CN206198991U - 一种气相二氧化硅生产净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气相二氧化硅生产净化系统，属于化工处理设备技术领域。它提供了一种净化系统，用于处理气相二氧化硅生产时产生的废气。本气相二氧化硅生产净化系统，包括水洗除尘装置，用于除去气相二氧化硅合成的固气分离及脱酸工段产生的混合废气里的SiO₂；水洗除尘装置通过气体管路联通盐酸水洗装置；水洗除尘装置通过气体管路联通废气水洗塔，废气水洗塔与水洗除尘装置之间联通有废液输送管路，用以将废气水洗塔产生的废水输入水洗除尘装置作为水洗除尘装置的用水；废气水洗塔通过输气管路联通废气碱洗塔，废气碱洗塔通过输气管路联通高空排气筒。本实用新型利用多重废气吸附及净化设备逐级的对废起进行处理，使废气达到排放标准。

Description

一种气相二氧化硅生产净化系统

技术领域

本实用新型属于化工处理设备技术领域，涉及一种化工废气处理系统，特别是一种用于气相二氧化硅生产的废气净化系统。

背景技术

气相二氧化硅俗称气相法白炭黑，是一种极其重要的纳米级无机原材料。该产品以优越的表面化学性能以及良好的生理惰性，广泛用于各行业添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域，起到补强、增稠、触变、消光等作用，是高技术领域和国防工业必不可少的原材料，并为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。产品年均增长率高达百分之十几，前途光明，属于朝阳行业。

气相白炭黑现行生产工艺主要是利用硅烷卤化物（如SiCl4、CH3SiCl3等）在氢氧焰中高温水解的产物，气相二氧化硅在生产过程中会产生大量的有害气体，企业现状项目产生的废气主要有各个工段的工艺废气，其污染物主要为氯化氢、氯气、颗粒物和氨气等。氯化氢、氯气、粉尘等废气对周围环境的影响恶劣。但是目前的废气处理系统较落后，不能够充分的对废气的各成分处理，而且需要大量的水资源。故需要对气相白炭黑生产尾气净化工艺加以改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种气相二氧化硅生产净化系统，本净化系统可对气相二氧化硅生产时产生的有害废气进行充分的无害化处理，使其达到排放标准，节约水资源。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现： 一种气相二氧化硅生产净化系统，包括水洗除尘装置，用于除去气相二氧化硅合成的固气分离及脱酸工段产生的废气里的SiO₂；水洗除尘装置通过输气管路与盐酸水洗装置连通，用于净化废气里盐酸成分；盐酸水洗装置与废气水洗装置连通，废气水洗装置与水洗除尘装置之间连通有输液管路，用以将废气水洗装置产生的废水输入水洗除尘装置作为水洗除尘装置的除尘用水；废气水洗装置通过输气管路连通废气碱洗塔，废气碱洗塔通过输气管路连通高空排气筒，通过高空排气筒将达标的废气排到大气中。

在上述的气相二氧化硅生产净化系统中，其中盐酸水洗装置与盐酸储罐连通，用于储存盐酸水洗装置吸附废气中的盐酸后形成的高浓度盐酸，盐酸储罐大小呼吸阀与废气水洗装置连通。

在上述的气相二氧化硅生产净化系统中，其中盐酸水洗装置通过输液管路与盐酸脱析装置连通，用于对盐酸水洗液进行脱析。盐酸脱析装置将盐酸水洗装置形成的31%左右的盐酸浓度脱析成21%左右的稀盐酸，再将稀盐酸返回到盐酸水洗装置。

在上述的气相二氧化硅生产净化系统中，其中盐酸脱析装置与硫酸干燥塔连通，用于对部分脱析盐酸进行干燥处理。硫酸干燥塔用于对脱析得到的盐酸进行干燥。干燥后的盐酸可通入硅烷合成工段，作为合成硅烷的原料。

在上述的气相二氧化硅生产净化系统中，其中该系统还包括温度高于1000℃的废气焚烧炉，废气焚烧炉设置有氢气助燃供气管路，炉内下端设有冷水喷淋头。用于出去气相二氧化硅在生产过程中,疏水处理和脱酸干燥时会产生含有氯化氢、二甲基硫醚DMS、甲基三氯硅烷MTS等的混合气体，因为这些气体在除害炉内燃烧时含有的氯、碳、氢、氧等元素。碳、氢、氧和氯等元素可通过基元反应生成二噁英，为二噁英的“从头合成”机理（主要有3种形成机理：高温气相合成、从头合成、前驱物合成）。二噁英类化合物在常温下为固体、熔点较高、在强酸强碱中保持稳定，化学稳定性强，分解温度大于700℃，极难溶于水，可溶于大部分有机溶剂。影响二噁英生成的主要因素有碳源、氯源、温度、氧浓度、催化剂等。温度对二噁英的生成有重要影响，二噁英类容易在300~500℃生成，本除害炉利用氢气作为燃料，燃烧温度为1000℃，大于二噁英分解温度，确保炉内受热均匀，有害物质可充分燃烧，且炉内下端设有水喷淋，用于燃烧气体急冷，可瞬间将烟气降至常温，使烟气快速通过二噁英再合成温度区间，无二噁英再合成。

在上述的气相二氧化硅生产净化系统中，其中盐酸水洗装置为三级盐酸水洗装置，废气碱洗塔为二级碱洗塔。

本气相二氧化硅生产净化系统具有以下优点：

本系统在盐酸回收前水洗除尘及盐酸回收后水洗用水量均不发生变化,混合废气中二氧化硅经水洗除尘后除去，其余均进入HCl 吸收工段，HCl 吸收后盐酸回收废气均进入盐酸回收后碱洗工段。利用多重废气吸附及净化设备逐级的对废起进行处理，使废气达到排放标准，节约水资源。

附图说明

图1是实用新型的组成原理示意图。

图中：水洗除尘塔1、盐酸水洗塔2、废气水洗塔3、废气碱洗塔4、高空排气筒5、盐酸储罐6、盐酸脱析装置7、硫酸干燥塔8。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例

如图1所示，一种气相二氧化硅生产净化系统，包括通过输运管路连通的如下设备：水洗除尘塔1，将废气通入水洗除尘塔，用于除去气相二氧化硅合成的固气分离及脱酸工段产生的废气里的SiO₂。水洗除尘塔通过输气管路与盐酸水洗塔2连通，盐酸水洗塔最好为三级盐酸水洗塔，废气从水洗除尘塔出来进入盐酸水洗塔，盐酸水洗塔用于净化废气里大部分的盐酸成分；盐酸水洗塔与废气水洗塔3连通，废气水洗塔用较清洁的水作为废气的吸附水对废气作进一步的处理，废气水洗塔与水洗除尘塔之间连通有输液管路，用以将废气水洗塔产生的废水输入水洗除尘塔作为水洗除尘塔的除尘用水，节约用水；废气水洗塔通过输气管路连通二级废气碱洗塔4，废气碱洗塔通过输气管路连通高空排气筒5，通过高空排气筒将达标的废气排到大气中。其中盐酸水洗塔与盐酸储罐6连通，用于储存盐酸水洗塔吸附废气中的盐酸后形成的高浓度盐酸，收集一定的量后可以销售或作为生产原料循环利用，盐酸储罐大小呼吸阀与废气水洗塔连通，用于对盐酸储罐大小呼吸产生的气体进行净化，防止污染空气。其中盐酸水洗塔通过输液管路与盐酸脱析装置7连通，盐酸脱析装置用于对吸附盐酸后的水洗液进行脱析。脱析后的稀盐酸可返回盐酸水洗塔作为水洗液再次用来吸附废气中的盐酸成分。其中盐酸脱析装置与硫酸干燥塔8连通，用于对部分脱析盐酸进行干燥处理。硫酸干燥塔用于对脱析得到的盐酸进行干燥。干燥后的盐酸可通入硅烷合成工段，作为合成硅烷的原料。

在上述的气相二氧化硅生产净化系统中，其中该系统还包括温度高于1000℃的废气焚烧炉，废气焚烧炉设置有氢气助燃供气管路，炉内下端设有冷水喷淋头。用于出去气相二氧化硅在生产过程中,疏水处理和脱酸干燥时会产生含有氯化氢、二甲基硫醚DMS、甲基三氯硅烷MTS等的混合气体，因为这些气体在除害炉内燃烧时含有的氯、碳、氢、氧等元素。碳、氢、氧和氯等元素可通过基元反应生成二噁英，为二噁英的“从头合成”机理（主要有3种形成机理：高温气相合成、从头合成、前驱物合成）。二噁英类化合物在常温下为固体、熔点较高、在强酸强碱中保持稳定，化学稳定性强，分解温度大于700℃，极难溶于水，可溶于大部分有机溶剂。影响二噁英生成的主要因素有碳源、氯源、温度、氧浓度、催化剂等。温度对二噁英的生成有重要影响，二噁英类容易在300~500℃生成，本除害炉利用氢气作为燃料，燃烧温度为1000℃，大于二噁英分解温度，确保炉内受热均匀，有害物质可充分燃烧，且炉内下端设有水喷淋，用于燃烧气体急冷，可瞬间将烟气降至常温，使烟气快速通过二噁英再合成温度区间，无二噁英再合成。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了一些术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种气相二氧化硅生产净化系统，该系统包括：

水洗除尘装置，用于除去气相二氧化硅合成的固气分离及脱酸工段产生的废气里的SiO₂；

水洗除尘装置通过输气管路与盐酸水洗装置连通，用于净化废气里盐酸成分；

盐酸水洗装置与废气水洗装置连通，废气水洗装置与水洗除尘装置之间连通有输液管路，用以将废气水洗装置产生的废水输入水洗除尘装置作为水洗除尘装置的除尘用水；

废气水洗装置通过输气管路连通废气碱洗塔，废气碱洗塔通过输气管路连通高空排气筒。

2.根据权利要求1所述的气相二氧化硅生产净化系统，其中盐酸水洗装置与盐酸储罐连通，盐酸储罐大小呼吸阀与废气水洗装置连通。

3.根据权利要求1所述的气相二氧化硅生产净化系统，其中盐酸水洗装置通过输液管路与盐酸脱析装置连通，用于对盐酸水洗液进行脱析。

4.根据权利要求3所述的气相二氧化硅生产净化系统，其中盐酸脱析装置与硫酸干燥塔连通，用于对部分脱析盐酸进行干燥处理。

5.根据权利要求1所述的气相二氧化硅生产净化系统，其中该系统还包括温度高于1000℃的废气焚烧炉，废气焚烧炉设置有氢气助燃供气管路，炉内下端设有冷水喷淋头。

6.根据权利要求1所述的气相二氧化硅生产净化系统，其中盐酸水洗装置为三级盐酸水洗装置，废气碱洗塔为二级碱洗塔。