本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中氯氣的方法及裝置，通過在分離器與脫酸爐排出的含氯尾氣通往尾氣處理系統(tǒng)的氣體輸送管道上連接加氫除氯器，來消除尾氣中的氯氣。因?yàn)閺姆蛛x器和脫酸爐排出的尾氣溫度已經(jīng)低于400℃，此時(shí)通入氫氣，與氯氣反應(yīng)生成氯化氫，在此環(huán)境下，氯化氫將不再與氧氣反應(yīng)生成氯氣，因而能夠獲得很好的除氯效果。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于氣相法氧化物生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中氯氣的方法及裝置。
技術(shù)介紹
氣相法氧化物如氣相法二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦等是以前驅(qū)體氯化物在氫氧火焰中進(jìn)行高溫水解縮聚反應(yīng)而得到的超細(xì)粉體。其反應(yīng)機(jī)理如下 2H2+ O2 H2O(DMCI O 4 MO +nHCl ⑵ η ， ” |· 其中M為Si，Al，Ti等。采用氣相法工藝生產(chǎn)氧化物，基本都包含反應(yīng)(氫氣氧氣反應(yīng)，前驅(qū)體水解縮聚反應(yīng))、粒子聚集(原生粒子碰撞聚集成聚集體、附聚體，便于分離和收集)、氣固分離(氧化物粒子和氣體的分離)、脫酸(脫除吸附在粒子表面的氯化氫)、粒子收集、尾氣處理等工序。關(guān)于氣相法生產(chǎn)氧化物的工藝的專利比較多(如CN200610035301. 3，CN98114270. 2，CN200610033695. 9，CN200610033694. 4 等)。在氣相法氧化物生產(chǎn)過程中，為保證反應(yīng)完全以及獲得所需要的高溫場(chǎng)，氫氣和氧氣(空氣)一般都是高于理論計(jì)算量，因此在氣相法氧化物生產(chǎn)工藝中，具有以下幾個(gè)特占-^ \\\ · D反應(yīng)溫度高，由氫氣和氧氣燃燒形成的反應(yīng)區(qū)溫度ιοο(Γ2οοο ，在聚集和脫酸等工序中，溫度也高于400°c ； 2)產(chǎn)生副產(chǎn)物氯化氫(HCl)； 3)系統(tǒng)中含有氧。在上述環(huán)境中，HCl在高溫和氧的存在下，易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氯氣和水，反應(yīng)如式(3)4 HC1+0;^^2CL + 2 H2O (3) 氯氣的產(chǎn)生，為生產(chǎn)帶來非常大的麻煩。通常的方法是采用堿液(如氫氧化鈉、氫氧化鈣等)對(duì)其進(jìn)行洗滌吸收，從而生成次氯酸鹽(如次氯酸鈣或次氯酸鈉)。然而次氯酸鹽不穩(wěn)定，在酸性條件下又容易釋放出氯氣，因此未達(dá)到消除氯氣的目的。CN 200610035301. 3中提到了在聚集器上設(shè)置加氫裝置，向聚集器中添加一定量的氫氣，讓氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫，從而達(dá)到消除氯氣的目的。然而由前面的描述及式(3)知道，氯化氫在高溫下又容易與氧氣反應(yīng)，重新生成氯氣，除氯效果不理想。所以找到一種行之有效的消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中的氯氣的方法非常有必要。在傳統(tǒng)的工藝中，有在聚集器設(shè)置加氫裝置如CN200610035301. 3，CN102120580A等，然而從實(shí)際應(yīng)用看，在反應(yīng)器中的溫度為1000-2000°C，進(jìn)入聚集器后，即使在聚集器后端，溫度也高于400°C。由前面的分析可以知道，通入氫氣后，雖然氯氣能夠與氫氣反應(yīng)生成氯化氫，然而在高溫下，氯化氫又將與氧氣進(jìn)行反應(yīng)，重新生成氯氣。另外，即使在聚集器把氯氣消除了，然而進(jìn)入脫酸爐后，仍需經(jīng)過高于400°C的高溫場(chǎng)，又有部分氯化氫與氧氣反應(yīng)生成氯氣，因此這種工藝對(duì)于除氯效果不明顯。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有不足，提供一種消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中氯氣的方法及裝置。·本專利技術(shù)所采取的技術(shù)方案是 一種消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中氯氣的方法，包括以下步驟待氣相法氧化物生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氯尾氣溫度低于400°C后，通入氫氣并催化其與氯氣反應(yīng)生成氯化氫，然后經(jīng)過尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理排放。優(yōu)選的，在尾氣排放前消除尾氣中過量的氫氣。一種消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中氯氣的裝置，包括反應(yīng)器(I)、聚集器(2)、分離器(3 )、脫酸爐(4 )和尾氣處理系統(tǒng)(6 )，反應(yīng)混合物從反應(yīng)器進(jìn)入聚集器聚集后，進(jìn)入分離器，分離出的固體粒子進(jìn)入脫酸爐脫酸，分離器和脫酸爐排出的含氯尾氣進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理排放，其特征在于在分離器和/或脫酸爐與尾氣處理系統(tǒng)之間的氣體輸送管道上串連有加氫除氯器(5)，加氫除氯器串連于氣體輸送管道中尾氣溫度不高于400°C處。上述加氫除氯器為帶有法蘭連接的管道結(jié)構(gòu)，該管道上開設(shè)有至少一個(gè)向內(nèi)的噴氣口，噴氣口外部連接至氫氣源。優(yōu)選的，加氫除氯器的管道上設(shè)有可透射紫外線的部位，該部位外設(shè)置有紫外光源。或者，加氫除氯器的管道內(nèi)設(shè)有催化H2和Cl2反應(yīng)的催化劑。優(yōu)選的，在尾氣處理系統(tǒng)至尾氣排放口之間設(shè)有用于消除尾氣中過量氫氣的除氫器。本專利技術(shù)的有益效果是 本專利技術(shù)在分離器與脫酸爐排出的含氯尾氣通往尾氣處理系統(tǒng)的氣體輸送管道上連接加氫除氯器，因?yàn)閺姆蛛x器和脫酸爐排出的尾氣溫度已經(jīng)低于400°C，此時(shí)通入氫氣，與氯氣反應(yīng)生成氯化氫，在此環(huán)境下，氯化氫將不再與氧氣反應(yīng)生成氯氣，因而能夠獲得很好的除氯效果。附圖說明圖I是消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中氯氣的方法及裝置示意 圖2是加氫除氯器示意圖。具體實(shí)施方式一種消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中氯氣的方法，包括以下步驟待氣相法氧化物生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氯尾氣溫度低于400°C后，通入氫氣并催化其與氯氣反應(yīng)生成氯化氫，然后經(jīng)過尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理排放。優(yōu)選的，在尾氣排放前消除尾氣中過量的氫氣。一種消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中氯氣的裝置，包括反應(yīng)器(I)、聚集器(2)、分離器(3 )、脫酸爐(4 )和尾氣處理系統(tǒng)(6 )，反應(yīng)混合物從反應(yīng)器進(jìn)入聚集器聚集后，進(jìn)入分離器，分離出的固體粒子進(jìn)入脫酸爐脫酸，分離器和脫酸爐排出的含氯尾氣進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理排放，其特征在于在分離器和/或脫酸爐與尾氣處理系統(tǒng)之間的氣體輸送管道上串連有加氫除氯器(5)，加氫除氯器串連于氣體輸送管道中尾氣溫度不高于400°C處。上述加氫除氯器為帶有法蘭連接的管道結(jié)構(gòu)，該管道上開設(shè)有至少一個(gè)向內(nèi)的噴氣口，噴氣口外部連接至氫氣源。 優(yōu)選的，加氫除氯器的管道上設(shè)有可透射紫外線的部位，該部位外設(shè)置有紫外光源。或者，加氫除氯器的管道內(nèi)設(shè)有催化H2和Cl2反應(yīng)的催化劑。優(yōu)選的，在尾氣處理系統(tǒng)至尾氣排放口之間設(shè)有用于消除尾氣中過量氫氣的除氫器。氣固分離可以用常規(guī)的旋風(fēng)分離、沉降分離等方法，本專利技術(shù)采用旋風(fēng)分離。為促使加入的氫氣與尾氣中氯氣反應(yīng)，可在加氫除氯器的管道上開設(shè)可透射紫外線的部位，該部位外設(shè)置紫外光源，通過紫外照射促進(jìn)H2和Cl2的反應(yīng)；當(dāng)然，還可在加氫除氯器的管道內(nèi)設(shè)置催化H2和Cl2反應(yīng)的催化劑，催化其反應(yīng)。本具體實(shí)施方式中，采用紫外照射的方法。加氫除氯器除串聯(lián)在圖I標(biāo)示的位置，當(dāng)然，還可設(shè)置于圖I的A或B處。若設(shè)置于A處，同時(shí)在脫酸爐排出的尾氣通往尾氣處理系統(tǒng)的管道中設(shè)有催化劑，加氫除氯器通入的過量氫氣，仍足以保證后面脫酸爐排出的氯氣被消除；若加氫除氯器設(shè)置于B處，方法和原理同上。為防止在除氯加氫器中通入了過量的氫氣在尾氣排放時(shí)帶來的安全隱患，在尾氣排放前，需消除尾氣中過量的氫氣，所以，本專利技術(shù)在尾氣處理系統(tǒng)至尾氣排放口之間設(shè)有除氫器，除氫器中裝有催化劑、或吸附劑、或采用燃燒法消除尾氣中的氫氣。本具體實(shí)施方式中，采用加熱至15(T300°C的氧化銅與尾氣中的氫氣反應(yīng)。在脫酸爐的脫酸過程中，為更好的脫除吸附在粒子表面的酸性氣體，除了對(duì)脫酸爐進(jìn)行加熱外，還可通入脫酸輔助介質(zhì)如水蒸氣、惰性氣體、堿性氣體等。優(yōu)選通入氮?dú)獾榷栊詺怏w或氨氣等堿性氣體，以防止系統(tǒng)帶入過量的氧氣從而避免產(chǎn)生額外的氯氣。下面結(jié)合附圖和以下實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行具體說明，但不局限于此。參照?qǐng)D1，消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中氯氣的方法及裝置是原料前驅(qū)體氯化物與氫氣、氧氣混合均勻后進(jìn)入反應(yīng)器1，進(jìn)行高溫水解反應(yīng)；反應(yīng)生成的氧化物粒子與HCl等氣體進(jìn)入聚集器2 ;經(jīng)聚集后的氣固混合物進(jìn)入分離本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種消除氣相法氧化物生產(chǎn)過程中氯氣的方法，其特征在于：待氣相法氧化物生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氯尾氣溫度低于400℃后，通入氫氣并催化其與氯氣反應(yīng)生成氯化氫，然后經(jīng)過尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理排放。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：段先健，吳春蕾，陳燕玉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣州吉必盛科技實(shí)業(yè)有限公司，連云港吉必盛硅材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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