[发明专利]一种干燥氯气后剩余废硫酸的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种干燥氯气后剩余废硫酸的再生方法。

背景技术

纯硫酸是一种无色无味油状液体。常用的浓硫酸中H₂SO₄的质量分数为 98.3％，其密度为1.84，熔点：10℃；沸点：338℃。硫酸是一种高沸点难挥发 的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶，同时放出大量的热，使水沸腾。硫 酸作为三大无机强酸之一，具有广泛的用途，在化学工业中举足轻重。将一瓶 浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大， 这是因为浓硫酸具有很强的吸水性，能吸附空气中的水。因此，浓硫酸常做为 洗气装置中的干燥剂，除了能够吸收空气中的水气外，还可以干燥中性和酸性 气体，例如中性气体：CO、氧气、氮气和所有的稀有气体；酸性气体：HCl气体、 二氧化碳、二氧化硫等，去除这些气体中的水分。在氯碱工业中，浓硫酸被用 来干燥氯气。

氯气，化学式为Cl₂。常温常压下为黄绿色，有强烈刺激性气味的有毒气体， 密度比空气大，可溶于水，易压缩，可液化为黄绿色的油状液氯，是氯碱工业的 主要产品之一，可用作为强氧化剂。氯气能与有机物进行取代反应和加成反应 生成多种氯化物。氯气在早期作为造纸、纺织工业的漂白剂。常温下把氯气加 压至600～700kPa或在常压下冷却到-34℃都可以使其变成液氯，液氯是一种油 状的液体，其与氯气物理性质不同，但化学性质基本相同。工业生产中用直流 电电解饱和食盐水法来制取氯气：

2NaCl+2H₂O＝通电＝H₂↑+Cl₂↑+2NaOH

氯气通常可直接利用，但为了制取纯净的氯气，并考虑贮运的方便，而把 一部分氯气进行液化制成液氯，用钢瓶或槽车运往用户。生产中，将从电解槽 出来的热氯气(其中含有少量氢、氧和二氧化碳等杂质)，用冷水洗涤或在换 热器内冷凝脱水，再用硫酸干燥，然后送去液化成液氯。一个中等规模以上的 氯碱厂，每年用于干燥氯气的浓硫酸为数万吨，吸收氯气中的水分后，浓硫酸 变成了浓度为85％左右的稀硫酸。这种稀硫酸溶有部分氯气，没有更好的用途， 通常被当成废酸，贴钱委托给有资质的磷肥厂等单位无害化处理。对氯碱厂而 言，一头要花钱买进浓硫酸，另一头又要贴钱处理废硫酸，造成资金和资源的 极大浪费。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种干燥氯气后剩余废 硫酸的再生方法的技术方案，通过对废硫酸的回收处理，使得处理后的硫酸浓 度提高，又可以重新用于氯气的干燥，循环使用，降低了能耗，提高了经济效 益，同时该处理工艺的设备和操作过程都比较简单，便于实际的操作加工。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种干燥氯气后剩余废 硫酸的再生方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将干燥氯气后剩余的浓度为85％的废硫酸滴入到反应容器中，再往反 应容器中通入三氧化硫气体，升温至10～40℃，通过保温搅拌使得三氧化硫气 体溶解在废硫酸中，搅拌时间为5～30min，三氧化硫与废硫酸中的水反应生成 硫酸，反应停留时间为3～60min，反应压力为0.1MPa～0.5MPa，废硫酸中的水 分逐渐减小，使得废硫酸的浓度逐渐提高，最终得到浓度为98％的浓硫酸。

(2)而由于三氧化硫与水的反应属于放热反应，在生成硫酸的同时会生成 一部分的硫酸酸雾，而硫酸酸雾会降低三氧化硫的吸收效果，所以在往反应容 器中通入三氧化硫气体的同时往反应容器外侧的夹套中通入冷水，通过冷水吸 热，降低硫酸酸雾的形成，并且将反应容器与真空泵相连接，通过真空泵来抽 吸反应容器中生成的硫酸酸雾，该真空泵采用98％的浓硫酸作为循环介质。

(3)将步骤(2)中抽吸出的硫酸酸雾通入到真空泵中的98％的浓硫酸循 环介质中，通过升温加热，加热温度为40～100℃，加热时间为0.15～1.2h， 使得硫酸酸雾溶解在浓硫酸中变成液体硫酸，继续作为循环介质使用。

(4)将步骤(1)中得到的98％的浓硫酸继续用于氯气的干燥，并重复上 述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)的过程。

进一步，在步骤(1)中，反应容器的材料为石英玻璃。

进一步，在步骤(1)中，反应容器为吸收塔。

进一步，吸收塔的工作温度为120～180℃。