三氯化鋁尾氯處理工藝改進設計

宋春元

（鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 鹽城 224005）

三氯化鋁，白色顆?；蚍勰?，有強鹽酸氣味，工業(yè)品呈淡黃色。易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳，微溶于苯。熔化的三氯化鋁不易導電，和大多數(shù)含鹵素離子的鹽類（如氯化鈉）不同，而三氯化鋁的水溶液完全解離，是良好的導電體。三氯化鋁容易潮解，由于水合會放熱，遇水可能會爆炸。它會部分水解，釋放氯化氫或氫氯酸；溶液呈酸性，這是由于鋁離子部分水解造成的，三氯化鋁是很常用的路易斯酸。在化學工業(yè)中，它常是傅－克反應的催化劑，亦用于烴的聚合和異構(gòu)化反應中。

三氯化鋁多用作有機合成的催化劑，廣泛用于石油裂解，合成染料，合成橡膠，合成樹脂，合成洗滌劑、醫(yī)藥、香料、農(nóng)藥等領(lǐng)域，市場容量很大。

1 常規(guī)三氯化鋁生產(chǎn)工藝流程（圖1）

液氯自槽車進入儲罐，經(jīng)液氯汽化器汽化，再經(jīng)緩沖罐穩(wěn)壓后，將鋁錠放入反應爐內(nèi)熔化，至規(guī)定液位；緩慢開啟氯氣緩沖罐出口閥門，使氯氣流量穩(wěn)定在工藝指標范圍內(nèi)，氯氣經(jīng)過管路進入反應爐，與液態(tài)的鋁反應，溫度大約在800～900℃。反應生成物三氯化鋁經(jīng)升華管道進入捕集器，在捕集器中冷凝，經(jīng)刮切收集固體三氯化鋁，包裝得成品三氯化鋁；尾氣則經(jīng)氫氧化鈉溶液吸收生成次氯酸鈉溶液。

圖1 三氯化鋁生產(chǎn)工藝流程框圖

2 原工藝尾氣的吸收方法［1］

三氯化鋁生產(chǎn)中尾氣為氯氣，為了保護環(huán)境，通常采用堿液吸收，主要反應方程式為：

NaClO為強氧化劑，不穩(wěn)定，見光分解，主要作為漂白劑、氧化劑及水凈化劑用于造紙、紡織、輕工業(yè)等，具有漂白、殺菌、消毒的作用。

由于NaClO市場前景及其穩(wěn)定性方面的原因，此方法處理尾氯會對環(huán)境造成新的污染，故需對現(xiàn)有工藝進行改造。

3 改進工藝尾氣的吸收方法——鐵粉吸收法［2］

用工業(yè)鹽酸與鐵粉反應，配制10%二氯化鐵溶液，二氯化鐵溶液作為循環(huán)吸收液，在二級填料吸收塔內(nèi)循環(huán)噴淋，和氯氣反應，生成比較穩(wěn)定的三氯化鐵，三氯化鐵再與鐵粉在再生塔內(nèi)反應轉(zhuǎn)化為二氯化鐵（鐵作為再生劑，反應后的溶液再跟鐵發(fā)生還原反應，恢復其吸收功能，獲得再生），循環(huán)利用。當貯槽里的二氯化鐵濃度達到40%～45%時，把部分二氯化鐵送入聚合反應器，生成聚合氯化鐵（PFC）；剩下的高濃度二氯化鐵加水重新配制成10%的溶液，用于循環(huán)吸收。其工藝流程如圖2所示，化學反應式如下：

圖2 三氯化鋁生產(chǎn)尾氯處理工藝（鐵粉吸收法）流程框圖

4 結(jié) 語

鐵粉吸收法處理尾氯的工藝，運行實踐表明，該法不僅吸收了廢氯氣，保護了環(huán)境，同時，生成的聚合氯化鐵（PFC）是一種新型無機高分子絮凝劑，可廣泛應用于給水、排水領(lǐng)域，市場廣闊。該法具有工藝簡單、操作方便等特點，既做到了廢物利用，又形成了一種具有廣闊市場潛力和明顯競爭優(yōu)勢的產(chǎn)品，在大力要求節(jié)能減排和提倡循環(huán)經(jīng)濟，促進經(jīng)濟又好又快發(fā)展的今天，具有深遠的現(xiàn)實意義。

［1］朱裕貞，蘇小云，路紫華編.工科無機化學 ［M］.上海：華東理工大學出版社，1988.

［2］張金萍，李德生，陳永志.廢氯氣吸收回用的新方法 ［J］.環(huán)境保護，2004，32 （12）：22～24.