[發明專利]SiC合成爐氣體收集系統及氣體收集方法

有效

• 申請號: 200810017967.5
• 申請日: 2008-04-15
• 公開（公告）號: CN101251339A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 王曉剛
• 申請（專利權）人: 陜西西科博爾科技有限責任公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;C01B31/36
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 李子安

技術領域

本發明涉及一種氣體收集系統和氣體收集方法，特別是一種SiC合成爐氣體收集系統及氣體收集方法。

背景技術

在生產SiC的同時，伴生大量的副產品——以CO為主要成分的氣體，以下簡稱SiC爐氣。該氣體具有產量大(生產1噸SiC產CO氣體約1.4噸)、純度高(CO含量可達96％)、氣量穩定(隨冶煉時間變化較小)等特點。由于認知水平、技術狀況和投資障礙等多種因素所限，工業生產中將其作為廢氣燃燒掉，以CO₂等溫室氣體形態排入大氣。顯然，燃燒排放該氣體既要付出較大的環境代價，同時也浪費了可資利用的易得能源。研究表明，經簡單凈化工藝處理，便能用來生產甲醇、醋酸等幾乎所有的基礎有機化學產品；即使不做任何處理，亦可用作工業或者民用燃料。比如用來發電，可使SiC生產能耗降低20％-25％。按全國目前SiC產能粗略估算，回收利用可新增100多億元的新增效益。而且能夠使SiC企業的生產環境得到較大改善，社會效益不可估量。

世界范圍內有關SiC合成爐氣體回收利用的報道并不多見。德國ESK公司曾最早報道過SiC爐氣的收集利用技術。他們采用一種高分子PE材料做成氣體收集包，將露天冶煉的大型爐罩住進行氣體收集。用粉狀材料堆壓密封，收集氣體用于發電。據報道可節電20％左右。繼德國之后，日本制造了一種自帶動力的鋼制罩體收集SiC爐氣。其特點在于裝置自帶動力，便于在發生噴爐后及時打開排氣口，防止燒壞收集裝置。該裝置占地面積大，制造費用高，使用時污染較大。國內相關研究報道甚少。90年代初期，有關企業發布了“SiC合成爐爐氣回收”的招商信息，未曾得到市場回應。倪長賀于1998年和2005年申請了“冶煉碳化硅的爐氣回收裝置”專利(專利號：98114279.6)和“生產碳化硅時的氣體收集裝置”(專利申請號：200510046410.0)，兩項專利內容比較接近，在合成爐上方及四周設置一封閉的爐罩進行氣體收集，但具體使用安裝較困難。

眾多已知技術中，無論是鋼制罩體還是PE密封包技術最終未能在SiC工業生產中定型和推廣應用。日本技術雖然認識了傳統冶煉SiC工藝噴炸爐發生的必然性，采取自帶動力及時打開收集裝置試圖避免燒壞收集裝置。該收集系統占地面積大，制造費用高，使用不方便。但由于噴爐發生的隨意性，使得預防和消除其危害的各種方法毫無規律可循，難以奏效，所以未見實際使用的成功報道。

冶煉碳化硅的傳統方法是Acheson法，已經使用了近百年而且現在仍在使用。該方法的最大缺點是溫度場的非均勻性導致經常發生噴爐炸爐事故，使得自上世紀以來，世界范圍內所有的碳化硅合成爐氣體收集技術的實施受到根本性限制，幾乎無一能夠實現產業化和持續發展。中國是全球最大的SiC生產大國。截至目前，沒有一項成熟技術和相應裝備應用于SiC爐氣收集的?？梢?，無論是德國、日本還是國內，雖經多年努力，但均未使SiC冶煉產生的氣體收集技術得到推廣和持續應用，皆歸因于此。

王曉剛發明了“冶煉碳化硅的多爐芯爐及其生產碳化硅的方法”專利技術(專利號：ZL01132774.X)，成功地解決了Acheson法噴爐難題。該專利在國內技術轉化先后建成SiC生產線12條。至今運行，取得了良好的經濟和社會效益。其技術的核心在于，采用多爐芯爐冶煉SiC，通過多熱源溫度場之間的疊加，降低合成爐內的溫度梯度，增加溫度場均勻性，從而改善了爐內氣態物質壓力分布的均勻性，避免局部壓力過高穿透料層發生噴爐事故。該技術的成功運用，使得SiC爐氣收集技術的實施成為現實。

現有技術需要解決氣體安全、有效的回收和收集裝置安裝困難的問題。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種占用空間小，對生產場地要求較低，安全可靠，可有效回收CO的SiC合成爐氣體收集系統及氣體收集方法。

本發明解決上述技術問題采取的技術方案是：一種SiC合成爐氣體收集系統，所述氣體收集系統包括放置在SiC合成爐之上的用于氣體收集的收集裝置，設置在SiC合成爐兩端的用于移動收集裝置的離合行走機構，設置在收集裝置上的檢測分析裝置和均衡泄壓裝置，設置在SiC合成爐爐體四周與收集裝置接觸形成封閉空間的密封連接裝置，密封連接裝置和/或收集裝置上設置有氣體出口。

本發明所述收集裝置包括收集罩殼，設置在SiC合成爐兩側的軌道，設置在罩殼兩側下端可在軌道上行駛的車輪，設置在車輪內側或外側的與收集罩殼封閉連接的密封裙。該密封裙為柔性復合物或剛性金屬材料，密封裙和密封水槽相對應可以設置在車輪內側或車輪外側。