三氯化鋁生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氯如何處理
三氯化鋁,白色顆?;蚍勰袕?qiáng)鹽酸氣昧,工業(yè)品呈淡黃色。易溶于水、醇,氯仿、四氯化碳,微溶于苯。熔化的三氯化鋁不易導(dǎo)電,和大多數(shù)含鹵素離子的鹽類(如氯化鈉)不同,而三氯化鋁的水溶液完全解離,是良好的導(dǎo)電體。三氯化鋁容易潮解,由于水合會(huì)放熱,遇水可能會(huì)爆炸。它會(huì)部分水解,釋放氯化氫或氫氯酸,溶液呈酸性,這是由于鋁離子部分水解造成的.三氯化鋁是很常用的路易斯酸,在化學(xué)工業(yè)中,它常是傅克反應(yīng)的催化劑,亦用于烴的聚合和異構(gòu)化反應(yīng)中。
三氯化鉛多用作有機(jī)合成的催化劑,廣泛用于石油裂解,合成染料,合成橡膠,合成樹(shù)脂,合成洗滌劑、醫(yī)藥、香料、農(nóng)藥等領(lǐng)域,市場(chǎng)容量很大。
l常規(guī)三氯化鋁生產(chǎn)工藝流程(圖1)
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液氯自槽車進(jìn)入儲(chǔ)罐,經(jīng)液氯汽化器汽化,再經(jīng)緩沖罐穩(wěn)壓后,將鋁錠放入應(yīng)爐內(nèi)熔化,至規(guī)定液位;緩慢開(kāi)啟氯氣緩沖罐出口閥門,使氯氣流量穩(wěn)定在工藝指標(biāo)范圍內(nèi),氯氣經(jīng)過(guò)管路進(jìn)入反應(yīng)爐,與液態(tài)的鋁反應(yīng),趕度大約在800-900℃。反應(yīng)生成物三氯化鋁經(jīng)升華管道進(jìn)入捕集器,在捕集器中冷凝,經(jīng)刮切收集固體三氯化錯(cuò),包裝得成品三氯化鋁,尾氣則經(jīng)氫氯化鈉溶液吸收生成次氯酸鈉溶液。
2原工藝尾氣的吸收方法
三氯化鋁生產(chǎn)中尾氣為氰氣,為了保護(hù)環(huán)境,通常采用堿液吸收,主要反應(yīng)方程式為
2NaOH+Cl2-NaClO+NaCl+H2O
NaCl0為強(qiáng)氧化劑,不穩(wěn)定,見(jiàn)光分解,主要作為漂白劑、氧化劑及水凈化劑用于造紙、紡織、輕工業(yè)等,具有漂白,殺菌、消毒的作用。
由于次氯酸鈉市場(chǎng)前景及其穩(wěn)定性方面的原因,此方法處理尾氯會(huì)對(duì)環(huán)境造成新的污染,故需對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行改造。
3改進(jìn)工藝尾氣的吸收方法——鐵粉吸收法
用工業(yè)鹽酸與鐵粉反應(yīng),配制10%二氯化鐵溶液,二氯化鐵溶液作為循環(huán)吸收液,在二級(jí)填料吸收塔內(nèi)循環(huán)噴淋,和氯氣反應(yīng),生成比較穩(wěn)定的三氧化鐵,三氯化鐵再與鐵粉在再生塔內(nèi)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氯化鐵(鐵作為再生劑,反應(yīng)后的溶液再跟鐵發(fā)生還原反應(yīng),恢復(fù)其吸收功能,獲得再生),循環(huán)利用。當(dāng)貯槽里的二氯化鐵濃度達(dá)到40%-45%時(shí),把部分二氯化鐵送入聚合反應(yīng)器,生成聚合氯化鐵(PFC),剩下的高濃度二氯化鐵加水重新配制成lO%的溶液,用于循環(huán)吸收。其工藝流程如圖2所示,化學(xué)反應(yīng)式如下:
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Fe+2HCl-FeCl2+H2
ZFeCl2+Cl2=2FeCl2
2FeCl3+Fe-3FeCl2
鐵粉吸收法處理尾氯的工藝,運(yùn)行實(shí)踐表明,該法不僅吸收了廢氯氣,保護(hù)了環(huán)境,同時(shí),生成的聚合氯化鐵(PFC)是一種新型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑,可廣泛應(yīng)用于給水,排水領(lǐng)域,市場(chǎng)廣闊。該法具有工藝簡(jiǎn)單,操作方便等特點(diǎn),既做到了廢物利用,又形成了一種具有廣闊市場(chǎng)潛力和明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品,在大力要求節(jié)能減排和提倡循環(huán)經(jīng)濟(jì),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的今天,具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。
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