本实用新型属于甲苯二异氰酸酯生产技术领域，具体涉及一种含光气的四氯化碳废液处理装置。
背景技术：
甲苯二异氰酸酯(tdi)是应用最广泛的聚氨酯原料，通常由光气和甲苯二胺光化反应生产，在生产过程中需要设置光气回收处置系统负责将tdi生产中光气合成单元以及含光气的尾气进行回收处理，在光气合成单元中通常会脱离出少量含有光气的四氯化碳，含有光气的四氯化碳是必须要在化工生产厂区内由企业自行处理后才可运输和排放。
四氯化碳是光气等化工生产中常用的有机溶剂与原料，具有一定的水溶性和挥发性，同时又有较强的脂溶性，能够在人体内富集进而严重危害人体健康，属于能够致癌的有机氯污染物。四氯化碳工业废水在环境中很难分解，对生态环境能够造成持久危害，并且是臭氧层消耗物之一，长期存在大气中，对臭氧有危害。四氯化碳是美国epa规定的优先环境污染物之一，在我国也有严格的环境质量标准和排放标准。因此，在化工生产中若产生四氯化碳废液是必须经过废水处理系统进行处理后才能外排，化工生产企业可以设置污水处理系统自行处理，也可以收集后转移至有处理能力的机构进行处理。目前为止，四氯化碳废水的治理方法可以归结为物理法、化学法与生物法。较为成熟的处理工艺有气提法、活性炭吸附法、化学氧化法和化学还原法。
由于甲苯二异氰酸酯采用光气法生产，在生产流程中光气合成环节需要使用四氯化碳作为有机溶剂，因此，在光气合成单元就会产生少量的含有光气的四氯化碳废液，由于光气在四氯化碳中的溶解度较大，不易从四氯化碳中脱除另外进行回收处理，光气为《禁止化学武器公约》中，明确禁止运输的化学品，因此，对于含有光气的四氯化碳废液是无法转移至生产装置外的其他有处理能力的机构进行回收处理，生产过程中产生的含有光气的四氯化碳废液量很少(以年产10万吨tdi装置为例，产生的四氯化碳约为15吨左右)，也不具备回收利用的价值。现有的四氯化碳的处理方法无法同时处理光气，其中，气提法不适用于少量四氯化碳废液的处理，化学氧化还原法处理成本较高且易生成二次污染物，生物法虽能处理低浓度的四氯化碳废液，但技术含量高，容易由于操作不当导致运行系统的瘫痪，所以现有的四氯化碳处理方法均不适用于生产甲苯二异氰酸酯的化工企业中含有光气的四氯化碳废液的处理。
综上所述，利用光气法生产甲苯二异氰酸酯的化工行业亟需一种创新的处理装置，使之能够自行处理生产过程中产生的少量含有光气的四氯化碳废液。
技术实现要素：
为克服现有技术中的缺点，本发实用新型提供了一种含光气的四氯化碳废液的处理装置，主要针对处理甲苯二异氰酸酯生产过程中产生的少量含有光气的四氯化碳废液，通过雾化的高温水蒸气水解，同时满足光气和四氯化碳废液的就地处理，反应装置结构简单，经济环保。
本发明的技术方案如下：
一种含光气的四氯化碳废液处理装置，包括依次连接的气化釜、反应器和碱洗塔；所述气化釜与反应器连通，从光气合成单元中脱离出来的含有光气的四氯化碳废液在气化釜内加热加压后通入反应器；一过热蒸气与反应器的连通，过热蒸气经由过热蒸气管通入反应器内与空气进行置换；所述反应器与碱洗塔连通，四氯化碳与过热蒸气反应产生的二氧化碳和氯化氢气体，光气在过热蒸气中发生水解产生二氧化碳和氯化氢气体通入碱洗塔进行喷淋碱洗；所述碱洗塔顶部连接废气风机，底部连接循环泵；所述反应器内的低压通过废气风机调控，废碱液经由循环泵实现碱液循环利用。
进一步的，所述反应器包括反应室、若干加热套件、分别用于含光气的四氯化碳的ⅰ号进料喷嘴和过热蒸气的ⅱ号进料喷嘴、出料口以及自动泄压装置；所述加热套件垂直于反应室轴向侧壁固定且相邻的加热套件之间的间隙形成“s”型的气体通路；所述自动泄压装置安装在反应室顶部，用于辅助废气风机对反应室内的压力进行调控。
进一步的，所述ⅰ号进料喷嘴和ⅱ号进料喷嘴共同连接一预混装置，使得进入反应室内的含有光气的四氯化碳气体和过热蒸气充分混合；所述预混装置包括连接在ⅰ号进料喷嘴上的文丘里管以及连接在ⅱ号进料喷嘴上的弯管；所述弯管背向ⅱ号进料喷嘴的端头插入固定在文丘里管的中部缩口处；所述文丘里管背向ⅰ号进料喷嘴的端头固定可实现二次雾化的喷头。
进一步的，所述加热套件包括折流板以及内嵌在折流板中的加热丝。
进一步的，所述自动泄压装置包括与反应室连通的通气管、固定在通气管中部的压力表以及固定在通气管端头的自动泄压阀。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型的装置主要针对在甲苯二异氰酸酯生产过程中产生的少量含有光气的四氯化碳废液，引进过热蒸气和碱洗过程，在反应器中利用在高温条件，四氯化碳气体能够与过热蒸气反应，也利用光气在过热蒸气中水解的特性，同时吸收处理光气和四氯化碳废液，解决现实生产过程中含光气的四氯化碳废液不能外运处理的问题，相较于现有的处理四氯化碳废液的气提法、化学氧化法和生物法来说，本装置结构简单，经济环保，易操作、易维护。
2、本实用新型的装置中主要利用过热蒸气和碱液作为反应介质，没有引进其他化学试剂对光气和四氯化碳进行吸收处理，避免了消除含光气的四氯化碳废液过程中可能造成的二次污染。
附图说明
图1为本实用新型的工艺流程图；
图2为本实用新型中反应器内部结构示意图；
图3为本实用新型中反应器的剖切结构示意图；
图4为本实用新型中反应器加热套组的结构示意图。
附图中的标记表示为：
1、气化釜；2、反应器；21、反应室；22、加热套件；221、折流板；222、加热丝；23、ⅰ号进料喷嘴；231、文丘里管；232、喷头；24、ⅱ号进料喷嘴；241、弯管；25、出料口；26、自动泄压装置；261、通气管；262、压力表；263、自动泄压阀；3、碱洗塔；4、废气风机；5、循环泵；6、过热蒸气管。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本实用新型进行详细的说明。
一种含光气的四氯化碳废液的处理方法，包括依次连接的气化釜1、反应器2和碱洗塔3；利用四氯化碳气体在高温下易与水蒸气反应生成二氧化碳和氯化氢气体的特性进行含光气四氯化碳废液的处理；所述气化釜1与反应器2连通，从光气合成单元中脱离出来的含有光气的四氯化碳废液在气化釜1内加热加压后通入反应器2；气化釜1内加热加压后控制含有光气的四氯化碳废液温度在180℃～200℃，压力在2.1mpa～2.5mpa；一过热蒸气管6与反应器2连通，过热蒸气经由过热蒸气管6通入反应器2内与空气进行置换，与反应器2中的空气置换15min～20min，进而驱逐反应器2内的空气，过热蒸气在通入反应器2前进行加热加压，将过热蒸气的温度控制在240℃～260℃，压力控制在2.1mpa～2.5mpa；所述反应器2与碱洗塔3连通，四氯化碳与过热蒸气反应产生的二氧化碳和氯化氢气体，光气在过热蒸气中发生水解产生二氧化碳和氯化氢气体通入碱洗塔3进行喷淋碱洗，吸收中和二氧化碳、氯化氢液体和少量未水解的光气，碱洗塔3中采用的碱液为质量浓度为10％的氢氧化钠溶液；所述碱洗塔3顶部连接废气风机4，底部连接循环泵5；所述反应器2内的低压通过废气风机4调控，废碱液经由循环泵5实现碱液循环利用。
进一步的，所述反应器2包括反应室21、若干加热套件22、分别用于含光气的四氯化碳的ⅰ号进料喷嘴23和过热蒸气的ⅱ号进料喷嘴24、出料口25以及自动泄压装置26；所述反应室21内壁采用熔点大于800℃的耐火材料，可在高温环境下维持稳定；所述加热套件22垂直于反应室21轴向侧壁固定且相邻的加热套件22之间的间隙形成“s”型的气体通路；所述加热套件22包括折流板221以及内嵌在折流板221中的加热丝222；所述自动泄压装置26安装在反应室21顶部，用于辅助废气风机4对反应室21内的压力进行调控；所述自动泄压装置26包括与反应室21连通的通气管261、固定在通气管261中部的压力表262以及固定在通气管261端头的自动泄压阀263；压力表262实时监测反应室21内的压力，首先可以对自动泄压阀263设置泄压值，当反应室21内的压力小于设定值时自动泄压阀263关闭，由废气风机4单独运行，通过调整废气风机4的排量维持反应室21内的低压；当反应室21内的压力达到一个阈值，废气风机4运转已达到额定功率，仍旧无法维持反应室21内的低压，也就是压力表262监测到的压力超过了设定值，启动自动泄压阀263实现自动泄压，辅助废气风机4工作。
其中，自动泄压阀263为可调式安全阀，开启和关闭是依靠进口端的压力变化和弹簧预紧力来使阀芯自动开启及关闭，当反应室21压力超过设计工艺需要的定量值时，安全阀自动开启，反应室21内气体排出，当排放量大于设备的安全泄放量时，反应室21内压力下降，压力恢复至正常工作压力，安全阀自动关闭避免反应室21气体排出，确保反应室21保持低压继续工作；废气风机4和自动泄压装置26均用于维持反应室21内的低压，因为反应器2内发生的四氯化碳气体和过热蒸气反应，光气在过热蒸气中发生水解反应都属于是吸热反应，体积增大反应，将反应器2内的压力维持在较低的水平，有利于四氯化碳气体和过热蒸气正向反应以及光气水解的正向反应。
进一步的，所述ⅰ号进料喷嘴23和ⅱ号进料喷嘴24共同连接一预混装置，使得进入反应室21内的含有光气的四氯化碳气体和过热蒸气充分混合；所述预混装置包括连接在ⅰ号进料喷嘴23上的文丘里管231以及连接在ⅱ号进料喷嘴24上的弯管241；所述弯管241背向ⅱ号进料喷嘴24的端头插入固定在文丘里管231的中部缩口处；所述文丘里管231背向ⅰ号进料喷嘴23的端头固定可实现二次雾化的喷头232；含有光气的四氯化碳气体从ⅰ号进料喷嘴23进入经过文丘里管231与从ⅱ号进料喷嘴24进入的过热蒸气相遇，由于文丘里管231中间突然缩口，导致含光气的四氯化碳气体通过缩口的流速迅速增大，与过热蒸气发生撞击充分混合，然后在通过可二次雾化的喷头232喷出，促进光气、四氯化碳气体与过热蒸气充分反应。
本实用新型工作原理：在反应器2内发生下列反应化学：
cocl2 4naoh→2nacl 2h2o na2co3
从光气产生单元中脱离出来的少量含有光气的四氯化碳被分解成二氧化碳、四氯化氢气体后被碱洗塔3中的氢氧化钠溶液中和，部分光气进入碱洗塔3与氢氧化钠液体反应生成无毒无害可排放的氯化钠和碳酸氢钠。
四氯化碳气体和过热蒸气反应，光气在过热蒸气中发生水解反应都属于是吸热反应，体积增大反应，通过废气风机4和自动泄压装置26将反应器2内的压力维持在较低的水平，有利于四氯化碳气体和过热蒸气正向反应以及光气水解的正向反应。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在实用新型的专利保护范围内。
1.一种含光气的四氯化碳废液处理装置，包括依次连接的气化釜(1)、反应器(2)和碱洗塔(3)，其特征在于：所述气化釜(1)与反应器(2)连通，从光气合成单元中脱离出来的含有光气的四氯化碳废液在气化釜(1)内加热加压后通入反应器(2)；一过热蒸气管(6)与反应器(2)的连通，过热蒸气经由过热蒸气管(6)通入反应器(2)内与空气进行置换；所述反应器(2)与碱洗塔(3)连通，四氯化碳与过热蒸气反应产生的二氧化碳和氯化氢气体，光气在过热蒸气中发生水解产生二氧化碳和氯化氢气体通入碱洗塔(3)进行喷淋碱洗；所述碱洗塔(3)顶部连接废气风机(4)，底部连接循环泵(5)；所述反应器(2)内的低压通过废气风机(4)调控，废碱液经由循环泵(5)实现碱液循环利用。
2.如权利要求1所述的一种含光气的四氯化碳废液处理装置，其特征在于：所述反应器(2)包括反应室(21)、若干加热套件(22)、分别用于含光气的四氯化碳的ⅰ号进料喷嘴(23)和过热蒸气的ⅱ号进料喷嘴(24)、出料口(25)以及自动泄压装置(26)；所述加热套件(22)垂直于反应室(21)轴向侧壁固定且相邻的加热套件(22)之间的间隙形成“s”型的气体通路；所述自动泄压装置(26)安装在反应室(21)顶部，用于辅助废气风机(4)对反应室(21)内的压力进行调控。
3.如权利要求2所述的一种含光气的四氯化碳废液处理装置，其特征在于：所述ⅰ号进料喷嘴(23)和ⅱ号进料喷嘴(24)共同连接一预混装置，使得进入反应室(21)内的含有光气的四氯化碳气体和过热蒸气充分混合；所述预混装置包括连接在ⅰ号进料喷嘴(23)上的文丘里管(231)以及连接在ⅱ号进料喷嘴(24)上的弯管(241)；所述弯管(241)背向ⅱ号进料喷嘴(24)的端头插入固定在文丘里管(231)的中部缩口处；所述文丘里管(231)背向ⅰ号进料喷嘴(23)的端头固定可实现二次雾化的喷头(232)。
4.如权利要求3所述的一种含光气的四氯化碳废液处理装置，其特征在于：所述加热套件(22)包括折流板(221)以及内嵌在折流板(221)中的加热丝(222)。
5.如权利要求4所述的一种含光气的四氯化碳废液处理装置，其特征在于：所述自动泄压装置(26)包括与反应室(21)连通的通气管(261)、固定在通气管(261)中部的压力表(262)以及固定在通气管(261)端头的自动泄压阀(263)。
技术总结