CN111804130A - 合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法 - Google Patents

合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法，包括以下步骤：(1)裂解反应：a、有机硅氧烷工序产生的废气预热后送至废气等离子裂解反应器裂解；b、生产工序收集的废液预热后送至废液等离子裂解反应器裂解；c、在废气等离子裂解反应器和废液等离子裂解反应器尾端补入空气，空气与所有裂解气混合后一起通入二燃室，生成稳定的物质；(2)回收二燃室尾气的余热以预热步骤(1)中的废气、废液和空气；(3)急冷收尘；(4)尾气的洗涤及排放。本发明使得废气、废液中的硅转化成纳米级的二氧化硅副产品，并且无二噁英产生，可以做到污染物的零排放。

Description

合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法
技术领域
本发明涉及一种合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法。
背景技术
有机硅化合物是一个庞大的体系，是目前研究较广的一类有机物，其品种已经达数千种，年产量达到数十万吨，产值达数十亿，已经成为了化工材料中发展最快的品种之一，其应用领域也十分广泛，涉及到航空航天、建筑、机械、纺织、医疗、运输等诸多行业。
有机硅氧烷是偌大的有机硅化合物中的一种基础原料，其分子中含有两种不同性质的官能团，一种与无机物反应一种与有机物反应，通过这种作用可以把两种不同的材料紧密的连接到一起。除了本身的这种偶联作用之外，本身还可以作为原料来制备硅油、硅橡胶及硅树脂等上千种的有机硅产品。
合成硅氧烷的主要化学反应包括两步，第一步是氯硅烷和各种烯烃单体加成得到氯硅烷中间体，第二部是氯硅烷中间体醇解，生成不同聚合度的硅氧烷。硅氧烷在合成过程中需要精馏，进而产生低分子的硅氧烷废气和大分子的硅氧烷废液。而由于硅氧烷是一种偶联剂，易于其它物质发生化学反应，且硅氧键结合牢固，因此，难以采用生物降解的方法进行处理废气、废液。而硅氧烷的废气、废液中会残留有氯硅烷，因此常规的焚烧工艺难以避免二噁英的生成。
发明内容
本发明为了解决目前合成硅氧烷时产生低分子的硅氧烷废气和大分子的硅氧烷废液处理时会产生二噁英的问题，为此提供了一种合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法，包括以下步骤：
(1)裂解反应：
a、有机硅氧烷工序产生的废气预热后送至废气等离子裂解反应器裂解；
b、生产工序收集起来的废液通过泵、流量计计量后先进入余热回收器进行废液的预热，经预热后送至废液等离子裂解反应器裂解；
c、在废气等离子裂解反应器和废液等离子裂解反应器尾端补入空气，空气与所有裂解气混合后一起通入二燃室，生成稳定的CO2、H2O、SiO2、HCl等物质；
(2)回收二燃室尾气的余热以预热步骤(1)中的废气、废液和空气；
(3)急冷收尘；
(4)尾气的洗涤及排放。
作为优选，步骤(2)采用余热回收器回收余热，1000-1200℃的高温尾气依次通入废液余热回收器、废气余热回收器、补气余热回收器分别与废液、废气、压缩空气进行换热，实现废液、废气、压缩空气的预热，尾气则降温至600-620℃。
作为优选，步骤(3)将余热回收后的尾气通入喷雾急冷塔急冷降温至180-200℃，此时尾气中水依旧以过热的水蒸气形式存在，尾气中的二氧化硅为纳米级，因此以固体形式悬浮在尾气中，降温后的尾气直接进入袋式补集器，尾气中的纳米级二氧化硅被收集下来作为副产品销售。
作为优选，步骤(5)中尾气依次经水洗和碱洗之后由烟囱排出。而由于尾气中的粉尘已经被袋式补集器补集下来，因此水洗过程中吸收氯化氢产生的盐酸清澈透明，可作为副产品销售。而余下的尾气则再经碱洗塔由25％的氢氧化钠溶液洗涤后，经烟囱高空排放。
本发明的有益效果是：
本发明采用环保的等离子裂解方式对合成有机硅氧烷时产生的废气、废液进行处理，整个过程是一套密封循环和非焚化的过程，利用高能量密集的等离子场将废弃物的化学键分解并使其重组，同时使得废气、废液中的硅转化成纳米级的二氧化硅副产品，并且无二噁英产生，可以做到污染物的零排放。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是发明的示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法，包括以下步骤：
(1)裂解反应：
a、有机硅氧烷工序产生的废气预热后送至废气等离子裂解反应器裂解；
b、生产工序收集起来的废液通过泵、流量计计量后先进入余热回收器进行废液的预热，经预热后送至废液等离子裂解反应器裂解；
c、在废气等离子裂解反应器和废液等离子裂解反应器尾端补入空气，空气与所有裂解气混合后一起通入二燃室，生成稳定的物质；
在该步骤的a和b中，废气、废液被等离子裂解反应器裂解彻底分解，不易生成二噁英，而其中的C、H、O、Si等化学键断开后，在二燃室中重组生成CO2、H2O、SiO2、HCl等物质。
(2)余热回收：
二燃室出来的尾气采用余热回收器回收余热，1000-1200℃的高温尾气依次通入废液余热回收器、废气余热回收器、补气余热回收器分别与废液、废气、压缩空气进行换热，实现对废液、废气、压缩空气的预热后，尾气降温至600-620℃。
(3)急冷收尘：
将余热回收后的尾气通入喷雾急冷塔急冷降温至180-200℃，急冷避免了二噁英的生成，此时尾气中水依旧以过热的水蒸气形式存在，尾气中的二氧化硅为纳米级，因此以固体形式悬浮在尾气中，降温后的尾气直接进入袋式补集器，尾气的急冷使得袋式补集器能够不超温工作，保证了捕集率，同时尾气中的纳米级二氧化硅被收集下来作为副产品销售。
(4)尾气的洗涤及排放：
从补集器出来的尾气依次经水洗和碱洗之后由烟囱排出。而由于尾气中的粉尘已经被袋式补集器补集下来，因此水洗过程中吸收氯化氢产生的盐酸清澈透明，可作为副产品销售。而余下的尾气则再经碱洗塔由25％的氢氧化钠溶液洗涤后，经烟囱高空排放。
本发明采用等离子裂解反应器对废弃物进行裂解，热等离子体放电产生的电弧具有5000-10000℃的高温，其产生辐射热、对流热以及电子引起的传热，在这个温度下能够将几乎所有的化学物质在0.01-0.05秒内完全分解，裂解速度快且彻底，无二噁英产生。补集的纳米级二氧化硅和水洗产生盐酸可作为副产品销售，具有一定的经济效益。
上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)裂解反应：
a、有机硅氧烷工序产生的废气预热后送至废气等离子裂解反应器裂解；
b、生产工序收集的废液预热后送至废液等离子裂解反应器裂解；
c、在废气等离子裂解反应器和废液等离子裂解反应器尾端补入空气，空气与所有裂解气混合后一起通入二燃室，生成稳定的物质；
(2)回收二燃室尾气的余热以预热步骤(1)中的废气、废液和空气；
(3)急冷收尘；
(4)尾气的洗涤及排放。
2.根据权利要求1所述的合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法，其特征在于，步骤(2)采用余热回收器回收余热，高温尾气依次通入废液余热回收器、废气余热回收器、补气余热回收器分别与废液、废气、压缩空气进行换热，实现废液、废气、压缩空气的预热。
3.根据权利要求1所述的合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法，其特征在于，步骤(3)将余热回收后的尾气通入喷雾急冷塔急冷降温，降温后的尾气直接进入袋式补集器。
4.根据权利要求1所述的合成有机硅氧烷时产生的废弃物的处理方法，其特征在于，步骤(5)中尾气依次经水洗和碱洗之后由烟囱排出。
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