[實用新型]一種利用四氯化硅生產(chǎn)氣相法白炭黑的生產(chǎn)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520378953.1
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN204714533U
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚軍;方衛(wèi)民;劉國晶;徐慧芬;范建平;劉金雅;王德球;楊曉義
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江富士特硅材料有限公司
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 沈自軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于精細化工領(lǐng)域的生產(chǎn)裝置，尤其是一種利用四氯化硅生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氣相法白炭黑又稱為氣相法二氧化硅，是極其重要的納米級無機原材料之一。氣相法白炭黑粒徑小、比表面積大、表面吸附力強、表面能大、化學純度高、分散性能好，具有優(yōu)越的穩(wěn)定性、補強性、增稠性和觸變性，廣泛應(yīng)用于眾多學科領(lǐng)域。

氣相法白炭黑是由硅烷鹵化物(主要是四氯化硅和甲基三氯硅烷)在氫氧火焰中高溫水解生成的納米級白色粉末，再進一步經(jīng)聚集裝置的絮凝、分離裝置的固氣分離、脫酸裝置脫酸即得氣相法白炭黑，反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的HCl氣體，由于反應(yīng)溫度很高，還可能產(chǎn)生Cl₂等氣體。

尾氣的組成主要為空氣、H₂O、SiO₂、HCl、Cl₂和CO₂等氣體。其中，HCl遇空氣中的水將產(chǎn)生腐蝕性極強的鹽酸氣，對HCl的回收不僅能保護環(huán)境，還可以制備工業(yè)利用價值很高的鹽酸。

傳統(tǒng)的HCl回收裝置為串聯(lián)連接的二級降膜塔吸收，直接將尾氣通入到降膜塔中進行尾氣回收，但尾氣中含有二氧化硅，容易堵塞降膜塔列管，影響正常生產(chǎn)進度。

公開號為CN103073005A、CN203006956U的中國專利文獻公開了一種燃燒四甲基硅烷制備白炭黑的方法及其制備裝置。該方法包括將四甲基硅烷霧化后送入爐膛內(nèi)充分燃燒，燃燒產(chǎn)物經(jīng)過捕集器捕集白炭黑，最終尾氣排入大氣；該方法所需的制備裝置包括燃燒器、儲罐、輸送泵、霧化裝置、送風機、爐膛、煙氣冷卻器、捕集器、引風機和煙囪。本發(fā)明使用四甲基硅烷燃燒來獲取白炭黑，但生產(chǎn)的白炭黑產(chǎn)品性能不能達到相關(guān)國家標準。

公開號為CN101723384A的中國專利文獻公開了一種氣相白炭黑的合成方法及裝置，該裝置由燃燒爐、溴化鋰機組及冷凍鹽酸循環(huán)系統(tǒng)組成，燃燒爐通過回水管及上水管與溴化鋰機組連接，溴化鋰機組的另一端上部通過回水管及上水管與冷凍鹽酸循環(huán)系統(tǒng)連接，將預熱處理后的硅鹵化物、空氣及氫氣連續(xù)輸入密閉的燃燒爐中進行高溫水解，得到白炭黑氣固混合物，產(chǎn)生的熱量通過燃燒爐的水冷夾套帶走。

公開號為CN103466636A的中國專利文獻公開了一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)，按反應(yīng)流程包括依次設(shè)置的反應(yīng)爐、聚集裝置、分離裝置、脫酸裝置以及尾氣回收裝置。當溫度下降時，氣相法白炭黑會在生成系統(tǒng)的管路上聚集成大顆粒，該生產(chǎn)系統(tǒng)的管路容易被聚集的白炭黑顆粒堵塞。該發(fā)明專利公開的生產(chǎn)系統(tǒng)的尾氣回收裝置包括布袋除塵器和除塵塔、吸收塔、堿洗塔組成的三級串聯(lián)吸收塔，所述的串聯(lián)吸收塔連接方式為第一級吸收塔的出口和第二級吸收塔的入口連接，第二級吸收塔的出口和第三級吸收塔的入口連接。各吸收塔都設(shè)有酸液循環(huán)槽，吸收塔排出的吸收液通過循環(huán)泵將吸收液重新打入各自吸收塔作為吸收液使用，隨著吸收液濃度不斷變高，吸收液對尾氣的吸收效果越來越差；同時吸收液在單一的吸收塔中循環(huán)使用，吸收液的溫度容易變高，吸收液的溫度變高，對氯化氫的吸收效果下降。因此，如何實現(xiàn)尾氣的高效回收是生產(chǎn)氣相法白炭黑行業(yè)急需解決的難題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種尾氣回收效果好、設(shè)備布局簡單的利用四氯化硅生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)，生成的氣相法白炭黑顆粒均勻。

一種利用四氯化硅生產(chǎn)氣相法白炭黑的生產(chǎn)系統(tǒng)，按反應(yīng)流程包括依次設(shè)置的反應(yīng)爐、聚集裝置、分離裝置、脫酸裝置以及尾氣回收裝置，所述的尾氣回收裝置包括串聯(lián)的五級吸收塔，每級吸收塔的吸收液出口均匹配有吸收液儲罐，其中第二、三、四級吸收塔的吸收液儲罐出口分別與對應(yīng)的前一級吸收塔的吸收液入口連接。

為了能較好的吸收反應(yīng)過程中產(chǎn)生的尾氣，本實用新型提供了一套串聯(lián)的五級吸收塔裝置來回收尾氣。吸收塔的尾氣出、入口通過管路逐級串聯(lián)連接，尾氣從第一級吸收塔的入口進入尾氣回收裝置，進行逐級吸附，提高尾氣的吸附回收效果。同時各級吸收塔都設(shè)置有吸收液儲罐，其中第二、三、四級吸收塔的吸收液儲罐出口分別與對應(yīng)的前一級吸收塔的吸收液入口通過管路連接，其中的管路上還分別設(shè)置有循環(huán)泵。通過上述連接方式，實現(xiàn)了吸收液的多級吸收利用。