[發明專利]氣相法納米粉體制備中的尾氣酸洗滌系統及尾氣酸洗滌工藝

有效

• 申請號: 201810515133.0
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108479356B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 吳春蕾;段先健;卞春麗;李政法
• 申請（專利權）人: 湖北興發化工集團股份有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/40
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明提供一種氣相法納米粉體制備中的尾氣酸洗滌系統，含塵尾氣管道與洗滌器連接，洗滌器與洗滌塔連接，洗滌塔與緩沖罐連接，緩沖罐底部經管道與酸循環泵連接后再與洗滌冷卻器連接，洗滌冷卻器與洗滌器連接；緩沖罐底部經管道與洗滌酸儲罐連接，洗滌酸儲罐與洗滌酸泵連接后再與洗滌塔上部連接。采用該系統進行白炭黑尾氣洗滌工藝包括一級采用洗滌器并流洗滌,二級采用洗滌塔逆流洗滌。本發明中一級管道并流氣液通過重力作用充分在豎直管道中接觸，減小了系統阻力，二級逆流采用洗滌塔洗滌，氣體流速在進入洗滌塔以后由于直徑變大，流速大幅下降，液體至上向下，氣體由下向上，氣液充分在填料表面接觸，保證了尾氣的洗滌效果。

技術領域

本發明提供一種尾氣酸洗滌系統及采用氣相法納米粉體制備中的尾氣的酸洗滌工藝。

現有技術

氣相法納米粉體制備一般是采用鹵化物如四氯化硅、甲基三氯硅烷、四氟化硅、四氯化鈦、氯化鋁等為主要原料，在高溫下進行水解縮聚反應而制得氧化物粉體材料。其反應原理如下：

MCl_x+H₂+O₂→M₂O_x+HCl

由反應式可知，在反應過程中將生成氯化氫或者氟化氫氣體，這些氣體容易吸附在氧化物粉體材料表面而使得它們具有較強的酸性，從而影響了它們的應用。所以在生產過程中，都需要對其進行氣固分離和脫酸，才能保證納米粉體表面吸附的酸氣低至滿足產品應用要求。而經過氣固分離和脫酸后的尾氣中，則含有大量的HCl或HF氣體，需要對尾氣進行處理后才能排放。目前主要是采用酸洗滌工藝進行尾氣處理，現有的酸洗滌系統設備包括洗滌器、洗滌分離器、洗滌酸泵、洗滌冷卻器、洗滌緩沖罐等，正常工作流程是洗滌酸通過洗滌泵送入洗滌冷卻器進行冷卻，冷卻器采用循環水對洗滌酸進行冷卻，冷卻后的洗滌酸被送入洗滌器對高溫尾氣進行洗滌，經洗滌后的氣液混合物進入洗滌分離器進行氣液分離，在分離器內部液體向下，氣體向上，氣體經過分離后送入吸收部分進行吸收，液體由于重力往下流入洗滌緩沖罐，進入下一次循環。正常操作時憑操作經驗觀察洗滌酸的顏色，當顏色變白時就將粘稠的洗滌酸通過緩沖罐底部的閥門放到酸罐區大儲罐進行沉淀分離，并加入新鮮的洗滌酸進來以此保證生產設備的連續運行。該系統存在以下缺陷：

1.由于是一級洗滌，對尾氣的洗滌效果有限，從分離緩沖罐分離出來的尾氣中還夾帶粉塵顆粒，這些粉塵顆粒被帶入后續吸收塔，會積累在吸收塔填料的表面，增加吸收塔的阻力，減小吸收塔氣液接觸面積，降低吸收效果，同時會影響酸的透明度，降低酸的產品質量。

2.由于要憑經驗觀察洗滌酸的顏色再更換新鮮洗滌酸，存在操作滯后的情況，洗滌酸變粘稠后對尾氣的洗滌效果降低，更多顆粒會夾帶在尾氣中被帶入后續吸收部分。

3.由于洗滌酸的粘度無法檢測和控制，洗滌酸變粘稠后會粘附在換熱器內壁，降低換熱器對洗滌酸的換熱效果，尾氣的溫度會居高不下，尾氣溫度高后會降低后續吸收部分的吸收效果。

4.由于采用循環水對洗滌酸進行冷卻，冷卻效果有限，洗滌酸的溫度冷卻后只能控制在50-60度，20-150的高溫尾氣經過洗滌后溫度只能降至70-80度，后續吸收效果不理想，由于氯化氫溶入水又是放熱反應，溫度高將導致氯化氫的溶解度下降，直接影響氯化氫的吸收效果，將導致鹽酸的濃度下降，同時會增加后續堿中和部分堿的用量，增加生產成本。

5.粘稠的洗滌酸在酸罐區大儲罐經過沉淀后無法有效處理，長期積累在儲罐底部，只能定期排放出來用生石灰等堿性物質中和，增加生產成本及環保壓力，并不能保證向生產裝置供應低粘度的洗滌酸，生產連續性受限。

發明內容

本發明提供一種新型氣相法納米粉體制備中的尾氣酸洗滌系統，克服了傳統酸洗滌系統的吸收效率低的缺陷。下面結合圖進行說明：