[發明專利]從含HCl和CO2

有效

• 申請號: 202110392844.5
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113117458B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 馬浩;邵磊;任元濱;肖浩;董景輝;卜慶海
• 申請（專利權）人: 濱化集團股份有限公司;北京化工大學
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;B01D53/14;B01D53/68;B01D53/78
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本發明涉及從含HCl和COsubgt;2/subgt;等混合氣體中選擇性脫除HCl的裝置，包括氣體流量計、超重力設備、氣體濃度檢測裝置、吸收劑儲罐、液體泵及液體流量計等。本發明另一方面涉及從含HCl和COsubgt;2/subgt;等混合氣體中選擇性脫除HCl的方法。本發明利用超重力設備強化氣液傳質的特征，提高了對混合氣體中HCl的吸收率。同時憑借物料在超重力設備內停留時間短的特點，利用HCl和COsubgt;2/subgt;的溶解度以及與堿液等吸收劑反應動力學的差異進行選擇性吸收HCl，大大降低了其他不必要去除的氣體的吸收率，極大地節省了吸收劑成本。而且設備的尺寸大幅減小，降低了設備的投資成本，拓展了超重力技術的應用范圍。

技術領域

本發明涉及從含HCl和CO₂等混合氣體中選擇性脫除HCl的裝置及方法，特別是利用超重力技術從含HCl和CO₂等混合氣體中選擇性脫除HCl的裝置及方法。

背景技術

在濕法冶金、氯堿工業、燃燒含氯物質(垃圾焚燒、生物質燃燒、煤炭燃燒)等過程中，均會產生一定量的HCl氣體，它的存在不但會嚴重威脅人的生命安全，還會造成后續設備和管路腐蝕以及危害環境等，所以無論是后續工藝的要求還是尾氣排放環保標準的要求，HCl都是必須要去除的氣體。

目前常見的HCl氣體的處理技術包括干法和濕法，其中干法吸收劑再生和更換程序繁瑣，需要長時間停工；而濕法由于其去除效率高，便于連續操作，是目前工業處理含HCl尾氣最廣泛使用的方法。其中濕法中最常見的是水吸收法和堿液吸收法，常見的尾氣處理工藝為水和堿液兩級吸收。

在實際處理過程中，含有HCl的氣體中往往含有大量CO₂等氣體，其中CO₂等氣體除非后續工藝的需要一般不必去除。然而在堿液去除尾氣中的HCl時，為了保證吸收劑的容量，一般采用高濃度堿液進行循環吸收，但是使用傳統塔設備吸收HCl時，尾氣在塔設備內的停留時間過長，其中的CO₂會與堿液反應造成堿液的消耗，增加不必要的成本。因此從含CO₂混合氣體中選擇性脫除HCl可以節省HCl去除工藝中的堿液消耗量。

為了滿足HCl的排放濃度要求并降低堿耗，可以有兩個手段：一是堿液吸收尾氣中的HCl時，HCl與NaOH等堿液是瞬時反應。與HCl相比，CO₂與NaOH等堿液的反應速率小幾個數量級，且HCl在水中具有較高的溶解度，于是可以利用HCl和CO₂的溶解度以及與堿液反應動力學的差異進行選擇性吸收，重點在于減小氣液接觸時間以降低反應速率較慢的反應發生的幾率。二是增強傳質，使得HCl氣體在碳酸氫鈉，甚至水溶液中的吸收也能滿足排放要求，這樣可以利用NaOH吸收CO₂生成的碳酸根和碳酸氫根繼續與HCl反應，使得CO₂的堿耗接近為零。

而強化傳質與停留時間短，即氣液接觸時間短正是超重力設備的特點。超重力技術是一種過程強化技術，通過利用特定設備(旋轉填充床、定-轉子反應器和折流旋轉床等)旋轉產生的離心力形成一種模擬的超重力環境。物料在該環境下處于高分散、強湍動的狀態，從而使氣液傳質過程得以高度強化。超重力設備具有以下特點：設備尺寸與質量大幅縮小，分子混合與傳遞過程高度強化，物料在設備內的停留時間極短等，因此已被廣泛應用于污染氣體與廢水的治理，納微材料的制備等領域。因此利用超重力技術可以從含HCl和CO₂等混合氣體中選擇性吸收HCl。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超重力設備用于氣體吸收的裝置及方法：通過強化氣體與液體的傳質，可以顯著提高HCl的吸收效果，而且可以達到選擇性吸收HCl的目的。

本發明一方面涉及到含HCl和CO₂氣體的前處理工藝：在超重力設備里，以水為吸收劑，吸收混合氣體中的少量HCl，避免HCl流入后續工藝造成不利影響，同時盡量避免對后續工藝需要的CO₂等其他氣體的吸收。