一种氯化渣高温水淬含氯废气分析方法及处理系统
阅读说明：本技术 一种氯化渣高温水淬含氯废气分析方法及处理系统 (Analysis method and treatment system for chlorine-containing waste gas generated by high-temperature water quenching of chlorination slag ) 是由 刘鹏举 任艳丽 郝建璋 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种氯化渣高温水淬含氯废气分析方法及处理系统,属于废气的分析技术领域,提供一种针对氯化渣高温水淬产生的含氯废气分析方法即处理系统。本发明通过在水淬装置中模拟进行水淬处理,并收集水淬产生的相应废气依次通过预处理、酸吸收处理、碱吸收处理和干燥处理后再进行计量,之后通过对酸吸收处理和碱吸收处理的吸收液分别进行检测,以测量废气中的氯气和氯化氢含量,进而结合废气计量数据等试验参数计算出水淬产生的废气中的相应氯气和氯化氢的浓度,以此实现对氯化渣高温水淬含氯废气的分析处理。(The invention discloses an analysis method and a treatment system for chlorine-containing waste gas generated by high-temperature water quenching of chlorinated slag, belongs to the technical field of waste gas analysis, and provides an analysis method, namely a treatment system, for chlorine-containing waste gas generated by high-temperature water quenching of chlorinated slag. According to the invention, water quenching treatment is simulated in a water quenching device, corresponding waste gas generated by water quenching is collected and sequentially subjected to pretreatment, acid absorption treatment, alkali absorption treatment and drying treatment, then the measurement is carried out, absorption liquids of the acid absorption treatment and the alkali absorption treatment are respectively detected to measure the content of chlorine and hydrogen chloride in the waste gas, and then the concentration of the corresponding chlorine and hydrogen chloride in the waste gas generated by water quenching is calculated by combining test parameters such as waste gas measurement data, so that the analysis treatment of the chlorine-containing waste gas of the high-temperature water quenching of the chlorination slag is realized.)
技术领域
本发明涉及废气的分析技术领域，尤其涉及一种氯化渣高温水淬含氯废气分析方法及处理系统。
背景技术
氯化法提钛的生产过程中，经高温碳化和低温氯化工艺产生后有尾渣产生，即氯化渣；且尾渣中残留有少量、高浓度氯气，在当前的环保形势下，需要对氯化尾渣进行水淬处理，使处理后的氯化尾渣可进行再利用。现阶段，氯化渣还未进行工程化处理，在生产现场高温尾渣料仓处取渣样的过程中有部分的氯气漏出，使高温氯化渣取样条件更加复杂，取出的高温渣样如河进行水淬，水淬后产生的废气如何定量收集、检测分析，针对这些问题，目前还没有相关的处理方法、标准可供参考。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种针对氯化渣高温水淬产生的含氯废气分析方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氯化渣高温水淬含氯废气分析方法，所述的氯化渣是经高温碳化和低温氯化工艺产生的尾渣，所述方法包括如下步骤：
步骤一、进行高温氯化渣取样；
步骤二、将取样的氯化渣放于水淬装置内，然后加水进行水淬，水淬至不产生废气为止；
步骤三、水淬产生的废气依次经预处理、酸吸收处理、碱吸收处理和干燥处理，然后进行气体计量，最后排空；
步骤四、对酸吸收处理和碱吸收处理的吸收液分别进行检测，以测量废气中的氯气和氯化氢含量。
进一步的是：步骤一中，取样的氯化渣的温度为400℃～700℃。
进一步的是：步骤一中，采用取样装置进行取样，并且取样装置内部加装隔热材料。
进一步的是：步骤三中的预处理为颗粒物过滤处理，且颗粒物过滤效率≥99.9％。
进一步的是：步骤三中的酸吸收处理包括依次串联设置的三级酸溶液吸收瓶，溶质为硫酸，溶液为蒸馏水，浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，每级溶液量为25mL～60mL。
进一步的是：步骤三中的碱吸收处理包括依次串联设置的三级碱溶液吸收瓶，溶质为NaOH，溶液为蒸馏水，浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，每级溶液量为25mL～60mL。
进一步的是：步骤三中的干燥处理，采用硅胶作为干燥介质。
进一步的是：步骤四中的检测采用电位滴定和有效氯含量测定方法。
另外，本发明还提供一种用于进行上述本发明所述的一种氯化渣高温水淬含氯废气分析方法的处理系统，包括取样装置、加水装置、水淬装置、颗粒物过滤装置、酸溶液吸收瓶、碱溶液吸收瓶、干燥装置、气体计量装置和风机，取样装置用于将从高温料仓取出的氯化渣转存至水淬装置内，加水装置用于向水淬装置内加水，水淬装置用于进行氯化渣高温水淬反应，反应产的气体依次经过颗粒物过滤装置、酸溶液吸收瓶、碱溶液吸收瓶、干燥装置、气体计量装置和风机后排空。
进一步的是：水淬装置包括盖体部，在盖体部上设置有加水管和排气管，加水管与加水装置相连，排气管与酸溶液吸收瓶相连，所述颗粒物过滤装置设置于盖体部内部且位于排气管处；所述气体计量装置具有对气体体积计量功能、气体温度测量功能和气体压力测量功能。
本发明的有益效果是：本发明所述的分析方法，通过在水淬装置中模拟进行水淬处理，并收集水淬产生的相应废气依次通过预处理、酸吸收处理、碱吸收处理和干燥处理后再进行计量，之后通过对酸吸收处理和碱吸收处理的吸收液分别进行检测，以测量废气中的氯气和氯化氢含量，进而结合废气计量数据等试验参数计算出水淬产生的废气中的相应氯气和氯化氢的浓度，以此实现对氯化渣高温水淬含氯废气的分析处理。另外，本发明还提供一种处理系统，用以进行本发明所述的氯化渣高温水淬含氯废气的分析处理，可实现标准的分析处理过程。
附图说明
图1为本发明所述的一种氯化渣高温水淬含氯废气分析方法的处理系统的示意图；
图2为水淬装置部分的示意图；
图中标记为：水淬装置1、取样装置2、酸溶液吸收瓶3、碱溶液吸收瓶4、加水装置5、颗粒物过滤装置6、干燥装置7、气体计量装置8、风机9、高温料仓10、盖体部11、加水管12、排气管13、取样阀14。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明所述的一种氯化渣高温水淬含氯废气分析方法，所述的氯化渣是经高温碳化和低温氯化工艺产生的尾渣，所述方法包括如下步骤：
步骤一、进行高温氯化渣取样；即直接从氯化渣的高温料仓10中取出氯化渣样品，为了便于取样以及取样的安全性，本发明中在高温料仓10的底部设置有专用的取样通道，并设置有相应的取样阀14，取样时通过配套相应的取样装置2，通过开启取样阀14后即可使得氯化渣物料排入到取样装置2中实现取样。更为具体的，一般情况下所取样的氯化渣的温度为400℃～700℃；并且为了起到对所取物料的保温效果，优选在采用取样装置2进行取样过程中，在取样装置2内部加装隔热材料；同时取样装置2可设置为能够开启和关闭的箱体结构，同时在取样装置2上设置有进样管和出气管。
步骤二、将取样的氯化渣放于水淬装置1内，然后加水进行水淬，水淬至不产生废气为止；其中，水粹装置1为用于进行水淬处理的容器，为便于加入取样的氯化渣物料，水淬装置1的上部设置有盖体部11，通过开启盖体部11后即可打开水淬装置1以装入所取样的氯化渣物料，然后在盖上盖体部11；再通过相应的加水管12向水淬装置1内部加水进行水淬处理，同时产生的废气则通过相应的排气管13被收集并排出。更为具体的，水淬装置1可设置有相应的保温结构，如设置保温套，以起到操作过程中对内部物料的保温效果。另外，加水操作可通过设置相应的加水装置5实现，加水过程中对加水量应当实现可控、可计量的基本要求，并且可在加水时产生微正压作用，避免水逆流而影响加水效果和计量结果。
步骤三、水淬产生的废气依次经预处理、酸吸收处理、碱吸收处理和干燥处理，然后进行气体计量，最后排空。
预处理，为对废气中的颗粒物过滤处理，即通过设置相应的颗粒物过滤装置6对废气进行过滤，并确保颗粒物过滤效率≥99.9％，以此保证对废气中颗粒物的过滤效果，以使得过滤后的废气在进行后续的酸吸收处理以及碱吸收处理的可行性和有效性。
酸吸收处理，为将废气通过相应的酸溶液吸收瓶3，利用酸溶液吸收瓶3内的酸性溶液对废气进行酸吸收处理。更为具体的，参照附图中所示，本发明中的酸吸收处理可包括依次串联设置的三级酸溶液吸收瓶3，瓶中溶质为硫酸，溶液为蒸馏水，浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，每级溶液量为25mL～60mL。
碱吸收处理，为将废气通过相应的碱溶液吸收瓶4，利用碱溶液吸收瓶4内的碱性溶液对废气进行碱吸收处理。更为具体的，参照附图中所示，本发明中的碱吸收处理可包括依次串联设置的三级碱溶液吸收瓶4，瓶中溶质为NaOH，溶液为蒸馏水，浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，每级溶液量为25mL～60mL。
干燥处理，则是将经过酸吸收处理以及碱吸收处理后的废气进行干燥处理，以为后续的气体计量提供干燥的气体。干燥处理具体可通过设置相应的干燥装置7实现，干燥装置7内部可通过设置硅胶等可行的干燥介质，实现对废气的干燥处理。
而气体计量，则为对废气的体积量进行计量，获得相应的废气体积参数，以作为后续计算废气中氯气、氯化氢的浓度含量提供相应的计算参数。更为具体的，本发明中可通过设置相应的气体计量装置8进行气体计量，并且气体计量装置8可在具有对气体体积计量功能外，还可进一步具有气体温度测量功能和气体压力测量功能，即在气体计量装置8中同时设置有气体体积测量单元、气压温度测量单元和气体压力测量单元等多测量单元结构，以实现同时测量气体体积、温度以及压力值，进而为后续换算到标准状态下废气中的氯气、氯化氢的浓度含量提供计算参数。
最后，通过步骤四对酸吸收处理和碱吸收处理的吸收液分别进行检测，以测量相应吸收液中的氯气和氯化氢含量，进而测得废气中的氯气和氯化氢含量，并为后续计算得到废气中氯气和氯化氢的浓度参数提供计算数据。因此，本发明最终可实现对氯化尾渣进行水淬处理所产生的废气中的氯气和氯化氢的浓度实现实验测定；以为废气的排放提供一套标准的、可行的分析检测方法。
更为具体的，本发明还提供一种用于进行上述本发明所述的一种氯化渣高温水淬含氯废气分析方法的处理系统，包括取样装置2、加水装置5、水淬装置1、颗粒物过滤装置6、酸溶液吸收瓶3、碱溶液吸收瓶4、干燥装置7、气体计量装置8和风机9，取样装置2用于将从高温料仓10取出的氯化渣转存至水淬装置1内，加水装置5用于向水淬装置1内加水，水淬装置1用于进行氯化渣高温水淬反应，反应产的气体依次经过颗粒物过滤装置6、酸溶液吸收瓶3、碱溶液吸收瓶4、干燥装置7、气体计量装置8和风机9后排空。其中，风机9是为了提供废气流经相应装置所需的动力装置，在实际操作过程中，风机9可设置其抽气量为0L/min～30L/min；并可根据试验要求进行相应、合理的调节。
当然，如上所述，为了便于放入取样的氯化渣物料，本发明中的水淬装置1设置有盖体部11，同时进一步在盖体部11上设置有加水管12和排气管13，盖体部11为与下部容器主体部分为可密封连接的配合，而加水管12与加水装置5相连以实现向水淬装置1中加水，排气管13与酸溶液吸收瓶3相连，以将水淬装置1内产生的废气排入到后续的酸溶液吸收瓶3内进行酸吸收处理。
另外，对于本发明中的颗粒物过滤装置6，理论上其可为独立的装置，并设置在水淬装置1的排气管13与相应的酸溶液吸收瓶3之间的管路上，实现对经过的废气中的颗粒物进行过滤处理。而参照附图2中所示，本发明中进一步可直接将颗粒物过滤装置6设置于盖体部11内部且位于排气管13处，此时颗粒物过滤装置6实际可以为过滤海绵、过滤布等相应的过滤填充物。
下面以附图1所示的系统对应的一个具体实施例为例加以说明：
(1)取渣样：将取样装置2盖好密封，连接好取样装置2上的进样管和出气管，出气管排气口远离取样点；打开取样阀14，高温氯化渣在重力的作用下从高温料仓10经进样管流入取样装置2内；取样完成后关闭取样阀14。
(2)水淬及废气收集：将水淬装置1的废气排气管13与后续各装置按要求依次连接好，确保不漏气，在三级酸溶液吸收瓶3和碱溶液吸收瓶4内分别装体积为50mL、浓度为0.05mol/L的相应溶液；然后打开风机开关，调节抽气量至合适位置，抽气量固定在0.06L/min；称取水淬装置1在空容器条件下的重量，打开水淬装置1的盖体部11，将取样装置2内的高温氯化渣加入到水淬装置1中，并且控制加入量为5kg；盖上盖体部11以密封水淬装置1，然后连接好水淬装置1的加水管12，通过加水装置5缓慢加水进行水淬，控制反应过程中的抽气量在0.05L/min～0.1L/min之间，水淬至不产生废气为止。
(3)样品的处理及检测：水淬结束后，按从水淬装置1出气管到风机9的先后顺序拆卸或开关相应装置，其中每级吸收瓶的进口端的连接管的清洗液与该级吸收液混合，然后对各级吸收瓶的吸收液分别定容，之后采用电位滴定和有效氯含量测定的方法对每级吸收液进行检测，得到废气中相应的氯气和氯化氢含量。
(4)数据记录：试验过程中记录如下常规参数：使用的氯化渣渣量5kg，水淬前渣温557℃，水淬后渣温90℃，用水量1kg，经气体计量装置8测得的废气处理量0.328m3、气体温度32℃及气体压力-860pa。
(5)分析结果：将上述测量数据与相关记录数据进行计算，得到高温氯化渣水淬产生的废气中含大量水蒸气、少量氯气和氯化氢，吸收液的检测的结果经换算为相应成分在废气中、标准状态下的浓度为氯气0.17g/m3，氯化氢1.53g/m3。