氣相二氧化硅生產中HCl的回收工藝及設備制造技術

本發明專利技術公開了屬于氣相二氧化硅生產中HCl回收技術領域的一種氣相二氧化硅生產中HCl的回收工藝及裝置。將尾氣通入該系統中，通過文丘里吸收器、酸分離器、酸吸收塔、酸洗塔和解析塔等設備回收HCl。不僅將尾氣中的HCl充分回收，減少了資源的浪費，而且降低了后續尾氣處理的難度，還拓展了氣相二氧化硅生產中HCl的回收方法。通過該工藝回收的HCl純度高，具有較高的經濟價值。

【技術實現步驟摘要】
氣相二氧化硅生產中HCI的回收工藝及設備
本專利技術屬于氣相二氧化硅生產中HCl回收
，特別涉及一種氣相二氧化硅生產中HCl的回收工藝及設備。
技術介紹
氣相二氧化硅又稱氣相法白炭黑，生產氣相二氧化硅工藝過程的進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生的高溫氫氧焰中發生水解反應。反應方程式為SiCl4+2H2+02 — Si02+4HC1CH3SiCl3+2H2+302 — Si02+C02+3HC1+2H20由于反應溫度很高，還可能發生副反應，產生Cl2等氣體。可見，在氣相二氧化硅的生產中，尾氣中含有02、H20、Si02、HC1、C12和CO2等氣體 ， 同時，還存在著大量的N2。其中，HCl遇空氣中的水將產生腐蝕性極強的鹽酸氣，因而不能直接排入大氣。HCl 在工業中也有廣泛的應用，是消耗量最大的強酸之一，有較高的經濟價值。傳統的HCl回收設備采用雙降膜塔串聯吸收，通過吸收設備將氣相二氧化硅尾氣中的HCl進行處理及回收。尾氣和稀鹽酸從降膜塔進入，稀鹽酸將尾氣中的HCl吸收。降膜塔底部設有酸液循環槽，收集降膜塔排出的酸液并通過循環泵將酸液重新打入降膜塔使用。回收HCl后的尾氣進入下一階段進行處理。該方法在操作過程中，存在著以下問題需時刻監控酸液循環槽中HCl的濃度，否則很容易造成酸液濃度過高，導致HCl吸收情況不好。不僅加大了后續尾氣處理的難度，同時也造成了資源的浪費。尾氣的溫度較高，不僅對吸收設備可造成損壞，也埋下了安全隱患。同時，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。經HCl回收系統后得到的鹽酸溶液中HCl純度不高，含有較多雜質。不能作為精細化學品的原料出售。
技術實現思路
本專利技術為解決現有技術的不足，提供一種氣相二氧化硅生產中HCl的回收工藝及設備，將尾氣中的HCl進行合理的處理與回收。本專利技術提供一種氣相二氧化硅生產中HCl的回收工藝，該工藝是通過以下技術方案得以實現的具體來說，為除去尾氣中攜帶的氣相二氧化硅顆粒，將氣相二氧化硅設備產生的尾氣(165 170°C)通入文丘里吸收器中洗滌，尾氣與來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入到文丘里吸收罐中，而洗滌后的尾氣通過管路進入酸分離器中洗滌，在酸分離器中，尾氣與來自文丘里吸收罐的洗滌液進行接觸，最后自氣相口分離出來。而文丘里吸收器和酸分離器中的洗滌液則循環回至文丘里吸收器罐中。在此過程中，尾氣由165 170°C降至70 80°C，C12被全部吸收并轉化為HCl溶液，并且除去了大部分來自設備的氣相二氧化硅顆粒。通過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入到酸吸收塔中，與來自酸洗塔塔底酸液并行通過酸吸收塔。在此過程中，酸液將尾氣中HCl吸收并放出熱量，酸吸收塔殼層中的水經塔底流向塔頂使其降溫。酸液自酸吸收塔排入酸儲罐中，酸儲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后，未被吸收的氣體自塔頂排入下一步尾氣處理系統中。 酸洗塔塔底酸液通過酸吸收塔再次吸收HCl氣體后排入酸儲罐中。此時，酸儲罐中的酸液 HCl含量相對較高，濃度大于30%。此時，酸液可作為產品通過管路排入鹽酸罐區，作為一般產品出售，若要獲得更高純度的HCl，可將酸儲罐中的酸液通入下一級處理系統進行進一步的處理。自酸洗塔塔底進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罐中的酸液均經其罐底排至壓濾機中，除去其中的沉淀物后又分別返回至文丘里吸收罐和酸儲罐中。為得到高純度HCl，將酸儲罐中的酸液經泵及換熱設備(換熱器)預熱后送至解析塔塔頂，通過塔內噴淋設備噴淋。解析塔塔底設有再沸器，將塔底低濃度酸液加熱至HCl蒸汽，在氣相與液相的對流過程中，實現HCl的解析過程。解析出來的HCl氣體經解析塔排出后，再經換熱及酸分離過程后得到純凈的HCl氣體，HCl進入產品收集系統收集，解析塔排出后的HCl氣體經酸分離器分離出的酸液返回至解析塔噴淋系統中。本專利技術的一個關鍵是尾氣中氣相二氧化硅的去除。在這個過程中，文丘里吸收罐和酸儲罐中都將沉積一定量的氣相二氧化硅，它們經罐底排至壓濾機中，除去其中的沉淀物后又分別返回至文丘里吸收罐和酸儲罐中。文丘里吸收器和酸分離器中的洗滌液均來自文丘里吸收罐，洗滌液為濃度為 27 30%的鹽酸溶液，溫度為65 70°C，洗滌壓力為O. 15MPa。待吸收完成后，文丘里吸收器和酸分離器中的洗滌液又循環回到文丘里吸收罐中。自酸洗塔塔底排出的酸為稀酸，自酸吸收塔塔底排出的酸為濃酸。本專利技術還提供一種氣相二氧化硅生產中HCl的回收設備，該設備主要有文丘里吸收器，文丘里吸收罐，酸分離器，酸吸收塔，酸洗塔，酸儲罐；其中，文丘里吸收器進氣口連接氣相二氧化硅尾氣總管，出氣口連接酸分離器；酸分離器出氣口連接酸吸收塔塔頂，酸吸收塔氣液混合相出口連接酸儲罐，酸儲罐出氣口連接酸洗塔塔底，回收HCl后的尾氣經酸洗塔塔頂排入下一級尾氣處理系統中；文丘里吸收器和酸分離器的液相出口均與文丘里吸收罐相連，文丘里吸收罐經酸泵分別與文丘里吸收器和酸分離器相連；在酸洗塔中，通過蒸汽冷凝水或稀鹽 酸溶液洗滌尾氣，酸液出口連接至酸吸收塔， 酸吸收塔的酸液出口與酸儲罐相連；文丘里吸收罐和酸儲罐的酸液出口分別連接至壓濾機，酸液通過壓濾機去除氣相二氧化硅顆粒后返回至文丘里吸收罐和酸儲罐中。為得到高純度HC1，上述設備中酸儲罐中的酸液出口經泵及換熱設備送至解析塔塔頂，通過塔內噴淋設備噴淋，解析塔塔底設有再沸器，將塔底低濃度酸液加熱至HCl蒸汽，在氣相與液相的對流過程中，實現HCl的解析過程。解析出來的HCl氣體經解析塔排出后，再經換熱器換熱及酸分離器分離后得到純凈的HCl氣體，HCl進入產品收集系統收集， 解析塔排出后的HCl氣體經酸分離器分離出的酸液返回至解析塔噴淋系統中。作為優選，文丘里吸收器的尾氣入口和洗滌液入口均設于文丘里吸收器的頂端。 洗滌液入口下方設有降膜入口，降膜入口采用切向設計，以確保洗滌液與尾氣充分接觸。由于尾氣溫度較高，為避免文丘里吸收器筒體膨脹，在縮小端前部設置膨脹節，并通過法蘭連接。文丘里吸收器的底部設有氣液分離設備，混合液切向進入文丘里吸收器的分離罐，液體自文丘里吸收器的連接口進入文丘里吸收罐中，氣體自文丘里吸收器的氣體出口進入下一級處理設備。作為優選，酸分離器為臥式設備，氣體入口及出口設于酸分離器兩側，洗滌液由設于酸分離器上部的酸入口進入，酸液通過設于酸分離器內部的噴嘴噴出，噴出液與氣體充分接觸后，冷凝液通過設于酸分離器下部的冷凝液出口排入文丘里吸收罐中，氣體通過氣體出口進入下一級處理設備。作為優選，酸吸收塔為帶有水冷卻系統的吸收設備。作為優選，酸洗塔設有兩個噴淋設備，塔頂為蒸汽冷凝水噴淋設備，塔上中部為低濃度酸液的噴淋設備，該酸液來自解析塔塔底。蒸汽冷凝水噴淋設備設在酸液噴淋設備的上方。酸液噴淋設備為不連續操作。作為優選，酸儲罐同時設有兩個酸液出口，一個為酸液產品出口，通向酸液儲罐； 另一個與酸泵連接，通向解析塔以進行進一步處理。作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氣相二氧化硅生產中HCl的回收工藝，其特征在于包括以下步驟：將氣相二氧化硅設備產生的尾氣通入文丘里吸收器(1)中洗滌，洗滌后的尾氣再進入酸分離器(3)中洗滌，自酸分離器(3)氣相口分離出的尾氣自酸吸收塔(4)的塔頂進入到酸吸收塔中，與來自酸洗塔(5)塔底酸液并行通過酸吸收塔(4)，酸液自酸吸收塔(4)排入酸儲罐(6)中，酸儲罐(6)中未被酸液吸收的氣體自氣相口排至酸洗塔(5)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(5)中吸收過后，未被吸收的氣體自塔頂排入下一步尾氣處理系統中，酸洗塔(5)塔底酸液通過酸吸收塔(4)再次吸收HCl氣體后排入酸儲罐(6)中。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬公林，艾俊峰，趙春宇，
申請(專利權)人：赤峰盛森硅業科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：