚四氟乙烯,用CHC1F2熱解制得四氟乙烯單體,再聚合為聚四氟乙烯樹脂。
HCFC-22還是制備HFC-23的原料。HFC-23可作低溫致冷劑,替代CFC-13,或替代R-503(R-23/13,40.1/59.9),它的ODP為零,蒸發(fā)溫度可達(dá)-60℃以下。HFC-23也是制備滅火劑Halon1301的原料,由于HFC-23沸點(diǎn)低,蒸氣壓高,運(yùn)輸費(fèi)高,因此生產(chǎn)Halon1301都是用HCFC-22就地生產(chǎn)HFC-23,再制備Halon1301的。所以HCFC-22也就是制備Halon1301的原料。
HCFC-22作為熱泵致冷劑,最典型的就是冷暖空調(diào)??照{(diào)器熱泵制熱的特點(diǎn)是只需要輸入極少量的電能,就可以把周圍環(huán)境中的低品位能量轉(zhuǎn)化為具有足夠高的溫度的可利用的熱量。熱泵制熱的效能比可達(dá)3以上,運(yùn)行成本低,但投資高。冬天用熱泵空調(diào)取暖,耗電只有電熱器材的三分之一還不到,且升溫快。
因制備HCFC-22的技術(shù)比較成熟,各生產(chǎn)廠家的物料消耗等均相差無(wú)幾,為響應(yīng)節(jié)能降耗,對(duì)原有工藝進(jìn)行進(jìn)一步的深挖存在潛力。
目前,原料在氟化反應(yīng)器中經(jīng)氟化反應(yīng)后得到主要含有產(chǎn)物HCFC-22、HCl氣體的物料,該物料經(jīng)濃縮塔處理后,一般經(jīng)石墨吸收器以及水洗塔后進(jìn)入堿洗塔中進(jìn)一步處理。在石墨吸收器和水洗塔中,酸性氣體HCl被吸附、吸收,對(duì)物料進(jìn)行洗滌后的水中因吸收了HCl形成低濃度鹽酸進(jìn)入由PE制成的稀酸槽中再被泵送回系統(tǒng),進(jìn)一步吸收HCl氣體,最后流至鹽酸儲(chǔ)槽。其中稀酸槽采用的是敞口式結(jié)構(gòu),通過(guò)排空管連通大氣,少量由稀酸夾帶下的氣體直接排放在大氣中,根據(jù)檢測(cè)分析,其中R22含量為98%,經(jīng)測(cè)試,一套年產(chǎn)量15000噸的機(jī)組,反應(yīng)投料1160kg/h(HF)時(shí),放空排氣量為2.4m3/h。其對(duì)環(huán)境的污染,以及物料的浪費(fèi),不容忽視。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是,提供一種二氟一氯甲烷副產(chǎn)氯化氫的去除及回收系統(tǒng),該系統(tǒng)可提高對(duì)氯化氫氣體的回收率,同時(shí)可有效防止環(huán)境污染。
為響應(yīng)環(huán)保及節(jié)能降耗的要求,解決以上技術(shù)問(wèn)題,車間對(duì)該工段進(jìn)行了工藝改造,本實(shí)用新型所述二氟一氯甲烷副產(chǎn)氯化氫的去除及回收系統(tǒng),根據(jù)產(chǎn)物氣體走向主要包括依次串聯(lián)的氟化反應(yīng)器、濃縮塔、石墨吸收器和水洗塔,所述水洗塔的出水口還連通稀酸槽,該稀酸槽通過(guò)提升泵進(jìn)一步連通石墨吸收器,石墨吸收器的出水口連通鹽酸儲(chǔ)槽,所述石墨吸收器包括依次串聯(lián)的一級(jí)石墨吸收器和二級(jí)石墨吸收器,所述水洗塔包括依次串聯(lián)的一級(jí)水洗塔和連通外界進(jìn)水管的二級(jí)水洗塔,所述稀酸槽連接二級(jí)水洗塔的出水管,稀酸槽上還設(shè)置有回路管,該回路管另一端連接在二級(jí)水洗塔進(jìn)氣管上。
進(jìn)一步地,所述回路管另一端連接在二級(jí)水洗塔進(jìn)氣管上靠近二級(jí)水洗塔處。
進(jìn)一步地,所述稀酸槽包括碳鋼外殼和PE內(nèi)襯,耐酸,同時(shí)又增加其強(qiáng)度。
進(jìn)一步地,所述一級(jí)石墨吸收器和二級(jí)石墨吸收器的進(jìn)氣口設(shè)置于吸收器上部,出氣口設(shè)置于吸收器下部;所述一級(jí)水洗塔和二級(jí)水洗塔的進(jìn)氣口設(shè)置于塔的下部,出氣口設(shè)置于塔頂;所述一級(jí)石墨吸收器、二級(jí)石墨吸收器、一級(jí)水洗塔和二級(jí)水洗塔的進(jìn)水口設(shè)置于上部,出水口設(shè)置于下部或底部。
本實(shí)用新型將稀酸槽由以前的敞口式更換成封閉式,材質(zhì)由以前的PE改為碳鋼外殼和PE內(nèi)襯,其原有的排空設(shè)置則通過(guò)管路與水洗塔進(jìn)氣管相連接,這樣就形成了一個(gè)封閉的循環(huán),避免了對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)也降低了生產(chǎn)消耗,根據(jù)計(jì)算:一套R(shí)22生產(chǎn)機(jī)組,一年由此節(jié)約的物料約40余噸,折算成產(chǎn)品約20多噸。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1-氟化反應(yīng)器;2-濃縮塔;3-一級(jí)石墨吸收器;4-二級(jí)石墨吸收器;5-一級(jí)水洗塔;6-二級(jí)水洗塔;61-二號(hào)水洗塔進(jìn)氣管;7-稀酸槽;71-回路管;8-提升泵。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式并參照附圖,對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1:如圖1所示,本實(shí)用新型所述二氟一氯甲烷副產(chǎn)氯化氫的去除及回收系統(tǒng),主要包括氟化反應(yīng)器1,氟化反應(yīng)器1連通濃縮塔2,濃縮塔2再根據(jù)產(chǎn)物氣體走向通過(guò)氣相管(圖中用實(shí)線表示)依次串聯(lián)一級(jí)石墨吸收器3、二級(jí)石墨吸收器4、一級(jí)水洗塔5和二級(jí)水洗塔6,二級(jí)水洗塔6的頂部連接至堿洗塔,二級(jí)水洗塔6的上部還連接有進(jìn)水管。一級(jí)石墨反應(yīng)器3和二級(jí)石墨反應(yīng)器4上的氣相管為上進(jìn)下出設(shè)置,一級(jí)水洗塔5和二級(jí)水洗塔6上的氣相管為下進(jìn)上出設(shè)置。
二級(jí)水洗塔6的下部通過(guò)管道連通稀酸槽7,稀酸槽7的下部通過(guò)帶提升泵8的稀酸管(圖中用虛線表示)連接至一級(jí)水洗塔5的上部,一級(jí)水洗塔5、二級(jí)石墨吸收器4和一級(jí)石墨吸收器3之間通過(guò)稀酸管(圖中用虛線表示)反向連接,均為上進(jìn)下出設(shè)置。在稀酸槽7的頂部還通過(guò)回路管71連接至一級(jí)水洗塔5和二級(jí)水洗塔6之間的氣相管,即二級(jí)水洗塔進(jìn)氣管61上,且位于靠近二級(jí)水洗塔6處。
其中稀酸槽7包括碳鋼外殼以及設(shè)置于碳鋼外殼內(nèi)的PE(聚乙烯)內(nèi)襯。
當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物從氟化反應(yīng)器1中出來(lái)后,進(jìn)入濃縮塔2內(nèi),再?gòu)臐饪s塔2的頂部依次從一級(jí)石墨吸收器3的上部進(jìn)入,下部出去;再?gòu)亩?jí)石墨吸收器4上部進(jìn)入,下部出去,反應(yīng)產(chǎn)物中的副產(chǎn)物HCl在兩級(jí)石墨吸收器中被吸附。從二級(jí)石墨吸收器4出來(lái)的物料再依次從一級(jí)水洗塔5下部進(jìn)入,上部出去;二級(jí)水洗塔6下部進(jìn)入,上部出去,經(jīng)兩級(jí)水洗后從二級(jí)水洗塔6頂部出去到堿洗塔中。在物料行走的同時(shí),水從進(jìn)水管從二級(jí)水洗塔6上部進(jìn)入洗滌物料,吸收物料中的HCl后得到濃度較低(約7%濃度)的鹽酸,該液態(tài)流入稀酸槽7中,再通過(guò)提升泵8送至一級(jí)水洗塔5進(jìn)行洗滌,利用高位差,酸水流入二級(jí)石墨吸收器4,吸收其吸附的酸性氣體后再流入一級(jí)石墨吸收器3,再次進(jìn)行吸收,最后液體(濃度≥30%的鹽酸)從一級(jí)石墨吸收器3底部流出至鹽酸儲(chǔ)槽中。
而稀酸槽7中稀酸夾帶的氣體排空則通過(guò)回路管71進(jìn)入二級(jí)水洗塔進(jìn)氣管61,隨物料進(jìn)入二級(jí)水洗塔6內(nèi),繼續(xù)洗滌。