CN107970756A - 一种氯硅烷废气处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氯硅烷废气处理方法，属于氯硅烷废气处理技术领域，包括向一级淋洗塔及淋洗水池内通入氮气排出空气；向净水池中放入清水；调制好药剂，备用；向淋洗水池中放入石灰乳碱液；依次开启气动阀、淋洗塔喷淋泵及石灰乳加药泵后，再开启进废气阀，使废气淋洗后，经水封罐排至火炬焚烧系统；淋洗废水排至中和池，再经提升泵提升至废水净化器，净化器出水自流至净水池，循环利用；净化器底部污泥定时排至污泥池，污泥经浓缩干化处理。本发明能够有效吸收工业生产过程中产生的氯硅烷废气中的有害气体，防止废气污染大气。

Description

一种氯硅烷废气处理方法
技术领域
本发明涉及一种废气处理方法，特别是涉及一种氯硅烷废气处理方法，属于氯硅烷废气处理技术领域。
背景技术
氯硅烷是一种化学品，能与含活泼氢的化合物进行激烈反应，如与水、醇、酚、硅醇、有机酸等，放出氯化氢，与有机金属化合物反应，氯原子被相应的有机基取代，生成有机氯硅烷或有机硅烷，用作硅外延片生产过程中的硅源及制备有机氯硅烷的原料，然而，吸入、食入对眼和呼吸道粘膜有强烈刺激作用，高浓度下，会引起角膜混浊、呼吸道炎症，甚至肺水肿，并可伴有头昏、头痛、乏力、恶心、呕吐、心慌等症状，溅在皮肤上，可引起坏死、溃疡，长期不愈，目前，随着工业生产技术的不断进步，人们对环境保护的重视程度越来越高，在工业生产中，会产生较多的氯硅烷废气，因此，如何有效处理氯硅烷废气是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种氯硅烷废气处理方法，用于处理工业生产过程中产生的氯硅烷废气，防止氯硅烷废气污染大气。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种氯硅烷废气处理方法，包括如下步骤：
步骤1：向一级淋洗塔及淋洗水池内通入氮气，将一级淋洗塔及淋洗水池内的空气排出；
步骤2：向净水池中放入清水，准备喷淋废气用水；
步骤3：分别调制好包含石灰乳、絮凝剂和助凝剂的药剂，备用；
步骤4：利用熟石灰加药系统向淋洗水池中放入石灰乳碱液，准备循环喷淋用水；
步骤5：依次开启气动阀、淋洗塔喷淋泵及石灰乳加药泵后，再开启进废气阀，使废气依次经过文丘里喷射器、一级淋洗塔、二级淋洗塔淋洗后，经水封罐排至火炬焚烧系统；
步骤6：开启淋洗水池出水阀，淋洗废水排至中和池，中和池废水加石灰乳中和后，再经提升泵提升，与预先备好的絮凝剂和助凝剂混合，至废水净化器，净化器出水自流至净水池，循环利用；
步骤7：净化器底部污泥定时排至污泥池，污泥池的污泥经浓缩后，再由污泥泵提升至板框压滤机干化处理，干泥外运处置。
进一步的，所述一级淋洗塔及淋洗水池淋洗以湿法将废气中的有害物质从气流中转移到液体中，均采用石灰乳进行淋洗。
进一步的，所述一级淋洗塔用于对废气中残余的氯硅烷气体和氯化氢气体吸收，一级淋洗塔采用两层喷淋淋洗工艺，淋洗塔采用防腐蚀材料玻璃钢制成，废气自下而上流动。
进一步的，所述二级淋洗塔对经过一级淋洗塔淋洗后排出的废气进行二级吸收，二级淋洗塔采用一层喷淋淋洗工艺，淋洗塔采用防腐蚀材料玻璃钢制成，二级淋洗塔填料选用50mm鲍尔环，填料1层，层高度不低于1.2m，气体由下向上流动，淋洗液由上向下喷淋。
进一步的，所述熟石灰加药系统由熟石灰料仓、石灰输送机、石灰溶解箱、石灰储存箱和石灰加药泵组成，熟石灰料仓的仓顶部设置布袋除尘器，熟石灰料仓的仓内设有料位计；石灰输送机采用螺旋式输送机。
进一步的，所述文丘里喷射器与至少两台循环泵连接，循环泵使循环水具有一定压力、流速进入文丘里喷射器的集水室，形成高速射流，使文丘里喷射器的混合室产生真空。
进一步的，所述淋洗水池、中和池和污泥池均采用环氧树脂防腐，淋洗水池的循环泵出口管道上设有一回路，中和池中设有pH测定仪，pH值控制在6-9之间，根据pH值调节石灰乳的添加量，污泥池中设有浓缩刮泥机，所述浓缩刮泥机包括工作桥、传动装置、稳流筒、传动轴、拉杆、小刮板、刮泥板和刮臂。
进一步的，所述絮凝剂为PAC，所述助凝剂为PAM。
进一步的，所述步骤6中，当净化器出水电导率达到50000μS/cm时，排至三效蒸发系统蒸发处理，净水池再补充新鲜水。
进一步的，所述步骤7中，污泥池溢流水和板框压滤机压滤水经地沟排至中和池处理，所述一级淋洗塔、所述二级淋洗塔和所述淋洗水池均采用全密封结构。
本发明的有益技术效果：按照本发明的氯硅烷废气处理方法，本发明提供的氯硅烷废气处理方法，玻璃钢淋洗塔下部采用钢法兰结构，方便与钢砼结构循环水池钢法兰对接，使淋洗塔与循环水池的连接简便、牢固、密封可靠；文丘里喷射器与一级淋洗塔方便检修；二级淋洗塔内设置50mm鲍尔环填料，可使尾气去除率提高30％以上；二级淋洗水池采用碱水独立循环喷淋二级淋洗塔，废碱液定量排至中和池中和淋洗废水；淋洗水池底部预留冲洗管道，定期冲洗水池，防止水池堵塞；淋洗水池底部铺设穿孔管，采用氮气曝气搅拌，可有效防止池内泡沫堆积；淋洗池出水口接至中和池底部，防止尾气外溢；水封罐出气管至火炬间增设高空应急排放口，防止管堵，产生危险；废气进气总管增设文丘里喷射器超越管至一级淋洗水池，防止文丘里喷射器及其管道堵塞，影响正常生产；中和池采用室外敞口布置，有利于水中氢气排除，消除爆炸隐患；淋洗水池上部设溢流口至中和池，方便淋洗水池内的泡沫流出，中和池至少分为2格，第一格起到水封的作用，防止废气排出；淋洗塔喷嘴采用大号螺旋式、可拆卸式安装，防止堵塞，方便更换、检修。
附图说明
图1为按照本发明的氯硅烷废气处理方法的一优选实施例的处理系统示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，本实施例提供的一种氯硅烷废气处理方法，包括如下步骤：
步骤1：向淋洗塔及淋洗水池内通入氮气，将淋洗塔及淋洗水池内的空气排出；
步骤2：向净水池中放入清水，准备喷淋废气用水；
步骤3：调制好包含石灰乳、絮凝剂PAC和助凝剂PAM的药剂，备用；
步骤4：向二级淋洗水池中放入石灰乳碱液，准备循环喷淋用水；
步骤5：依次开启气动阀、淋洗塔喷淋泵及石灰乳加药泵后，再开启进废气阀，使废气经过文丘里喷射器、一级淋洗塔、二级淋洗塔淋洗后，经水封罐排至火炬焚烧系统；
步骤6：开启淋洗水池出水阀，淋洗废水排至中和池，中和池废水加石灰乳中和后，再经提升泵提升至废水净化器，在进净化器前的管道混合器中投加絮凝剂PAC和助凝剂PAM，净化器出水自流至净水池，循环利用；当净化器出水电导率较高时(暂定50000μS/cm)，排至三效蒸发系统蒸发处理，净水池再补充新鲜水。
步骤7：净化器底部污泥定时排至污泥池，污泥池的污泥经浓缩后，再由污泥泵提升至板框压滤机干化处理，干泥外运处置。污泥池溢流水和板框压滤机压滤水经地沟排至中和池处理。
进一步的，在本实施例中，主要用于处理生产过程中产生的氯硅烷废气，废气的温度为常温，尾气压力30～50KPa，废气中主要污染物组分含量如表1所示，净化效率大于90％。
表1废气中主要污染物组分含量
净化后废气满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级排放标准，最高1h平均浓度：HCL≤100mg/m3。
进一步的，在本实施例中，淋洗系统：氯硅烷废气及废液经文丘里喷射器，由高压循环水泵射入循环水池，气液混合物在循环水池内反应，气体进入淋洗塔，用Ca(OH)2溶液进行淋洗，发生主要反应如下(以SiHCl3为例)：
SiHCl3+3H2O＝H2SiO3+3HCl+H2
H2SiO3+Ca(OH)2＝CaSiO3+2H2O
2HCl+Ca(OH)2＝CaCl2+2H2O
淋洗是以湿法将废气中的有害物质从气流中转移到液体中的过程，其转移过程主要取决于“气体与液体之间接触面积的大小、气体与液体这两种状态之间的相对运动”，淋洗塔塔设计的基本原理就是通过布气系统和布水系统使得气体与液体的相对运动，使气体和液体间气密界面形成而生成液膜，而废气中的有害物质通过与高速气体的相对运动以高速穿透液膜或者黏附在液膜表面，在高速气体、液滴、不断的穿透、剪切、黏附的相对运动中达到去除的效能。
进一步的，在本实施例中，文丘里喷射器，数量：2台，1用1备，配备2台循环泵使循环水具有一定压力、流速进入喷射器的集水室，形成的高速射流使喷射器的混合室产生真空，在真空作用下将带正压的废气抽吸进入喷射器混合室，在混合室中与高速水流充分混合后喷入淋洗水池。
进一步的，在本实施例中，一级淋洗塔，数量：2台，1用1备，一级淋洗塔的作用主要是对废气中残余的氯硅烷气体和氯化氢气体吸收，原理是氯硅烷气体和氯化氢气体与水反应生成盐酸和二氧化硅等物质，淋洗塔采用2层喷淋的淋洗工艺，淋洗塔采用防腐蚀材料玻璃钢制成，塔上部设置2层喷淋，尾气自下而上流动，喷头采用大号防堵塞、可拆卸喷头。
进一步的，在本实施例中，二级淋洗塔，数量：1台，二级淋洗塔的作用主要是对废气中残余的氯硅烷气体和氯化氢气体吸收，原理是氯硅烷气体和氯化氢气体与水反应生成盐酸和二氧化硅等物质，淋洗塔采用1层喷淋的淋洗工艺，淋洗塔采用防腐蚀材料玻璃钢制成，塔上部设置1层喷淋，尾气自下而上流动，喷头采用大号防堵塞、可拆卸喷头，二级淋洗塔填料选用50mm鲍尔环，填料1层，层高度不低于1.2m，气体由下向上流动，碱液由上向下喷淋，这样能使气液相接触更加充分，提高了吸收效率。
进一步的，在本实施例中，淋洗水池，数量：1座，淋洗水池位于淋洗塔下部，收集淋洗塔淋洗废液。池子采用混凝土制成，地面布置，3油2布环氧树脂防腐，为防止淋洗水池底部积泥，利用循环泵出口管道设置一回路进行定期冲洗。
进一步的，在本实施例中，中和池主要是将来自淋洗水池的废水和来自石灰配置箱的石灰乳两者反应，中和，设置pH测定仪，根据pH值来调节石灰乳的添加量，将pH值控制在6-9之间，中和池采用混凝土制成，地埋式，采用3油2布环氧树脂防腐，池上部设置搅拌机，搅拌机规格：转速大于60转/分，搅拌桨材质碳钢衬胶，中和后的废水经提升泵，打入集成式污水净化器。
进一步的，在本实施例中，集成式污水净化器是一种高效的废水处理装置，其将污水净化中的重力沉降、离子分离、过滤、污泥浓缩等处理技术有机的结合在一起，在一个容器内短时间的完成污水的多级净化，集成式污水净化器采用钢制防腐。
进一步的，在本实施例中，熟石灰加药系统主要由熟石灰料仓、石灰输送机、石灰溶解箱、石灰储存箱、三台石灰加药泵组成，与氯硅烷系统共用；熟石灰料仓采用钢制，在仓顶部设置布袋除尘器，用以处理石灰进料时的空气，使得筒仓呈现微负压，保证进料顺利，设置压力释放阀，防止胀库，设料位计，时刻检测料仓料位，合理安排进料和出料时间；石灰输送机采用螺旋式输送机，定时定量输送，钢制；石灰配置箱包括一个溶解箱和一个储存箱，钢制，在配置箱中添加水和熟石灰粉，配置成10％的氢氧化钙溶液，在配置箱顶部设置搅拌机，使得水和熟石灰充分搅拌，搅拌机规格为：转速大于60转/分，搅拌桨材质碳钢，在箱壁，设置磁翻板液位计，当液位到达设定液位时，开启石灰乳泵，往淋洗泵管道或中和池中输送石灰乳。
进一步的，在本实施例中，污泥池主要是将集中式污水净化器底部排除的污泥进一步重力浓缩，然后转送至污泥脱水机处理，该过程能有效降低污泥含水率、减少污泥体积。污泥池采用钢砼，3油2布环氧树脂防腐，配套浓缩刮泥机，主要由工作桥(包括栏杆、走道板)、传动装置、稳流筒、传动轴、拉杆、小刮板、刮泥板、刮臂等部件组成。周边线速度：0.6m/min。
进一步的，在本实施例中，板框压滤机，进料含水率95-98％，出口泥饼含水率小于70％，滤板材质聚丙烯，滤布材质为尼龙，碳钢机架，污泥经脱水后，干泥外运，滤液排至厂区污水站。
进一步的，在本实施例中，水封罐：
1)型式：垂直圆筒(含蒸汽伴热管)；
2)数量：1台；
3)介质：盐酸；
4)本体材料：碳钢衬塑；
5)在罐顶设置顶装式磁翻板液位计。
综上所述，在本实施例中，按照本实施例的氯硅烷废气处理方法，本实施例提供的氯硅烷废气处理方法，玻璃钢淋洗塔下部采用钢法兰结构，方便与钢砼结构循环水池钢法兰对接，使淋洗塔与循环水池的连接简便、牢固、密封可靠；文丘里喷射器与一级淋洗塔方便检修；二级淋洗塔内设置50mm鲍尔环填料，可使尾气去除率提高30％以上；二级淋洗水池采用碱水独立循环喷淋二级淋洗塔，废碱液定量排至中和池中和淋洗废水；淋洗水池底部预留冲洗管道，定期冲洗水池，防止水池堵塞；淋洗水池底部铺设穿孔管，采用氮气曝气搅拌，可有效防止池内泡沫堆积；淋洗池出水口接至中和池底部，防止尾气外溢；水封罐出气管至火炬间增设高空应急排放口，防止管堵，产生危险；废气进气总管增设文丘里喷射器超越管至一级淋洗水池，防止文丘里喷射器及其管道堵塞，影响正常生产；中和池采用室外敞口布置，有利于水中氢气排除，消除爆炸隐患；淋洗水池上部设溢流口至中和池，方便淋洗水池内的泡沫流出，中和池至少分为2格，第一格起到水封的作用，防止废气排出；淋洗塔喷嘴采用大号螺旋式、可拆卸式安装，防止堵塞，方便更换、检修。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种氯硅烷废气处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：向一级淋洗塔及淋洗水池内通入氮气，将一级淋洗塔及淋洗水池内的空气排出；
步骤2：向净水池中放入清水，准备喷淋废气用水；
步骤3：分别调制好包含石灰乳、絮凝剂和助凝剂的药剂，备用；
步骤4：利用熟石灰加药系统向淋洗水池中放入石灰乳碱液，准备循环喷淋用水；
步骤5：依次开启气动阀、淋洗塔喷淋泵及石灰乳加药泵后，再开启进废气阀，使废气依次经过文丘里喷射器、一级淋洗塔、二级淋洗塔淋洗后，经水封罐排至火炬焚烧系统；
步骤6：开启淋洗水池出水阀，淋洗废水排至中和池，中和池废水加石灰乳中和后，再经提升泵提升，与预先备好的絮凝剂和助凝剂混合，至废水净化器，净化器出水自流至净水池，循环利用；
步骤7：净化器底部污泥定时排至污泥池，污泥池的污泥经浓缩后，再由污泥泵提升至板框压滤机干化处理，干泥外运处置。
2.根据权利要求1所述的一种氯硅烷废气处理方法，其特征在于，所述一级淋洗塔及淋洗水池淋洗以湿法将废气中的有害物质从气流中转移到液体中，均采用石灰乳进行淋洗。
3.根据权利要求2所述的一种氯硅烷废气处理方法，其特征在于，所述一级淋洗塔用于对废气中残余的氯硅烷气体和氯化氢气体吸收，一级淋洗塔采用两层喷淋淋洗工艺，淋洗塔采用防腐蚀材料玻璃钢制成，废气自下而上流动。
4.根据权利要求3所述的一种氯硅烷废气处理方法，其特征在于，所述二级淋洗塔对经过一级淋洗塔淋洗后排出的废气进行二级吸收，二级淋洗塔采用一层喷淋淋洗工艺，淋洗塔采用防腐蚀材料玻璃钢制成，二级淋洗塔填料选用50mm鲍尔环，填料1层，层高度不低于1.2m，气体由下向上流动，淋洗液由上向下喷淋。
5.根据权利要求1所述的一种氯硅烷废气处理方法，其特征在于，所述熟石灰加药系统由熟石灰料仓、石灰输送机、石灰溶解箱、石灰储存箱和石灰加药泵组成，熟石灰料仓的仓顶部设置布袋除尘器，熟石灰料仓的仓内设有料位计；石灰输送机采用螺旋式输送机。
6.根据权利要求1所述的一种氯硅烷废气处理方法，其特征在于，所述文丘里喷射器与至少两台循环泵连接，循环泵使循环水具有一定压力、流速进入文丘里喷射器的集水室，形成高速射流，使文丘里喷射器的混合室产生真空。
7.根据权利要求1所述的一种氯硅烷废气处理方法，其特征在于，所述淋洗水池、中和池和污泥池均采用环氧树脂防腐，淋洗水池的循环泵出口管道上设有一回路，中和池中设有pH测定仪，pH值控制在6-9之间，根据pH值调节石灰乳的添加量，污泥池中设有浓缩刮泥机，所述浓缩刮泥机包括工作桥、传动装置、稳流筒、传动轴、拉杆、小刮板、刮泥板和刮臂。
8.根据权利要求1所述的一种氯硅烷废气处理方法，其特征在于，所述絮凝剂为PAC，所述助凝剂为PAM。
9.根据权利要求8所述的一种氯硅烷废气处理方法，其特征在于，所述步骤6中，当净化器出水电导率达到50000μS/cm时，排至三效蒸发系统蒸发处理，净水池再补充新鲜水。
10.根据权利要求1所述的一种氯硅烷废气处理方法，其特征在于，所述步骤7中，污泥池溢流水和板框压滤机压滤水经地沟排至中和池处理，所述一级淋洗塔、所述二级淋洗塔和所述淋洗水池均采用全密封结构。
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