一种同时提纯SO2与HCl混合气体的装置的制作方法

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种同时提纯so2与hcl混合气体的装置。

背景技术：

磺胺是合成消炎类药物的母液，在制取磺胺的过程中，在磺化釜内，先后加入乙酰苯胺，氯磺酸、氯化亚砜后，将会产生hcl和so2混合气体，两者的质量比约为1：1，hcl和so2均为酸性气体，在各个环境下均具有类似的性质，均能和碱发生中和反应，在0℃下，1体积的水可以溶解500体积的hcl，1体积的水可以溶解40体积的so2，因此在含hcl的水溶液下，so2的含量也会很高，so2的存在会影响盐酸的品质，使得盐酸根本无法使用。

现有分离提纯装置，塔底采用蒸汽，热量较高，塔顶需要采用接近沸点的热水进行吸收，控制so2在特定温度下相对于hcl具有更低的溶解度，塔顶采用深冷，这样导致项目能耗较高，塔顶和塔底的温度都很高，需要大量热源加热，塔顶冷凝器需要采用大量的冷量进行冷却回流，且保证一定的回流比，控制塔顶温度，整个分离工艺能耗很高；

也有采用多级吸收，或者引入另外一种化学物质进行反应。多级吸收不能够解决盐酸溶液中溶解有大量so2的事实，无法保证两者各自的收率和纯度。这些方法只是保证塔顶可以得到比较纯净的so2，但是收率极低，很多都溶解到塔底成为混合酸，导致盐酸根本不具备再利用价值。

引入另外一种化学物质之后虽然发生反应，但本身引入的这个化学物质比较危险，要么有毒，要么遇潮容易分解，极不稳定，也不一定具有市场前景。且反应之后只是将气体变成了另外一种形式，只是出去了这2种气体，并未将转化后的溶液进行分离，还需要做其他的分离溶液的工作。这种思路没有进行回用，即使回用还需要更大的能量再次进行对溶液进行分离回收，成本极高，工艺链加长，不具有经济型和可行性。

技术实现要素：

一、解决的技术问题

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种解决磺胺磺化反应过程中产生的so2和hcl混合酸性气体难于分离和提纯的问题，分离过程能耗高，设备投入大问题的同时提纯so2与hcl混合气体的装置。

二、具体技术方案

一种同时提纯so2与hcl混合气体的装置，设置有吸收塔(1)，该吸收塔(1)底部第一入口与hcl生成系统连接，该吸收塔(1)的加热口连接有蒸汽供给系统，所述吸收塔(1)的吸收口与吸收液供给系统连接，hcl输出口与一级冷却器(2)的输入端连接，该一级冷却器(2)的输出端的第一输出口为so2输出口，第二输出口与所述吸收塔(1)的第二入口连接；所述吸收塔(1)底部的盐酸输出口与循环采集泵系统(3)连接，该循环采集泵系统(3)输出端第一支路与盐酸收集系统连接，第二支路与所述吸收液供给系统的输出端并联。

hcl尾气从底部进入吸收塔，同时低压蒸汽也从底部进入吸收塔为吸收塔加热，吸收口进入酸溶液进行逆流吸收，在一级冷却器的作用下，采出纯度约为99.99％的so2气体，循环水冷却得到液态so2产品，塔底得到残留约0.05％so2的质量浓度为30％左右的盐酸溶液。

为更好的实现本实用新型，进一步为：

作为优化，所述循环采集泵系统(3)输出端的第二支路与所述吸收液供给系统的输出端之间设置有静态混合器(4)，该静态混合器(4)的第一输入端与所述循环采集泵系统(3)输出端的第二支路连接，第二输入端与工业水供给系统连接，输出端与所述吸收液供给系统的输出端并联。

作为优化，所述一级冷却器(2)的输出端的第一输出口与二级冷却器(5)连接，通过-30℃左右的冷冻盐水进行深冷或者采用压缩机压缩，循环水冷却得到液态so2产品，减小so2储存设备的体积，便于so2的储存和运输，塔顶采用部分冷凝，保证一级冷凝的so2气体一次性通过一级冷却器，避免so2冷却温度过低导致so2回流至塔中，增加能耗或避免so2冷却温度不足，hcl气体混入到so2中影响塔顶产品质量。

作为优化，所述循环采集泵系统(3)设置有第一输送泵(31)和第二输送泵(32)，该第一输送泵(31)和第二输送泵(32)的输入端分别通过第一阀门(33)和第二阀门(34)与所述吸收塔(1)的盐酸输出口连接，在所述第一输送泵(31)和所述第一阀门(33)之间连接有第三阀门(35)，在所述第二输送泵(32)和所述第二阀门(34)之间连接有第四阀门(36)，所述第四阀门(36)和第三阀门(35)输出端与污水处理系统连接；所述第一输送泵(31)输出端经第一单向阀(37)和第五阀门(38)后与盐酸收集系统连接，所述第二输送泵(32)的输出端经第二单向阀(39)和第六阀门(40)与所述第五阀门(38)的输出端并联，在该五阀门(38)的输出端还并联有第七阀门(41)，该第七阀门(41)的输出端与所述吸收液供给系统的输出端连接。第一输送泵(31)和第二输送泵(32)既做循环泵也做采出泵，加大液相流量，增大气液接触时间，吸收更充分。

作为优化，所述一级冷却器(2)采用七摄氏度的冷却水作为冷源，所述二级冷却器(5)采用负二十五摄氏度到负三十五摄氏度的盐水作为冷源。一级冷却器为7℃循环冷却水，采出纯度约为99.99％的so2气体，二级冷却器通过-30℃左右的冷冻盐水进行深冷或者采用压缩机压缩，循环水冷却得到液态so2产品。

本实用新型的有益效果为：1、由吸收塔、冷却器和循环泵三大系统构成；工艺链短，涉及到的设备少，节省投资；2、能耗低，在常压下操作，不需要加压或者负压吸收；4、蒸汽从底部加入，提供足够的热量，加大塔顶塔底的温差，使混合气体能够有效的被挥发向塔上部移动可以充分的与液相逆流接触，使得分离更完全；4、环保，三废产生量极少，附加值高，能够得到高纯度的so2和低so2残留的高品质的30％质量浓度盐酸。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示：一种同时提纯so2与hcl混合气体的装置，设置有吸收塔1，该吸收塔1底部第一入口与hcl生成系统连接，该吸收塔1的加热口连接有蒸汽供给系统，所述吸收塔1的吸收口与吸收液供给系统连接，hcl输出口与一级冷却器2的输入端连接，该一级冷却器2的输出端的第一输出口为so2输出口，该so2输出口第一输出口与二级冷却器5连接，一级冷却器2的输出端的第二输出口与吸收塔1的第二入口连接；吸收塔1底部的盐酸输出口与循环采集泵系统3连接，该循环采集泵系统3输出端第一支路与盐酸收集系统连接，第二支路与所述吸收液供给系统的输出端并联。

其中循环采集泵系统3输出端的第二支路与所述吸收液供给系统的输出端之间设置有静态混合器4，该静态混合器4的第一输入端与所述循环采集泵系统3输出端的第二支路连接，第二输入端与工业水供给系统连接，输出端与所述吸收液供给系统的输出端并联。

循环采集泵系统3设置有第一输送泵31和第二输送泵32，该第一输送泵31和第二输送泵32的输入端分别通过第一阀门33和第二阀门34与吸收塔1的盐酸输出口连接，在第一输送泵31和第一阀门33之间连接有第三阀门35，在第二输送泵32和第二阀门34之间连接有第四阀门36，第四阀门36和第三阀门35输出端与污水处理系统连接；

第一输送泵31输出端经第一单向阀37和第五阀门38后与盐酸收集系统连接，第二输送泵32的输出端经第二单向阀39和第六阀门40与第五阀门38的输出端并联，在该五阀门38的输出端还并联有第七阀门41，该第七阀门41的输出端与吸收液供给系统的输出端连接。

一级冷却器2采用7℃的冷却水作为冷源，二级冷却器5采用-30℃的盐水作为冷源。

本实施例中，各设备的功能为：

吸收塔：气液逆流接触，利用hcl在水中的溶解度大于so2的特性，对hcl进行选择性的吸收；

循环采集泵系统：既做循环泵也做采出泵，加大液相流量，增大气液接触时间，吸收更充分；

一级冷却器：在严格控制塔顶压力，确保在该压力下，hcl可以被充分冷却并吸收下来，而达到从冷却器上部排出的气体为高纯度的so2气体；避免冷却温度不足使hcl进入到冷so2中和避免冷却温度太低，造成在塔内循环，增大循环量，增加蒸汽和7℃冷冻水的用量；

二级冷凝器：将so2冷凝成液体，减小so2储存设备的体积，便于so2的储存和运输；

蒸汽管道：为混合器提供热源，使混合气尽量蒸发，不至于在与水接触的过程中直接冷凝而从塔底带走，从而溶解大量的so2，影响盐酸质量，也是对盐酸中水分的一个补充。

运行原理为：从界区，化工装置来的略带正压的混合气体，压力大于5kpa.g经预热器预热，从底部进入吸收塔，塔顶部采用酸溶液进行逆流吸收，塔顶采用二级冷凝，一级为7℃循环冷却水，采出纯度约为99.99％的so2气体，二级通过-30℃左右的冷冻盐水进行深冷或者采用压缩机压缩，循环水冷却得到液态so2产品，塔底得到残留约0.05％so2的质量浓度为30％左右的盐酸溶液。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求限定为准。