工業(yè)鹽酸一般是將氯氣和氫氣在合成爐中燃燒生成氯化氫氣體,經水吸收而成。合成爐溫度很高,氯氣和鋼鐵爐壁接觸而反應,導致生成的氯化氫氣體中混有三氯化鐵蒸汽;這種氣體在管道輸送中也會引進雜質鐵,鐵的存在使鹽酸發(fā)黃。試劑鹽酸的鐵含量有嚴格的國家標準,故鹽酸除鐵在鹽酸生產中具有重要意義。生產試劑鹽酸一般是以工業(yè)鹽酸為原料在玻璃釜中蒸出氯化氫氣體,或由合成爐生產的氯化氫氣體直接凈化除雜。
采用A-21S離子交換樹脂除鐵,具有除鐵效率高、操作費用低、設備投資小、操作簡便等優(yōu)點,工業(yè)裝置運行良好。該工藝可用于低含鐵純鹽酸和試劑鹽酸的工業(yè)生產,鐵含量可達分析純試劑標準。
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A-21S樹脂離子交換技術除鐵原理
在濃鹽酸中,金屬離子主要以配合陰離子的形式存在,A-21S離子交換樹脂可以有效地除去濃鹽酸中的鐵離子,還可以不同程度地除去其它金屬離子。
含有雜質的濃鹽酸通過特種離子交換樹脂時,交換過程以鐵為例反應如下:
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A-21S離子交換樹脂對鐵離子的吸附達飽和后,可用去離子水(蒸餾水)進行再生處理,由于鹽酸濃度的降低,進行以下再生過程:
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離子交換樹脂經再生處理后,恢復原狀,可反復進行交換、再生過程。
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小試裝置與工藝流程
小試裝置可采用固定床式離子交換生產工藝,工藝流程見圖:
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工藝裝置:
設備材質可選優(yōu)質聚氯乙烯、聚乙烯等耐鹽酸腐蝕材料,管道、閥門可用聚氯乙烯或玻璃材料。
試驗樣品:A-21S樹脂;
離子交換柱測試注意事項:
注意事項
①考慮確定具體樹脂體積,并且選用合適的交換柱;
②運行前應先進行適當?shù)姆聪矗?/p>
③按照試驗要求考慮樹脂的狀態(tài)環(huán)境等;
④樹脂床的高度應該是1000mm 到1200mm;
⑤高位槽應該在交換柱上至少2000mm 以達到預期的流速;
⑥樹脂柱出水直接進入有體積標志的容器中;
⑦工作流速仔細考慮,注意出水的研究;
⑧采樣樣品定期分析繪制圖線,填寫適當?shù)挠涗洷恚?/p>
⑨進水應該不渾濁并且沒有明顯的顆粒物。
再生機理:
A-21S陰離子交換樹脂吸附飽和后,可用去離子水進行洗脫, 將鐵離子洗脫下去,樹脂轉換并恢復原組成形式,獲得再生。
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離子交換樹脂的使用
離子交換法除鐵設備投資小、工藝過程簡單,可以使鹽酸的雜質含量(含鐵)由ppm數(shù)量級躍升到ppb數(shù)量級。
樹脂處理
本工藝選用進口樹脂品牌Tulsimer® A-21S 特種離子交換樹脂。樹脂出廠時一般為氯型,使用前須去離子水浸泡和沖洗,并除去機械雜質及懸浮物。
裝柱
將處理過的樹脂和水一齊充入交換柱中(柱下閥門應關閉),填充至規(guī)定高度止,填充時應注意避免氣泡夾帶進去。裝柱過程中調整廢液排出閥,使液面高于樹脂層5cm為宜。
交換除鐵
將待處理的鹽酸泵入樹脂柱中,打開進酸閥及出酸閥門,并關閉其它閥門,調整出酸閥開啟量,控制流速在每小時5-10BV(BV為樹脂床體積倍數(shù))。開始出酸時,酸的濃度較低,而后逐漸升高,用比重計不斷測量酸的濃度,達規(guī)定要求時,即為成品酸開始包裝。未達濃度要求的稀酸應單獨存放,以返回作氯化氫吸收液。交換過程中,應定時取樣分析鹽酸中鐵的含量,鐵含量超出標準時,應停止交換而進行樹脂再生操作。
再生
用去離子水采用逆流方式對樹脂進行沖洗,流速控制在每小時4BV。排出液為含大量三氯化鐵的廢液,需另行處理。沖洗時,需不斷檢驗流出液中鐵的含量,至無鐵時沖洗結束。此時樹脂再生操作完畢,可重新進行交換過程。
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設備圖片
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注意事項
(1)處理酸濃度≥31%,最低不低于28%;
(2)該過程是低溫物理吸附,鹽酸溫度在20℃~30℃之間;
(3)運行時間與原料含鐵有關。通過計算與實踐確定適宜的運行周期,以確保處理鹽酸含鐵合格;
(4)樹脂投入使用后要注意設備運行的連續(xù)性,如果長時間停機要做清洗再生。
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科海思(北京)科技有限公司成立于2010年,致力于環(huán)保技術革新,圍繞企業(yè)在廢水處理、資源回收、凈水處理、危廢處理、工藝缺陷等環(huán)境治理過程中成本高、難度大、穩(wěn)定性差的現(xiàn)狀,為企業(yè)提供更高效、可持續(xù)、高回報的解決方案。作為行業(yè)前沿技術推行者,2011年與美國Thermax集團、德國Watch集團合作成為其中國區(qū)總代理,將“特種離子交換樹脂”首次引進國內,基于國情進行工藝創(chuàng)新,添補行業(yè)空缺,完成技術升級。在推廣實踐中,倡導 “環(huán)保治理價值化”新理念,運用國際先進技術在治理的同時進行廢物資源再生,將企業(yè)環(huán)保建設從單純投入轉為開源投資。