常温微量氯气脱氯剂的研制及侧线试验

    氯气是一种黄绿色的、有刺激性气味的有毒气体，属高度危害物质，二级毒物，吸入高浓度氯可刺激迷走神经，引起反射性心跳骤停或喉头痉挛导致猝死，一般场所含量不得超过1mg／m³。

    大气中氯气的主要来源是制氯厂、制碱厂以及利用氯制造农药、漂白剂、消毒剂、塑料、合成纤维等工业排出的废气，这类废气中含有较大量的氯气，许多未经治理就排放到大气，对周围环境造成了严重影响。   

    在工业生产中，特别是氯碱厂，副产有大量的氢气，该氢气含量很高，具有极高的利用价值，将能给企业带能可观的收益。但由于该氢气中含有微量的氯气，而氯气是下游催化剂的致命毒物，目前国内外脱氯剂对氯气无法脱除，市场上还没有开发出常温微量氯气脱氯剂。因此，常温微量氯气脱除技术成为该过程能否实施的关键。

    为解决这一问题，湖北省化学研究院研制成功了一种常温微量氯气脱氯剂，该剂可将原料气中的氯气脱除至≤0.1×10^—6，工作氯容≥10％，较好地解决了这一难题，可以工业推广应用。

1  实验部分

1.1  样品制备

    目前，脱氯剂主要的制备方法有浸渍法、机械混合法、共沉淀法。我们采用浸渍法制备常温微量氯气脱氯剂，经干燥、焙烧制得实验所需的脱氯剂样品。

1.2  实验方法

    将原粒度脱氯剂样品均匀装入反应管中，通入配有氯气的原料气，调节流量和温度至规定值，稳定1h后开始测定进、出口氯气含量，每小时分析一次，当出口氯气含量超过0.1×10^—6，则认为脱氯剂被氯气穿透，停止试验，然后分析穿透氯容。

2  结果与讨论

2.1  进口氯气含量对氯容量的影响

    以氮气为载气，在空速为2000h^—1，高径比为3∶1，反应温度为常温的实验条件下，改变进口氯气含量，按实验方法待样品穿透后，分析其氯容量，结果见图1：

 

    由图1结果可知，随着进口氯气含量的增加，氯容量逐渐下降。结合本实验条件，控制进口氯气含量为400×10^—6左右。

2.3  空速对氯容量的影响       

    以氮气为载气，高径比为3∶1，在反应温度为常温，进口氯气含量为400×10^—6左右，空速为500～3000h^—1的实验条件下进行测试，按实验方法待样品穿透后，分析其氯容量，结果见图2：

 

    由图2结果可见，随着空速的增加，氯容量直线下降，其主要原因是由于流速增加，两相接触时间缩短，导致传质区加大，床层利用率大幅下降造成的结果。

2.4  高径比对氯容量的影响

    根据实验装置和实验室的条件，我们选择了两种高径比1.7∶1和3.0∶1进行实验，以氮气为载气，在空速为2000h—1，氯气体积分数为400×10^—6左右，反应温度为常温的实验条件下对两种高径比进行测试，按实验检测方法待样品穿透后，分析其氯容量，结果见表1：

 

    由表2结果可见，高径比为1.7∶1和3.0∶1脱氯剂的氯容量相差不大，说明在这两种高径比之间对脱氯剂氯容的影响不大。

2.5  侧线试验

    国内某甲醇厂附近有一氯碱厂，由于空气中含有微量氯气，从脱碳再生系统进入脱碳气后危害甲醇催化剂，我们在其氯碱厂现场，以该厂区空气(含有微量氯气)为原料气，进行脱除氯气试验。实验条件为：脱氯剂装填量17m1，H／D＝1∶1，空速2000h—1，结果如下表：

 

    侧线试验结果表明，脱氯剂对氯气的脱除效果显著，脱除率达到95％以上。

3  结论

    采用浸渍法制备了的氯气脱氯剂在反应温度为常温，空速≤2000h—1、进口氯气体积分数≤600×10^—6、出口氯气体积分数≤0.1×10^—6的条件下，该脱氯剂的氯容量可达到10％以上，侧线试验的氯气脱除率达到95％以上，可以工业推广应用。