CN114075035A - 光纤用母材制造时所排出的废气的处理方法 - Google Patents

Abstract

[课题]本发明提供一种可以有效地将氯气从光纤用母材制造时所排出的废气中除去的该废气的处理方法。[解决手段]一种处理方法，包括：得到氯气吸收碱性水溶液的第一工序；以及将在第一工序中所得的氯气吸收碱性水溶液与酸性水溶液混合，以得到酸性混合水溶液的第二工序。并且该处理方法包括氯气处理，其中，回收在第二工序中所产生的氯气并与第一工序中的废气合流，使得第二工序中所产生的氯气与第一工序中的碱性水溶液反应。

Description

光纤用母材制造时所排出的废气的处理方法

技术领域

本发明涉及光纤用母材制造时所排出的废气的处理方法。

背景技术

专利文献1公开了一种方法，其中利用碱性水溶液清洗在制造光纤母材时所产生的废气，并在由此得到的碱性清洗废液中导入大苏打(硫代硫酸钠)。专利文献2公开了一种方法，其中通过使含有氯气的废气与碱性水溶液反应，并在所得的溶液中添加硫代硫酸钠。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开昭59-078942号公报

[专利文献2]日本特开平07-096133号公报

发明内容

本发明要解决的课题

通过使在制造光纤母材时所排出的废气中所包含的氯气与碱性水溶液反应，可以将其吸收至水溶液中。此时产生的次氯酸盐会在pH降低时再次成为氯气。在现有的方法中，通过在溶解有氯气的水溶液的pH降低之前添加硫代硫酸钠等还原剂，以将次氯酸盐还原，从而防止氯气的产生。另一方面，在该方法中必须添加还原剂，并且有时会生成来自还原剂的污泥。

本发明的目的在于提供一种可以有效地将氯气从在制造光纤用母材时所排出的废气中除去的该废气的处理方法。

用于解决课题的手段

本发明的光纤用母材制造时所排出的废气的处理方法包括：

使在光纤用母材制造时所排出的含有氯气的废气与碱性水溶液反应，以得到氯气吸收碱性水溶液的第一工序；以及

将所述第一工序中所得的所述氯气吸收碱性水溶液与酸性水溶液混合，以得到酸性混合水溶液的第二工序，

包括氯气处理，其中，回收在所述第二工序中所产生的氯气并与所述第一工序中的废气合流，以使得在所述第二工序中所产生的氯气与所述第一工序中的碱性水溶液反应。

本发明的效果

根据本发明，能够提供一种可以有效地将氯气从光纤用母材制造时所排出的废气中除去的该废气的处理方法。

附图说明

[图1]图1是说明本发明实施方式涉及的光纤用母材制造时所排出的废气的处理方法的图。

符号的说明

10：玻璃母材制造部、20：集尘机、22：酸性水溶液、24：酸性水溶液槽、30：氯气处理机、32：氯气吸收碱性水溶液、34：碱性水溶液槽、40：混合槽、42：酸性混合水溶液、50：氢氧化钙导入槽

具体实施方式

[本发明实施方式的说明]

首先列举本发明的实施方式并进行说明。

实施方式涉及的光纤用母材制造时所排出的废气的处理方法，

(1)包括：

使在光纤用母材制造时所排出的含有氯气的废气与碱性水溶液反应，以得到氯气吸收碱性水溶液的第一工序；以及

将所述第一工序中所得的所述氯气吸收碱性水溶液与酸性水溶液混合，以得到酸性混合水溶液的第二工序，

包括氯气处理，其中，回收在所述第二工序中所产生的氯气并与所述第一工序中的废气合流，以使得所述第二工序中所产生的氯气与所述第一工序中的碱性水溶液反应。

根据该处理方法，可以有效地将氯气从光纤用母材制造时所排出的废气中除去。

(2)在上述(1)的废气的处理方法中，

也可以进一步包括在所述第二工序所得的所述酸性混合水溶液中添加氢氧化钙的第三工序，其中，

不投入用于还原由所述废气与所述碱性水溶液反应而生成的次氯酸盐的还原剂。

由于不投入还原剂，因而可以防止之后在添加氢氧化钙的处理中生成来自该还原剂的污泥。

(3)在上述(1)或(2)的废气的处理方法中，

在所述第一工序中可以以使所述氯气吸收碱性水溶液的pH成为10以上的方式导入所述碱性水溶液。

通过以使氯气吸收碱性水溶液的pH成为10以上的方式导入碱性水溶液，可以适当地实现第一工序中的氯气的吸收。

(4)在上述(1)至(3)中任意一项的废气的处理方法中，

在所述第二工序中可以以使所述酸性混合水溶液的pH成为3以下的方式导入所述酸性水溶液。

通过以使酸性混合水溶液的pH成为3以下的方式导入酸性水溶液，可以适当地实现第二工序中的氯气的再产生。

(5)在上述(1)至(4)中任意一项的废气的处理方法中，

也可以进一步包括在所述第二工序所得的所述酸性混合水溶液中添加氢氧化钙的第三工序，并且

包括气体处理，其中，回收在所述第三工序中所产生的气体并与所述第一工序中的废气合流，以使得所述第三工序中所产生的气体与所述第一工序中的碱性水溶液接触。

第二工序之后的第三工序中也采用了回收气体并将其返回至第一工序的气体处理，从而即使存在第二工序中未完全回收的氯气，也可以在第三工序中被回收，从而可以适当地除去氯气。

[本发明实施方式的详细说明]

以下，参照附图对本发明的光纤用母材制造时所排出的废气的处理方法的实施方式的详细内容进行说明。图1是说明实施方式涉及的光纤用母材制造时所排出的废气的处理方法的图。在图1中，示出了多个玻璃母材制造部10、集尘机20、氯气处理机30、酸性水溶液槽24、碱性水溶液槽34、混合槽40以及氢氧化钙导入槽50。

在玻璃母材制造部10中，根据气相轴向沉积法(VAD法)，将玻璃微粒吹向在其内部旋转的靶棒并沉积，以制造光纤用的玻璃母材。玻璃微粒是通过使四氯化硅(SiCl₄)等氯化物原料水解而形成的，因此会产生氯化氢气体和氯气。所产生的氯化氢气体和氯气与未沉积的玻璃微粒一起作为废气从玻璃母材制造部10中排出，并且在玻璃母材的制造中，连续地输送至之后的集尘机20中。需要说明的是，为了降低废气的温度，也可以在玻璃母材制造部10与集尘机20之间设置对废气实施水淋浴的冷却塔。在设有冷却塔的情况下，大半的氯化氢气体被水吸收。从冷却塔出来的废液为酸性，可以将其输送至酸性水溶液槽24中。

集尘机20为湿式电力集尘机。在集尘机20中，含有SiO₂等玻璃微粒的粉尘从废气中分离出来。集尘机20中所产生的酸性水溶液22为溶有氯化氢气体的水溶液，将其输送至酸性水溶液槽24中。需要说明的是，在玻璃母材制造部10与集尘机20之间设有冷却塔的情况下，可以在冷却塔中除去约90％的氯化氢气体，在没有冷却塔的情况下，可以在集尘机20中将氯化氢气体从废气中除去。将从集尘机20所排出的废气输送至氯气处理机30。

氯气处理机30以这样的方式构成：对含有从集尘机20所排出的氯气的废气实施碱性水溶液淋浴，使得氯气被碱性水溶液吸收。将分离了氯气后的气体从氯气处理机30中排出，可以进一步实施废气处理，也可以在无毒的情况下排出至大气。碱性水溶液例如为溶解有苛性钠的水溶液。在氯气处理机30中，可以不投入用于还原由废气与碱性水溶液反应而生成的次氯酸盐的还原剂。将在氯气处理机30中所产生的氯气吸收碱性水溶液32输送至碱性水溶液槽34中。可以将氯气吸收碱性水溶液32的pH设为10以上。通过以使得该pH成为10以上的方式导入碱性水溶液，可以适当地实现氯气的吸收。

将储存在酸性水溶液槽24中的酸性水溶液22和储存在碱性水溶液槽34中的氯气吸收碱性水溶液32输送至混合槽40中并混合。根据需要可以在混合槽40中添加盐酸等酸性剂。可以将在混合槽40中所制备的酸性混合水溶液42的pH设为3以下。通过以使得该pH成为3以下的方式导入酸性水溶液，可以适当地实现氯气的再产生。混合槽40以这样的方式构成，其具有局部排气部，吸引回收通过制备酸性混合水溶液42所产生的氯气，并将该气体输送至氯气处理机30中。将从混合槽40排出并输送至氯气处理机30的氯气与从集尘机20排出的废气合流，并与碱性水溶液接触。需要说明的是，此时的废气是在合流的氯气本来在氯气处理机30中被碱性水溶液吸收时的废气之后从集尘机20排出的废气。氯气和废气的合流可以通过将氯气流经的配管与废气流经的配管连接以使其合流，也可以将氯气流经的配管和废气流经的配管分别连接到氯气处理机30以在氯气处理机30的内部合流。

将酸性混合水溶液42从混合槽40输送至氢氧化钙导入槽50中。在玻璃母材制造部10中导入了氟气的情况下，为了对包含在废气中的氟酸(HF)实施无毒化处理，导入了氢氧化钙。由于导入氢氧化钙而使得混合液的pH会上升一些，但是在氢氧化钙导入槽50中也设有局部排气部，可以吸引回收在氢氧化钙导入槽50中所产生的气体，并将该气体输送至氯气处理机30中。可以进一步对导入有氢氧化钙的混合液进行废液处理。

本实施方式的光纤用母材制造时所排出的废气的处理方法包括：在氯气处理机30中，使含有氯气的废气与碱性水溶液反应，以得到氯气吸收碱性水溶液32的第一工序；以及在混合槽40中，将氯气吸收碱性水溶液32与酸性水溶液22和/或盐酸等酸性剂(酸性水溶液的一个例子)混合，以得到酸性混合水溶液42的第二工序。并且，包括氯气处理，其中，回收在混合槽40中所产生的氯气并与氯气处理机30内的废气合流，使得第二工序中所产生的氯气与第一工序中的碱性水溶液反应。如图1所示，将在混合槽40中所产生的氯气在第一工序中所使用的氯气处理机30中合流，从而进行使用同一氯气处理机30重复处理的循环处理。

但是，当氯气与碱性水溶液反应时，会生成氯化物、次氯酸盐以及水。例如，当氯气与氢氧化钠水溶液混合时，会发生下式(1)所示的反应，生成氯化钠、次氯酸钠以及水。

Cl₂+2NaOH→NaCl+NaClO+H₂O···(1)

在常规的方法中，为了还原次氯酸钠，添加了硫代硫酸钠或亚硫酸氢钠。当将次氯酸钠与亚硫酸氢钠在氢氧化钠水溶液内混合时，会发生下式(2)所示的反应，生成氯化钠、硫酸钠以及水。

NaClO+NaHSO₃+NaOH→NaCl+Na₂SO₄+H₂O···(2)

在该方法中，可以还原氯，但是必须添加还原剂。另外，由次氯酸盐与还原剂反应而生成的盐可能导致在废液处理的工序中生成污泥。

与此相对，在本实施方式的废气的处理方法中，在第一工序中得到氯气吸收碱性水溶液32后，在第二工序中使该水溶液成为酸性并再次产生氯气，通过将所产生的氯气返回至第一工序，使得氯气被处理。这里，根据下式(3)所示的可逆反应，次氯酸根离子会因pH不同而在溶液中的存在比例发生变化。

当含有次氯酸根离子的水溶液的pH成为酸性时，反应向上式的左侧进行，再次产生氯气。另外，在第一工序中，相对于1当量的氯原子，生成1/2当量的次氯酸盐，1/2当量则成为氯化物。因此，从第一工序所得的氯气吸收碱性水溶液32中，包含在废气中的氯气的1/2当量的氯气是由次氯酸盐再次产生的。通过在第二工序中再产生该1/2当量的氯气并返回至第一工序进行处理，从而进一步地1/4当量成为氯化物，剩余的1/4当量则成为次氯酸盐。通过重复进行该氯气的处理，可以在不添加还原剂的情况下除去氯气。另外，也可以防止生成来自于次氯酸盐的污泥。

另外，通过添加用于还原次氯酸盐的还原剂而生成的盐与之后的废液处理中所添加的氢氧化钙(消石灰)反应，会生成污泥。例如，根据下式(4)所示的反应，由次氯酸钠与亚硫酸氢钠在氢氧化钠水溶液内混合而生成的硫酸钠与氢氧化钙反应，会生成石膏(CaSO₄)。

Ca(OH)₂+Na₂SO₄→CaSO₄+2NaOH···(4)

在本实施方式的废气的处理方法中，由于没有投入用于还原次氯酸盐的还原剂，因此可以防止在之后添加氢氧化钙的处理中生成来自于该还原剂的污泥。

另外，本实施方式的废气的处理方法也可以进一步包括在氢氧化钙导入槽50中在酸性混合水溶液42中导入氢氧化钙的第三工序。并且，可以包括气体处理，其中，回收在氢氧化钙导入槽50中所产生的气体，并与氯气处理机30内的废气合流，使得第三工序中所产生的气体与第一工序中的碱性水溶液接触。在第二工序之后的第三工序中也采用了回收气体并将其返回至第一工序的气体处理，即使存在在第二工序未完全回收的氯气，也可以在第三工序中被回收，从而可以适当地除去氯气。

另外，在使用多个具备集尘机20、酸性水溶液槽24、氯气处理机30、碱性水溶液槽34、混合槽40的废气处理装置来进行废气处理的情况下，也可以将第二工序中所产生的氯气与其他废气处理装置的第一工序中的废气合流。也就是说，可以包括氯气处理，其中，回收第一废气处理装置的第二工序中所产生的氯气，并将其与第二废气处理装置的第一工序中的废气合流，使得第一废气处理装置的第二工序中所产生的氯气与第二废气处理装置的第一工序中的碱性水溶液反应。换言之，也可以将第一废气处理装置的混合槽40中所产生的氯气与第二废气处理装置的氯气处理机30中的废气合流。通过将第二工序中所产生的氯气与其他废气处理装置的第一工序中的废气合流，可以将第二工序中所产生的氯气的处理集中在特定的废气处理装置中，从而可以有效地实施氯气处理。

以上，基于特定的实施方式对本发明进行了说明，但是本发明不限于这些示例，而是由权利要求书的范围所表示，并且意图包括与权利要求书同等的意义和范围内的所有变化。

Claims (5)

1.一种光纤用母材制造时所排出的废气的处理方法，包括：

使在光纤用母材制造时所排出的含有氯气的废气与碱性水溶液反应，以得到氯气吸收碱性水溶液的第一工序；以及

将在所述第一工序中所得到的所述氯气吸收碱性水溶液与酸性水溶液混合，以得到酸性混合水溶液的第二工序，

包括氯气处理，其中，回收在所述第二工序中所产生的氯气并与所述第一工序中的废气合流，使得在所述第二工序中所产生的氯气与所述第一工序中的碱性水溶液反应。

2.根据权利要求1所述的废气的处理方法，

进一步包括在所述第二工序所得的所述酸性混合水溶液中添加氢氧化钙的第三工序，

不投入用于还原由所述废气与所述碱性水溶液反应而生成的次氯酸盐的还原剂。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的废气的处理方法，其中，

在所述第一工序中以使所述氯气吸收碱性水溶液的pH成为10以上的方式导入所述碱性水溶液。

4.根据权利要求1至权利要求3中任意一项所述的废气的处理方法，其中，

在所述第二工序中以使所述酸性混合水溶液的pH成为3以下的方式导入所述酸性水溶液。

5.根据权利要求1至权利要求4中任意一项所述的废气的处理方法，

进一步包括在所述第二工序所得的所述酸性混合水溶液中添加氢氧化钙的第三工序，

包括气体处理，其中，回收在所述第三工序中所产生的气体并与所述第一工序中的废气合流，使得在所述第三工序中所产生的气体与所述第一工序中的碱性水溶液接触。

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