一种含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气的净化处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气净化处理方法，包括以下步骤：将废气与空气的混合气通入石墨预热器预热，然后通入换热器A的壳程与固定床反应器出来的高温气体进行换热升温，然后通入固定床反应器进行催化氧化反应，反应后的高温气体通入换热器A的管程进行换热冷却，冷却后的气体通入喷雾洗涤器吸收酸性气体，然后通入气液分离器后气体直接排出。本发明专利技术采用固定床反应器催化氧化的方法，高效、低成本地处理含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气，通过石墨预热器预热混合气，减少了HCl气体对管路、换热器的露点腐蚀，并将催化氧化后的高温尾气与待处理的废气通过换热器进行换热，充分利用了反应热，具有较好的经济效益。

A Purification Method and System for Waste Gas Containing Hydrogen Chloride Gas and Organic Chloride Compound Gas

【技术实现步骤摘要】
一种含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气的净化处理方法及系统
本专利技术涉及废气治理领域，具体为一种含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气的净化处理方法及系统。
技术介绍
近年来，环境污染已经成为国际国内社会关注和讨论的热点问题。在各种导致环境污染的因素中，挥发性有机物VOCs(volatileorganiccompounds)已成为大气污染的一个重要源头，越来越受到人们的关注。其中，含氯挥发性有机物(CVOCs)被广泛应用于工业、农业、农药、医药、有机合成等领域。然而CVOCs在应用过程中会通过挥发、泄漏、排放等途径进入环境中，会造成臭氧层的破坏、光化学烟雾以及全球变暖等危害，并且CVOCs难于生物降解，易在生物体内累积，具有很强的致癌、致畸、致突变的“三致”作用。鉴于CVOCs对人类健康和环境的危害，世界各地展开了治理CVOCs废气的技术研究，探索出多种处理方法。目前，处理CVOCs的技术主要有回收技术和销毁技术。回收技术一般通过改变工艺过程中温度、压力等物理条件使CVOCs富集分离，这类技术主要有吸附、吸收、冷凝以及膜分离技术等；销毁技术采用化学或生物方法使CVOCs分解成二氧化碳、水及氯化氢等无毒或者毒性较小的气体,该类技术包括直接燃烧、催化燃烧、光催化降解、生物降解、等离子体技术等。专利CN200910169676.2公开了一种含氯废液/废气焚烧废气急冷工艺及其装置，其技术方案是将含氯废液和废气送入到焚烧炉内，在焚烧炉内与充足的氧气发生反应，有机物被氧化分解成为CO2、H2O、HCl和少量的Cl2等，高温废气直接进入急冷塔冷却到90℃以下，随后再进入填料塔进行碱洗后通过烟囱排出大气。但此工艺投资巨大，运行成本高昂，且当焚烧炉排出的高温废气在急冷塔冷却到90℃以下，通入填料塔的过程中HCl会对阀门管道和装置造成严重的露点腐蚀，影响装置的长期运行。专利CN107149852A公开了一种能够产生微乳液体系的水溶液作为吸收剂对CVOCs的吸收方法，其技术方案是将含氯挥发性有机物废气经除尘冷却后，进增压机增压后导入装有一定体积的吸收液的鼓泡吸收装置，废气通过设置在吸收装置底部的布气孔均匀分散进入吸收液，与吸收液充分接触完成物质交换后离开吸收装置，再进入尾气处理系统后直接排放，吸收液和吸收的CVOCs可以回收利用。但该工艺不适用于水溶性较差的含氯有机物，例如二氯甲烷，氯化苄等，且回收效率低，难以实现工业化。顾巧浓等(浙江工业大学学报,2004,32(5):589～593.)利用TiO2作为光催化剂,采用功率15W、波长253.7nm的医用紫外荧光灯作为光源,对模拟二氯甲烷和三氯乙烯废气的去除效果进行了实验研究，结果表明对于一定浓度的二氯甲烷和三氯乙烯的去除率均达到了70％以上，但该方法效率较低，无法应用于企业的大规模处理，难以实现工业化。与其他处理技术比较，催化氧化法具有适用范围广、起燃温度低、能耗低、净化效率高、无二次污染等优点,使其成为处理CVOCs的主流技术和发展方向。催化氧化也称为无焰燃烧，其实质是催化氧化反应，即采用催化剂，利用催化剂的深度催化氧化活性将有机组分在燃点以下的温度200～450℃与氧化合生成无毒的CO2，HCl和H2O，达到净化目的。专利CN107583639A提出将含氯有机废气和氧气分别通过废气输送管道和氧气钢瓶进入气体缓冲罐中进行混合缓冲后以一定流量同时通入连续设置的第一反应器、第二反应器和第三反应器中进行催化氧化，催化氧化处理的尾气进入尾气收集装置，经吸附处理后由排气口排出，其中第一反应器的温度控制在100-200℃之间，第二反应器的温度控制在200-300℃之间，第三反应器的温度控制在300-400℃之间。但该专利技术工艺较为繁琐，运行成本相对高昂，经济性较差。并且由于含氯废气中会存在一定量的HCl和水蒸气，HCl及水蒸气会在150℃以下凝结在反应器壁上和管壁上，导致金属材质减薄，穿孔泄漏等，有较大的安全隐患。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种含氯化氢气体和有机氯化合物气体(以下简称含氯废气)的废气净化处理方法和装置，通过石墨预热器预热，使含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气中的HCl以气体形式存在，避免了HCl对换热器和管路以及阀门等的露点腐蚀，提高了系统中各设备的使用寿命，并将含氯废气催化氧化后的高温氧化气体与待处理的废气通过换热器进行换热，使反应热得到了充分利用，高效、低成本地处理含氯废气。本专利技术的第一个目的是提供一种含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气净化处理方法，所述方法为将含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气与空气混合后得到的混合气体进行预热，预热后的混合气体温度高于氯化氢的露点温度，介于氯化氢气体的露点温度和180℃之间；将所述预热后的混合气体与经后续绝热催化氧化后的所得的高温氧化气体进行间接换热升温，使预热后的混合气体的温度进一步升高后，进入固定床反应器，在催化剂存在的条件下进行绝热催化氧化反应，反应结束后得到高温氧化气体，所述高温氧化气体包括绝热催化氧化反应将废气中的有机氯化合物氧化后生成的小分子混合物和废气中的氯化氢，所述小分子混合物包括二氧化碳、水、氯化氢；所述高温氧化气体经换热器A，与后续通入的预热后的混合气体换热冷却，得到的低温氧化气体进入喷雾洗涤器，经吸收液洗涤酸性物质后排出。进一步的，包括以下具体步骤：(1)将含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气与空气混合后得到的混合气体通入石墨预热器进行预热，所述空气作为绝热催化氧化反应的氧化剂，所述石墨预热器可以采用蒸汽为热源；(2)将步骤(1)预热后的混合气体通入换热器A的壳程，与固定床反应器催化氧化反应结束后排出的高温氧化气体进行换热升温，将升温后的混合气体输送至固定床反应器中，在催化剂存在的条件下进行绝热催化氧化反应，反应结束后排出高温氧化气体，所述高温氧化气体包括废气中有机氯化合物氧化后的小分子混合物和废气中的氯化氢，所述高温氧化气体通入换热器A的管程，与后续通入换热器A壳程的待处理的预热废气进行换热冷却，得到低温氧化气体。(3)将步骤(2)得到的低温氧化气体通过喷雾洗涤器，以吸收液洗涤低温氧化气体中的HCl、Cl2等气体。(4)将步骤(3)中喷雾洗涤器洗涤后的气体通入气液分离器，分离得到气体和液体，气体直接排出，液体进入生化池净化。进一步的，本专利技术所述的含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气是指废气中含有氯化氢和有机氯化合物，而这些含氯有机物通常是指氯代芳烃和氯代脂肪烃，如氯甲烷，二氯甲烷，二氯乙烷，氯苯，对氯甲苯，邻氯甲苯，氯化苄，三氯乙烯，邻氯苯甲醛，对氯苯甲醛，邻二氯苯等。所述含氯化氢和有机氯化合物气体的废气中有机氯化合物(CVOCs)浓度为3000～15000mg/Nm3，氯化氢气体的含量为0～1000mg/Nm3。进一步的，所述废气经石墨预热器预热后温度为155～180℃。由于本系统处理的废气中含有的一定量的HCl和水蒸气，HCl及水蒸气会在较低温度下凝结在管壁或换热器元件上，对管路、阀门以及换热器等装置造成露点腐蚀。并且由于露点腐蚀的腐蚀速率通常比普通的均匀腐蚀速率要高出5-15倍，所以将会在短时间内导致金属材质减薄，穿孔泄漏等，造成不必要的经济损失。通过石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气净化处理方法，其特征在于，所述方法为将含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气与空气混合后得到的混合气体进行预热，预热后的混合气体温度高于氯化氢的露点温度，介于氯化氢气体的露点温度和180℃之间；将所述预热后的混合气体与绝热催化氧化反应所得的高温氧化气体换热升温后，在催化剂存在的条件下进行绝热催化氧化反应，绝热催化氧化反应结束后得到高温氧化气体，所述高温氧化气体包括废气中有机氯化合物氧化后的小分子混合物和废气中的氯化氢，所述小分子混合物包括二氧化碳、水、氯化氢；所述高温氧化气体与预热后的混合气体换热冷却，得到低温氧化气体，所述低温氧化气体经吸收液洗涤酸性物质后排出。

【技术特征摘要】
1.一种含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气净化处理方法，其特征在于，所述方法为将含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气与空气混合后得到的混合气体进行预热，预热后的混合气体温度高于氯化氢的露点温度，介于氯化氢气体的露点温度和180℃之间；将所述预热后的混合气体与绝热催化氧化反应所得的高温氧化气体换热升温后，在催化剂存在的条件下进行绝热催化氧化反应，绝热催化氧化反应结束后得到高温氧化气体，所述高温氧化气体包括废气中有机氯化合物氧化后的小分子混合物和废气中的氯化氢，所述小分子混合物包括二氧化碳、水、氯化氢；所述高温氧化气体与预热后的混合气体换热冷却，得到低温氧化气体，所述低温氧化气体经吸收液洗涤酸性物质后排出。2.根据权利要求1所述的含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气净化处理方法，其特征在于，所述方法包括以下具体步骤：(1)将含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气与空气混合后得到的混合气体通入石墨预热器进行预热；(2)将步骤(1)预热后的混合气体通入换热器A，与固定床反应器中催化氧化反应结束排出的高温氧化气体进行换热升温，将升温后的混合气体输送至固定床反应器中，在催化剂存在的条件下进行绝热催化氧化反应，反应结束后排出高温氧化气体，所述高温氧化气体通入换热器A进行换热冷却，得到低温氧化气体；(3)将步骤(2)得到的低温氧化气体通过喷雾洗涤器，以吸收液洗涤低温氧化气体中的酸性气体，所述酸性气体包括HCl、Cl2气体；(4)将步骤(3)中喷雾洗涤器洗涤后的气体通入气液分离器，分离得到气体和液体，气体直接排出，液体进入生化池净化。优选的，所述方法还包括：(5)将步骤(3)中喷雾洗涤器中洗涤所述低温氧化气体后产生的液体通入碱液池，将所述液体与碱液混合后回到喷雾洗涤器中循环使用，碱液池中定期加入5wt％NaOH溶液，以维持碱液池中的碱液浓度。3.根据权利要求1或2所述的含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气净化处理方法，其特征在于，所述含氯化氢和有机氯化合物气体的废气中有机氯化合物浓度为3000～15000mg/Nm3，氯化氢气体的含量为0～1000mg/Nm3。4.根据权利要求1或2所述的含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气净化处理方法，其特征在于，所述混合气体经石墨预热器预热后温度为155～180℃。5.根据权利要求1或2所述的含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气净化处理方法，其特征在于，所述预热后的混合气体经换热器A换热升温至200～250℃后进入催化氧化反应器。6.根据权利要求1或2所述的含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气净化处理方法，其特征在于，含氯化氢气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈献，乔旭，蒲霄，崔咪芬，汤吉海，费兆阳，刘清，张竹修，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京资环工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32