一种利用二氧化锰处理含醛废酸的工艺系统及其处理方法与流程

本发明涉及工业含醛废酸处理的技术领域，尤其涉及一种利用二氧化锰处理含醛废酸的工艺系统及其处理方法。

背景技术：

在中国经济高速发展的今天，对有机磷系阻垢剂的需求量也越来越大。在有机磷系阻垢剂的生产过程中会产生大量的含有甲醛与氯化氢的废气，这些废气经过水吸收后变成含醛废酸，由于溶液中甲醛的存在影响了废酸的使用与处理。含醛废酸成为一个“烫手的山芋”，有机磷系阻垢剂的生产企业对于废酸的处理感到非常困难。

技术实现要素：

本发明旨在解决现有技术的不足，为了提升含醛废酸的经济价值及利用价值，而提供一种利用二氧化锰处理含醛废酸的工艺系统及其处理方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种利用二氧化锰处理含醛废酸的工艺系统，包括依次连接的换热单元、一级喷淋吸收单元、料液拌混反应单元、固液分离单元、曝气单元、二级喷淋吸收单元、酸液储存单元，所述一级喷淋吸收单元、二级喷淋吸收单元均连有尾气处理单元，所述曝气单元连有空气净化单元、盐液储存单元。

所述换热单元包括换热器，所述换热器上设有冷却介质入口、冷却介质出口、气体进口和气体出口，所述换热器的气体进口连有氯化氢与甲醛混合气体进气管；

所述一级喷淋吸收单元包括一级喷淋吸收塔，所述一级喷淋吸收塔侧壁下端设有气体进口、底部设有出液口、顶部设有进液口、侧壁上端设有排气口，所述一级喷淋吸收塔的气体进口与换热器的气体出口相连，所述一级喷淋吸收塔的进液口连有一级喷淋吸收塔进水泵；

所述料液拌混反应单元包括料液拌混反应釜，所述料液拌混反应釜侧壁顶部设有二氧化锰进料口，所述料液拌混反应釜的进口与一级喷淋吸收塔的出液口通过第一耐酸泵相连，所述料液拌混反应釜通过管道与一级喷淋吸收塔的排气口连接且所述管道上设有减压阀；

所述固液分离单元包括固液分离器，所述固液分离器上设有混合物进口、固体出口和液体出口，所述固液分离器的混合物进口通过第二耐酸泵与料液拌混反应釜的出口相连，所述固液分离器的固体出口通过固体药剂返回泵与料液拌混反应釜相连；

所述曝气单元包括曝气罐，所述曝气罐的进口通过第三耐酸泵与固液分离器的液体出口相连，所述曝气罐内设有曝气头；

所述空气净化单元包括空气净化器，所述空气净化器通过曝气泵与曝气罐内的曝气头相连；

所述盐液储存单元包括盐液储槽，所述曝气罐底部的出口与盐液储槽相连；

所述二级喷淋吸收单元包括二级喷淋吸收塔，所述二级喷淋吸收塔侧壁下端设有气体进口、底部设有出液口、顶部设有进液口、侧壁上端设有排气口，所述二级喷淋吸收塔的气体进口与曝气罐顶部的气体出口通过第四耐酸泵相连，所述二级喷淋吸收塔的进液口连有二级喷淋吸收塔进水泵；

所述酸液储存单元包括盐酸储槽，所述盐酸储槽通过第五耐酸泵与二级喷淋吸收塔的出液口相连；

所述尾气处理单元包括第一尾气处理器、第二尾气处理器，所述第一尾气处理器与一级喷淋吸收塔、料液拌混反应釜之间的减压阀所在的管道相连，所述第二尾气处理器与二级喷淋吸收塔的排气口相连。

所述曝气罐内上部设有液沫过滤板层。

所述曝气罐上在液沫过滤板层下方设有循环液口，所述循环液口通过第六耐酸泵与一级喷淋吸收塔的顶部进液口相连。

所述料液拌混反应釜内设有搅拌装置，所述搅拌装置连有搅拌电机。

所述换热器内设有蛇形换热管，所述蛇形换热管与冷却介质入口、冷却介质出口相连。

上述利用二氧化锰处理含醛废酸的工艺系统的处理方法，具体步骤为：

s1、氯化氢与甲醛的混合气体经过氯化氢与甲醛混合气体进气管进入换热器，通过与换热器内部流动的冷却介质进行热交换，实现自身温度的降低；

s2、降温后的混合气体进入一级喷淋吸收塔，一级喷淋吸收塔顶部的进液口不断向下喷洒吸收液，将氯化氢与甲醛的混合气体吸收，形成含醛废酸料液l1，尾气经过第一尾气处理器进行处理后排出；

s3、含醛废酸料液l1泵入料液拌混反应釜，并向料液拌混反应釜内加入二氧化锰，二氧化锰的投加量与含醛废酸料液l1中甲醛的物质量比为1.5-5.0，含醛废酸料液l1在料液拌混反应釜内的停留时间为10min-300min，确保甲醛能够全部消耗，最后得到除甲醛的料液l2；

s4、去除甲醛的料液l2泵入固液分离器，实现固液分离，获得溶液l3与未反应的二氧化锰，未反应的二氧化锰通过固体药剂返回泵返回料液拌混反应釜再次利用；

s5、溶液l3进入曝气罐后利用洁净的空气进行曝气，曝气罐上部设置有液沫过滤层板，能够实现气体与液沫的分离，溶液l3在曝气罐内的停留时间为10min-300min，曝气的体积流量为0.1-200l/min，将脱出氯化氢的溶液l4泵至一级喷淋吸收塔进行循环利用，溶液l4循环利用接近或达到氯化锰饱和时，将溶液l4泵至盐液储槽内储存；

s6、从曝气罐流出的气体进入二级喷淋吸收塔，通过控制喷淋清水的用量实现对盐酸浓度的控制，并将最终获得的盐酸溶液储存至盐酸储槽内，经过二级喷淋吸收塔产生的尾气经过第二尾气处理器处理后达标排放。

步骤s2中，一级喷淋吸收塔内作业时，控制含醛废酸料液l1中氯化氢的浓度在1mol/l-5mol/l之间。

步骤s3中，根据二氧化锰的消耗情况在二氧化锰进料口及时补充所需的二氧化锰。

本发明的有益效果是：本发明利用二氧化锰对含醛废酸进行处理，最终获得一定浓度的盐酸溶液和接近或达到饱和的氯化锰溶液，从而可以提升含醛废酸的利用价值与经济效益。

附图说明

图1为本发明处理系统的示意图；

图中：1-氯化氢与甲醛混合气体进气管；2-换热器；3-一级喷淋吸收塔；4-第一耐酸泵；5-料液拌混反应釜；6-第二耐酸泵；7-固液分离器；8-第三耐酸泵；9-曝气罐；10-第四耐酸泵；11-二级喷淋吸收塔；12-第五耐酸泵；13-盐酸储槽；14-二级喷淋吸收塔进水泵；15-空气净化器；16-曝气泵；17-盐液储槽；18-减压阀；19-第一尾气处理器；20-一级喷淋吸收塔进水泵；21-固体药剂返回泵；22-第二尾气处理器；23-二氧化锰进料口；24-第六耐酸泵；

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种利用二氧化锰处理含醛废酸的工艺系统，包括依次连接的换热单元、一级喷淋吸收单元、料液拌混反应单元、固液分离单元、曝气单元、二级喷淋吸收单元、酸液储存单元，所述一级喷淋吸收单元、二级喷淋吸收单元均连有尾气处理单元，所述曝气单元连有空气净化单元、盐液储存单元。

所述换热单元包括换热器2，所述换热器2上设有冷却介质入口、冷却介质出口、气体进口和气体出口，所述换热器2的气体进口连有氯化氢与甲醛混合气体进气管1；

所述一级喷淋吸收单元包括一级喷淋吸收塔3，所述一级喷淋吸收塔3侧壁下端设有气体进口、底部设有出液口、顶部设有进液口、侧壁上端设有排气口，所述一级喷淋吸收塔3的气体进口与换热器2的气体出口相连，所述一级喷淋吸收塔3的进液口连有一级喷淋吸收塔进水泵20；

所述料液拌混反应单元包括料液拌混反应釜5，所述料液拌混反应釜5侧壁顶部设有二氧化锰进料口23，所述料液拌混反应釜5的进口与一级喷淋吸收塔3的出液口通过第一耐酸泵4相连，所述料液拌混反应釜5通过管道与一级喷淋吸收塔3的排气口连接且所述管道上设有减压阀18；

所述固液分离单元包括固液分离器7，所述固液分离器7上设有混合物进口、固体出口和液体出口，所述固液分离器7的混合物进口通过第二耐酸泵6与料液拌混反应釜5的出口相连，所述固液分离器7的固体出口通过固体药剂返回泵21与料液拌混反应釜5相连；

所述曝气单元包括曝气罐9，所述曝气罐9的进口通过第三耐酸泵8与固液分离器7的液体出口相连，所述曝气罐9内设有曝气头；

所述空气净化单元包括空气净化器15，所述空气净化器15通过曝气泵16与曝气罐9内的曝气头相连；

所述盐液储存单元包括盐液储槽17，所述曝气罐9底部的出口与盐液储槽17相连；

所述二级喷淋吸收单元包括二级喷淋吸收塔11，所述二级喷淋吸收塔11侧壁下端设有气体进口、底部设有出液口、顶部设有进液口、侧壁上端设有排气口，所述二级喷淋吸收塔11的气体进口与曝气罐9顶部的气体出口通过第四耐酸泵10相连，所述二级喷淋吸收塔11的进液口连有二级喷淋吸收塔进水泵14；

所述酸液储存单元包括盐酸储槽13，所述盐酸储槽13通过第五耐酸泵12与二级喷淋吸收塔11的出液口相连；

所述尾气处理单元包括第一尾气处理器19、第二尾气处理器22，所述第一尾气处理器19与一级喷淋吸收塔3、料液拌混反应釜5之间的减压阀18所在的管道相连，所述第二尾气处理器22与二级喷淋吸收塔11的排气口相连。

所述曝气罐9内上部设有液沫过滤板层。

所述曝气罐9上在液沫过滤板层下方设有循环液口，所述循环液口通过第六耐酸泵24与一级喷淋吸收塔3的顶部进液口相连。

所述料液拌混反应釜5内设有搅拌装置，所述搅拌装置连有搅拌电机。

所述换热器2内设有蛇形换热管，所述蛇形换热管与冷却介质入口、冷却介质出口相连。

上述利用二氧化锰处理含醛废酸的工艺系统的处理方法，具体步骤为：

s1、氯化氢与甲醛的混合气体经过氯化氢与甲醛混合气体进气管1进入换热器2，通过与换热器2内部流动的冷却介质进行热交换，实现自身温度的降低；

s2、降温后的混合气体进入一级喷淋吸收塔3，一级喷淋吸收塔3顶部的进液口不断向下喷洒吸收液，将氯化氢与甲醛的混合气体吸收，形成含醛废酸料液l1，尾气经过第一尾气处理器19进行处理后排出；

s3、含醛废酸料液l1泵入料液拌混反应釜5，并向料液拌混反应釜5内加入二氧化锰，二氧化锰的投加量与含醛废酸料液l1中甲醛的物质量比为1.5-5.0，含醛废酸料液l1在料液拌混反应釜5内的停留时间为10min-300min，确保甲醛能够全部消耗，最后得到除甲醛的料液l2；

s4、去除甲醛的料液l2泵入固液分离器7，实现固液分离，获得溶液l3与未反应的二氧化锰，未反应的二氧化锰通过固体药剂返回泵21返回料液拌混反应釜5再次利用；

s5、溶液l3进入曝气罐9后利用洁净的空气进行曝气，曝气罐9上部设置有液沫过滤层板，能够实现气体与液沫的分离，溶液l3在曝气罐9内的停留时间为10min-300min，曝气的体积流量为0.1-200l/min，将脱出氯化氢的溶液l4泵至一级喷淋吸收塔3进行循环利用，溶液l4循环利用接近或达到氯化锰饱和时，将溶液l4泵至盐液储槽17内储存；

s6、从曝气罐9流出的气体进入二级喷淋吸收塔11，通过控制喷淋清水的用量实现对盐酸浓度的控制，并将最终获得的盐酸溶液储存至盐酸储槽13内，经过二级喷淋吸收塔11产生的尾气经过第二尾气处理器22处理后达标排放。

步骤s2中，一级喷淋吸收塔3内作业时，控制含醛废酸料液l1中氯化氢的浓度在1mol/l-5mol/l之间。

步骤s3中，根据二氧化锰的消耗情况在二氧化锰进料口23及时补充所需的二氧化锰。

具体实施例：

含有氯化氢与甲醛的混合气体，其中甲醛的浓度为0.1-0.2mol/m³，氯化氢的浓度为20-30mol/m³，混合气体的体积为100-150m³，温度为70-90℃，混合气体经过换热器2后温度变为20-40℃，泵入一级喷淋吸收塔3后用1-2m³水进行吸收，获得含醛废酸l1，将含醛废酸l1泵至料液拌混反应釜5，并投加二氧化锰50-200mol，混合搅拌40-300min后，将料液l2泵至固液分离器7进行固液分离，获得溶液l3为0.8-0.98m³及一定质量的未反应的二氧化锰，其中溶液l3泵至曝气罐9进行曝气，曝气流量为0.2-1.5m³/min，溶液l3在曝气罐内停留10-200min，曝气完成后剩余溶液l4泵入一级喷淋吸收塔3进行下一轮的氯化氢甲醛混合气的吸收，气体则进入二级喷淋吸收塔11，通过调整二级喷淋吸收塔11的所用清水的体积实现对最终盐酸浓度的调控，吸收完成后泵入盐酸储槽13，尾气经过第二尾气处理器22处理后达标排放，溶液l4循环10-20次之后泵入盐液储槽17，根据情况可以进行蒸发结晶获取氯化锰固体，也可以获取一定浓度的氯化锰溶液，从而实现了含醛废酸的处理，最终获得一定浓度的盐酸溶液和接近或达到饱和的氯化锰溶液，从而可以提升含醛废酸的利用价值与经济效益。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。