一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置的制作方法

1.本发明涉及稀散金属回收技术领域，尤其涉及一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置。


背景技术：

2.锗生产工艺中，一般先通过氯化反应生成四氯化锗，再通过四氯化锗水解获得二氧化锗，一般情况下，氯化反应通常是在小氯化釜中反应：先将锗泥和盐酸混合，加入一定比例的三氯化铁溶液，再缓慢通入氯气。小氯化反应釜产生的尾气中，主要气体有未反应完全的氯气，四氯化锗气体，盐酸气体，微量水汽等，具有强腐蚀性。传统尾气处理过程主要采用放入稀盐酸溶液的若干个玻璃瓶串联鼓泡的方式处理，四氯化锗气体被稀盐酸溶液捕获分层。在四氯化锗捕获吸收过程中，放热导致吸收液温度高四氯化锗捕获效率低下，此外鼓泡传质效率低，停留时短。
3.经检索，中国专利申请号为cn202021777928.8的专利，公开了一种四氯化锗尾气吸收装置，包括第一尾气吸收槽，所述第一尾气吸收槽上设有第一进气管、排气管和用于冷却所述第一尾气吸收槽中的吸收液的吸收液冷却循环系统，所述第一进气管伸入所述第一尾气吸收槽的液面以下，但是上述技术方案由于在第二尾气吸收槽内采用碱性吸收液来吸收hcl和四氯化锗，它们之间反应产生的锗酸钠和氯化钠混合溶液的进一步提取难度较大，而且剩余溶液难以处理，因此还存在无法彻底回收反应尾气中的锗成分和反应得到的溶液较难处理的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置，包括第一支架，所述第一支架顶部外壁通过螺丝固定有第一处理箱，第一处理箱顶部外壁通过螺丝固定有第二支架和第一密封盖，第二支架顶部外壁通过螺丝固定有第二处理箱，第一支架、第一处理箱和第二支架一侧外壁分别通过螺丝固定有溶气泵和冷却箱，溶气泵一侧外壁插接有第二抽液管，第二抽液管外壁套接有三通阀，三通阀一侧外壁插接有第一抽液管，溶气泵一侧外壁插接有导气管，导气管顶部外壁插接有喷气管，喷气管贯穿于冷却箱，喷气管外壁套接有双通阀，第二抽液管和喷气管分别贯穿于第一处理箱和第二处理箱一侧外壁，第一处理箱内壁通过螺丝固定有喷气板，喷气板一侧外壁插接于喷气管一侧外壁上，喷气板底部外壁插接有喷头，冷却箱内部设置有冷却机构。
7.优选的：所述第一处理箱底部外壁开有排液阀，第二处理箱底部外壁开有排净口，第一处理箱一侧外壁开有进液口，第一密封盖顶部外壁通过螺丝固定有集气电控阀，集气电控阀一侧外壁插接有第三抽液管。
8.进一步的：所述第一处理箱一侧外壁通过螺丝固定有控制面板，溶气泵与控制面板电性连接。
9.进一步优选的：所述冷却机构包括冷却液储存箱、抽液泵和三通阀，所述冷却液储存箱通过螺丝固定于冷却箱的顶部外壁上，抽液泵通过螺丝固定于冷却液储存箱的一侧外壁上，循环吸热管插接于抽液泵的一侧外壁上，循环吸热管套接于喷气管的外壁上，抽液泵与控制面板电性连接。
10.作为本发明一种优选的：所述第二支架顶部外壁通过螺丝固定有第三支架，第三支架顶部外壁通过螺丝固定有电动滑轨，电动滑轨内壁滑动连接有滑动块，滑动块一侧外壁通过螺丝固定有收集框，收集框一侧外壁通过螺丝固定有刮刀，电动滑轨与控制面板电性连接。
11.作为本发明进一步优选的：所述收集框一侧外壁通过螺丝固定有过滤网，收集框顶部外壁通过螺丝固定有限位块。
12.作为本发明再进一步的方案：所述第三支架顶部外壁通过合页转动连接有第二密封盖，第二密封盖顶部外壁开有尾气出口，第一处理箱一侧外壁通过合页转动连接有密封板。
13.在前述方案的基础上：所述第一处理箱一侧内壁开有导向槽，导向槽内壁滑动连接有隔板，隔板一侧外壁通过螺丝固定于第一处理箱的一侧内壁上，第一处理箱和第二处理箱一侧内壁分别通过螺丝固定有液位传感器和温度传感器，液位传感器和温度传感器分别与控制面板电性连接。
14.在前述方案的基础上优选的：所述第二支架底部外壁通过螺丝固定有转动电机，转动电机的输出轴贯穿第二支架和第二处理箱一侧外壁，转动电机的输出轴通过联轴器连接有搅拌轴，搅拌轴外壁转动连接有导向杆，导向杆两侧外壁分别通过螺丝固定于第二处理箱的两侧内壁上，转动电机与控制面板电性连接。
15.本发明的有益效果为：
16.1.通过设置喷气板，第一支架一侧外壁固定的溶气泵通过第一抽液管将氯化反应尾气抽入导气管，同时溶气泵通过第二抽液管将第一处理箱内部的稀盐酸水抽入溶气泵，吸入溶气泵的稀盐酸和氯化反应尾气会在溶气泵内部被充分搅拌汇合，并且混合后呈气体状被喷入导气管，尾气和稀盐酸混合成的气状物质通过导气管进入喷气管，并且经过冷却箱内部的冷却机构进行冷却，从而降低稀盐酸和尾气的温度，有利于稀盐酸和尾气中的四氯化锗充分反应，随后通过喷气管进入喷气板，并通过喷气板底部的喷头均匀的喷入第一处理箱内部的稀盐酸溶液中，此时通过喷气板喷入第一处理箱内部的尾气和稀盐酸混合成的气状物质的大小在20um左右，可以让气状物质长时间停留在第一处理箱内部的稀盐酸溶液内，让尾气中的四氯化锗能够充分溶解在盐酸溶液中。
17.2.通过设置第二处理箱，部分没有反应的尾气会通过第一密封盖进入集气电控阀，此时第二支架一侧外壁安装的溶气泵会通过第三抽液管抽取进入第一密封盖和集气电控阀内部的尾气，并将尾气和通过第二处理箱一侧吸入溶气泵的纯水混合，并送入第二支架一侧的喷气管内，并通过第二支架一侧的冷却箱内部的冷却机构进行冷却，最后通过喷气管向第二处理箱内部喷入混合后的气状物，此时尾气中剩余的四氯化锗会与水进行反映，并生成二氧化锗，生成的二氧化锗会漂浮在水面上由工作人员回收，同时控制面板会控
制集气电控阀的打开时间和间隔，避免第二支架一侧的溶气泵由于吸力过大通过第一密封盖将第一处理箱内部的溶液吸入第二处理箱。
18.3.通过设置刮刀，控制面板控制电动滑轨带动滑动块进行移动，滑动块会带动收集框进行移动，收集框移动时会带动刮刀进行来回移动，由于电动滑轨整体比第二处理箱的长度要长，所以电动滑轨可将滑动块带动到电动滑轨的一侧边缘位置，此时收集框一侧的刮刀正好会移动到紧贴在第二处理箱一侧内壁的位置，从而能够让刮刀在移动时能够彻底对第二处理箱顶部漂浮的二氧化锗刮到收集框内部，提高了二氧化锗的回收效率。
19.4.通过设置隔板，当尾气混合稀盐酸被喷头喷入第一处理箱内部的盐酸溶液后，会在重力的作用下沉降到第一处理箱的底部，从而让绝大部分的四氯化锗被反应吸收，此时隔板可对位于第一处理箱底部的盐酸溶液进行限位，避免通过喷头喷出的气体对第一处理箱底部发生的自然沉降造成干扰。
20.5.通过设置搅拌轴和导向杆，控制面板可控制转动电机带动搅拌轴进行转动，从而让搅拌轴对第二处理箱内部进行搅拌，从而提高第二处理箱内部的水与四氯化锗的反应效率，导向杆可对转动中的搅拌轴进行导向；通过设置限位块和过滤网，过滤网可对回收入收集框内部的二氧化锗进行遮挡，并将进入收集框内部的纯水过滤出去，同时限位块可对进入收集框的二氧化锗进行限位，避免收集框在来回移动时将内部的二氧化锗洒出。
附图说明
21.图1为本发明提出的一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置的主视结构示意图；
22.图2为本发明提出的一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置的侧视结构示意图；
23.图3为本发明提出的一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置的第一处理箱结构示意图；
24.图4为本发明提出的一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置的第二处理箱结构示意图；
25.图5为本发明提出的一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置的第三支架结构示意图；
26.图6为本发明提出的一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置的冷却箱结构示意图；
27.图7为本发明提出的一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置的第一密封盖结构示意图；
28.图8为本发明提出的一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置的电路流程示意图。
29.图中：1第一支架、2第一密封盖、3第二密封盖、4尾气出口、5第二处理箱、6第三支架、7第二支架、8排净口、9第一处理箱、10控制面板、11密封板、12第一抽液管、13溶气泵、14导气管、15冷却箱、16喷气管、17冷却液储存箱、18第二抽液管、19导向槽、20喷头、21喷气板、22液位传感器、23进液口、24温度传感器、25排液阀、26隔板、27转动电机、28集气电控阀、29导向杆、30搅拌轴、31电动滑轨、32收集框、33滑动块、34过滤网、35限位块、36刮刀、37双通阀、38三通阀、39循环吸热管、40抽液泵、41第三抽液管。
具体实施方式
30.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
31.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
32.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
33.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
34.实施例1：
35.一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置，如图1-8所示，包括第一支架1，所述第一支架1顶部外壁通过螺丝固定有第一处理箱9，第一处理箱9顶部外壁通过螺丝固定有第二支架7和第一密封盖2，第二支架7顶部外壁通过螺丝固定有第二处理箱5，工作人员通过进液口23向第一处理箱9内部注入纯度为8n的稀盐酸水，并向第二处理箱5内部注入纯水，在处理完尾气后，可打开排液阀25和排净口8将第一处理箱9和第二处理箱5内部的溶液排出；第一支架1、第一处理箱9和第二支架7一侧外壁分别通过螺丝固定有溶气泵13和冷却箱15，溶气泵13一侧外壁插接有第二抽液管18，第二抽液管18外壁套接有三通阀38，三通阀38一侧外壁插接有第一抽液管12，溶气泵13一侧外壁插接有导气管14，导气管14顶部外壁插接有喷气管16，喷气管16贯穿于冷却箱15，喷气管16外壁套接有双通阀37，第二抽液管18和喷气管16分别贯穿于第一处理箱9和第二处理箱5一侧外壁，第一支架1一侧外壁固定的溶气泵13通过第一抽液管12将氯化反应尾气抽入导气管14，同时溶气泵13通过第二抽液管18将第一处理箱9内部的稀盐酸水抽入溶气泵13，吸入溶气泵13的稀盐酸和氯化反应尾气会在溶气泵13内部被充分搅拌汇合，并且混合后呈气体状被喷入导气管14，尾气和稀盐酸混合成的气状物质通过导气管14进入喷气管16，并且经过冷却箱15内部的冷却机构进行冷却，从而降低稀盐酸和尾气的温度，有利于稀盐酸和尾气中的四氯化锗充分反应，随后通过喷气管16进入喷气板21，并通过喷气板21底部的喷头20均匀的喷入第一处理箱9内部的稀盐酸溶液中，此时通过喷气板21喷入第一处理箱9内部的尾气和稀盐酸混合成的气状物质的大小在20um左右，可以让气状物质长时间停留在第一处理箱9内部的稀盐酸溶液内，让尾气中的四氯化锗能够充分溶解在盐酸溶液中。
36.部分没有反应的尾气会通过第一密封盖2进入集气电控阀28，此时第二支架7一侧外壁安装的溶气泵13会通过第三抽液管41抽取进入第一密封盖2和集气电控阀28内部的尾气，并将尾气和通过第二处理箱5一侧吸入溶气泵13的纯水混合，并送入第二支架7一侧的喷气管16内，并通过第二支架7一侧的冷却箱15内部的冷却机构进行冷却，最后通过喷气管16向第二处理箱5内部喷入混合后的气状物，此时尾气中剩余的四氯化锗会与水进行反映，并生成二氧化锗，生成的二氧化锗会漂浮在水面上由工作人员回收，同时控制面板10会控制集气电控阀28的打开时间和间隔，避免第二支架7一侧的溶气泵13由于吸力过大通过第一密封盖2将第一处理箱9内部的溶液吸入第二处理箱5；第一处理箱9内壁通过螺丝固定有
喷气板21，喷气板21一侧外壁插接于喷气管16一侧外壁上，喷气板21底部外壁插接有喷头20，冷却箱15内部设置有冷却机构，第一处理箱9底部外壁开有排液阀25，第二处理箱5底部外壁开有排净口8，第一处理箱9一侧外壁开有进液口23，第一密封盖2顶部外壁通过螺丝固定有集气电控阀28，集气电控阀28一侧外壁插接有第三抽液管41，第一处理箱9一侧外壁通过螺丝固定有控制面板10，溶气泵13与控制面板10电性连接。
37.为了能够对经过喷气管16的物质进行冷却；如图6所示，所述冷却机构包括冷却液储存箱17、抽液泵40和三通阀38，所述冷却液储存箱17通过螺丝固定于冷却箱15的顶部外壁上，抽液泵40通过螺丝固定于冷却液储存箱17的一侧外壁上，循环吸热管39插接于抽液泵40的一侧外壁上，循环吸热管39套接于喷气管16的外壁上，抽液泵40与控制面板10电性连接；控制面板10控制抽液泵40将冷却液储存箱17内部的冷却液抽出，并通过循环吸热管39在喷气管16的外壁进行循环，从而对喷气管16内部穿过的物质的热量进行有效的吸收，从而达到很好的冷却作用。
38.为了能够有效的将漂浮在第二处理箱5上的二氧化锗进行回收；如图1、图4、图5所示，所述第二支架7顶部外壁通过螺丝固定有第三支架6，第三支架6顶部外壁通过螺丝固定有电动滑轨31，电动滑轨31内壁滑动连接有滑动块33，滑动块33一侧外壁通过螺丝固定有收集框32，收集框32一侧外壁通过螺丝固定有刮刀36，电动滑轨31与控制面板10电性连接；控制面板10控制电动滑轨31带动滑动块33进行移动，滑动块33会带动收集框32进行移动，收集框32移动时会带动刮刀36进行来回移动，由于电动滑轨31整体比第二处理箱5的长度要长，所以电动滑轨31可将滑动块33带动到电动滑轨31的一侧边缘位置，此时收集框32一侧的刮刀36正好会移动到紧贴在第二处理箱5一侧内壁的位置，从而能够让刮刀36在移动时能够彻底对第二处理箱5顶部漂浮的二氧化锗刮到收集框32内部，提高了二氧化锗的回收效率。
39.为了避免收集框32内部进入过多的纯水；如图1、图5所示，所述收集框32一侧外壁通过螺丝固定有过滤网34，收集框32顶部外壁通过螺丝固定有限位块35；通过设置限位块35和过滤网34，过滤网34可对回收入收集框32内部的二氧化锗进行遮挡，并将进入收集框32内部的纯水过滤出去，同时限位块35可对进入收集框32的二氧化锗进行限位，避免收集框32在来回移动时将内部的二氧化锗洒出；所述第三支架6顶部外壁通过合页转动连接有第二密封盖3，第二密封盖3顶部外壁开有尾气出口4，第一处理箱9一侧外壁通过合页转动连接有密封板11；通过第一处理箱9和第二处理箱5处理后的尾气即可通过尾气出口4排出，工作人员可定期打开第二密封盖3和密封板11对第二处理箱5和第一处理箱9内部进行清洗。
40.为了提高第一处理箱9内部的盐酸溶液吸收四氯化锗的效率；如图3所示，所述第一处理箱9一侧内壁开有导向槽19，导向槽19内壁滑动连接有隔板26，隔板26一侧外壁通过螺丝固定于第一处理箱9的一侧内壁上，第一处理箱9和第二处理箱5一侧内壁分别通过螺丝固定有液位传感器22和温度传感器24，液位传感器22和温度传感器24分别与控制面板10电性连接，液位传感器22的型号为al-530ae，温度传感器24的型号为gx18b20；当尾气混合稀盐酸被喷头20喷入第一处理箱9内部的盐酸溶液后，会在重力的作用下沉降到第一处理箱9的底部，从而让绝大部分的四氯化锗被反应吸收，此时隔板26可对位于第一处理箱9底部的盐酸溶液进行限位，避免通过喷头20喷出的气体对第一处理箱9底部发生的自然沉降
造成干扰，液位传感器22可对第一处理箱9和第二处理箱5内部的液位进行实时检测，温度传感器24可对第一处理箱9和第二处理箱5内部的温度进行实时检测，当温度超过设定值后，控制面板10会控制抽液泵40运行。
41.本实施例在使用时，工作人员通过进液口23向第一处理箱9内部注入纯度为8n的稀盐酸水，并向第二处理箱5内部注入纯水，在处理完尾气后，可打开排液阀25和排净口8将第一处理箱9和第二处理箱5内部的溶液排出，第一支架1一侧外壁固定的溶气泵13通过第一抽液管12将氯化反应尾气抽入导气管14，同时溶气泵13通过第二抽液管18将第一处理箱9内部的稀盐酸水抽入溶气泵13，吸入溶气泵13的稀盐酸和氯化反应尾气会在溶气泵13内部被充分搅拌汇合，并且混合后呈气体状被喷入导气管14，尾气和稀盐酸混合成的气状物质通过导气管14进入喷气管16，并且经过冷却箱15内部的冷却机构进行冷却，随后通过喷气管16进入喷气板21，并通过喷气板21底部的喷头20均匀的喷入第一处理箱9内部的稀盐酸溶液中。
42.部分没有反应的尾气会通过第一密封盖2进入集气电控阀28，此时第二支架7一侧外壁安装的溶气泵13会通过第三抽液管41抽取进入第一密封盖2和集气电控阀28内部的尾气，并将尾气和通过第二处理箱5一侧吸入溶气泵13的纯水混合，并送入第二支架7一侧的喷气管16内，并通过第二支架7一侧的冷却箱15内部的冷却机构进行冷却，最后通过喷气管16向第二处理箱5内部喷入混合后的气状物，此时尾气中剩余的四氯化锗会与水进行反映，并生成二氧化锗，生成的二氧化锗会漂浮在水面上由工作人员回收，同时控制面板10会控制集气电控阀28的打开时间和间隔；控制面板10控制抽液泵40将冷却液储存箱17内部的冷却液抽出，并通过循环吸热管39在喷气管16的外壁进行循环，控制面板10控制电动滑轨31带动滑动块33进行移动，滑动块33会带动收集框32进行移动，收集框32移动时会带动刮刀36进行来回移动，由于电动滑轨31整体比第二处理箱5的长度要长，所以电动滑轨31可将滑动块33带动到电动滑轨31的一侧边缘位置，此时收集框32一侧的刮刀36正好会移动到紧贴在第二处理箱5一侧内壁的位置，过滤网34可对回收入收集框32内部的二氧化锗进行遮挡，并将进入收集框32内部的纯水过滤出去，同时限位块35可对进入收集框32的二氧化锗进行限位，通过第一处理箱9和第二处理箱5处理后的尾气即可通过尾气出口4排出，工作人员可定期打开第二密封盖3和密封板11对第二处理箱5和第一处理箱9内部进行清洗。
43.当尾气混合稀盐酸被喷头20喷入第一处理箱9内部的盐酸溶液后，会在重力的作用下沉降到第一处理箱9的底部，从而让绝大部分的四氯化锗被反应吸收，此时隔板26可对位于第一处理箱9底部的盐酸溶液进行限位，液位传感器22可对第一处理箱9和第二处理箱5内部的液位进行实时检测，温度传感器24可对第一处理箱9和第二处理箱5内部的温度进行实时检测，当温度超过设定值后，控制面板10会控制抽液泵40运行。
44.实施例2：
45.一种四氯化锗氯化反应尾气处理装置，如图4所示，为了提高第二处理箱5内部的水与四氯化锗的反应效率；本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述第二支架7底部外壁通过螺丝固定有转动电机27，转动电机27的输出轴贯穿第二支架7和第二处理箱5一侧外壁，转动电机27的输出轴通过联轴器连接有搅拌轴30，搅拌轴30外壁转动连接有导向杆29，导向杆29两侧外壁分别通过螺丝固定于第二处理箱5的两侧内壁上，转动电机27与控制面板10电性连接；通过设置搅拌轴30和导向杆29，控制面板10可控制转动电机27带动搅
拌轴30进行转动，从而让搅拌轴30对第二处理箱5内部进行搅拌，从而提高第二处理箱5内部的水与四氯化锗的反应效率，导向杆29可对转动中的搅拌轴30进行导向。
46.本实施例在使用时，控制面板10可控制转动电机27带动搅拌轴30进行转动，从而让搅拌轴30对第二处理箱5内部进行搅拌。
47.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。