纪振生，孟祥考
(河北金能邢矿集团金牛钾碱分公司，河北邢台 054000)
摘 要：介绍了盐酸系统中氯化氢气体吸收、浓酸脱吸、稀酸脱吸等专业技术及系统工艺中石墨设备的应用，使氯化氢气体得到了重复使用和充分利用。 关键词：盐酸；氯化氢气体吸收；浓酸脱吸；稀酸脱吸；石墨设备
中图分类号:T Q11113 文献标识码:B 文章编号:1007-1083(2007)04-0062-02 Analysis on the hydrochloric acid absorbing and dehydration technology
J I Zhen-sheng,ME NG X iang-kao
景双彬 在世界工业要求大量使用盐酸而又难于解决耐盐酸腐蚀，又有高导热系数的背景下，不透性石墨材料在1934年研发成功。紧接着1936年美国制成了第一台管壳式(列管式)石墨降膜吸收器,
用于盐酸吸收，由此完全改变了世界盐酸生产落后与被动局面，完成了盐酸生产上的一次技术革命。在
随后的70多年的日子里，多项专业技术的开发成功，使石墨设备在盐酸系统得到了广泛的应用。当前，国内氯产品的副产酸、低浓度酸严重影响了相关企业的环境和经济效益的背景下，金牛钾碱分公司开发的专有技术盐酸吸收和盐酸脱吸系统，成功地重复使用氯化氢，提高了客户的环保水平，增加了企业经济效益。
1 氯化氢气体的吸收
纽卡斯尔 西塞111 高浓度气体的吸收
从石墨设备问世以来，石墨降膜吸收器就被成功应用于氯化氢的吸收，在生产过程中，较纯净的氯化氢气体和从尾气塔过来的稀酸进入降膜吸收器(一般情况下，降膜吸收器中气、液一般为同向吸收，这有利于在较大幅度内控制生产，也有利于控制出酸温度)，氯化氢气体与管子(或短孔)表面均匀分布的液膜充分接触后被吸收，放出的热量由工艺流程的冷却水冷却。未吸收完的气体进入尾气塔进行二次吸收，然后排空。这样的流程具有多种优点:
(1)吸收效率高，避免了降膜吸收器的“长管现象”，将低浓度的气体吸收转移到尾气塔进行二次吸收，能生产出35%～37%浓度的盐酸，吸收效率可达991999%。
(2)操作弹性大，生产能力可在较大幅度内调节。
(3)阻力小，尤其是降膜吸收器内阻力更小，可忽略不计。
(4)放热吸收，不需对成品酸进行另外的冷却。
(5)纯度高，在一定的条件下，可生产试剂级盐酸。
然而，在一段时期内，高产量、高浓度盐酸的生产曾一度成为盐酸吸收的瓶颈。经过研究发现，优化吸收液的成膜条件是提高吸收效率的关键要素，在优化成膜条件上拥有独特的技术:①成膜分配杯使用“高纯、高密、高硬度”的三高石墨，确保材质过关;②保证加工精度，确保表面粗糙度，以有利于初始成膜;③分配杯的高、低孔相间的特殊设计，使产量较大幅度调节时，不影响吸收液的成膜。
112 低浓度气体吸收
氯化氢气体的吸收除了用于生产比较纯净的盐酸(从工业级直至试剂级)，还用于从混合气体中吸收氯化氢组分，以分离混合气体，起到净化气体的作用。在传统工艺中，低浓度的混合气体进入降膜吸收器用吸收塔过来的稀盐酸吸收，未被吸收的氯化氢气体在吸收塔内用水或稀盐酸吸收，尾气通过尾气塔经过再次吸收达到排放标准后排空。由于混合气体中氯化氢含量较低，因此，吸收效果较差，降膜吸收器出酸浓度较低，故盐酸储罐内的盐
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河北煤炭 2007年第4期
吡啶甲酸酸需用循环泵打入降膜吸收器循环吸收，达到浓度后再用盐酸泵送入浓酸储罐。目前，多数国内企业尚采用上述工艺，但该工艺流程长、设备多、耗能大等缺点也十分明显。
为克服低浓度氯化氢气体吸收效果差，速率低等困难，国际上普遍采用多级绝热吸收。在绝热吸收系统中，氯化氢混合气被送入吸收塔的底部，稀盐酸从吸收塔中部进入，纯水从塔顶进入吸收塔。气液相在塔内充分接触，吸收过程中放出大量的氯化氢溶解热，由综合塔内的换热器或独立的冷却器冷却。该工艺具有如下优点:
(1)工艺简洁，易操作。
(2)设备投资降低，更减少了相应基建等配套设施。
(3)降低运行能耗，减少运行成本。
(4)成品酸浓度高，盐酸浓度可达到32%。
(5)尾气排放氯化氢含量小于0.01‰。
上述工艺的应用成功必须拥有专业的综合塔(填料塔+冷却器)制造技术。长期以来，液体偏流的“集壁现象”困扰设计者设计大型的填料塔。但目前的应用工业表明，如果填料塔设计合理，塔内液体分布均匀，大直径塔也可产生高效吸收效率。在填料塔中插入排管式分布器、液体在分布器克服了流体“端效应”和“壁效应”的缺陷，使用效果良好。
2 稀酸脱吸
受盐酸共沸点的影响，盐酸的浓度一般只能脱到16%以上。通常，国内企业采取再次吸收利用、储存、销售等方法对稀酸进行处理，但由于受稀酸市场需求量少、价格低、储存成本高等因素的制约，有些企业对废酸采取中和排放的方式，不仅消耗了能源，同时，每年不得不提取一笔费用用于污水处理，对环境保护也有一定的负面影响。
随着国内外专业技术的进一步交流，稀酸脱吸系统开始被国内诸多企业重视。目前，国外对稀酸处理有两种方法，即催化剂法和压差法，其中催化剂法分为氯化钙和硫酸法。由于硫酸腐蚀性强，运输、仓储、操作难度大，硫酸法运用实例较少，而氯化钙和压差法已在国内外得到较多运用。金牛钾碱分公司经过多年研发工作，已成功地掌握了该项技术，现正致力于该项技术的推广应用。211 氯化钙法
氯化钙法又称恒沸点破坏法，即在稀酸中加入氯化钙打破其共沸点的限制，将氯化氢蒸发出来。
稀盐酸进入脱吸塔顶部，一定浓度的CaC L2溶液由泵打入脱吸塔的底部，与来自再沸器约140℃的气液混合物进行接触，由于氯化钙的加入，使稀酸的共沸点被打破，稀酸中的氯化氢气体得以解吸，从塔顶进入冷却器和再冷器冷却，经过除雾器进一步去水，得到干燥的氯化氢气，塔底被稀释的氯化钙溶液进入储罐，并由泵打入氯化钙提浓塔内，氯化钙溶液经再沸器加热蒸发后，水份经塔顶冷凝器冷凝后排放，浓氯化钙液经塔底冷却器冷却后进入储罐回收利用。
考虑到该工艺中稀酸可能含有一定杂质，因此，氯化钙回收利用一般不超过30次。最终废水中氯化氢的含量小于1‰。
212 压差法
压差法是通过不同压力下，稀酸共沸点的差异而制造氯化氢气体的。在高压状况下，共沸点酸的浓度在16%～18%，而在真空系统下，共沸点酸的浓度在22%～24%，这种差异使低浓度酸中的水份被蒸发。
在该系统中，系统外的稀酸和来自高压系统的稀酸从脱吸塔中部进入真空系统，与来自再沸器的混合气进行传热传质，由于真空状况下，酸共沸点较高，因此，塔内热质交换中，水蒸汽通过塔顶冷凝器成废水后处理排放，塔底约23%的浓酸进入储罐，经过双效换热器加热后，由浓酸泵打入脱吸塔中部进入高压系统，和脱吸塔底部的被蒸发的氯化氢和水的混合气充分接触，气液混合物在塔内完成热量
与质量交换，浓酸中的氯化氢得到热量被解吸出来，经塔顶冷却器和再冷器冷却后，经过除雾器进一步去水，得到干燥的氯化氢气。脱吸塔底部约17%的稀酸经过双效换热器冷却后，进入稀酸罐再循环。
该系统设备结构与浓酸脱吸系统相似，但设备要求进一步提高，特别是再沸器必须能承受116MPa压力，耐温性能达到220℃以上。
作者简介：纪振生(1973-)，男，河北沧州人，工程师，河北金能邢矿集团金牛钾碱分公司从事技术工作。
(收稿日期:2007-06-10；编辑：毛志国)
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