・５８・ 科技论坛 刍议氯碱厂副产氢气分离的提纯工艺及运用 刘月 （黑龙江省齐齐哈尔市昊华化工有限公司，黑龙江齐齐哈尔１６１０３１） 摘要：首先阐述了氯碱厂含氢尾气纯化的原理，然后通过对某氯碱厂原来使用的提纯工艺和改进的工艺进行对比，新工艺通过分 层装填不同性能的吸附剂可以确保在同一台设备中将多种杂质气体除去，再生工艺采用了变温和变压相结合的工艺，促进了吸附剂再生 效果的优化。吸收剂再生时进行了分段加热，所以保证了再生效果的同时还节省了用量。使用新工艺得到的氢气产品的纯度可以超过 ９９．９９９％，因此新工艺在该厂得到了推广和使用。 关键词：氯碱尾气；提纯；工艺；应用 众所周知氢气作为优质清洁Ｉｉ宦源，在很多领域中都得到了广泛的应 器加热后，先通过阀８ 用。目前很多氯日睫企业者ｌ５ｊ枣没了盐酸以及聚氯乙烯装置来副产氢气，但是 进入吸附器Ｂ吹扫再 利用率并不高，这主要是因为在氢气中有部分氯气、氧气、氯化氢以及氮 生床层，加热 Ｉ二小 气等杂质ｉ掌在。随着各行各业对氢气需求量 Ⅱ，很多氯喊企业者助Ⅱ大 时之后，将阀８关闭，然 了列含氢尾气纯－化工艺设备的投－人，文中通过列 弹晗 电化工艺的对 后将阀６打开加热ｌ两个 比，表明了新工艺具有很多的优点。 小时，使吸附剂获得再 １氯碱厂含氢尾气纯化反应原理 生，气体从吸附器Ｂ出 在絮０藏厂中含氢尾气的纯化工艺主要由除氯、除氧以及除氮这三个 来经冷却后放空。吸附 空葺Ｅ 步骤组成的。在冶 尾气中，氯气和硫化钠反应之．后就会生成同 容千水的 器Ａ工作一段时间后， 氯化钠进而将氯气出去；然后氯化钠和氧气接触就会发生反应可以有效 切换成吸附器Ｂ进行 图１氯碱厂含氢尾气纯化工艺流程图 将其钯触媒的负担，氢气和剩下的氧气在催化剂的作用下发生反应生成 吸附，使两个吸附器循 水；然后分子筛吸附尾气中的氮气，这时吸附剂再生时被再生其它带走。 就实现了列氯气、氧气以及氮气的消除。 表１品气的分析结果 ２碱厂含氢尾气纯化工艺流程 图１为碱厂含氢尾气纯化工艺流程图，首先含氢尾气经过淋洗塔，通 过硫化钠溶液来费 髓荆备尾气中的象睁￡除去，经过洗涤之后的力河以 循环使用。除去氯气的含氢尾 蘑过旋 分， 气压缩机加压到０Ｌ８Ｍｐａ然后 泳分 兑才（。然后 尾气进人到脱肯孺中通过催化 Ｉ的作甩下完成且；｛氧反应进而将昆气中的 氧气除掉。在脱角副｝Ａ用 渔的熟 擞出，因坩 Ｊｌ； 中出来的其它首 先要通过氢气冷却器进行冷却之后在通过冷凝器中的冷水来完成冷却。 冷却之后的气体将会进入到两个并联的吸附器当中和吸附剂共同将氮气 以及其它的杂质气体除去。通过两个吸附器循环叫他进行吸附和再生确 保整个过程具有连续性。在再生时，在电加热器中有部分产品气进入，在 ４改进工艺的效果 加热之后再生气将会进＾、吸附器中，进而使得吸附剂脱附再生已达到循 运用此工艺对氯碱厂含氢尾气进行处理之后得到产品气的成分如表 环利用的目的。 １所示，从表１中可以看出，运用该工艺处理不同成分的原荆与渚阳色获得 ．Ｉｊ， ｖ‘Ｌｌ Ｊ。Ｚ＾ ｒＪ ｌＨＴ］ ］＝．Ｐ Ｉ ｒ０ 预期的结果，生产的产品氢气能达到高纯氢的各项技术指标。同时，谚装 ３．１除氯 置处理能力可根据用户的要求而定，操作弹性大。采用变温与变压吸附相 在传统的除氯系统中通 目函过烧碱来对杂质氯进行处理的，而新 结合的工艺强化了再生效果，使再生更完全。根据原料气中杂Ｊ贾含量，选 工艺中采用了硫化钠来刘 ；析出来，这样可以得丑睡 ：纯度的氢气。对 氯气处理之后留下的液体经过过滤回收其中的硫磺可以作为副产品，可 纯度都为９９．９９９％，由此可见改进的工艺和原来的］ 比得到氮气氢 以将氯化钠用来制备盐水。而目．硫化钠可以消耗尾气中的氧气有效减少 气纯度明显有了提高，改进后的工艺在该厂 珩的。 了催化剂的负担，因此得到的氢气纯度更高。 结束语 ３２除氮 综匕所述，随着经济的发展对氢气的需求量越来越高，为了满足对氢 在期１艺中列髑镑ｌ【二［＿｛ 了四个方面的改进，使得趿俐肃Ｈ耳生的 气需求量不断增长的要求，很多氯碱厂都对含氢尾气进行了提纯，这不但 效率得到了有效的提高。第一，在新工艺中， 有利于资源能源的结余，同时还有利于环境的保护，在很大程度Ｅ增加了 ４￣１１，的经济效益，同嗣 蔓 ——３氯喊厂 了良好的衬 易西溢，因此此 ．进的工艺是具 有参考价值的。 现对多种杂质气体的消除，这样就在很大程度Ｅ简化了整个工艺系统。下 参考文献 面对装填顺序和内容进行分析，其中下层装１３Ｘ分子筛，用来将——氧化 【１ 周俊波高丽萍批氯碱厂副产氢气分离提纯新工艺口ｌ无机盐工 碳、二氧化碳以及烃类杂质的除去；中部装填５Ａ分子筛用于对氮气的消 ￣ｏｏ９ｆ３）． 除；匕部装填粗孔硅胶用于对少量水分的消除。第三，将—个进气管加设 圈李汽邓超张电解氯酸盐工业中的尾气治理方’法口ｌ企业技术￣－：Ｌ２ｏｏ５ 到吸附器的匕部来解决再生气用量太大的问题，通过对吸附剂进行分段 加热，在保证了再生效果的同时有效减少了对再生气的用量；第四，通过 【３１宋任军，陆南晋唐山氯碱有限公司３０万吨侔氯碱控制系统的设计 制 在吸附器的再生气出口管路Ｅ增加—个水环式的真空泵，通过压力的变 造业自动化，２嗍 化促进吸附剂的再生。 ［４】熊新国’徐秀杰．氯碱厂副产氢气的分离提纯方潮口ｌ氯碱工业，２０ｏ９（１ 当开始生产时，打开阀１．４、８、９、１ｌ，使得其余的阀处于关闭的状态 惦小红刘福．氟碱厂多余次氯酸钠回收利用新型工艺设计口ｌ化工学报， 下，先使吸附器Ａ进行吸附操作，吸附器Ｂ活化再生。气体经阀１进入吸 ２００８ 附器Ａ，通过装有选择性吸附剂的填料层时，大量的氮气和其他少量的杂 质气被吸附，得到产品氢气。利用—部分产品氢气充当再生气，经电加热 ＿
