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三氯化铝尾氯处理工艺改进设计

2012-10-20宋春元

化工设计通讯 2012年6期
关键词:氯化铁铁粉氯气

宋春元

(盐城纺织职业技术学院,江苏 盐城 224005)

三氯化铝,白色颗粒或粉末,有强盐酸气味,工业品呈淡黄色。易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳,微溶于苯。熔化的三氯化铝不易导电,和大多数含卤素离子的盐类(如氯化钠)不同,而三氯化铝的水溶液完全解离,是良好的导电体。三氯化铝容易潮解,由于水合会放热,遇水可能会爆炸。它会部分水解,释放氯化氢或氢氯酸;溶液呈酸性,这是由于铝离子部分水解造成的,三氯化铝是很常用的路易斯酸。在化学工业中,它常是傅-克反应的催化剂,亦用于烃的聚合和异构化反应中。

三氯化铝多用作有机合成的催化剂,广泛用于石油裂解,合成染料,合成橡胶,合成树脂,合成洗涤剂、医药、香料、农药等领域,市场容量很大。

1 常规三氯化铝生产工艺流程(图1)

液氯自槽车进入储罐,经液氯汽化器汽化,再经缓冲罐稳压后,将铝锭放入反应炉内熔化,至规定液位;缓慢开启氯气缓冲罐出口阀门,使氯气流量稳定在工艺指标范围内,氯气经过管路进入反应炉,与液态的铝反应,温度大约在800~900℃。反应生成物三氯化铝经升华管道进入捕集器,在捕集器中冷凝,经刮切收集固体三氯化铝,包装得成品三氯化铝;尾气则经氢氧化钠溶液吸收生成次氯酸钠溶液。

图1 三氯化铝生产工艺流程框图

2 原工艺尾气的吸收方法[1]

三氯化铝生产中尾气为氯气,为了保护环境,通常采用碱液吸收,主要反应方程式为:

NaClO为强氧化剂,不稳定,见光分解,主要作为漂白剂、氧化剂及水净化剂用于造纸、纺织、轻工业等,具有漂白、杀菌、消毒的作用。

由于NaClO市场前景及其稳定性方面的原因,此方法处理尾氯会对环境造成新的污染,故需对现有工艺进行改造。

3 改进工艺尾气的吸收方法——铁粉吸收法[2]

用工业盐酸与铁粉反应,配制10%二氯化铁溶液,二氯化铁溶液作为循环吸收液,在二级填料吸收塔内循环喷淋,和氯气反应,生成比较稳定的三氯化铁,三氯化铁再与铁粉在再生塔内反应转化为二氯化铁(铁作为再生剂,反应后的溶液再跟铁发生还原反应,恢复其吸收功能,获得再生),循环利用。当贮槽里的二氯化铁浓度达到40%~45%时,把部分二氯化铁送入聚合反应器,生成聚合氯化铁(PFC);剩下的高浓度二氯化铁加水重新配制成10%的溶液,用于循环吸收。其工艺流程如图2所示,化学反应式如下:

图2 三氯化铝生产尾氯处理工艺(铁粉吸收法)流程框图

4 结 语

铁粉吸收法处理尾氯的工艺,运行实践表明,该法不仅吸收了废氯气,保护了环境,同时,生成的聚合氯化铁(PFC)是一种新型无机高分子絮凝剂,可广泛应用于给水、排水领域,市场广阔。该法具有工艺简单、操作方便等特点,既做到了废物利用,又形成了一种具有广阔市场潜力和明显竞争优势的产品,在大力要求节能减排和提倡循环经济,促进经济又好又快发展的今天,具有深远的现实意义。

[1]朱裕贞,苏小云,路紫华编.工科无机化学 [M].上海:华东理工大学出版社,1988.

[2]张金萍,李德生,陈永志.废氯气吸收回用的新方法 [J].环境保护,2004,32 (12):22~24.

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