本发明专利技术涉及一种用于从包含盐酸并掺杂有低挥发性或无挥发性化合物的水性液体(31)中回收氯化氢的装置(1)，所述装置具有：蒸发装置(30)，用于从液体(31)形成含有氯化氢的蒸汽(32)和掺杂有低挥发性或无挥发性化合物的液体浓缩物(33)；第一蒸馏装置(10)，用于将含有氯化氢的蒸汽(32)分离成第一顶部产物(12)和第一底部产物(13)；以及第二蒸馏装置(20)，用于将含有氯化氢的水性流体(21)分离成第二顶部产物(22)和第二底部产物(23)，这两个蒸馏装置中的一个被配置为能够在其中实施高于环境压力的蒸馏，这两个蒸馏装置中的另一个被配置为能够在其中实施低于环境压力的蒸馏，并且第一蒸馏装置(10)与第二蒸馏装置(20)流体传导连通，使得至少部分的第一底部产物(13)能够形成至少部分的含有氯化氢的水性流体(21)。成至少部分的含有氯化氢的水性流体(21)。成至少部分的含有氯化氢的水性流体(21)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】HCL回收装置
[0001]本专利技术涉及一种用于从包含盐酸并掺杂有(contaminated with)低挥发性或无挥发性化合物的水性液体中回收氯化氢(HCl)的装置和方法，该液体特别是作为氧化铝生产中的副产物流而产生的。
技术介绍
[0002]氧化铝可以从铝土矿中回收。主要用于此目的的是拜耳法，其中铝土矿在压力下用氢氧化钠浸提(例如7bar，180℃)，分离出不溶性掺杂物(contaminants)，并从上清液中沉淀出氢氧化铝。氢氧化铝通过煅烧转化为氧化铝。这个过程需要大量的能量。开发此过程后，可以获得足够数量的铝含量高的矿石。
[0003]如今剩余的含铝矿石有时具有非常低的铝含量。正在开发替代的、有效的过程，其中可以从剩余的矿石中获得所需纯度的氧化铝。
[0004]在AU 2014 253 487A1和AU 2018 101 228A4中，描述了从高岭土开始的过程。在不同的工序中使用气体形式和盐酸形式的氯化氢。使用盐酸从粉碎和煅烧的矿石中提取铝。矿石中含有的其它金属也会溶解。然后通过固液分离从溶液中分离不溶性组分，例如SiO2。除了大量溶解的铝之外，获得的上清液还包含其它溶解的金属，例如痕量的铁、镁、锰、钙、钠和/或钾。通过增加已经是盐酸的上清液的HCl含量(例如通过引入HCl气体)将铝与其它溶解的金属分离，这会导致六水合氯化铝沉淀。将六水合氯化铝与六水合氯化铝沉淀的上清液分离，通过加热至1300℃转化为α
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氧化铝，其中含有氯化氢的焙烧气体被排出。
[0005]在这种HCl驱动的氧化铝生产过程中，会产生富含HCl的副产品或副产品流。这些包括来自六水合氯化铝沉淀的上清液，其具有高HCl浓度，还包含未共沉淀的铝和其它未共沉淀的金属。还产生了含有氯化氢的焙烧气体。该气体非常难以处理，因为它非常热且具有很强的腐蚀性。对于处理这些富含HCl的副产品流，尚未提出完全令人满意的建议。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种用于所描述的、HCl驱动的氧化铝回收过程的装置，借助于该装置确保了氧化铝的高纯度，同时实现了特别有效的过程控制。特别是，与HCl驱动的过程相配合，该装置应能有效地消除矿石中所含金属进入氧化铝的任何残留。这将在不从外部供应新鲜HCl和对掺杂有氯化氢的副产品进行尽可能少的处置工作的情况下基本上得到实现。
[0007]这一目的是通过一种用于从包含盐酸并掺杂有低挥发性或无挥发性化合物的水性液体中回收氯化氢的装置来实现的，所述装置具有：
[0008]‑
蒸发装置，用于从液体形成含有氯化氢的蒸汽和掺杂有低挥发性或无挥发性化合物的液体浓缩物；
[0009]‑
第一蒸馏装置，用于将含有氯化氢的蒸汽分离成第一顶部产物和第一底部产物；以及
[0010]‑
第二蒸馏装置，用于将含有氯化氢的水性流体分离成第二顶部产物和第二底部产物，其中，
[0011]‑
这两个蒸馏装置中的一个被配置为能够在其中实施高于环境压力的蒸馏，这两个蒸馏装置中的另一个被配置为能够在其中实施低于环境压力的蒸馏，并且
[0012]‑
第一蒸馏装置与第二蒸馏装置流体传导连通，使得至少部分的第一底部产物(at least part of the first bottom product)能够形成至少部分的含有氯化氢的水性流体(at least part of the hydrogen
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chloride
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containing aqueous fluid)。
[0013]被配置用于高于环境压力的蒸馏的蒸馏装置的顶部产物含有非常丰富的氯化氢并且包含例如至少90wt.％的氯化氢。它(几乎)不含低挥发性或无挥发性掺杂物，例如金属。因此，该顶部产物可优选用于从含铝溶液中沉淀出六水合氯化铝，例如在分离SiO2之后从AU 2018 101 228A4的过程中获得的上清液中沉淀出六水合氯化铝。顶部产物取代了新鲜的HCl，否则就必须添加HCl。在根据本专利技术的某些装置中，整合了液滴分离装置，蒸馏装置(其被配置用于高于环境压力的蒸馏)的顶部产物通过该液滴分离装置。这使得能够实现低于10ppmw的金属掺杂物总含量。
[0014]可将由HCl浓度增加产生的六水合氯化铝沉淀的任何上清液(例如在HCl驱动的回收氧化铝的过程中获得的六水合氯化铝的上清液)用作包含盐酸并掺杂有低挥发性或无挥发性化合物的水性液体。低挥发性或无挥发性掺杂物则包括未共沉淀的铝和未共沉淀的其它金属。然而，在本专利技术的装置的帮助下，也可以处理包含盐酸并掺杂有低挥发性或无挥发性化合物的任何其它水性液体；例如，包含盐酸并在酸性浸提中与矿石接触的任何水性液体。
[0015]令人惊奇地，已发现当根据本专利技术的装置运行时，在蒸馏装置底部积聚的第一和/或第二底部产物各自代表了用于吸收更多氯化氢的理想吸收液。例如，在来自AU 2018 101 228A4的过程中，产生了含有氯化氢的焙烧气体，通过吸收到至少一种底部产物中，可从该焙烧气体中将氯化氢气体至少部分地分离。因此，根据本专利技术的装置同样适用于处理包含盐酸并掺杂有低挥发性或无挥发性化合物的水性液体，以及用于处理含有氯化氢的气体。
[0016]本专利技术可广泛用于需要HCl和/或盐酸并且产生水性副产物的任何过程，所述水性副产物包含盐酸并掺杂有低挥发性或无挥发性化合物。
[0017]本专利技术在蒸发装置的类型方面不受限制。为了从水性液体形成含有氯化氢的蒸汽，可以使用本领域技术人员已知的对氯化氢和盐酸具有足够耐腐蚀性的蒸发装置。特别地，当在下述蒸发装置中从水性液体形成含有氯化氢的蒸汽时，获得了良好的结果，所述蒸发装置包括选自如下的至少一个蒸发器：自然循环蒸发器、强制循环蒸发器(forced circulation evaporator)、釜式蒸发器(kettle evaporator)、降膜蒸发器(falling film evaporator)以及以上蒸发器的任何组合。特别优选强制循环蒸发器。其中几乎没有结晶(结垢)。然后，可以进一步浓缩所形成的液体浓缩物，从而获得掺杂有低挥发性或无挥发性化合物(例如金属)且有待后续处理的体积特别少的液体。如果蒸发装置包括强制循环蒸发器，则还可以在其下游连接闪蒸蒸发器(flash evaporator)。
[0018]尽管在本专利技术的范围内蒸发装置基本上可以具有多阶段设计，但是单阶段蒸发装置是特别优选的。
[0019]关于蒸发装置，与单阶段相比，多阶段意味着至少有一个上游蒸发器阶段和一个
下游蒸发器阶段。一部分含有氯化氢的蒸汽在上游蒸发器阶段形成。这部分含有氯化氢的蒸汽为下游蒸发器阶段的运行提供至少一部分热能。在下游蒸发器阶段中，尚未在第一蒸发器阶段中蒸发的部分液体被蒸发。下游蒸发器阶段通常在比上游蒸发器阶段更低的压力和/或更低的温度下运行。
[0020]由于仪器简单，优选单阶段蒸发装置。此外，本专利技术还通过单阶段蒸发装置实现了两阶段蒸发中固有的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从包含盐酸并掺杂有低挥发性或无挥发性化合物的水性液体(31)中回收氯化氢的装置(1)，所述装置具有：
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蒸发装置(30)，用于从所述液体(31)形成含有氯化氢的蒸汽(32)和掺杂有所述低挥发性或无挥发性化合物的液体浓缩物(33)；
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第一蒸馏装置(10)，用于将所述含有氯化氢的蒸汽(32)分离成第一顶部产物(12)和第一底部产物(13)；以及
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第二蒸馏装置(20)，用于将含有氯化氢的水性流体(21)分离成第二顶部产物(22)和第二底部产物(23)，其中，
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这两个蒸馏装置中的一个被配置为能够在其中实施高于环境压力的蒸馏，这两个蒸馏装置中的另一个被配置为能够在其中实施低于环境压力的蒸馏，并且
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所述第一蒸馏装置(10)与所述第二蒸馏装置(20)流体传导连通，使得至少部分的所述第一底部产物(13)能够形成至少部分的所述含有氯化氢的水性流体(21)。2.根据权利要求1所述的装置(1)，所述装置具有：
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所述第一蒸馏装置(10)，用于将可返回所述蒸馏装置(10)的流体(11)和所述含有氯化氢的蒸汽(32)分离成所述第一顶部产物(12)和所述第一底部产物(13)，其中，
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所述第二蒸馏装置(20)，所述第二蒸馏装置(20)与所述第一蒸馏装置(10)以如下方式流体传导连通：使至少部分的所述第二底部产物(23)能够形成至少部分的可返回的水性流体(11)。3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，所述装置用于从包含盐酸并掺杂有所述低挥发性或无挥发性化合物的所述水性液体(31)中回收氯化氢，并用于从含有氯化氢的气体(41)中回收氯化氢，所述装置具有：
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吸收装置(40)，用于从所述气体(41)中将氯化氢气体吸收到吸收剂(42)中，以获得富氯化氢吸收剂(43)和贫氯化氢气体(44)。4.根据权利要求3所述的装置(1)，其中，所述蒸馏装置(10、20)中的至少一个与所述吸收装置(40)流体传导连通，使得所述两个底部产物(13、23)中的至少一个的至少部分能够用作所述吸收装置(40)中的所述吸收剂(42)。5.根据权利要求4所述的装置(1)，其中，所述第二蒸馏装置(20)与所述吸收装置(40)流体传导连通，使得至少部分的所述第二底部产物(23)能够用作所述吸收装置(40)中的所述吸收剂(42)。6.根据权利要求3所述的装置(1)，其中，所述第二蒸馏装置(20)经由所述吸收装置(40)与所述第一蒸馏装置(10)流体传导连通，使得所述第二底部产物(23)能够作为所述吸收剂(42)起作用，并且所述富氯化氢吸收剂(43)能够形成至少部分的所述可返回的水性流体(11)。7.如权利要求5所述的装置(1)，其中，将所述吸收装置(40)整合到所述第二蒸馏装置(20)的底部循环中，使得部分的所述第二底部产物...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：西格里碳素欧洲公司，
类型：发明
国别省市：
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