一种白炭黑生产得到的尾气的处理装置和系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种白炭黑生产得到的尾气的处理装置和系统，白炭黑生产得到的尾气包括氯气和氯化氢，该处理装置包括能够透光的收集器，收集器用于通入尾气，且收集器上设置有用于通入氢气的入口，处理装置还包括光源，该光源用于对收集器进行光照使得通入该收集器的氯气和氢气发生反应生成氯化氢。将氢气和白炭黑生产得到的尾气通过上述处理装置和系统后，可以将尾气中的氯气绝大部分转化成氯化氢，再通过水淋洗可以将氯化氢吸收掉，由于尾气中的氯气绝大部分转化成了氯化氢，所以通过水淋洗后的尾气中几乎不含有氯气，提高了水淋洗得到盐酸的回收率，大大降低了后续通过碱液淋洗的负荷，减少了碱液的消耗量，降低了产生次氯酸钠的量。
【专利说明】一种白炭黑生产得到的尾气的处理装置和系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于多晶硅生产【技术领域】，具体涉及一种白炭黑生产得到的尾气的处理装置和系统。
【背景技术】
[0002]白炭黑是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，其粒径很小、比表面积大、表面吸附力强、表面能大、化学纯度高、分散性能好，其在热阻、电阻等方面也具有特异的性能。白炭黑以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。白炭黑俗称“工业味精”，广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体，还用于石油化工领域内的脱色剂、消光剂、橡胶补强剂、塑料充填剂、油墨增稠剂、金属软性磨光剂、绝缘绝热填充剂，以及用于高级日用化妆品的填料，用于喷涂材料、医药、环保等各种领域，并为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。由于白炭黑在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能，因而得到人们的极大重视。
[0003]下述为白炭黑的生产过程中的化学反应，
[0004]主反应:
[0005]SiCl4 (g) +2? (g) +02 (g) — Si02 (s) +4HC1 (g)
[0006]副反应:
[0007]4HC1 (g) +02 (g) — 2H20 (g) +2C12 (g)
[0008]上述的反应方程中，主反应发生条件是点燃，反应时产生大量热，中心火焰温度为1750°C;副反应发生条件是高温350°C以上，因主反应的温度大于350°C，所以在发生主反应的同时副反应也随即发生，因主反应反应结束后就开始进行降温处理将温度降至250°C以下，所以在短暂的反应中约7%的氯化氢会被氧化生成氯气，所以待白炭黑被旋风分离器及布袋除尘器分离下来后进入料仓形成产品，尾气中含有氯化氢、水蒸气、空气、氯气，由于氯化氢极易溶于水，尾气在遇到水淋洗时，氯化氢被吸收形成了盐酸，盐酸可以外售，而氯气难溶于水，不能被水吸收反应掉，因此经过水淋洗后的尾气中仍含有氯气及未完全吸收掉的少量氯化氢，因氯气具有剧毒性，无法直接排放，需使用碱液淋洗处理，其发生反应为:
[0009]2NaOH+Cl2— NaC10+NaCl+H 20
[0010]HCl+NaOH — NaCl+H20
[0011]这样氯气被碱液淋洗处理后得到的尾气中就只有空气了，可以对空排放了，但是目前行业中，上述采用碱液淋洗处理氯气的过程存在以下弊端:1、消耗了大量的碱液；2、生成的次氯酸钠量处理难度大；3、增加了操作人员的劳动量。
实用新型内容
[0012]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种白炭黑生产得到的尾气的处理装置和系统，该处理装置将尾气中的氯气绝大部分转化成氯化氢，再通过水淋洗可以将氯化氢吸收掉，由于尾气中的氯气绝大部分转化成了氯化氢，所以通过水淋洗后的尾气中几乎不含有氯气，不仅仅提高了水淋洗得到盐酸的回收率，而且大大降低了后续通过碱液淋洗的负荷。
[0013]解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是提供一种白炭黑生产得到的尾气的处理装置，白炭黑生产得到的尾气包括氯气和氯化氢，所述处理装置包括能够透光的收集器，所述收集器用于通入所述白炭黑生产得到的尾气，且所述收集器上设置有用于通入氢气的入口，所述处理装置还包括光源，该光源用于对所述收集器进行光照使得通入该收集器的氯气和氢气发生反应生成氯化氢。
[0014]优选的是，所述收集器为文丘里管。
[0015]优选的是，所述收集器为螺旋状盘绕的螺旋管，该螺旋管盘绕出空间，所述光源设置于所述空间中。
[0016]优选的是，所述处理装置还包括在所述收集器外包裹的隔层，该隔层的内表面为反光面，该反光面用于对所述光源光照时发出的光线进行反射。
[0017]优选的是，所述处理装置还包括在所述收集器内设置的填充物，该填充物用于对通过所述收集器的尾气和氢气进行缓冲。
[0018]优选的是，所述填充物为分布器或筛板。
[0019]优选的是，所述填充物能够透光。
[0020]优选的是，所述光源为白炽灯或LED灯。
[0021]优选的是，所述光源设置于所述收集器的外部。
[0022]优选的是，所述收集器为玻璃材质的收集器或塑料材质的收集器。
[0023]本发明还提供一种白炭黑生产得到的尾气的处理系统，包括上述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，所述处理系统还包括:
[0024]盐酸吸收塔，与所述白炭黑生产得到的尾气的处理装置的收集器连接，所述盐酸吸收塔用于吸收氯化氢；
[0025]碱液吸收塔，与所述盐酸吸收塔连接，所述碱液吸收塔用于吸收氯气和氯化氢。
[0026]将氢气和白炭黑生产得到的尾气通过上述处理装置和系统后，可以将尾气中的氯气绝大部分转化成氯化氢，再通过水淋洗可以将氯化氢吸收掉，由于尾气中的氯气绝大部分转化成了氯化氢，所以通过水淋洗后的尾气中几乎不含有氯气，不仅仅提高了水淋洗得到盐酸的回收率，而且大大降低了后续通过碱液淋洗的负荷，减少了碱液的消耗量，降低了产生次氯酸钠的量，减少了操作人员的劳动量。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型实施例1中的白炭黑生产得到的尾气的处理装置的结构示意图；
[0028]图2是本实用新型实施例1中的白炭黑生产得到的尾气的处理装置的结构示意图；
[0029]图3是本实用新型实施例1中的白炭黑生产得到的尾气的处理装置的结构示意图；
[0030]图4是本实用新型实施例1中的白炭黑生产得到的尾气的处理装置的结构示意图；
[0031]图5是本实用新型实施例1中的白炭黑生产得到的尾气的处理装置的结构示意图；
[0032]图6是本实用新型实施例2中的白炭黑生产得到的尾气的处理系统的结构示意图。
[0033]图中:1_尾气储罐；2-收集器；3_氢气的入口 ；4-光源；5_尾气的入口 ；6-氢气流量计；7_文丘里管；8_螺旋管；9-空间；10_隔层；11-反光面；12-填充物；13_分布器；14_筛板；15_盐酸吸收塔；151-盐酸吸收塔的塔釜出口 ；152-盐酸吸收塔的塔顶出口 ；153_盐酸吸收塔的气体入口 ；154_盐酸吸收塔的盐酸缓冲液入口 ；16_盐酸缓冲罐；161-水入口 ；162_盐酸缓冲液溢出口 ；163_盐酸缓冲液入口 ；164_盐酸缓冲液出口 ；17_第一循环泵；18_碱液吸收塔；181-碱液吸收塔的塔釜出口 ；182_碱液吸收塔的塔顶出口 ；183-碱液吸收塔的气体入口 ； 184-碱液吸收塔的碱液入口 ；19_碱液缓冲罐；191_碱液入口 ；192_喊液缓冲液溢出口 ；193_喊液缓冲液入口 ；194_喊液缓冲液出口 ；20_第二循环栗Ο
【具体实施方式】
[0034]为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0035]实施例1
[0036]如图1?5所示，本实用新型提供一种白炭黑生产得到的尾气的处理装置，白炭黑生产得到的尾气包括氯气和氯化氢，所述处理装置包括能够透光的收集器2，所述收集器2用于通入所述白炭黑生产得到的尾气，且所述收集器2上设置有用于通入氢气的入口 3，所述处理装置还包括光源4，该光源4用于对所述收集器2进行光照使得通入该收集器2的氯气和氢气发生反应生成氯化氢。具体的，所述收集器2设置有用于通入白炭黑生产得到的尾气的入口 5 ;所述处理装置还包括氢气流量计6，该氢气流量计6用于检测氢气的流量。具体的本实施例中的处理装置还包括储存白炭黑生产得到的尾气的尾气储罐1，该尾气储罐1与收集器2连接。
[0037]将氢气和白炭黑生产得到的尾气通过上述处理装置后，可以将尾气中的氯气绝大部分转化成氯化氢，再通过水淋洗可以将氯化氢吸收掉，由于尾气中的氯气绝大部分转化成了氯化氢，所以通过水淋洗后的尾气中几乎不含有氯气，不仅仅提高了水淋洗得到盐酸的回收率，而且大大降低了后续通过碱液淋洗的负荷，减少了碱液的消耗量，降低了产生次氯酸钠的量，减少了操作人员的劳动量。
[0038]如图1所示，优选的是，所述收集器2为文丘里管7。文丘里管7可以使得通入的尾气中的氯气与通入的氢气在文丘里管7内的负压区域内充分混合均匀。
[0039]如图2所示，优选的是，所述收集器2为螺旋状盘绕的螺旋管8，该螺旋管8盘绕出空间9，所述光源4设置于所述空间9中。该呈螺旋状盘绕的螺旋管8可以使得通入的尾气中的氯气与通入的氢气在螺旋管8内充分的缓冲接触反应。将光源4设置于上述空间9中，可以最大限度的利用光源4发出的光进行光照，使得通入的尾气中的氯气与通入的氢气更充分的被光照。
[0040]如图2所示，优选的是，所述处理装置还包括在所述收集器2外包裹的隔层10，该隔层10的内表面为反光面11，该反光面11用于对所述光源4光照时发出的光线进行反射。通过隔层10的内表面的反光面11的反光作用，使得光线经过反射后多次照射收集器2内的氯气和氢气，从而促进它们的反应。
[0041]如图3所示，优选的是，所述处理装置还包括在所述收集器2内设置的填充物12，该填充物12用于对通过所述收集器2的尾气和氢气进行缓冲。
[0042]如图4、5所示，优选的是，所述填充物12为分布器13或筛板14。该分布器13或筛板14可以使得通入的尾气中的氯气与通入的氢气在收集器2内充分后进行反应。
[0043]优选的是，所述填充物12能够透光。能够透光的填充物12可以使得收集器2内通入的尾气中的氯气与通入的氢气更多的接受光照。
[0044]优选的是，所述光源4为白炽灯或LED灯。具体的，本实施例中的白炽灯为18W，且设置于收集其上方I米处。
[0045]优选的是，所述光源4设置于所述收集器2的外部。
[0046]优选的是，所述收集器2为玻璃材质的收集器2或塑料材质的收集器2。具体的，本实施例中选取取DN300透明玻璃管道2米(或其他透光性好，耐盐酸腐蚀的材质)。
[0047]实施例2
[0048]如图6所示，本实用新型提供一种白炭黑生产得到的尾气的处理系统，包括上述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，所述处理系统还包括:
[0049]盐酸吸收塔15，与所述白炭黑生产得到的尾气的处理装置的收集器2连接，所述盐酸吸收塔15用于吸收氯化氢。该盐酸吸收塔15包括盐酸吸收塔的塔釜出口 151、盐酸吸收塔的塔顶出口 152、盐酸吸收塔的气体入口 153、盐酸吸收塔的盐酸缓冲液入口 154，其中，盐酸吸收塔的气体入口 153设置于盐酸吸收塔15的下部，盐酸吸收塔的盐酸缓冲液入口 154设置于盐酸吸收塔15的上部。具体的，盐酸吸收塔15与该处理系统还包括盐酸缓冲罐16和第一循环泵17，盐酸缓冲罐16上设置有水入口 161、盐酸缓冲液溢出口 162、盐酸缓冲液入口 163、盐酸缓冲液出口 164，其中，水入口 161用于通入新鲜的水，当然可以直接通入工艺水，盐酸吸收塔的塔釜出口 151与盐酸缓冲液入口 163连接，盐酸缓冲液出口 164与盐酸吸收塔的盐酸缓冲液入口 154连接，第一循环泵17用于将盐酸缓冲罐16内的盐酸缓冲液从盐酸缓冲液出口 164泵入到盐酸吸收塔的盐酸缓冲液入口 154。白炭黑生成得到的尾气通过白炭黑生产得到的尾气的处理装置后，再通入到盐酸吸收塔15中，尾气从设置于盐酸吸收塔15的下部的盐酸吸收塔的气体入口 153通入，再与从设置于盐酸吸收塔15的上部的盐酸吸收塔的盐酸缓冲液入口 154通入的盐酸缓冲液进行逆向流动的接触，盐酸缓冲液将尾气中的绝大部分氯化氢吸收掉。被盐酸缓冲液淋洗过的尾气从盐酸吸收塔的塔顶出口 152排出，吸收了氯化氢的盐酸缓冲液从盐酸吸收塔的塔釜出口 151排入到盐酸缓冲罐16中，当盐酸缓冲罐16中的盐酸缓冲液的氯化氢的浓度达到3(^七％后，盐酸从盐酸缓冲液溢出口 162溢出。
[0050]碱液吸收塔18，与所述盐酸吸收塔15连接，所述碱液吸收塔18用于吸收氯气和氯化氢。该碱液吸收塔18包括碱液吸收塔的塔釜出口 181、碱液吸收塔的塔顶出口 182、碱液吸收塔的气体入口 183、碱液吸收塔的碱液入口 184，其中，碱液吸收塔的气体入口 183设置于碱液吸收塔18的下部，碱液吸收塔的气体入口 183与盐酸吸收塔的塔顶出口 152连接，碱液吸收塔的碱液缓冲液入口 184设置于碱液吸收塔18的上部。该处理系统还包括碱液缓冲罐19和第二循环泵20，碱液缓冲罐19上设置有碱液入口 191、碱液缓冲液溢出口 192、碱液缓冲液入口 193、碱液缓冲液出口 194，其中，碱液入口 191用于通入新鲜的碱液，碱液吸收塔的塔釜出口 181与碱液缓冲液入口 193连接，碱液缓冲液出口 194与碱液吸收塔的碱液缓冲液入口 184连接，第二循环泵20用于将碱液缓冲罐19内的碱液缓冲液从碱液缓冲液出口 194泵入到碱液吸收塔的碱液缓冲液入口 184。从盐酸吸收塔的塔顶出口 152排出的尾气再通入到碱液吸收塔18中，尾气从设置于碱液吸收塔18的下部的碱液吸收塔的气体入口 183通入，再与从设置于碱液吸收塔18的上部的碱液吸收塔的碱液缓冲液入口 184通入的碱液缓冲液进行逆向流动的接触，碱液缓冲液将尾气中的绝大部分氯气和氯化氢吸收掉。被碱液缓冲液淋洗过的尾气从碱液吸收塔的塔顶出口 182排出，这是尾气达到了排放标准可以直接排放到空气中，吸收了氯化氢的碱液缓冲液从碱液吸收塔的塔釜出口 181排入到碱液缓冲罐19中，当碱液缓冲罐19中的碱液缓冲液的碱的浓度达到3(^%后，碱液从碱液缓冲液溢出口 192溢出。
[0051 ] 将氢气和白炭黑生产得到的尾气通过上述处理系统后，可以将尾气中的氯气绝大部分转化成氯化氢，再通过盐酸吸收塔15进行水淋洗可以将氯化氢吸收掉，由于尾气中的氯气绝大部分转化成了氯化氢，所以通过水淋洗后的尾气中几乎不含有氯气，不仅仅提高了水淋洗得到盐酸的回收率，而且大大降低了后续通过碱液吸收塔18通过碱液淋洗的负荷，减少了碱液的消耗量，降低了产生次氯酸钠的量，减少了操作人员的劳动量。
[0052]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种白炭黑生产得到的尾气的处理装置，白炭黑生产得到的尾气包括氯气和氯化氢，其特征在于，所述处理装置包括能够透光的收集器，所述收集器用于通入所述白炭黑生产得到的尾气，且所述收集器上设置有用于通入氢气的入口，所述处理装置还包括光源，该光源用于对所述收集器进行光照使得通入该收集器的氯气和氢气发生反应生成氯化氢。
2.根据权利要求1所述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，其特征在于，所述收集器为文丘里管。
3.根据权利要求1所述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，其特征在于，所述收集器为螺旋状盘绕的螺旋管，该螺旋管盘绕出空间，所述光源设置于所述空间中。
4.根据权利要求3所述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括在所述收集器外包裹的隔层，该隔层的内表面为反光面，该反光面用于对所述光源光照时发出的光线进行反射。
5.根据权利要求1所述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括在所述收集器内设置的填充物，该填充物用于对通过所述收集器的尾气和氢气进行缓冲。
6.根据权利要求5所述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，其特征在于，所述填充物为分布器或筛板。
7.根据权利要求5所述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，其特征在于，所述填充物能够透光。
8.根据权利要求1?6任意一项所述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，其特征在于，所述光源为白炽灯或LED灯。
9.根据权利要求1、2、5、6、7中任意一项所述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，其特征在于，所述光源设置于所述收集器的外部。
10.一种白炭黑生产得到的尾气的处理系统，其特征在于，包括权利要求1?9任意一项所述的白炭黑生产得到的尾气的处理装置，所述处理系统还包括: 盐酸吸收塔，与所述白炭黑生产得到的尾气的处理装置的收集器连接，所述盐酸吸收塔用于吸收氯化氢； 碱液吸收塔，与所述盐酸吸收塔连接，所述碱液吸收塔用于吸收氯气和氯化氢。
【文档编号】B01D53/76GK204233960SQ201420685977
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】徐文, 包全星 申请人:新特能源股份有限公司