CN108479317A - 一种含hcn尾气资源化处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含HCN尾气资源化处理方法及装置，将含HCN尾气输送到吸收单元，吸收单元对尾气中的HCN进行吸收，在吸收单元得到HCN吸收液；将吸收单元得到的HCN吸收液输送到解吸单元进行解吸，解吸单元得到中间产品的氢氰酸；将解吸单元得到的氢氰酸输送到中和反应单元，通过氢氧化钠水溶液经过多级逆向接触后反应生成氰化钠水溶液；将生成的氰化钠水溶液输送至中和稳定单元，加入脱盐水配制成目标组成的氰化钠水溶液，氰化钠水溶液输送至氰化钠储罐。本发明采用吸收、精馏解吸原理，实现水资源化利用，不产生工艺废水，产生高附加值的氰化钠水溶液产品，替代传统的焚烧技术方案，减少对环境的污染，提高企业经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种含HCN尾气资源化处理方法及装置，属于含HCN的尾气处理技术领域。
背景技术
氰化氢，无色透明液体，剧毒，易挥发，能与乙醇、乙醚、甘油、氨、苯、氯仿和水等混溶，标准状态下为液体，易在空气中均匀弥散，在空气中可燃烧，氰化氢在空气中的含量达到5.6％～12.8％时，具有爆炸性。化工生产中，有很多过程会有HCN副产气体的生成，包括间歇的和连续的。现阶段针对含有HCN尾气通常采用焚烧的处理方式，不仅容易污染环境，而且造成资源的浪费。
氰化钠为立方晶系，白色结晶颗粒或粉末，易潮解，有微弱的苦杏仁气味，氰化钠是一种重要的基本化工原料，在机械工业中用作各种钢的淬火剂。电镀工业中作为镀铜、银、镉和锌等的主要组分。在电镀溶液中可使阳极极化作用降低，保证阳极正常溶解，稳定镀液并能提高阴极极化作用，获得均匀的镀层。冶金工业中用于提取金、银等贵重金属。化学工业中是制造各种无机氰化物和发生氢氰酸的原料，也用于制造有机玻璃、各种合成材料、丁腈橡胶、合成纤维的共聚物。染料工业中用于制造三聚氰氯(活性染料中间体，又为生产增白剂的原料)。医药工业中用于制造氰乙酸甲酯和丙二酸二乙酯等。纺织工业中用作媒染剂，还用于钢的液式渗碳，渗氮。
再利用和资源化是指废物的再利用和资源化，《中华人民共和国循环经济促进法》中就规定，“在废物再利用和资源化过程中，应当保障生产安全，保证产品质量符合国家规定的标准，并防止产生再次污染。”“企业事业单位应当建立健全管理制度，采取措施，降低资源消耗，减少废物的产生量和排放量，提高废物的再利用和资源化水平。目前亟需一种新的技术方案对含HCN尾气进行资源化处理。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种含HCN尾气资源化处理方法及装置，采用吸收的原理，将副产HCN尾气中的HCN吸收得到HCN水溶；然后采用精馏解吸的原理，得到中间产品HCN；采用中和反应的原理，HCN与一定浓度的氢氧化钠水溶液反应生成氰化钠水溶液。整个技术方案实现资源化利用系统中的水，不消耗外界的水，同时不产生工艺废水。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种含HCN尾气资源化处理方法，所述资源化处理方法包括以下步骤：
(1)含HCN尾气吸收，将含HCN尾气输送到吸收单元，吸收单元对尾气中的HCN进行吸收，在吸收单元得到HCN吸收液；
(2)HCN产品解吸，将吸收单元得到的HCN吸收液输送到解吸单元进行解吸，解吸单元得到中间产品的氢氰酸；
(3)氢氰酸中和反应，将解吸单元得到的氢氰酸输送到中和反应单元，通过氢氧化钠水溶液经过多级逆向接触后反应生成氰化钠水溶液；
(4)产品稳定，将生成的氰化钠水溶液输送至中和稳定单元，加入脱盐水配制成目标组成的氰化钠水溶液，氰化钠水溶液输送至氰化钠储罐。
作为含HCN尾气资源化处理方法的优选，所述吸收单元采用吸收塔或吸收釜，吸收塔或吸收釜至少设置一级，采用若干级串联或并联，吸收塔或吸收釜的吸收剂采用所述解吸单元经过撤热后的解吸单元贫水。
作为含HCN尾气资源化处理方法的优选，所述吸收单元脱除HCN的工艺水，根据工艺水的成分，定期将杂质处理干净后，返回吸收单元的吸收塔或吸收釜，或输送至解吸单元的解吸塔。
作为含HCN尾气资源化处理方法的优选，所述中和反应单元和中和稳定单元产生的尾气去尾气再处理单元，尾气再处理单元设置若干级吸收塔或者吸收釜，采用氢氧化钠水溶液进行吸收，直至排放的尾气符合要求。
作为含HCN尾气资源化处理方法的优选，所述解析单元设有解析塔，解吸塔脱除HCN的工艺水若含有轻组分，送至贫水脱轻单元进行脱轻组分处理，脱除轻组分的工艺水返回至吸收单元。
本发明还提供一种含HCN尾气资源化处理装置，所述资源化处理装置包括吸收单元、解吸单元、中和反应单元、中和稳定单元、尾气再处理单元和贫水脱轻单元；所述吸收单元连接所述解吸单元和贫水脱轻单元；所述解吸单元连接所述中和反应单元和贫水脱轻单元；所述中和反应单元连接所述中和稳定单元，中和反应单元和中和稳定单元分别连接所述尾气再处理单元。
作为含HCN尾气资源化处理装置的优选，所述吸收单元包括含HCN气体缓冲罐、吸收塔和吸收剂冷却器，所述解吸单元包括解吸塔、解吸塔顶冷凝器、解吸塔顶回流罐和解吸塔再沸器；所述含HCN气体缓冲罐顶部连接所述吸收塔塔釜；所述吸收塔塔顶连接所述吸收剂冷却器；所述吸收剂冷却器连接所述解吸塔塔釜；所述解吸塔和吸收塔之间设有中间罐，所述中间罐连接所述吸收塔塔底，中间罐连接所述解吸塔中部；所述解吸塔顶冷凝器连接所述解吸塔顶部；所述解吸塔顶回流罐连接在所述解吸塔塔顶和解吸塔顶冷凝器之间；所述解吸塔再沸器连接在所述解吸塔塔釜。
作为含HCN尾气资源化处理装置的优选，所述中和反应单元包括中和反应塔，所述中和稳定单元包括中和稳定塔；中和反应塔和所述解吸单元的解吸塔之间连接有中和塔釜混合器；所述中和塔釜混合器和所述中和反应塔塔底之间连接有中和塔釜循环冷却器，所述中和塔釜循环冷却器连接到所述中和稳定塔中部；所述中和反应塔和中和稳定塔顶部分别连接所述尾气再处理单元。
作为含HCN尾气资源化处理装置的优选，所述尾气再处理单元包括尾气缓冲罐、尾气吸收釜和尾气吸收塔；所述尾气缓冲罐连接中和反应塔和中和稳定塔顶部,尾气吸收塔直接座于尾气吸收釜上，所述尾气吸收釜连接所述尾气缓冲罐。
作为含HCN尾气资源化处理装置的优选，所述贫水脱轻单元包括脱轻塔、脱轻塔顶冷凝器、脱轻塔顶回流罐和脱轻塔再沸器；所述脱轻塔连接所述吸收单元和解吸单元，脱轻塔塔釜连接到吸收单元的吸收剂冷却器；所述脱轻塔顶冷凝器连接所述脱轻塔顶部，所述脱轻塔顶回流罐连接在所述脱轻塔顶冷凝器和所述脱轻塔之间；所述脱轻塔再沸器连接在所述脱轻塔塔釜。
本发明采用吸收的原理，将副产HCN尾气中的HCN吸收得到HCN水溶；然后采用精馏解吸的原理，得到中间产品HCN，并采用中和反应的原理，HCN与一定浓度的氢氧化钠水溶液反应生成氰化钠水溶液，整个技术方案实现资源化利用系统中的水，不消耗外界的水，同时不产生工艺废水，实现HCN的回收再利用，产生高附加值的氰化钠水溶液产品，替代传统的焚烧技术方案，减少对环境的污染，提高企业的经济效益。
附图说明
图1为实施例中含HCN尾气资源化处理方法流程示意图；
图2为实施例中含HCN尾气资源化处理装置整体框架图；
图3为实施例中含HCN尾气资源化处理装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，一种含HCN尾气资源化处理方法，所述资源化处理方法包括以下步骤：
(1)含HCN尾气吸收，将含HCN尾气输送到吸收单元，吸收单元对尾气中的HCN进行吸收，在吸收单元得到HCN吸收液；
(2)HCN产品解吸，将吸收单元得到的HCN吸收液输送到解吸单元进行解吸，解吸单元得到中间产品的氢氰酸；
(3)氢氰酸中和反应，将解吸单元得到的氢氰酸输送到中和反应单元，通过氢氧化钠水溶液经过多级逆向接触后反应生成氰化钠水溶液；
(4)产品稳定，将生成的氰化钠水溶液输送至中和稳定单元，加入脱盐水配制成目标组成的氰化钠水溶液，氰化钠水溶液输送至氰化钠储罐。
含HCN尾气资源化处理方法的一个实施例中，所述吸收单元采用吸收塔或吸收釜，吸收塔或吸收釜至少设置一级，采用若干级串联或并联，吸收塔或吸收釜的吸收剂采用所述解吸单元经过撤热后的解吸单元贫水。所述吸收单元脱除HCN的工艺水，根据工艺水的成分，定期将杂质处理干净后，返回吸收单元的吸收塔或吸收釜，或输送至解吸单元的解吸塔。所述中和反应单元和中和稳定单元产生的尾气去尾气再处理单元，尾气再处理单元设置若干级吸收塔或者吸收釜，采用氢氧化钠水溶液进行吸收，直至排放的尾气符合要求。所述解析单元设有解析塔，解吸塔脱除HCN的工艺水若含有轻组分，送至贫水脱轻单元进行脱轻组分处理，脱除轻组分的工艺水返回至吸收单元。
本发明的工艺处理方法采用吸收的原理，将副产HCN尾气中的HCN吸收得到HCN水溶；然后采用精馏解吸的原理，得到中间产品HCN；采用中和反应的原理，HCN与一定浓度的氢氧化钠水溶液反应生成氰化钠水溶液。含HCN的混合气进入吸收塔，吸收塔可以设置多级吸收；吸收剂为解吸塔塔釜经过撤热后的塔釜贫水；吸收塔塔釜吸收液去解吸塔解吸，解吸塔塔顶得到中间产品氢氰酸。吸收塔塔釜脱除HCN的工艺水，根据工艺水的成分，定期将杂质处理干净后，返回吸收塔塔顶作为吸收水。解吸塔塔顶得到的中间产品HCN，去中和反应塔，与一定浓度的氢氧化钠水溶液经过多级逆向接触后反应生成氰化钠水溶液；氰化钠水溶液送至中和稳定塔进一步稳定，并加入定量的脱盐水配制成目标组成的氰化钠水溶液，送至氰化钠储罐。中和反应塔与中和稳定塔塔顶的尾气去尾气再处理单元。尾气再处理单元可以设置多级吸收塔或者吸收釜，采用一定浓度的氢氧化钠水溶液进行吸收，直至排放的尾气符合要求为止。从而实现资源化利用系统中的水，不消耗外界的水，同时不产生工艺废水。
参见图2和图3，本发明还提供一种含HCN尾气资源化处理装置，所述资源化处理装置包括吸收单元1、解吸单元2、中和反应单元3、中和稳定单元4、尾气再处理单元5和贫水脱轻单元6；所述吸收单元1连接所述解吸单元2和贫水脱轻单元6；所述解吸单元2连接所述中和反应单元3和贫水脱轻单元6；所述中和反应单元3连接所述中和稳定单元4，中和反应单元3和中和稳定单元4分别连接所述尾气再处理单元5。
作为含HCN尾气资源化处理装置的优选，所述吸收单元1包括含HCN气体缓冲罐7、吸收塔8和吸收剂冷却器9，所述解吸单元2包括解吸塔10、解吸塔顶冷凝器11、解吸塔顶回流罐12和解吸塔再沸器13；所述含HCN气体缓冲罐7顶部连接所述吸收塔8塔釜；所述吸收塔8塔顶连接所述吸收剂冷却器9；所述吸收剂冷却器9连接所述解吸塔10塔釜；所述解吸塔10和吸收塔8之间设有中间罐14，所述中间罐14连接所述吸收塔8塔底，中间罐14连接所述解吸塔10中部；所述解吸塔顶冷凝器11连接所述解吸塔10顶部；所述解吸塔顶回流罐12连接在所述解吸塔10塔顶和解吸塔顶冷凝器11之间；所述解吸塔再沸器13连接在所述解吸塔10塔釜。
作为含HCN尾气资源化处理装置的优选，所述中和反应单元3包括中和反应塔15，所述中和稳定单元4包括中和稳定塔16；中和反应塔15和所述解吸单元2的解吸塔10之间连接有中和塔釜混合器17；所述中和塔釜混合器17和所述中和反应塔15塔底之间连接有中和塔釜循环冷却器18，所述中和塔釜循环冷却器18连接到所述中和稳定塔16中部；所述中和反应塔15和中和稳定塔16顶部分别连接所述尾气再处理单元5。
作为含HCN尾气资源化处理装置的优选，所述尾气再处理单元5包括尾气缓冲罐19、尾气吸收釜20和尾气吸收塔21；所述尾气缓冲罐19连接中和反应塔25和中和稳定塔16顶部,尾气吸收塔21直接座于尾气吸收釜20上，所述尾气吸收釜20连接所述尾气缓冲罐19。
作为含HCN尾气资源化处理装置的优选，所述贫水脱轻单元6包括脱轻塔22、脱轻塔顶冷凝器23、脱轻塔顶回流罐24和脱轻塔再沸器25；所述脱轻塔22连接所述吸收单元1和解吸单元2，脱轻塔22塔釜连接到吸收单元1的吸收剂冷却器9；所述脱轻塔顶冷凝器23连接所述脱轻塔22顶部，所述脱轻塔顶回流罐24连接在所述脱轻塔顶冷凝器23和所述脱轻塔22之间；所述脱轻塔再沸器25连接在所述脱轻塔22塔釜。
含HCN尾气资源化处理装置的处理过程中，含HCN气体缓冲罐7的功能是对气体的缓冲，经过初步的气液分离，使得去往吸收塔8的气体流量较为稳定。吸收塔8按照内件形式分可以设置为板式塔或填料塔；按照直径大小可以设计为整体式的或分体式的。顶部喷淋的吸收剂与底部上升的HCN副产气体，在吸收塔8内逆向充分接触，在吸收塔8的塔釜得到HCN的水溶液，塔顶的气体安全排空；吸收塔8可以根据实际需求，设置一台或者多台串联或者并联；设置吸收剂冷却器9对进入吸收塔8塔顶的吸收剂进行充分的冷却，加强吸收的效果。中间罐14可以缓冲吸收塔8塔釜的吸收液体，也同时保证了解吸塔10进料的相对稳定。
中间罐14内的液体输送至解吸塔10中部进料，落入塔釜的物料经解吸塔再沸器13加热产生部分气化并返回至塔釜；塔内上升的蒸汽经解吸塔10冷凝器冷凝后收集在解吸塔10回流罐中，一部分回流，另一部分中间产品为HCN釆出。解吸塔10塔顶回流的液体与塔釜上升的气体在塔内进行质量传递和能量传递，形成稳定的温度梯度和浓度梯度。解吸塔10塔釜的贫水经吸收剂冷却器9冷却后作为吸收塔8塔顶的吸收剂。该工艺水贫水经取样检测，若检测轻组分含量较多的话，送至脱轻塔22进行脱轻处理。落入脱轻塔22塔釜的贫水经脱轻塔再沸器25气化后返回至塔釜，气体上升至脱轻塔22塔顶，上升至塔顶的轻组分经脱轻塔顶冷凝器23冷凝后收集在脱轻塔顶回流罐24中，一部分返回至脱轻塔22)塔顶，另一部分轻组分釆出至界区外。回流的液体与上升的气体在塔内进行质量传递和能量传递，形成稳定的浓度梯度和温度梯度。脱轻塔22塔釜的贫水返回至吸收剂冷却器9作为吸收塔8塔顶的吸收剂。
解吸塔10塔顶得到的HCN送至中和塔釜混合器17，与中和反应塔15塔釜循环液混合后返回中和反应塔15塔釜。来自界区外的氢氧化钠水溶液，自中和反应塔15塔顶进料，与HCN在塔内逆向多级接触，生成NaCN水溶液，送至中和稳定塔16，在中和稳定塔16内配制成一定浓度的氰化钠水溶液送至界区外。中和反应塔15及中和稳定塔16包括但不限于塔的形式，也可以为反应釜，要保证HCN与NAOH水溶液在反应设备内充分接触。中和反应塔15及中和稳定塔16塔顶的尾气送至尾气吸收釜20，尾气吸收釜20内预先盛装一定浓度的氢氧化钠水溶液，循环制尾气吸收塔21塔顶及尾气吸收釜20顶部气相空间，对尾气中的HCN进行进一步的吸收。尾气吸收釜20及尾气吸收塔21可以设置多台串联或者并联，以保证塔顶尾气达标为目的。本发明采用吸收的原理，将副产HCN尾气中的HCN吸收得到HCN水溶；然后采用精馏解吸的原理，得到中间产品HCN，并采用中和反应的原理，HCN与一定浓度的氢氧化钠水溶液反应生成氰化钠水溶液，整个技术方案实现资源化利用系统中的水，不消耗外界的水，同时不产生工艺废水，实现HCN的回收再利用，替代传统的焚烧技术方案，减少对环境的污染，提高企业的经济效益。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种含HCN尾气资源化处理方法，其特征在于：所述资源化处理方法包括以下步骤：
(1)含HCN尾气吸收，将含HCN尾气输送到吸收单元，吸收单元对尾气中的HCN进行吸收，在吸收单元得到HCN吸收液；
(2)HCN产品解吸，将吸收单元得到的HCN吸收液输送到解吸单元进行解吸，解吸单元得到中间产品的氢氰酸；
(3)氢氰酸中和反应，将解吸单元得到的氢氰酸输送到中和反应单元，通过氢氧化钠水溶液经过多级逆向接触后反应生成氰化钠水溶液；
(4)产品稳定，将生成的氰化钠水溶液输送至中和稳定单元，加入脱盐水配制成目标组成的氰化钠水溶液，氰化钠水溶液输送至氰化钠储罐。
2.根据权利要求1所述的一种含HCN尾气资源化处理方法，其特征在于：所述吸收单元采用吸收塔或吸收釜，吸收塔或吸收釜至少设置一级，采用若干级串联或并联，吸收塔或吸收釜的吸收剂采用所述解吸单元经过撤热后的解吸单元贫水。
3.根据权利要求1所述的一种含HCN尾气资源化处理方法，其特征在于：所述吸收单元脱除HCN的工艺水，根据工艺水的成分，定期将杂质处理干净后，返回吸收单元的吸收塔或吸收釜，或输送至解吸单元的解吸塔。
4.根据权利要求1所述的一种含HCN尾气资源化处理方法，其特征在于：所述中和反应单元和中和稳定单元产生的尾气去尾气再处理单元，尾气再处理单元设置若干级吸收塔或者吸收釜，采用氢氧化钠水溶液进行吸收，直至排放的尾气符合要求。
5.根据权利要求1所述的一种含HCN尾气资源化处理方法，其特征在于：所述解析单元设有解析塔，解吸塔脱除HCN的工艺水若含有轻组分，送至贫水脱轻单元进行脱轻组分处理，脱除轻组分的工艺水返回至吸收单元。
6.一种含HCN尾气资源化处理装置，其特征在于：所述资源化处理装置包括吸收单元、解吸单元、中和反应单元、中和稳定单元、尾气再处理单元和贫水脱轻单元；所述吸收单元连接所述解吸单元和贫水脱轻单元；所述解吸单元连接所述中和反应单元和贫水脱轻单元；所述中和反应单元连接所述中和稳定单元，中和反应单元和中和稳定单元分别连接所述尾气再处理单元。
7.根据权利要求6所述的一种含HCN尾气资源化处理装置，其特征在于：所述吸收单元包括含HCN气体缓冲罐、吸收塔和吸收剂冷却器，所述解吸单元包括解吸塔、解吸塔顶冷凝器、解吸塔顶回流罐和解吸塔再沸器；所述含HCN气体缓冲罐顶部连接所述吸收塔塔釜；所述吸收塔塔顶连接所述吸收剂冷却器；所述吸收剂冷却器连接所述解吸塔塔釜；所述解吸塔和吸收塔之间设有中间罐，所述中间罐连接所述吸收塔塔底，中间罐连接所述解吸塔中部；所述解吸塔顶冷凝器连接所述解吸塔顶部；所述解吸塔顶回流罐连接在所述解吸塔塔顶和解吸塔顶冷凝器之间；所述解吸塔再沸器连接在所述解吸塔塔釜。
8.根据权利要求6所述的一种含HCN尾气资源化处理装置，其特征在于：所述中和反应单元包括中和反应塔，所述中和稳定单元包括中和稳定塔；中和反应塔和所述解吸单元的解吸塔之间连接有中和塔釜混合器；所述中和塔釜混合器和所述中和反应塔塔底之间连接有中和塔釜循环冷却器，所述中和塔釜循环冷却器连接到所述中和稳定塔中部；所述中和反应塔和中和稳定塔顶部分别连接所述尾气再处理单元。
9.根据权利要求6所述的一种含HCN尾气资源化处理装置，其特征在于：所述尾气再处理单元包括尾气缓冲罐、尾气吸收釜和尾气吸收塔；所述尾气缓冲罐连接中和反应塔和中和稳定塔顶部,尾气吸收塔直接座于尾气吸收釜上，所述尾气吸收釜连接所述尾气缓冲罐。
10.根据权利要求6所述的一种含HCN尾气资源化处理装置，其特征在于：所述贫水脱轻单元包括脱轻塔、脱轻塔顶冷凝器、脱轻塔顶回流罐和脱轻塔再沸器；所述脱轻塔连接所述吸收单元和解吸单元，脱轻塔塔釜连接到吸收单元的吸收剂冷却器；所述脱轻塔顶冷凝器连接所述脱轻塔顶部，所述脱轻塔顶回流罐连接在所述脱轻塔顶冷凝器和所述脱轻塔之间；所述脱轻塔再沸器连接在所述脱轻塔塔釜。
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