一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置和系統(tǒng)，白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣包括氯氣和氯化氫，該處理裝置包括能夠透光的收集器，收集器用于通入尾氣，且收集器上設置有用于通入氫氣的入口，處理裝置還包括光源，該光源用于對收集器進行光照使得通入該收集器的氯氣和氫氣發(fā)生反應生成氯化氫。將氫氣和白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣通過上述處理裝置和系統(tǒng)后，可以將尾氣中的氯氣絕大部分轉化成氯化氫，再通過水淋洗可以將氯化氫吸收掉，由于尾氣中的氯氣絕大部分轉化成了氯化氫，所以通過水淋洗后的尾氣中幾乎不含有氯氣，提高了水淋洗得到鹽酸的回收率，大大降低了后續(xù)通過堿液淋洗的負荷，減少了堿液的消耗量，降低了產(chǎn)生次氯酸鈉的量。
【專利說明】一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置和系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于多晶硅生產(chǎn)【技術領域】，具體涉及一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置和系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]白炭黑是極其重要的高科技超微細無機新材料之一，其粒徑很小、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，其在熱阻、電阻等方面也具有特異的性能。白炭黑以其優(yōu)越的穩(wěn)定性、補強性、增稠性和觸變性，在眾多學科及領域內(nèi)獨具特性，有著不可取代的作用。白炭黑俗稱“工業(yè)味精”，廣泛用于各行業(yè)作為添加劑、催化劑載體，還用于石油化工領域內(nèi)的脫色劑、消光劑、橡膠補強劑、塑料充填劑、油墨增稠劑、金屬軟性磨光劑、絕緣絕熱填充劑，以及用于高級日用化妝品的填料，用于噴涂材料、醫(yī)藥、環(huán)保等各種領域，并為相關工業(yè)領域的發(fā)展提供了新材料基礎和技術保證。由于白炭黑在磁性、催化性、光吸收、熱阻和熔點等方面與常規(guī)材料相比顯示出特異功能，因而得到人們的極大重視。
[0003]下述為白炭黑的生產(chǎn)過程中的化學反應，
[0004]主反應:
[0005]SiCl4 (g) +2? (g) +02 (g) — Si02 (s) +4HC1 (g)
[0006]副反應:
[0007]4HC1 (g) +02 (g) — 2H20 (g) +2C12 (g)
[0008]上述的反應方程中，主反應發(fā)生條件是點燃，反應時產(chǎn)生大量熱，中心火焰溫度為1750°C;副反應發(fā)生條件是高溫350°C以上，因主反應的溫度大于350°C，所以在發(fā)生主反應的同時副反應也隨即發(fā)生，因主反應反應結束后就開始進行降溫處理將溫度降至250°C以下，所以在短暫的反應中約7%的氯化氫會被氧化生成氯氣，所以待白炭黑被旋風分離器及布袋除塵器分離下來后進入料倉形成產(chǎn)品，尾氣中含有氯化氫、水蒸氣、空氣、氯氣，由于氯化氫極易溶于水，尾氣在遇到水淋洗時，氯化氫被吸收形成了鹽酸，鹽酸可以外售，而氯氣難溶于水，不能被水吸收反應掉，因此經(jīng)過水淋洗后的尾氣中仍含有氯氣及未完全吸收掉的少量氯化氫，因氯氣具有劇毒性，無法直接排放，需使用堿液淋洗處理，其發(fā)生反應為:
[0009]2NaOH+Cl2— NaC10+NaCl+H 20
[0010]HCl+NaOH — NaCl+H20
[0011]這樣氯氣被堿液淋洗處理后得到的尾氣中就只有空氣了，可以對空排放了，但是目前行業(yè)中，上述采用堿液淋洗處理氯氣的過程存在以下弊端:1、消耗了大量的堿液；2、生成的次氯酸鈉量處理難度大；3、增加了操作人員的勞動量。
實用新型內(nèi)容
[0012]本實用新型所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置和系統(tǒng)，該處理裝置將尾氣中的氯氣絕大部分轉化成氯化氫，再通過水淋洗可以將氯化氫吸收掉，由于尾氣中的氯氣絕大部分轉化成了氯化氫，所以通過水淋洗后的尾氣中幾乎不含有氯氣，不僅僅提高了水淋洗得到鹽酸的回收率，而且大大降低了后續(xù)通過堿液淋洗的負荷。
[0013]解決本實用新型技術問題所采用的技術方案是提供一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣包括氯氣和氯化氫，所述處理裝置包括能夠透光的收集器，所述收集器用于通入所述白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣，且所述收集器上設置有用于通入氫氣的入口，所述處理裝置還包括光源，該光源用于對所述收集器進行光照使得通入該收集器的氯氣和氫氣發(fā)生反應生成氯化氫。
[0014]優(yōu)選的是，所述收集器為文丘里管。
[0015]優(yōu)選的是，所述收集器為螺旋狀盤繞的螺旋管，該螺旋管盤繞出空間，所述光源設置于所述空間中。
[0016]優(yōu)選的是，所述處理裝置還包括在所述收集器外包裹的隔層，該隔層的內(nèi)表面為反光面，該反光面用于對所述光源光照時發(fā)出的光線進行反射。
[0017]優(yōu)選的是，所述處理裝置還包括在所述收集器內(nèi)設置的填充物，該填充物用于對通過所述收集器的尾氣和氫氣進行緩沖。
[0018]優(yōu)選的是，所述填充物為分布器或篩板。
[0019]優(yōu)選的是，所述填充物能夠透光。
[0020]優(yōu)選的是，所述光源為白熾燈或LED燈。
[0021]優(yōu)選的是，所述光源設置于所述收集器的外部。
[0022]優(yōu)選的是，所述收集器為玻璃材質(zhì)的收集器或塑料材質(zhì)的收集器。
[0023]本發(fā)明還提供一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理系統(tǒng)，包括上述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，所述處理系統(tǒng)還包括:
[0024]鹽酸吸收塔，與所述白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置的收集器連接，所述鹽酸吸收塔用于吸收氯化氫；
[0025]堿液吸收塔，與所述鹽酸吸收塔連接，所述堿液吸收塔用于吸收氯氣和氯化氫。
[0026]將氫氣和白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣通過上述處理裝置和系統(tǒng)后，可以將尾氣中的氯氣絕大部分轉化成氯化氫，再通過水淋洗可以將氯化氫吸收掉，由于尾氣中的氯氣絕大部分轉化成了氯化氫，所以通過水淋洗后的尾氣中幾乎不含有氯氣，不僅僅提高了水淋洗得到鹽酸的回收率，而且大大降低了后續(xù)通過堿液淋洗的負荷，減少了堿液的消耗量，降低了產(chǎn)生次氯酸鈉的量，減少了操作人員的勞動量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型實施例1中的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置的結構示意圖；
[0028]圖2是本實用新型實施例1中的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置的結構示意圖；
[0029]圖3是本實用新型實施例1中的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置的結構示意圖；
[0030]圖4是本實用新型實施例1中的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置的結構示意圖；
[0031]圖5是本實用新型實施例1中的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置的結構示意圖；
[0032]圖6是本實用新型實施例2中的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理系統(tǒng)的結構示意圖。
[0033]圖中:1_尾氣儲罐；2-收集器；3_氫氣的入口 ；4-光源；5_尾氣的入口 ；6-氫氣流量計；7_文丘里管；8_螺旋管；9-空間；10_隔層；11-反光面；12-填充物；13_分布器；14_篩板；15_鹽酸吸收塔；151-鹽酸吸收塔的塔釜出口 ；152-鹽酸吸收塔的塔頂出口 ；153_鹽酸吸收塔的氣體入口 ；154_鹽酸吸收塔的鹽酸緩沖液入口 ；16_鹽酸緩沖罐；161-水入口 ；162_鹽酸緩沖液溢出口 ；163_鹽酸緩沖液入口 ；164_鹽酸緩沖液出口 ；17_第一循環(huán)泵；18_堿液吸收塔；181-堿液吸收塔的塔釜出口 ；182_堿液吸收塔的塔頂出口 ；183-堿液吸收塔的氣體入口 ； 184-堿液吸收塔的堿液入口 ；19_堿液緩沖罐；191_堿液入口 ；192_喊液緩沖液溢出口 ；193_喊液緩沖液入口 ；194_喊液緩沖液出口 ；20_第二循環(huán)栗Ο

【具體實施方式】
[0034]為使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0035]實施例1
[0036]如圖1?5所示，本實用新型提供一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣包括氯氣和氯化氫，所述處理裝置包括能夠透光的收集器2，所述收集器2用于通入所述白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣，且所述收集器2上設置有用于通入氫氣的入口 3，所述處理裝置還包括光源4，該光源4用于對所述收集器2進行光照使得通入該收集器2的氯氣和氫氣發(fā)生反應生成氯化氫。具體的，所述收集器2設置有用于通入白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的入口 5 ;所述處理裝置還包括氫氣流量計6，該氫氣流量計6用于檢測氫氣的流量。具體的本實施例中的處理裝置還包括儲存白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的尾氣儲罐1，該尾氣儲罐1與收集器2連接。
[0037]將氫氣和白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣通過上述處理裝置后，可以將尾氣中的氯氣絕大部分轉化成氯化氫，再通過水淋洗可以將氯化氫吸收掉，由于尾氣中的氯氣絕大部分轉化成了氯化氫，所以通過水淋洗后的尾氣中幾乎不含有氯氣，不僅僅提高了水淋洗得到鹽酸的回收率，而且大大降低了后續(xù)通過堿液淋洗的負荷，減少了堿液的消耗量，降低了產(chǎn)生次氯酸鈉的量，減少了操作人員的勞動量。
[0038]如圖1所示，優(yōu)選的是，所述收集器2為文丘里管7。文丘里管7可以使得通入的尾氣中的氯氣與通入的氫氣在文丘里管7內(nèi)的負壓區(qū)域內(nèi)充分混合均勻。
[0039]如圖2所示，優(yōu)選的是，所述收集器2為螺旋狀盤繞的螺旋管8，該螺旋管8盤繞出空間9，所述光源4設置于所述空間9中。該呈螺旋狀盤繞的螺旋管8可以使得通入的尾氣中的氯氣與通入的氫氣在螺旋管8內(nèi)充分的緩沖接觸反應。將光源4設置于上述空間9中，可以最大限度的利用光源4發(fā)出的光進行光照，使得通入的尾氣中的氯氣與通入的氫氣更充分的被光照。
[0040]如圖2所示，優(yōu)選的是，所述處理裝置還包括在所述收集器2外包裹的隔層10，該隔層10的內(nèi)表面為反光面11，該反光面11用于對所述光源4光照時發(fā)出的光線進行反射。通過隔層10的內(nèi)表面的反光面11的反光作用，使得光線經(jīng)過反射后多次照射收集器2內(nèi)的氯氣和氫氣，從而促進它們的反應。
[0041]如圖3所示，優(yōu)選的是，所述處理裝置還包括在所述收集器2內(nèi)設置的填充物12，該填充物12用于對通過所述收集器2的尾氣和氫氣進行緩沖。
[0042]如圖4、5所示，優(yōu)選的是，所述填充物12為分布器13或篩板14。該分布器13或篩板14可以使得通入的尾氣中的氯氣與通入的氫氣在收集器2內(nèi)充分后進行反應。
[0043]優(yōu)選的是，所述填充物12能夠透光。能夠透光的填充物12可以使得收集器2內(nèi)通入的尾氣中的氯氣與通入的氫氣更多的接受光照。
[0044]優(yōu)選的是，所述光源4為白熾燈或LED燈。具體的，本實施例中的白熾燈為18W，且設置于收集其上方I米處。
[0045]優(yōu)選的是，所述光源4設置于所述收集器2的外部。
[0046]優(yōu)選的是，所述收集器2為玻璃材質(zhì)的收集器2或塑料材質(zhì)的收集器2。具體的，本實施例中選取取DN300透明玻璃管道2米(或其他透光性好，耐鹽酸腐蝕的材質(zhì))。
[0047]實施例2
[0048]如圖6所示，本實用新型提供一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理系統(tǒng)，包括上述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，所述處理系統(tǒng)還包括:
[0049]鹽酸吸收塔15，與所述白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置的收集器2連接，所述鹽酸吸收塔15用于吸收氯化氫。該鹽酸吸收塔15包括鹽酸吸收塔的塔釜出口 151、鹽酸吸收塔的塔頂出口 152、鹽酸吸收塔的氣體入口 153、鹽酸吸收塔的鹽酸緩沖液入口 154，其中，鹽酸吸收塔的氣體入口 153設置于鹽酸吸收塔15的下部，鹽酸吸收塔的鹽酸緩沖液入口 154設置于鹽酸吸收塔15的上部。具體的，鹽酸吸收塔15與該處理系統(tǒng)還包括鹽酸緩沖罐16和第一循環(huán)泵17，鹽酸緩沖罐16上設置有水入口 161、鹽酸緩沖液溢出口 162、鹽酸緩沖液入口 163、鹽酸緩沖液出口 164，其中，水入口 161用于通入新鮮的水，當然可以直接通入工藝水，鹽酸吸收塔的塔釜出口 151與鹽酸緩沖液入口 163連接，鹽酸緩沖液出口 164與鹽酸吸收塔的鹽酸緩沖液入口 154連接，第一循環(huán)泵17用于將鹽酸緩沖罐16內(nèi)的鹽酸緩沖液從鹽酸緩沖液出口 164泵入到鹽酸吸收塔的鹽酸緩沖液入口 154。白炭黑生成得到的尾氣通過白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置后，再通入到鹽酸吸收塔15中，尾氣從設置于鹽酸吸收塔15的下部的鹽酸吸收塔的氣體入口 153通入，再與從設置于鹽酸吸收塔15的上部的鹽酸吸收塔的鹽酸緩沖液入口 154通入的鹽酸緩沖液進行逆向流動的接觸，鹽酸緩沖液將尾氣中的絕大部分氯化氫吸收掉。被鹽酸緩沖液淋洗過的尾氣從鹽酸吸收塔的塔頂出口 152排出，吸收了氯化氫的鹽酸緩沖液從鹽酸吸收塔的塔釜出口 151排入到鹽酸緩沖罐16中，當鹽酸緩沖罐16中的鹽酸緩沖液的氯化氫的濃度達到3(^七％后，鹽酸從鹽酸緩沖液溢出口 162溢出。
[0050]堿液吸收塔18，與所述鹽酸吸收塔15連接，所述堿液吸收塔18用于吸收氯氣和氯化氫。該堿液吸收塔18包括堿液吸收塔的塔釜出口 181、堿液吸收塔的塔頂出口 182、堿液吸收塔的氣體入口 183、堿液吸收塔的堿液入口 184，其中，堿液吸收塔的氣體入口 183設置于堿液吸收塔18的下部，堿液吸收塔的氣體入口 183與鹽酸吸收塔的塔頂出口 152連接，堿液吸收塔的堿液緩沖液入口 184設置于堿液吸收塔18的上部。該處理系統(tǒng)還包括堿液緩沖罐19和第二循環(huán)泵20，堿液緩沖罐19上設置有堿液入口 191、堿液緩沖液溢出口 192、堿液緩沖液入口 193、堿液緩沖液出口 194，其中，堿液入口 191用于通入新鮮的堿液，堿液吸收塔的塔釜出口 181與堿液緩沖液入口 193連接，堿液緩沖液出口 194與堿液吸收塔的堿液緩沖液入口 184連接，第二循環(huán)泵20用于將堿液緩沖罐19內(nèi)的堿液緩沖液從堿液緩沖液出口 194泵入到堿液吸收塔的堿液緩沖液入口 184。從鹽酸吸收塔的塔頂出口 152排出的尾氣再通入到堿液吸收塔18中，尾氣從設置于堿液吸收塔18的下部的堿液吸收塔的氣體入口 183通入，再與從設置于堿液吸收塔18的上部的堿液吸收塔的堿液緩沖液入口 184通入的堿液緩沖液進行逆向流動的接觸，堿液緩沖液將尾氣中的絕大部分氯氣和氯化氫吸收掉。被堿液緩沖液淋洗過的尾氣從堿液吸收塔的塔頂出口 182排出，這是尾氣達到了排放標準可以直接排放到空氣中，吸收了氯化氫的堿液緩沖液從堿液吸收塔的塔釜出口 181排入到堿液緩沖罐19中，當堿液緩沖罐19中的堿液緩沖液的堿的濃度達到3(^%后，堿液從堿液緩沖液溢出口 192溢出。
[0051 ] 將氫氣和白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣通過上述處理系統(tǒng)后，可以將尾氣中的氯氣絕大部分轉化成氯化氫，再通過鹽酸吸收塔15進行水淋洗可以將氯化氫吸收掉，由于尾氣中的氯氣絕大部分轉化成了氯化氫，所以通過水淋洗后的尾氣中幾乎不含有氯氣，不僅僅提高了水淋洗得到鹽酸的回收率，而且大大降低了后續(xù)通過堿液吸收塔18通過堿液淋洗的負荷，減少了堿液的消耗量，降低了產(chǎn)生次氯酸鈉的量，減少了操作人員的勞動量。
[0052]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領域內(nèi)的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣包括氯氣和氯化氫，其特征在于，所述處理裝置包括能夠透光的收集器，所述收集器用于通入所述白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣，且所述收集器上設置有用于通入氫氣的入口，所述處理裝置還包括光源，該光源用于對所述收集器進行光照使得通入該收集器的氯氣和氫氣發(fā)生反應生成氯化氫。
2.根據(jù)權利要求1所述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，其特征在于，所述收集器為文丘里管。
3.根據(jù)權利要求1所述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，其特征在于，所述收集器為螺旋狀盤繞的螺旋管，該螺旋管盤繞出空間，所述光源設置于所述空間中。
4.根據(jù)權利要求3所述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，其特征在于，所述處理裝置還包括在所述收集器外包裹的隔層，該隔層的內(nèi)表面為反光面，該反光面用于對所述光源光照時發(fā)出的光線進行反射。
5.根據(jù)權利要求1所述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，其特征在于，所述處理裝置還包括在所述收集器內(nèi)設置的填充物，該填充物用于對通過所述收集器的尾氣和氫氣進行緩沖。
6.根據(jù)權利要求5所述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，其特征在于，所述填充物為分布器或篩板。
7.根據(jù)權利要求5所述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，其特征在于，所述填充物能夠透光。
8.根據(jù)權利要求1?6任意一項所述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，其特征在于，所述光源為白熾燈或LED燈。
9.根據(jù)權利要求1、2、5、6、7中任意一項所述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，其特征在于，所述光源設置于所述收集器的外部。
10.一種白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括權利要求1?9任意一項所述的白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置，所述處理系統(tǒng)還包括: 鹽酸吸收塔，與所述白炭黑生產(chǎn)得到的尾氣的處理裝置的收集器連接，所述鹽酸吸收塔用于吸收氯化氫； 堿液吸收塔，與所述鹽酸吸收塔連接，所述堿液吸收塔用于吸收氯氣和氯化氫。
【文檔編號】B01D53/76GK204233960SQ201420685977
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權日:2014年11月14日
【發(fā)明者】徐文, 包全星 申請人:新特能源股份有限公司