高纯盐酸及氯化氢的安全环保治理措施 李扬

高纯盐酸及氯化氢的安全环保治理措施李扬
摘要：高纯盐酸及氯化氢属于危险品，一旦出现事故必然会造成严重的后果，
本文就高纯盐酸及氯化氢的安全环保治理措施进行阐述分析。

关键词：高纯盐酸；氯化氢；安全环保治理
1.氯化氢气体危害及回收利用方法
1.1含氯化氢废气的危害
化工行业、冶炼及电镀行业生产过程中排出的含氯化氢废气若不进行处理直
接排入环境，经扩散，在对流层被降水清除，据报道美国东北部降水中氯化氢所
占的比例为5%，形成了较重的酸雨，严重破坏了建筑、森林和湖泊，影响了农
作物的生长，损害了人民的身心健康。

目前国家相关法规已将HC1列入有毒有害
气体类别，并出台了部分控制标准，如工业中对HC1的排放也有具体明确的规定，HC1气体对人体健康危害如下：HC1气体对呼吸道粘膜和眼睛有非常强烈的刺激
作用。

而慢性中毒患者的最明显症状是牙齿表面变得特别粗糙、特别是前门牙产
生斑点。

因此，回收治理工业废气中产生的氯化氢气体是十分必要的，它对人体
产生的伤害应该引起足够的重视。

1.2氯化氢气体回收的机理
根据不同的操作方法，氯化氢常用回收方法与装置包括了液体分散型和气体
分散型两种。

由于气体侧阻力很大，用水或碱液吸收氯化氢时，要用液体分散性
装置比较有利。

工业上常用的分散型氯化氢吸收装置的衬里材料通常是橡胶、聚
氯乙烯、搪瓷等，主要有：填料塔、喷液涤气塔等，具体用何种材料应视具体的
工艺情况来确定。

本文利用负压抽吸引流物理吸收和化学吸收共同作用原理，针
对酸法氧化铝生产装置的氯化氢废气的回收，采用吸收剂分段循环和降温相结合
的回收工艺，研究和设计了废气的吸收装置。

1.2.1氯化氢的特性
氯化氢在常温常压下具有刺激性臭味，是无色带有毒性的气体。

它极易溶于水，在0℃时，1体积的水大约能溶解500体积的氯化氢。

它的水溶液为盐酸，
呈酸性。

工业用盐酸因为含有少量三氯化铁，常呈微黄色。

氯化氢气体密度为（25℃，101.325kPa）：1.500kg/m3，是空气的 1.268倍；液体密度为（-85.1℃，101.325kPa）：1191kg/m3；熔点：-114.2℃；沸点（101.325kPa）：-85.0℃；生
成热-92.34KJ/mol，表明氯化氢气体在空气中不燃烧，热量稳定，约1500℃才分解。

氯化氢不与水反应但极易溶于水中，空气中经常以盐酸烟雾的形式存在。

根
据氯化氢气体极易溶于水的特性，用水及稀盐酸分段吸收处理含有氯化氢气体的
工业废气，制成30%的盐酸，所得到的盐酸可用于工业生产，该处理方法将废气
中的氯化氢气体分离并综合利用，既有较高的环境效益，又有较高的经济效益和
社会效益，是一种可广泛采用的好方法。

1.2.2氯化氢极易溶解于水的内在机理
氯化氢溶解于水的过程中，存在下列反应，其表达形式
为:HCL+H2OHCL•H2O+Q从以上反应式可以看出:一个水分子就可以吸收一个氯化
氢分子，其反应的过程，是物理化学过程，且放出热量Q。

当压力一定时，降低
温度有利于氯化氢气体的回收。

HCL•H2O原子团的结构，当HCL分子进入水分子
以后，由于氧原子有较强的负电荷引力，所以HCL分子中的氢原子与氧原子形成
引力，这个正是氯化氢气体极易溶解于水的内在机理。

2.氯化氢及高纯盐酸生产工艺流程
来自氯氢工序合格的氯气、尾氯与合格的氢气按1.00∶1.05~1.00∶1.10的比
例进入石墨合成炉在灯头燃烧，生成的氯化氢气体从石墨合成炉顶部导出，经石
墨冷却器冷却至40℃以下，再进入氯化氢分配台，供PVC生产用或去吸收系统制成高纯盐酸。

去吸收系统的氯化氢气体经I级膜式吸收器、Ⅱ级膜式吸收器、尾
气吸收塔自下而上被水吸收生成高纯盐酸，尾气由水力喷射器抽入水封槽后放空，也可以由尾气吸收塔排空口直接排空。

纯水由填料塔顶部加入，经填料塔、Ⅱ级
膜式吸收器，到I级膜式吸收器自上而下在各级吸收器中逐步吸收氯化氢。

在I
级膜式吸收器底部形成合格的商品盐酸或自备酸，进入盐酸中间罐，再由盐酸泵
打入成品酸罐待售或自备酸罐供制碱工序使用。

3.氯化氢回收技术的应用实例
3.1氯化石蜡生产尾气中氯化氢的回收利用
3.1.1传统工艺
氯化石蜡是氯碱企业典型的耗氯产品，生产1t氯化石蜡约副产520kg氯化氢
尾气，尾气中夹带有少量未反应的氯气和石蜡蒸气。

目前国内氯化石蜡生产装置
典型的尾气处理工艺是:尾气收集后连续进入一级降膜吸收塔，用工业水吸收尾气
中的氯化氢气体，制成31%（质量分数，下同）左右的副产盐酸；出降膜吸收塔
的尾气进入新石蜡油的反应釜，继续反应尾气中的剩余氯气，该釜产生的氯化氢
气体再送入二级降膜吸收塔被水吸收制成盐酸；其余惰性气体送入碱液吸收塔，
经碱液洗涤后达标排放。

该流程满足了氯化石蜡尾气处理的基本要求，虽然能环
保达标，但存在副产盐酸质量差、氯化氢资源没有充分利用的缺陷。

由于尾气中
夹带少量的未反应的氯气和石蜡蒸气，用水吸收副产的盐酸中游离氯含量高，且
含有蜡油，由于质量不佳往往销售非常困难，大量的氯化氢资源没有得到充分利用。

3.1.2现代工艺
来自氯化反应釜，温度90℃以下的石蜡蒸气、氯气和氯化氢混合气，经过氯
气吸收塔（该塔用新石蜡油循环洗涤尾气），吸收尾气中夹带的未反应氯气；出
氯气吸收塔的尾气进入蜡油除雾器，用高效纤维床除雾器把尾气中1μm以上级的蜡油雾100%除去，＜1μm去除效果达99%；出除雾器的氯化氢尾气进入两级降
膜吸收塔，用工业水和恒沸酸吸收尾气中的氯化氢制成31%的盐酸；出二级降膜
吸收塔的尾气进入碱洗塔洗涤尾气后达标排放；31%副产盐酸先送入盐酸贮槽，
再送至盐酸解吸塔，与塔釜中的恒沸酸蒸气进行热量传递，在塔顶经二级氯化氢
气体冷凝后得到纯度99.5%的湿氯化氢气体，塔釜得到21%的恒沸酸经冷却器冷
却后送回二级降膜吸收塔循环吸收尾气中的氯化氢；出解吸塔顶氯化氢气体冷却
器的湿氯化氢气体进入组合氯化氢硫酸干燥塔，将其含水量下降到2×10－5以下，同时反应氯化氢气体中夹带的微量烷烃，进硫酸雾分离器除去硫酸雾后得到
99.95%的无水氯化氢。

该无水氯化氢可以用作环氧氯丙烷或氯磺酸等产品的原料气，从而做到氯化氢资源的再利用。

3.2气相法二氧化硅尾气中氯化氢的回收利用
3.2.1现状
气相法二氧化硅生产排放的尾气是含有大量的氯化氢（约15%）、氯气和少
量气相二氧化硅的混合气。

氯化氢和氯气均是高度危害的化学介质，也是重要的
化工原料，目前国内装置的尾气处理工艺普遍是水洗制酸，碱洗除氯气后达标排放，这样就产生了大量的副产盐酸。

氯化氢是多晶硅生产中的主要原料，生产1t
多晶硅须消耗10～15t氯化氢。

如只简单将副产盐酸外售（含硅溶胶的盐酸市场
价格极低），造成HCl资源的巨大浪费，并且会给环境造成二次污染。

3.2.2新工艺
针对国内气相法二氧化硅企业尾气中硅微粉含量高和氯气含量高的特点，杭州中昊科技有限公司利用专有技术研发了尾气处理成套装置。

该装置由3个子系统组成:尾气除尘洗涤制酸系统、盐酸解吸系统和氯化氢干燥系统。

尾气除尘洗涤制酸系统采用了专有技术设计的酸洗涤塔，应用专利技术设计的氯化氢组合吸收塔和采用OＲP控制反应终点的碱洗塔。

4.结束语
综上所述，在当前高纯盐酸及氯化氢生产过程中出现的问题要采取相关的措施，保证生产的安全。

参考文献
[1]童新洋，宋水泉，干成军.浅谈氯干燥工艺流程和氯干燥塔设备的优化设计[J].氯碱工业，2016(12):17－22.。