从氯气废气中回收次氯酸钠的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种从氯气废气中回收次氯酸钠的系统和方法。通过本发明专利技术系统和方法，有害氯气废气可作为有用的次氯酸钠溶液回收以供后续使用，从而免于排入大气中。本发明专利技术的其中一个优点在于，其在洗涤排放废物时将氯气废气消除，无需付出设置废水处理系统所需的成本。反而，其可回收极具使用价值且在市场上具有很高需求的次氯酸钠溶液。本领域技术人员还将理解的是，本发明专利技术系统所制成的最终产品可满足多种用途的需求。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从氯气废气中回收次氯酸钠的系统和方法
本专利技术涉及从氯气废气中回收次氯酸钠的系统和方法。通过本专利技术系统和方法，有害氯气废气可作为有用的次氯酸钠溶液回收，以供后续使用，免于排入大气中。
技术介绍
基片制造工艺需要使用氯气，或者作为副产物生成氯气。例如，当沉积或刻蚀半导体晶片和显示器等基片上的材料时，会使用各种处理气体包括氯气的组合物。又例如，用于刻蚀氧化硅等氧化物材料的氟化气体中加有氯气。在手套制造业中，氯化为无粉手套的后处理方法。制造商用氯气或其他等效物洗涤手套，再对手套进行清洗，以防止化学物质与手套发生进一步的相互作用。该方法在减小手套表面粘手性的同时，还使得其质地更为柔软。当用于乳胶材料时，上述氯化工艺还能减少乳胶蛋白的含量，以降低其引起过敏的可能性。在这些工艺中，处理设备所释放的废气中通常含有大量的含氯气体，在将此类废气排放至环境中之前，必须将其内的含氯气体去除。因此，将氯气转化为有用制成品为根本上解决氯气的环境污染的唯一方法。上述有用制成品当中的一种为次氯酸钠，也称漂白剂。次氯酸钠为一种适用于多种用途的日用化学品，漂白剂制造的基本化学原理为化学化工领域的一般常识。气相和/或液相的氯在与烧碱(苛性钠)溶液反应后生成次氯酸钠水溶液。虽然该基本化学原理可能甚为简单，而且基本上为所有漂白剂的商制工艺的共通原理，但是专利文献中描述的各具体工艺之间却存在非常大的差别。有人已尝试将氯气废气转化为回收产物，尤其次氯酸钠。申请号为GB2058602A的英国公开专利申请(株式会社山东铁工所(SandoIronWorksCoLtd))公开了一种从废气中回收二氧化氯的设备，该设备包括：气体处理塔，该气体处理塔具有用于确保气体和液体之间的良好接触的填料；设于塔下部的含二氧化氯废气入口；设于塔下部所述废气入口下方的液体罐；设于塔上部所述填料上方的液体射流喷嘴；用于将液体从所述液体罐经所述液体射流喷嘴循环至所述塔内的泵；用于经所述液体射流喷嘴分别向该塔供应过氧化氢溶液和烧碱溶液的装置；以及用于测量所述液体罐内亚氯酸钠溶液浓度的装置。然而，由于没有对进入塔内的氯气废气温度以及气体处理塔内温度进行调节，最终产物的形成始终不稳定，而且产量较低。因此，仍然需要一种能够实现更高产量及氯气废气温度调控的从氯气废气中回收次氯酸钠的系统和方法。本专利技术的次氯酸钠生产系统结构紧凑，而且本专利技术系统和方法可缩短次氯酸钠生产的工艺时间。
技术实现思路
本专利技术提供一种从氯气废气中回收次氯酸钠的系统，包括：涤气塔，所述涤气塔内具有多个涤气填料层，所述涤气填料层用于使所述氯气废气与液体烧碱发生化学反应以形成次氯酸钠溶液，所述氯气废气向上移动穿过所述涤气塔，并以逆流方向与液体烧碱反应；涤气泵，所述涤气泵与所述涤气塔连接，所述涤气泵用于将所述液体烧碱从缓冲罐循环至所述涤气塔的上部，并经多个锥形喷雾器喷出，以持续不断地向所述涤气填料层供应液体烧碱，并使所述液体烧碱在所述涤气填料层上均匀分布；其特征在于：气体蒸发式冷却系统，所述气体蒸发式冷却系统与所述涤气塔的废气入料管道连接，以确保所述氯气废气的温度在被输送至所述涤气塔之前被调节至预设的恒定温度范围内；外部液体冷却系统，所述外部液体冷却系统用于使在涤气塔底部形成的液体烧碱和次氯酸钠的涤气混合物保持所述预设的恒定温度范围，以及在将所收集的次氯酸钠溶液移出所述涤气塔进行过滤和贮存之前，降低所述次氯酸钠溶液温度；和pH测量探针，所述pH测量探针用于测量所述涤气混合物的pH值以及用于向烧碱段塞给料系统提供信号以调节待释放至所述涤气塔的烧碱(NaOH)的所需浓度和pH值，从而与所述氯气废气连续反应，直至达到次氯酸钠溶液生成过程的终点。在一种优选的实施方式中，一种从氯气废气中回收次氯酸钠的方法包括：将所述氯气废气调节至预设温度范围；将降温后的所述氯气废气引入涤气塔下部；将液体烧碱引入所述涤气塔的下部之上的部分；令所述氯气废气向上移动穿过所述涤气塔，并以逆流方向与液体烧碱喷雾反应，以形成次氯酸钠溶液；当所述次氯酸钠溶液达到预设的工艺终点浓度时，结束次氯酸钠转化过程；并对所形成的次氯酸钠进一步进行后冷却处理；以及将所述次氯酸钠从所述涤气塔排入过滤系统和贮存罐。附图说明所附各图并入本说明书之内并构成本说明书的一部分，用于对本专利技术的实施方式进行图示，并与说明书一道阐明本专利技术的原理。图1所示为根据本专利技术从氯气废气中回收次氯酸钠的系统。图2(A)所示为用于降低进料氯气废气的温度，并确保氯气废气在引入涤气塔之前的温度被调节至预设的恒定温度范围的水滴蒸发式冷却系统。图2(B)所示为用于降低进料氯气废气的温度，并确保氯气废气在引入涤气塔之前的温度被调节至预设的恒定温度范围的湿润空气鼓风蒸发式冷却系统。图2(C)所示用于降低进料氯气废气的温度，并确保氯气废气在引入涤气塔之前的温度被调节至预设的恒定温度范围的精细水雾喷雾蒸发式冷却系统。图3所示为本专利技术作为外部液冷系统的二级冷却回路的管道系统，其由多条相连的管道组成。图4所示为本专利技术的烧碱分段给料系统，该系统采用pH测量探针对高浓度的液体烧碱的分段给料进行调节，以保持pH值在控制范围内以及将引入涤气塔内与氯气废气反应的烧碱保持于所需浓度。图5所示为本专利技术的烧碱分段给料系统的pH测量探针所记录的pH值变化趋势以及实验室分析确定的待引入涤气塔内的液体烧碱(NaOH)相对应的浓度。图6所示为本专利技术的通过换热器(冷却介质一侧)的初级冷却回路在作为初级冷却的换热器的出口和入口处测得的冷却介质温度。图7所示为本专利技术的通过管道系统(冷却介质一侧)的二级冷却回路在作为二级冷却的管道系统的出口和入口处测得的冷却介质温度。图8所示为本专利技术的涤气塔底部测得的由液体烧碱和次氯酸钠组成的涤气混合物的温度。图9所示为本专利技术的做为初级冷却的初级冷却换热器的入口和出口处测得的由液体烧碱和次氯酸钠组成的涤气混合物的温度。图10所示为本专利技术管道系统的趋近温度特性，该趋近温度为涤气塔内涤气混合物温度与管道系统入口处冷却介质温度之间的差值，用作二级冷却效果的指标。图11所示为本专利技术的由液体烧碱和次氯酸钠组成的涤气混合物中的氯浓度百分比。图12所示为本专利技术的由液体烧碱和次氯酸钠组成的涤气混合物的氧化还原电位(ORP)及总溶解固体(TDS)含量的测量结果。具体实施方式以下，结合具体实施方式及参考附图，对本专利技术进行详细描述。除非上下文另有要求，否则在整个说明书和权利要求书中，“包括”一词及它的其他形式如“包含”、“含有”等应在开放包容的意义上理解为“包括，但不限于”。在本说明书全文中，凡提及“一种实施方式”或“实施方式”之处均表示结合该实施方式描述的特定特征、结构或特性含于至少一种实施方式中。因此，本说明书全文各处均出现的“在一种实施方式中”或“在实施方式中”这一短语并不一定均指同一种实施方式。此外，在一种或多种实施方式中，特定特征、结构或特性可以任何适当的方式进行组合。就本申请中使用的几乎所有复数和/或单数词语而言，本领域技术人员均可根据上下文和/或应用适当地将复数形式理解为单数形式和/或者将单数形式理解为复数形式。为了清楚起见，本申请中可在此明确说明各种“单数/复数”排列。此外，本领域技术人员可进一步理解的是，无论是在说明书、权本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从氯气废气中回收次氯酸钠的系统，包括：涤气塔，所述涤气塔内具有多个涤气填料层，所述涤气填料层用于使所述氯气废气与液体烧碱发生化学反应以形成次氯酸钠溶液，所述氯气废气向上移动穿过所述涤气塔，并以逆流方向与液体烧碱反应；涤气泵，所述涤气泵与所述涤气塔连接，所述涤气泵用于将所述液体烧碱从缓冲罐循环至所述涤气塔的上部，并经多个锥形喷雾器喷出，以持续不断地向所述涤气填料层供应液体烧碱，并使所述液体烧碱在所述涤气填料层上均匀地分布；其特征在于，气体蒸发式冷却系统，所述气体蒸发式冷却系统与所述涤气塔的废气入料管连接，以确保所述氯气废气被输送至所述涤气塔之前的温度被调节至预设的恒定温度范围内；外部液体冷却系统，所述外部液体冷却系统用于使在涤气塔底部形成的液体烧碱和次氯酸钠的涤气混合物保持所述预设的恒定温度范围，以及用于在将所收集的次氯酸钠溶液移出所述涤气塔进行过滤和贮存之前，降低所述次氯酸钠溶液的温度；以及pH测量探针，所述pH测量探针用于测量所述涤气混合物的pH值以及用于向烧碱分段给料系统提供信号以调节待释放至所述涤气塔的烧碱(NaOH)的所需浓度和pH值，从而与所述氯气废气连续反应直至达到次氯酸钠溶液生成过程的终点。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.05 MY PI20160014441.一种从氯气废气中回收次氯酸钠的系统，包括：涤气塔，所述涤气塔内具有多个涤气填料层，所述涤气填料层用于使所述氯气废气与液体烧碱发生化学反应以形成次氯酸钠溶液，所述氯气废气向上移动穿过所述涤气塔，并以逆流方向与液体烧碱反应；涤气泵，所述涤气泵与所述涤气塔连接，所述涤气泵用于将所述液体烧碱从缓冲罐循环至所述涤气塔的上部，并经多个锥形喷雾器喷出，以持续不断地向所述涤气填料层供应液体烧碱，并使所述液体烧碱在所述涤气填料层上均匀地分布；其特征在于，气体蒸发式冷却系统，所述气体蒸发式冷却系统与所述涤气塔的废气入料管连接，以确保所述氯气废气被输送至所述涤气塔之前的温度被调节至预设的恒定温度范围内；外部液体冷却系统，所述外部液体冷却系统用于使在涤气塔底部形成的液体烧碱和次氯酸钠的涤气混合物保持所述预设的恒定温度范围，以及用于在将所收集的次氯酸钠溶液移出所述涤气塔进行过滤和贮存之前，降低所述次氯酸钠溶液的温度；以及pH测量探针，所述pH测量探针用于测量所述涤气混合物的pH值以及用于向烧碱分段给料系统提供信号以调节待释放至所述涤气塔的烧碱(NaOH)的所需浓度和pH值，从而与所述氯气废气连续反应直至达到次氯酸钠溶液生成过程的终点。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括沿通往锥形喷雾器的涤气塔管道与涤气塔连接的气体喷射器，用于在氯气废气的强度不足时，通过以预设的注气速率引入新鲜氯气以提高氯气废气的强度。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括至少两级过滤，用于从所收集的次氯酸钠溶液中移除非所需的异物颗粒并提高其纯度。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体蒸发式冷却系统为水滴蒸发式冷却系统。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体蒸发式冷却系统为湿润空气鼓风蒸发式冷却系统。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体蒸发式冷却系统为精细水雾喷雾蒸发式冷却系统。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述涤气塔开口的顶层设有排气扇，用于将未反应的氯气废气从所述涤气塔底部回收并排放至涤气塔外部。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，沿所述涤气塔设有多个气压计，用于监测所述涤气塔内的气压和不间断的气流。9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，将由液体烧碱和其与氯气废气反应后生成的次氯酸钠溶液组成的所述涤气混合物先引入外部液体制冷系统，以降低所述涤气混合物溶液的温度，然后将所述涤气混合物溶液回流至所述涤气塔内，使其与所述氯气废气连续反应。10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外部液冷系统包括：初级冷却换热器，所述初级冷却换热器用于从所述涤气塔的缓冲罐接收将通过冷却介质冷却至...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝光，
申请(专利权)人：陈朝光，
类型：发明
国别省市：马来西亚,MY