一种镁电解含氯废气的处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种镁电解含氯废气的处理方法，该方法包括：将所述镁电解含氯废气与浓度为12-16重量%的氢氧化钠溶液进行第一接触，获得pH值为10-12且有效氯含量为5000-15000mg/L的次氯酸钠溶液，再将所述次氯酸钠溶液与生活污水进行第二接触，所述第二接触的条件使得第二接触后得到的液体中的有效氯含量小于5.5mg/L。本发明所提供的方法不但能够显著降低镁电解含氯废气中氯气的含量，还能对氯气进行充分的回收利用，在获得符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）的处理后废气的同时也能对生活污水中的病原微生物进行有效地杀灭，获得符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2006）的处理后的生活污水。
【专利说明】一种镁电解含氯废气的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种镁电解过程产生的含氯废气的处理及利用方法。
【背景技术】
[0002] 在用氯化镁电解法生产镁的工业生产过程中常常会得到含有部分氯气的工业废 气，由于环境保护的要求，这部分含氯废气不能被直接排放，必须通过处理以使废气中残留 的氯气浓度达到国家《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996)的规定后排放。
[0003] 目前，国内对镁电解含氯废气的处理方法主要有以下两种方式：
[0004] 一种是用石灰乳洗涤的方法首先吸收废气中的氯气生产氯化钙溶液，再将生产得 到的氯化钙溶液加以综合利用；
[0005] 另外一种常用的方法是用氢氧化钠溶液对废气进行洗涤得到含次氯酸钠的盐水， 采用该方法得到的含次氯酸钠的盐水中有效氯浓度（以次氯酸根的浓度计）低不能直接作 为次氯酸钠溶液产品销售，接下来一般采用加盐酸酸化分解并真空脱氯的方式回收含次氯 酸钠的盐水中的氯气并将处理后的盐水真空制盐或作其它用途，该方法的工程投资费用 高，对盐水中杂质要求严格，并且常因含氯废气中氯气浓度低而使得洗涤得到的盐水中有 效氯浓度仅为几克每升，不但提高了系统运行费，也缺乏回收利用价值；此外也可以向含次 氯酸钠的盐水中加入亚硫酸钠等还原剂分解其中的有效氯；但是该方法会增加处理的成本 投入。
[0006] CN101342449A中公开了一种含氯废气的综合回收方法，该方法采用氢氧化钠溶液 洗涤含氯废气，再向洗涤产生的含次氯酸钠溶液中加入盐酸酸化分解并真空脱氯，以回收 氯气并将最后产生的盐水送至氯碱厂使用或真空制盐。这种方法投资费用高，适用于废气 中氯气浓度较高，洗涤得到的次氯酸钠溶液中有效氯浓度较高且杂质含量极低的情况，当 实际条件不能满足上述要求时将造成高的系统故障率、提高运行费用从而严重影响该方法 的应用实施。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种能够有效降低含氯废气中氯气的含量，并且对含氯废气 中的氯气进行充分的再利用的含氯废气的处理方法。
[0008] 为了达到上述目的，本发明提供了一种镁电解含氯废气的处理方法，该方法包括： 将所述镁电解含氯废气与浓度为12-16重量％的氢氧化钠溶液进行第一接触，获得pH值 为10-12且有效氯含量为5000-15000mg/L的次氯酸钠溶液，再将所述次氯酸钠溶液与生活 污水进行第二接触，所述第二接触的条件使得第二接触后得到的液体中的有效氯含量小于 5. 5mg/L〇
[0009] 通过上述技术方案，本发明所提供的方法不但能够显著降低镁电解含氯废气中 氯气的含量，还能对氯气进行充分的回收利用，在获得符合《大气污染物综合排放标准》 (GB16297-1996)的处理后废气的同时也能对生活污水中的病原微生物进行有效的杀灭，获 得符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2006)的处理后的生活污水。因此， 本发明所提供的方法相比于现有的含氯废气处理方法还具有处理过程更简便，成本投入更 低，资源综合利用效果更好的优势。
[0010] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0011] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0012] 本发明提供了一种镁电解含氯废气的处理方法，该方法包括：将所述镁电解含氯 废气与浓度为12-16重量％的氢氧化钠溶液进行第一接触，获得pH值为10-12且有效氯含 量为5000-15000mg/L的次氯酸钠溶液，再将所述次氯酸钠溶液与生活污水进行第二接触， 所述第二接触的条件使得第二接触后得到的液体中的有效氯含量小于5. 5mg/L。
[0013] 优选情况下，所述氢氧化钠溶液的浓度为13-15重量％，获得的次氯酸钠溶液的pH 值为 10. 5-11. 5,有效氯含量为 8000-12000mg/L。
[0014] 在本发明中，有效氯的含量均以次氯酸根中的氯含量的2倍进行计量。
[0015] 本发明所提供的方法中，所述镁电解含氯废气为通过电解氯化镁的方法制备镁产 品的过程中所得到的废气，所述镁电解含氯废气中通常含有0. 48-0. 50体积％的氯气和 0. 06-0. 08体积％的氯化氢气体。在本发明所提供的方法中，通过镁电解含氯废气与氢氧 化钠溶液的第一接触可以获得次氯酸钠溶液和第一接触后的气体，所述第一接触后的气体 中，氯气的含量不高于15mg/L。所述第一接触后的气体可以直接排放到大气中。
[0016] 在本发明所提供的方法中，第一接触的条件包括：使用的所述镁电解含氯废气中 氯气的摩尔量与使用的所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的摩尔量之比为0. 45-0. 55 :1，接触 的温度范围为15-50°C。
[0017] 优选地，所述第一接触的条件包括：使用的所述镁电解含氯废气中氯气的摩尔量 与使用的所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的摩尔量之比为0. 48-0. 52 :1,接触的温度范围为 20-45。。。
[0018] 本发明所提供的方法中，对第一接触的设备没有特殊的要求，可以为本领域废气 处理工序中常规使用的耐氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液腐蚀的仪器设备，例如第一接触 可以在耐氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液腐蚀的气体洗涤塔中进行，当使用的设备为洗涤塔 时，对塔板的数量没有特别的限制，可以为没有塔板的洗涤塔或填料洗涤塔。
[0019] 在本发明所提供的方法中，氢氧化钠溶液与含氯废气的第一接触可以通过以下方 式完成，可以采用循环泵将氢氧化钠溶液通入洗涤塔中与含氯废气进行接触，为了增大废 气与氢氧化钠溶液的接触面积，可以将氢氧化钠溶液从塔顶喷淋与氯气接触。第一接触后 获得的符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996)的处理后废气可以直接排放。第 一接触后获得的含有氢氧化钠和次氯酸钠的溶液可以通过循环泵再次通入洗涤塔中与新 通入的含氯废气进行接触，直至获得pH值为10-12且有效氯含量为5000-15000mg/L的次 氯酸钠溶液。
[0020] 本发明所提供的方法对含氯废气以及氢氧化钠溶液的通入速度没有特别的要求， 可以按照30000-40000m 3/h的流量通入所述含氯废气，按照200-400m3/h的流量通入氢氧化 钠溶液。
[0021] 在本发明所提供的方法中，在第一接触后获得的次氯酸钠溶液可以立即进行第二 接触步骤，也可以将次氯酸钠溶液储存于容器中储存备用，但是存放时间不宜过长，优选控 制在24h内，储存的条件一般为将次氯酸钠溶液置于15-30°c的环境中，并避免光照。
[0022] 本发明所提供的方法中，为了获得最佳的病原微生物杀灭效果以及获得余氯含量 符合生活污水处理标准的第二接触后生活污水，优选在进行第二接触时首先对进行第二接 触的次氯酸钠溶液中的有效氯的含量进行测量，并按照测量的有效氯的含量计算第二接触 所使用的次氯酸钠溶液的体积。
[0023] 本发明所提供的方法对第二接触所使用的设备没有特别的限制，可以为本领域常 用的能够将生活污水和次氯酸钠溶液混匀的设备，优选地，所述第二接触可以在生活污水 消毒接触池中进行，所述第二接触的条件包括：相对于每升的生活污水，所述次氯酸钠溶液 的用量为〇. 0004-0. 0012升，接触温度为10-30°C，接触时间为不少于25min，优选的，第二 接触条件包括：相对于每升的生活污水，所述次氯酸钠溶液的用量为0. 0006-0. 001升，接 触温度为15_25°C，接触时间为30-40min。
[0024] 在本发明所提供的方法中，为了获得更好的杀灭生活污水中的病原微生物的效 果，可以在第二接触过程中不时进行搅拌，以使次氯酸钠溶液与生活污水充分的混合。
[0025] 在本发明中，所述生活污水可以各种有待处理的生活污水，其粪大肠菌群数可以 为24000-10 9个/L。优选地，进行第二接触的生活污水为已完成了沉降以及曝气生物滤池 处理过程的生活污水，所述生活污水中，粪大肠菌群数大于24000-50000个/L，其余指标符 合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2006)中的二级标准。
[0026] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0027] 以下实施例中，生活污水为已经过曝气生物滤池处理的污水。处理过程主要包 括：生活污水经格栅去除粗大漂浮、悬浮物后，进入初沉池或水解酸化池进行沉砂、除油和 沉淀，同时先降低部分SS (固体悬浮物)、COD (化学需氧量)、BOD (生物需氧量）等指标，经 预处理后的污水进入曝气生物滤池进行氨氮、C0D、B0D的降解，同时进行化学除磷。在处理 后，对生活污水中的各项指标进行检测。生活污水中：粪大肠菌群数为26000个/L，其余指 标(化学需氧量：45mg/L ;生化需氧量：13mg/L ;悬浮物：llmg/L ;动植物油：0. 5mg/L ;石油 类：0· 07mg/L ;阴离子表面活性剂：0· 3mg/L ;总氮（以N计）：17mg/L ;氨氮（以N计）：7mg/L ; 总磷（以P计）:0. 8mg/L ;色度：15mg/L ;pH :7. 2)均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2006)中规定的二级标准。
[0028] 以下实施例中，有效氯含量按照《次氯酸钠溶液》（GB19106-2003)标准中规定的 方法进行测量。
[0029] 以下实施例中，氯气的含量用《固定污染源排气中氯气的测定》（HJ/T30-1999)中 规定的甲基橙分光光度法测量。
[0030] 以下实施例中，生活污水中的余氯含量按照《次氯酸钠溶液》（GB19106-2003)中 规定的方法进行测量。
[0031] 以下实施例中，粪大肠菌群数的测定方法通过将处理后的生活污水稀释10000倍 后进行平板培养，待形成菌落后计数得到。
[0032] 以下实施例中，所使用的洗涤塔为空塔，洗涤塔的规格为φ2000χ i 5000mm。
[0033] 实施例I
[0034] 本实施例用于说明本发明提供的镁电解含氯废气的处理方法。
[0035] 在20°C下将I. 60X IO6立方米含氯废气(氯气含量为0. 5体积％)以30000m3/h的 流量通入气体洗涤塔中与流量为200m3/h的浓度为13重量％氢氧化钠溶液进行接触(氯气 与氢氧化钠的摩尔比为〇. 5:1 )，得到25立方米次氯酸钠溶液和经过处理的气体。通过检测 得知，次氯酸钠溶液的pH值为10. 5,有效氯含量为8000mg/L，经过处理的气体中氯气含量 为 12mg/L。
[0036] 在20°C下将0. 0007立方米次氯酸钠溶液与1立方米生活污水在生活污水消毒接 触池中混合30min，以对生活污水进行消毒处理。通过检测得知，消毒处理后得到的水中的 有效氯为〇. 4mg/L，粪大肠菌群数为3500个/L。
[0037] 实施例2
[0038] 本实施例用于说明本发明提供的镁电解含氯废气的处理方法。
[0039] 在45°C下将2. 58X IO6立方米含氯废气(氯气含量为0. 48体积％)以35000m3/h流 量通入气体洗涤塔中与流量为300m3/h浓度为14重量％的氢氧化钠溶液进行接触(氯气与 氢氧化钠的摩尔比为〇. 48:1)，得到25立方米次氯酸钠溶液和经过处理的气体。通过检测 得知，次氯酸钠溶液的pH值为11，有效氯含量为10000mg/L，经过处理的气体中氯气含量为 llmg/L〇
[0040] 在25°C下将0. 001立方米次氯酸钠溶液与1立方米生活污水在生活污水消毒接触 池中混合35min，以对生活污水进行消毒处理。通过检测得知，消毒处理后得到的水中的有 效氯为〇. 4mg/L，粪大肠菌群数为5000个/L。
[0041] 实施例3
[0042] 本实施例用于说明本发明提供的镁电解含氯废气的处理方法。
[0043] 在35°C下将7X IO5立方米含氯废气(氯气含量为0. 49体积％)以40000m3/h流量 通入气体洗涤塔中与流量为400m3/h浓度为15重量％的氢氧化钠溶液进行接触(氯气与氢 氧化钠的摩尔比为0. 52:1)，得到25立方米次氯酸钠溶液和经过处理的气体。通过检测得 知，次氯酸钠溶液的pH值为11. 5,有效氯含量为12000mg/L，经过处理的气体中氯气含量为 10mg/L〇
[0044] 在15°C下将0. 0006立方米次氯酸钠溶液与1立方米生活污水在生活污水消毒接 触池中混合30min，以对生活污水进行消毒处理。通过检测得知，消毒处理后得到的水中的 有效氯为〇. 3mg/L，粪大肠菌群数为4000个/L。
[0045] 实施例4
[0046] 本实施例用于说明本发明提供的镁电解含氯废气的处理方法。
[0047] 按照与实施例1相同的方法对镁电解含氯废气进行处理，不同的是，经第一接触 后得到的次氯酸钠溶液的pH值为10,有效氯含量为15000mg/L，经过处理的气体中氯气含 量为 13mg/L。
[0048] 在20°C下将0. 0007立方米次氯酸钠溶液与1立方米生活污水在生活污水消毒接 触池中混合25min，以对生活污水进行消毒处理。通过检测得知，消毒处理后得到的水中的 有效氯为〇. 5mg/L，粪大肠菌群数为6000个/L。
[0049] 实施例5
[0050] 本实施例用于说明本发明提供的镁电解含氯废气的处理方法。
[0051] 按照与实施例1相同的方法对镁电解含氯废气进行处理，不同的是，经第一接触 后得到的次氯酸钠溶液的pH值为12,有效氯含量为5000mg/L，经过处理的气体中氯气含量 为 14mg/L。
[0052] 在20°C下将0. 0007立方米次氯酸钠溶液与1立方米生活污水在生活污水消毒接 触池中混合30min，以对生活污水进行消毒处理。通过检测得知，消毒处理后得到的水中的 有效氯为〇. 5mg/L，粪大肠菌群数为8000个/L。
[0053] 对比例1
[0054] 按照与实施例1相同的方法对镁电解含氯废气进行处理，不同的是，次氯酸钠溶 液的pH值为9,有效氯含量为4500mg/L，经过处理的气体中氯气含量为16mg/L。
[0055] 在20°C下将0. 0007立方米次氯酸钠溶液与1立方米生活污水在生活污水消毒接 触池中混合30min，以对生活污水进行消毒处理。通过检测得知，消毒处理后得到的水中的 有效氯为I. 〇mg/L，粪大肠菌群数为12000个/L。
[0056] 从实施例1-5的结果可以看出，本发明所提供的方法能够显著降低镁电解含氯废 气中氯气的含量，还能对氯气进行充分的回收利用，能够获得符合《大气污染物综合排放标 准》（GB16297-1996)的处理后废气，也能对生活污水中的病原微生物进行有效的杀灭，获得 的处理后生活污水符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2006)的规定。
[0057] 通过实施例1-3与实施例4-5的结果可以看出，当次氯酸钠溶液的pH值和有效氯 浓度在本发明的优选范围内时，能够进一步的降低生活污水中的粪大肠菌群数。
[0058] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中 的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这 些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0059] 另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。
[0060] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本 发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1. 一种镁电解含氯废气的处理方法，该方法包括：将所述镁电解含氯废气与浓度 为12-16重量％的氢氧化钠溶液进行第一接触，获得pH值为10-12且有效氯含量为 5000-15000mg/L的次氯酸钠溶液，再将所述次氯酸钠溶液与生活污水进行第二接触，所述 第二接触的条件使得第二接触后得到的液体中的有效氯含量小于5. 5mg/L。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一接触的条件包括：使用的所述镁电 解含氯废气中氯气的摩尔量与使用的所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的摩尔量之比为 0? 45-0. 55 :1，接触温度为 15-50°C。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一接触的条件包括：使用的所述镁电 解含氯废气中氯气的摩尔量与使用的所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的摩尔量之比为 0? 48-0. 52 :1，接触温度为 20-45°C。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述第二接触在生活污水消毒接 触池中进行，所述第二接触的条件包括：相对于每升的生活污水，所述次氯酸钠溶液的用量 为0. 0004-0. 0012L，接触温度为10-30°C，接触时间为不少于25min。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二接触的条件包括：相对于每升的生 活污水，所述次氯酸钠溶液的用量为〇. 0006-0. 001L，接触温度为15-25 °C，接触时间为 30-60min〇
6. 根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述镁电解含氯废气含有 0. 48-0. 50体积％的氯气和0. 06-0. 08体积％的氯化氢气体。
7. 根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述生活污水中的粪大肠菌群数 为 24000-109个 /L。
8. 根据权利要求1-3和5中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：在将所述次 氯酸钠溶液与生活污水进行第二接触之前，将所述次氯酸钠溶液储存于15_30°C的环境中。
【文档编号】B01D53/78GK104338427SQ201310346588
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】黄子良, 杜晓林, 唐永耀, 姜方新, 夏建辉, 王睿 申请人:攀钢集团钛业有限责任公司