一种含氯废气的绿色处理方法技术

本发明专利技术公开了一种含氯废气的绿色处理方法。所述含氯废气的绿色处理方法包括：使还原性工业废液与含氯废气接触，所述还原性工业废液包含亚硫酸钠和/或硫代硫酸钠，使所述还原性工业废液中的亚硫酸钠和/或硫代硫酸钠与氯气产生氧化还原反应，从而使含氯废气中的氯气被吸收。本发明专利技术提供了一种新的利用还原性工业废液吸收含氯废气的绿色处理工艺，比如采用含亚硫酸钠或硫代硫酸钠的工业废液对氯气废气进行吸收处理，巧妙利用亚硫酸钠或硫代硫酸钠与氯气之间的氧化还原反应，生成稳定的硫酸钠和氯化钠，避免二次氯气污染的产生，实现以废治废的目的，大大降低环保试剂成本，减少废液的排放量。

A green treatment method of waste gas containing chlorine

【技术实现步骤摘要】
一种含氯废气的绿色处理方法
本专利技术涉及一种工业废气和废液的同时处理的绿色工艺，特别涉及到一种利用还原性工业废液吸收含氯废气的绿色处理方法，属于制造业的环境保护和治理领域。
技术介绍
冶金和化学工业是国民经济不可或缺的主要制造业部门，它为整个经济发展提供数量巨大的基础化学品和含金属的原料。与此同时，它也会产生大量的废水、废液和废气。一、含氯废气的来源和毒性氯气在常温常压下为黄绿色，是有着强烈刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，可溶于水，易压缩，可液化为金黄色液态氯，是氯碱工业的主要产品之一，可用作为强氧化剂。氯气中混和体积分数为5％以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险。氯气能与有机物和无机物进行取代反应和加成反应生成多种氯化物。氯气在早期作为造纸、纺织工业的漂白剂。在盐酸合成、PVC、冶金金属离子氯浸等涉氯工艺段，氯气是主要的原料气，也是主要的污染性气体。氯碱行业、氯化金属盐电积冶炼过程中，氯气作为副产品出现，在收集和运输气体时处理不好也会造成泄露和污染。比如专利技术人曾经的经验：电积钴工艺后产生的氯气纯度超过了90％，原本可以通过将氯气液化实现与空气的分离而得到纯液氯，但因为该工艺段设计时选用的风机泵送扬程过大，吸入了大量空气混进氯气，无法实现液化分离，而使得产生的氯气成为一种必须处理的大量废气，而不是产品液氯。夹杂着氯气的废气在车间里和附近地面上整日弥漫，环境特别恶劣。氯气是一种致命性毒气，1m3空气中最多可允许含氯气1mg，超过这个量就会引起人体中毒。氯气对人的致死剂量为人吸入LCLo:500ppm/5M。氯气主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成损伤:次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而致死亡。由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。因此含氯废气和尾气的治理是非常有必要的。二、漏氯吸收工艺进展及其不足氯气吸收装置一般又称为漏氯吸收装置、泄氯吸收装置、漏氯中和装置，是一种发生氯气泄漏事故时的安全应急设备，可以对泄漏氯气进行吸收处理。此时的氯气浓度高，除了紧急使用之外，其余时候都是不用的，一旦使用，就涉及到相关工艺段附近的员工和行人性命安全。近年来，氯气泄漏事故时有发生，给国家财产和民众生命造成巨大的损失和威胁，如何选择安装一套技术上先进、设计上合理、运行可靠的漏氯吸收装置，已成为用氯单位生产安全工作的重中之重。第一代产生于二十世纪初期，利用氢氧化钠吸收液氯气。目前市场上销售的漏氯吸收装置，吸收机理是利用碱性溶液吸收氯气，属于中和性，其反应式如式(1)：Cl2+2NaOH＝NaClO+NaCl+H2O(1)从以上反应式可以看出：由于吸收氯气之后的碱液生成盐类结晶无法再生，堵塞吸收塔喷淋管喷头和填料，随着吸收时间的延长，吸收液中氢氧化钠浓度逐渐降低，吸收能力逐渐下降，一次性吸收氯气量有限。但由于吸收氯气之后的吸收液无法再生使用、后续维护量大、运行费用高、使用寿命短等，已现逐步被氧化还原型泄氯吸收装置所取代。第二代产生于90年代初期，利用亚铁盐溶液吸收氯气。吸收液可不断循环使用，无须更换。但塔体结构引用上个第一代的双塔串联结构(第一个塔用于吸收，第二个用于汽水分离)，弯头较多风阻越大的问题，降低了吸收效率；箱体方型结构，吸收液存在循环死角。其反应原理是利用亚铁盐溶液吸收氯气，属于氧化还原性，反应式为式(2)：吸收(氧化)反应：2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-(2)再生(还原)反应：2Fe3++Fe＝3Fe2+(3)从以上反应式可以看出：亚铁盐的吸收和再生是同步进行的，一次性可以吸收大量的氯气，远远大于额定的吸收能力(从以上反应式中可以看出原因所在)，不需要更换吸收液，也不会产生结晶，但一次性吸收氯气的量也不会无限额的，根据物质不灭定律，吸收的氯气生成三价铁盐(Fe3+)再通过还原反应生成二价铁盐(Fe2+)贮存在再生箱中，再生箱的空间和再生剂是有限的，当装置吸收大量氯气时，只需回收部分吸收液，添加再生剂如式(3)反应即可。但不断地加入铁粉的结果是未来要处理的含铁废液的量也增大。三、低浓度含氯废气的吸收工艺发展现状和不足通常，含氯气的废气或尾气没有泄露的氯气浓度高，比如说涉氯车间的空气净化、采用盐酸金属盐的电解或电积后对产生的氯气由于压缩机的功率过大等处理措施不当原因造成生成的氯气中有了超过8％以上的空气，无法通过液化将氯气与空气分离作为产品使用，就必须加以利用或处理。冶金上采用氯气浸出反应后的尾气也必须保证排放前氯气要吸收干净。氯气产品压缩液化后分离出的空气也含有氯气，在排放之前也需要进行氯气的吸收固定处理后才能排空。这些需要长时间对低浓度的氯气进行持续吸收。目前大多数含氯尾气或废气都是采用氢氧化钠或氢氧化钙溶液进行吸收。但这种处理工艺在处理时会出现以下的缺陷：1、碱液吸收尾气时会产生大量的热量，引起温度的升高。这种吸收处理的化学反应原理简单，遵循式(4)：2NaOH+Cl2＝NaCl+NaClO+H2O(冷水)(4)6NaOH+3Cl2＝5NaCl+NaClO3+3H2O(大于70℃)(5)从反应式(5)上看，似乎温度高以后，氯气吸收效率没有降低。但是据专利技术者的生产实践经验，如果氯气浓度大，会在短时间内使得吸收液温升过快，从而使得之后的氯气吸收速率大大降低。在实际吸收工艺实践中，专利技术人在生产实践中曾发现，当出现吸收液温度超过70℃时，对于超过1000米的高海拔地带，碱液很快出现沸腾状态，并在吸收尾气中释放出浓浓的黄绿色。2、碱液吸收氯气后的产物是次氯酸钠或次氯酸钙。这两种化合物不稳定，当溶液中含有重金属、遇到酸溶液，或是见光后都容易再次分解，再次放出氯气，产生二次污染。某大型冶金企业由于经常遇到氯气的二次污染，为了解决吸收后的次氯酸钠溶液不稳定的问题，曾经请某跨国企业制定出一种在一种昂贵的所谓次氯酸钠分解装置中，采用催化剂将次氯酸钠分解，不但分解效率不高，而且这套工艺除了设备高达数千万之外，仅仅分解催化剂每年的消耗量就高达数百万元。并没有从源头上杜绝氯气的二次污染。3、碱液的试剂成本高，且再次成为需要处理的不稳定废液。所有这些都决定了当前涉氯尾气的治理成本高，且会产生需要再行处理的不稳定废液，或是二次氯气污染。四、还原性工业废液的产生实际上，涉及到含氯尾气的单位或附近一般都会有其他具有还原活性的废液或废渣产生。大型冶金企业附近一般都配套很多为冶金行业提供大批量原料的化工行业，比如氯碱行业提供烧碱和用于氯浸的氯气。冶金企业火法工艺段产生的含二氧化硫烟气目前最经济和环保的处理方式一般用于生产硫酸和亚硫酸钠。硫酸生产尾气一般用烧碱溶液吸收，这样会产生大量含亚硫酸钠的碱性废液。亚硫酸钠生产工艺中结晶分离母液也是含有饱和亚硫酸钠的废液，这种母液一直循环使用会造成杂质大量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氯废气的绿色处理方法，其特征在于包括：/n使还原性工业废液与含氯废气接触，所述还原性工业废液包含亚硫酸钠和/或硫代硫酸钠；使所述还原性工业废液中的亚硫酸钠和/或硫代硫酸钠与氯气产生氧化还原反应，从而使含氯废气中的氯气被吸收。/n

【技术特征摘要】
1.一种含氯废气的绿色处理方法，其特征在于包括：
使还原性工业废液与含氯废气接触，所述还原性工业废液包含亚硫酸钠和/或硫代硫酸钠；使所述还原性工业废液中的亚硫酸钠和/或硫代硫酸钠与氯气产生氧化还原反应，从而使含氯废气中的氯气被吸收。


2.根据权利要求1所述的含氯废气的绿色处理方法，其特征在于：所述还原性工业废液来源于硫酸生产工艺中采用烧碱溶液吸收含二氧化硫废气产生的废液。


3.根据权利要求1所述的含氯废气的绿色处理方法，其特征在于：所述还原性工业废液来源于亚硫酸钠生产中的过滤母液。


4.根据权利要求1所述的含氯废气的绿色处理方法，其特征在于：所述还原性工业废液来源于硫代硫酸钠生产中的过滤母液。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的含氯废气的绿色处理方法，其特征在于包括：使所述还原性工业废液与含氯废气逆流接触，从而使氯气充分被吸收。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭效瑛，刘建国，祁米香，武君，杨占寿，李波，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海;63