一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置的製作方法
2023-06-08 08:53:26
專利名稱：一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及淨化處理的技術領域，具體地說是一種晶矽生產過程中伴生的高濃度含氯廢氣和含氯廢液進行淨化處理過程中回收鹽酸的裝置。
背景技術：
鹽酸，是氯化氫(HCl)的水溶液。鹽酸是一種常見的化學品，也是重要的化工原料，廣泛用於染料、醫藥、食品、印染、皮革、冶金等行業，有著廣泛市場。多晶矽生產過程中伴生的高濃度含氯廢氣和含氯廢液，現有技術在淨化處理時採用燃燒乾法工藝，處理過程中，會產生大量的高溫煙汽，高溫煙氣中富含氯化氫氣體，而目前的設備和工藝對煙氣中含有的氯化氫不作回收處理，造成有用資源放空浪費，生成物二次汙染嚴重，同時整個進化過程運行成本高。
發明內容
本發明的目的在於提供一種改進的從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置，它可克服現有技術中淨化設備對大量的高溫煙汽中的氯化氫不作回收處理，造成有用資源放空浪費，生成物二次汙染嚴重，同時整個進化過程運行成本高的一些不足。為了實現上述目的，本發明的技術方案是一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置，它主要包括煙氣進氣管和鹽酸輸出管，其特徵在於煙氣進氣管與噴淋單元一端相連，噴淋單元的另一端設有煙氣輸出管，鹽酸輸出管與增濃單元相連，噴淋單元與增濃單元之間通過循環管和噴淋管相連。使用時，首先將多晶矽生產過程中產生的廢氣、廢液在焚燒爐內進行充分焚燒，使廢氣、廢液在一定溫度下進行分解，得到含有Si02、HCl、C02、N2、C12等的高溫煙氣。高溫煙氣離開焚燒爐後，由余熱鍋爐對該高溫蒸汽進行降溫，降溫後煙氣首先進行二氧化矽回收，這在另案申請的二氧化矽回收專利文本中已加以描述。煙氣中的二氧化矽得到分離後，還存在著大量的氣相氯化氫。利用氯化氫可以溶解於水的特性，將煙氣進入本發明的裝置，煙氣進入噴淋塔後，接受自上而下噴淋水的衝刷，並不斷循環反覆，使噴淋水不斷吸收煙氣中的氣相氯化氫(溶解於水的氣相氯化氫便是鹽酸)，濃度逐漸增加，直至吸收趨向飽和而排放至鹽酸儲罐。本發明具有如下優點
I、在進行多晶矽廢氣和廢液綜合處理的過程中，又回收了鹽酸，一套流程設備可完成二個任務，具有環保和經濟雙重效益。2、本發明核心技術為「從濃到淡順向噴淋吸收，從淡到濃逆向濃縮補水」。構思巧妙，技術可靠，設備投資較低。是濃縮行業創新技術，國內外未見報導。3、產出品市場容量巨大，經濟效果明顯。
圖I為本發明一實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。本發明主要包括煙氣進氣管I和鹽酸輸出管24，其與現有技術的區別在於煙氣進氣管與噴淋單元26 —端相連，噴淋單元的另一端設有煙氣輸出管25，鹽酸輸出管與增濃單元27相連，噴淋單元與增濃單元之間通過循環管和噴淋管相連。噴淋管上設有噴淋泵，鹽酸輸出管上設有鹽酸輸出電動閥22。煙氣輸出管上設有一引風機16。噴淋單元由I個噴淋塔構成，增濃單元由I個增濃罐構成，噴淋塔與增濃罐之間通過循環管和噴淋管連接後形成一個循環的迴路，增濃罐的底部與鹽酸輸出管相連，該增濃罐還設有一鹽酸濃度計和一液位計。噴淋單元由至少2個噴淋塔串聯而成，噴淋塔與噴淋塔之間通過煙氣管相連，增濃單元由至少2個增濃罐串聯而成，噴淋塔與增濃罐一一對應設置，每個噴淋塔與增濃罐 之間通過循環管和噴淋管連接後形成一個循環的迴路。增濃單元由2 - 12個增濃罐串聯而成，其中有一個增濃罐的底部與鹽酸輸出管相連，該增濃罐還設有一鹽酸濃度計23。每個增濃罐連接有一補水管，補水管上設有一補水閥，每個增濃罐一側設有一液位計。實施例I
去除粉狀二氧化矽後的低溫煙氣進入噴淋塔。噴淋用水為常溫自來水，噴淋產生的微小水滴能高效率吸收煙氣中的氯化氫，使氯化氫能較快溶解水中；噴淋的又一作用是使煙氣進一步降溫。煙氣從進氣管I進入1#噴淋塔，清水從噴淋頭噴下，由於噴淋頭的作用，水流細而密，具有很大的比表面積，對煙氣中的氯化氫有很大的溶解吸收能力。溶解吸收了氯化氫的溶液經循環下水管進入一號增濃罐，又被1#噴淋泵4提升，經噴淋水進口重新進入噴淋頭噴出。如此循環重複，噴淋水不斷溶解吸收氯化氫，濃度越來越高，直至飽和，變成鹽酸。但是，這種單級增濃裝置雖然有效，但溶解效率和溶解速度還不能滿足大批量生產的要求。實施例2
本發明多級循環濃縮工藝的核心技術有二點，(O使氯化氫溶解於水的具體工藝採用由濃到淡順向噴淋法；(2)使吸收了氯化氫的溶液得到增濃的具體工藝採用由淡到濃的逆向補水法。順向噴淋法是這樣實施的煙氣從煙氣進氣管I進入1#噴淋塔，接受由1#噴淋泵4提供的1#增濃罐濃縮水的噴淋，溶解吸收了氯化氫的水經1#循環管2進入1#增濃罐，又被1#噴淋泵4提升作循環噴淋；經過噴淋的煙氣在引風機16的作用下，順著2#煙氣管3進入2#噴淋塔。2#噴淋塔的噴淋水經2#循環管6到2#增濃罐，由2#噴淋泵8提升至2#噴淋塔作循環噴淋。經過分析可知，進入2#噴淋塔的煙氣，由於已經過1#噴淋塔的溶解吸收，煙氣中的氯化氫濃度已有所下降，而2#噴淋塔的噴淋水所溶解的氯化氫又要比1#噴淋塔的噴淋水要低。所以，在2#噴淋塔的噴淋之下，煙氣中的氯化氫進一步被噴淋水溶解吸收。煙氣從2#噴淋塔進入3#噴淋塔再進行噴淋，從3#噴淋塔進入4#噴淋塔又進行噴淋。由於煙氣中氯化氫濃度逐級降低，所以噴淋水所吸收的氯化氫濃度也逐級降低，經過四級循環吸收，煙氣中氯化氫含量基本上被吸收乾淨。4#噴淋塔弓I出的煙氣，最終進入鹼洗工藝處理後排放。逆向補水法是這樣實施的在4級噴淋增濃裝置的作用下，1#增濃罐中的噴淋水氯化氫濃度越來越高，經分析當氯化氫濃度達到30 %時，1#濃縮罐中的鹽酸濃度計23發出指令，打開鹽酸輸出電動閥22，30 %的氯化氫(即鹽酸)進入鹽酸儲罐儲藏。當鹽酸在儲罐中達到設定的液位高度後鹽酸輸出電動閥22自動關閉。1#濃縮罐排出鹽酸後，液位下降，液位計21發出補水指令，打開1#補水閥5，2#增濃罐的噴淋水進入1#增濃罐。罐內水位增高后，1#液位計21發出指令，1#補水閥關閉，2#補水閥9打開，3#增濃罐的噴淋水進入2#增濃罐。罐內水位增高后，2#液位計20發出指令，2#補水閥9關閉，3#補水閥13打開，4#增濃罐內噴淋水進入3#增濃罐。罐內水位增高后，3#液位計19發出指令，3#補水閥關閉，4#補水閥打開，清水(常溫自來水)進入4#增濃罐。罐內水位增高，4#液位計18發出指令，4#補水閥17關閉，補水工序結束。在補水期 間，噴淋及循環照樣進行。由於4#、3#、2#增濃罐內的噴淋水均含有一定氯化氫濃度，並逐級升高。這樣一來，補水的作用就是連續不斷的將氯化氫濃度最高的噴淋水送入1#增濃罐繼續增濃，以保證1#增濃罐源源不斷達標排出鹽酸。煙氣由濃到淡的順向噴淋工藝和噴淋水由淡到濃的逆向補水工藝，將二者結合應用，體現了一種邏輯上的安排(I)煙氣的工藝途徑是由1#噴淋塔逐級到4#噴淋塔，共有四個噴淋溶解環節，噴淋溶解一次，煙氣中的氯化氫濃度就降低一次。這種逐級噴淋溶解的工藝安排，保證了煙氣有足夠被吸收的時間，而且不會產生短路故障；(2)由於進入噴淋塔的煙氣中氯化氫濃度呈逐級下降，所以噴淋產生的噴淋水其氯化氫濃度在1# 4#增濃罐中也呈逐級下降；(3)噴淋水的補水途徑是由4#增濃罐逐級到1#增濃罐，也有四個補水環節，每補水一次，後一級氯化氫濃度較低的噴淋水補到前一級的增濃罐，最後補到4#增濃罐的是清水(自來水)。這種安排是為了進入1#增濃罐的是氯化氫度濃度最高的2#增濃罐噴淋水，同時也是為了 2#、3#、4#增濃罐得到濃度較淡的噴淋水，以利於對煙氣中氯化氫的溶解吸收。
上述創新工藝可以對多晶矽生產過程中產生的含有氯化物的廢氣、廢液實施全方位處理時,對鹽酸(氯化氫水溶液)實現最大限度的回收。
權利要求
1.一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置，它主要包括煙氣進氣管和鹽酸輸出管，其特徵在於煙氣進氣管與噴淋單元一端相連，噴淋單元的另一端設有煙氣輸出管，鹽酸輸出管與增濃單元相連，噴淋單元與增濃單元之間通過循環管和噴淋管相連。
2.根據權利要求I所述的一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置，其特徵在於噴淋單元由I個噴淋塔構成，增濃單元由I個增濃罐構成，噴淋塔與增濃罐之間通過循環管和噴淋管連接後形成一個循環的迴路，增濃罐的底部與鹽酸輸出管相連，該增濃罐還設有一鹽酸濃度計和一液位計。
3.根據權利要求I所述的一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置，其特徵在於噴淋單元由至少2個噴淋塔串聯而成，噴淋塔與噴淋塔之間通過煙氣管相連，增濃單元由至少2個增濃罐串聯而成，噴淋塔與增濃罐一一對應設置，每個噴淋塔與增濃罐之間通過循環管和噴淋管連接後形成一個循環的迴路。
4.根據權利要求3所述的一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置，其特徵在於增濃單元由2 - 12個增濃罐串聯而成，其中有一個增濃罐的底部與鹽酸輸出管相連，該增濃罐還設有一鹽酸濃度計。
5.根據權利要求3所述的一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置，其特徵在於每個增濃罐連接有一補水管，補水管上設有一補水閥，每個增濃罐一側設有一液位計。
6.根據權利要求I所述的一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置，其特徵在於噴淋管上設有噴淋泵，鹽酸輸出管上設有鹽酸輸出電動閥。
7.根據權利要求I所述的一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置，其特徵在於煙氣輸出管上設有一引風機。
全文摘要
本發明涉及一種從多晶矽廢氣和廢液中回收鹽酸的裝置，其特徵在於煙氣進氣管與噴淋單元一端相連，噴淋單元的另一端設有煙氣輸出管，鹽酸輸出管與增濃單元相連，噴淋單元與增濃單元之間通過循環管和噴淋管相連。利用煙氣中的氯化氫可以溶解於水的特性，將煙氣進入本發明的裝置，煙氣進入噴淋塔後，接受自上而下噴淋水的衝刷，並不斷循環反覆，使噴淋水不斷吸收煙氣中的氣相氯化氫(溶解於水的氣相氯化氫便是鹽酸)，濃度逐漸增加，直至吸收趨向飽和而排放至鹽酸儲罐。
文檔編號C01B7/07GK102730640SQ20111008637
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者吳勇, 唐明元, 姜靜, 張輝, 李錦 , 杜娜, 王紹祖, 程煒, 鄭偉雙, 陳斌 申請人:上海達源環境科技工程有限公司, 陝西天宏矽材料有限責任公司