[發(fā)明專(zhuān)利]氣相二氧化硅生產(chǎn)中HCl的回收工藝及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110280817.5
• 申請(qǐng)日: 2011-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102992267A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬公林;艾俊峰;趙春宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 赤峰盛森硅業(yè)科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B7/01
• 分類(lèi)號(hào): C01B7/01
• 代理公司: 呼和浩特北方科力專(zhuān)利代理有限公司 15100
• 代理人: 秦華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣相二氧化硅生產(chǎn)中HCl回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣相二氧化硅生產(chǎn)中HCl的回收工藝及設(shè)備。?

背景技術(shù)

氣相二氧化硅又稱(chēng)氣相法白炭黑，生產(chǎn)氣相二氧化硅工藝過(guò)程的進(jìn)氣包括氣相硅烷鹵化物、氫氣和凈化空氣。氣相硅烷鹵化物在氫氣燃燒產(chǎn)生的高溫氫氧焰中發(fā)生水解反應(yīng)。反應(yīng)方程式為：?

SiCl₄+2H₂+O₂→SiO₂+4HCl?

CH₃SiCl₃+2H₂+3O₂→SiO₂+CO₂+3HCl+2H₂O?

由于反應(yīng)溫度很高，還可能發(fā)生副反應(yīng)，產(chǎn)生Cl₂等氣體。?

可見(jiàn)，在氣相二氧化硅的生產(chǎn)中，尾氣中含有O₂、H₂O、SiO₂、HCl、Cl₂和CO₂等氣體，同時(shí)，還存在著大量的N₂。?

其中，HCl遇空氣中的水將產(chǎn)生腐蝕性極強(qiáng)的鹽酸氣，因而不能直接排入大氣。HCl在工業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用，是消耗量最大的強(qiáng)酸之一，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。?

傳統(tǒng)的HCl回收設(shè)備采用雙降膜塔串聯(lián)吸收，通過(guò)吸收設(shè)備將氣相二氧化硅尾氣中的HCl進(jìn)行處理及回收。尾氣和稀鹽酸從降膜塔進(jìn)入，稀鹽酸將尾氣中的HCl吸收。降膜塔底部設(shè)有酸液循環(huán)槽，收集降膜塔排出的酸液并通過(guò)循環(huán)泵將酸液重新打入降膜塔使用。回收HCl后的尾氣進(jìn)入下一階段進(jìn)行處理。該方法在操作過(guò)程中，存在著以下問(wèn)題：?

需時(shí)刻監(jiān)控酸液循環(huán)槽中HCl的濃度，否則很容易造成酸液濃度過(guò)高，導(dǎo)致HCl吸收情況不好。不僅加大了后續(xù)尾氣處理的難度，同時(shí)也造成了資源的浪費(fèi)。?

尾氣的溫度較高，不僅對(duì)吸收設(shè)備可造成損壞，也埋下了安全隱患。同時(shí)，直接將尾氣通入到降膜塔中，尾氣中的氣相二氧化硅容易堵塞降膜塔列管，影響正常生產(chǎn)。?

經(jīng)HCl回收系統(tǒng)后得到的鹽酸溶液中HCl純度不高，含有較多雜質(zhì)。不能作為精細(xì)化學(xué)品的原料出售。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣相二氧化硅生產(chǎn)中HCl的回收工藝及設(shè)備，將尾氣中的HCl進(jìn)行合理的處理與回收。?

本發(fā)明提供一種氣相二氧化硅生產(chǎn)中HCl的回收工藝，該工藝是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：?

具體來(lái)說(shuō)，為除去尾氣中攜帶的氣相二氧化硅顆粒，將氣相二氧化硅設(shè)備產(chǎn)生的尾氣(165～170℃)通入文丘里吸收器中洗滌，尾氣與來(lái)自文丘里吸收罐的洗滌液(約30％HCl溶液)充分混合、洗滌。尾氣中大部分的二氧化硅顆粒進(jìn)入到文丘里吸收罐中，而洗滌后的尾氣通過(guò)管路進(jìn)入酸分離器中洗滌，在酸分離器中，尾氣與來(lái)自文丘里吸收罐的洗滌液進(jìn)行接觸，最后自氣相口分離出來(lái)。而文丘里吸收器和酸分離器中的洗滌液則循環(huán)回至文丘里吸收器罐中。在此過(guò)程中，尾氣由165～170℃降至70～80℃，Cl₂被全部吸收并轉(zhuǎn)化為HCl溶液，并且除去了大部分來(lái)自設(shè)備的氣相二氧化硅顆粒。通過(guò)洗滌液洗滌以去除尾氣中大部分二氧化硅顆粒，并降低尾氣溫度。?

自酸分離器分離出的尾氣自酸吸收塔的塔頂進(jìn)入到酸吸收塔中，與來(lái)自酸洗塔塔底酸液并行通過(guò)酸吸收塔。在此過(guò)程中，酸液將尾氣中HCl吸收并放出熱量，酸吸收塔殼層中的水經(jīng)塔底流向塔頂使其降溫。酸液自酸吸收塔排入酸儲(chǔ)罐中，酸儲(chǔ)罐中未被酸液吸收的氣體自氣相口排至酸洗塔塔底，并與自塔頂噴淋下的蒸汽冷凝水充分接觸。?

尾氣在酸洗塔中吸收過(guò)后，未被吸收的氣體自塔頂排入下一步尾氣處理系統(tǒng)中。酸洗塔塔底酸液通過(guò)酸吸收塔再次吸收HCl氣體后排入酸儲(chǔ)罐中。此時(shí)，酸儲(chǔ)罐中的酸液HCl含量相對(duì)較高，濃度大于30％。此時(shí)，酸液可作為產(chǎn)品通過(guò)管路排入鹽酸罐區(qū)，作為一般產(chǎn)品出售，若要獲得更高純度的HCl，可將酸儲(chǔ)罐中的酸液通入下一級(jí)處理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。自酸洗塔塔底進(jìn)入酸吸收塔的酸液為濃度約為20％的鹽酸溶液。?

文丘里吸收罐和酸儲(chǔ)罐中的酸液均經(jīng)其罐底排至壓濾機(jī)中，除去其中的沉淀物后又分別返回至文丘里吸收罐和酸儲(chǔ)罐中。?