鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置

1381 編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng) 來源：新疆晶碩新材料有限公司新特能源股份有限公司

2022-10-12 13:33:27

權(quán)利要求

1.鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，其特征在于，包括：

蒸汽噴射式抽空器，包括：

第一入口部，包括：第一入口部本體、設(shè)置于第一入口部本體上的第一流量閥，第一入口部本體用于通入水蒸汽；

第二入口部，包括：第二入口部本體、設(shè)置于第二入口部本體上的第二流量計(jì)，第二入口部本體用于通入鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣，第二流量計(jì)用于測(cè)量通入到第二入口部本體的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣的流量，第一流量閥用于根據(jù)第二流量計(jì)測(cè)得的尾氣流量控制通入到第一入口部本體的水蒸汽的流量；

反應(yīng)室，分別與第一入口部、第二入口部連接，反應(yīng)室用于鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣中的四氯化硅與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)生成二氧化硅。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，其特征在于，反應(yīng)室包括：入口段、與入口段連接的縮徑段，縮徑段的直徑比入口段的直徑小，第一入口部、第二入口部分別與入口段連接，縮徑段用于使得通入到反應(yīng)室的混合氣在縮徑段形成負(fù)壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，其特征在于，縮徑段的直徑與入口段的直徑的比值為(2～7)：10。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，其特征在于，反應(yīng)室還包括：與縮徑段連接的出口段，縮徑段的直徑比出口段的直徑小。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，其特征在于，縮徑段的直徑與出口段的直徑的比值為(2～7)：10。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，其特征在于，第一入口部本體的入口端位于反應(yīng)室外，第一入口部本體的出口端位于反應(yīng)室內(nèi)，第二入口部本體的入口端位于反應(yīng)室外，第二入口部本體的出口端設(shè)置于反應(yīng)室上，第二入口部本體的出口端對(duì)著第一入口部本體的側(cè)壁。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，其特征在于，第一入口部本體的出口端為噴嘴。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～3、5～7任意一項(xiàng)所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，其特征在于，還包括：氣固分離器，與反應(yīng)室的混合氣出口連接，氣固分離器用于對(duì)反應(yīng)室的混合氣出口排出的混合氣進(jìn)行氣固分離，氣固分離器上設(shè)置有氣相出口、固相出口。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，其特征在于，還包括：

排渣罐，與氣固分離器的固相出口連接，排渣罐用于接收氣固分離器的固相出口排出的固相物；

烘干器，設(shè)置于排渣罐上，烘干器用于對(duì)排渣罐進(jìn)行烘干。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～3、5～7、9任意一項(xiàng)所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，其特征在于，還包括：沖洗管線，與反應(yīng)室的混合氣出口連接，沖洗管線用于對(duì)反應(yīng)室通入高壓氣體進(jìn)行沖洗。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本實(shí)用新型屬于鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置。

背景技術(shù)

[0002]鋯英砂沸騰氯化需要氯氣、鋯英砂(硅酸鋯)、石油焦為原料，在氯化爐中1000℃-1200℃條件下發(fā)生反應(yīng)，生成四氯化鋯和四氯化硅，四氯化硅經(jīng)提純作為副產(chǎn)品，四氯化鋯作為氧氯化鋯或者海綿鋯的生產(chǎn)原料。

[0003]尾氣中含有部分未冷凝的四氯化硅，在水洗塔水洗過程中，四氯化硅與水反應(yīng)生成大量原硅酸，導(dǎo)致水洗塔的氣相管線堵塞，同時(shí)，四氯化硅水解后產(chǎn)生的廢液含大量鹽酸和原硅酸，廢水處理時(shí)需消耗大量堿液，廢水處理后產(chǎn)生的硅酸鈉又增加了固廢的處理量，現(xiàn)有的尾氣處理方法既增加了成本，又沒有明顯的有益效果。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，避免了在尾氣處理過程中使用大量水洗產(chǎn)生原硅酸，從而增加廢水處理量和廢固處理量和堿液的消耗量，避免了現(xiàn)有工藝中過度處理的問題，經(jīng)濟(jì)有效的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

[0005]解決本實(shí)用新型技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，包括：

[0006]蒸汽噴射式抽空器，包括：

[0007]第一入口部，包括：第一入口部本體、設(shè)置于第一入口部本體上的第一流量閥，第一入口部本體用于通入水蒸汽；

[0008]第二入口部，包括：第二入口部本體、設(shè)置于第二入口部本體上的第二流量計(jì)，第二入口部本體用于通入鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣，第二流量計(jì)用于測(cè)量通入到第二入口部本體的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣的流量，第一流量閥用于根據(jù)第二流量計(jì)測(cè)得的尾氣流量控制通入到第一入口部本體的水蒸汽的流量；

[0009]反應(yīng)室，分別與第一入口部、第二入口部連接，反應(yīng)室用于鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣中的四氯化硅與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)生成二氧化硅。第一流量閥用于控制通入的水蒸汽、鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣按照預(yù)設(shè)的流量比通入到反應(yīng)室。

[0010]優(yōu)選的是，反應(yīng)室包括：入口段、與入口段連接的縮徑段，縮徑段的直徑比入口段的直徑小，第一入口部、第二入口部分別與入口段連接，縮徑段用于使得通入到反應(yīng)室的混合氣在縮徑段形成負(fù)壓。

[0011]優(yōu)選的是，縮徑段的直徑與入口段的直徑的比值為(2～7)：10。

[0012]優(yōu)選的是，反應(yīng)室還包括：與縮徑段連接的出口段，縮徑段的直徑比出口段的直徑小。

[0013]優(yōu)選的是，縮徑段的直徑與出口段的直徑的比值為(2～7)：10。

[0014]優(yōu)選的是，第一入口部本體的入口端位于反應(yīng)室外，第一入口部本體的出口端位于反應(yīng)室內(nèi)，第二入口部本體的入口端位于反應(yīng)室外，第二入口部本體的出口端設(shè)置于反應(yīng)室上，第二入口部本體的出口端對(duì)著第一入口部本體的側(cè)壁。

[0015]優(yōu)選的是，第一入口部本體的出口端為噴嘴。

[0016]優(yōu)選的是，所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，還包括：氣固分離器，與反應(yīng)室的混合氣出口連接，氣固分離器用于對(duì)反應(yīng)室的混合氣出口排出的混合氣進(jìn)行氣固分離，氣固分離器上設(shè)置有氣相出口、固相出口。

[0017]優(yōu)選的是，所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，還包括：排渣罐，與氣固分離器的固相出口連接，排渣罐用于接收氣固分離器的固相出口排出的固相物；

[0018]烘干器，設(shè)置于排渣罐上，烘干器用于對(duì)排渣罐進(jìn)行烘干。

[0019]優(yōu)選的是，所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，還包括：沖洗管線，與反應(yīng)室的混合氣出口連接，沖洗管線用于對(duì)反應(yīng)室通入高壓氣體進(jìn)行沖洗。

[0020]本實(shí)用新型提供一種鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，該裝置使得鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣中的四氯化硅與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)生成二氧化硅，避免了原硅酸的形成，從而保證管線不會(huì)堵塞，進(jìn)而在廢水處理時(shí)避免了硅酸鈉的產(chǎn)生，減少了固廢的產(chǎn)生。采用該裝置進(jìn)行尾氣處理，減少了廢水處理量、廢固處理量及堿液的消耗量，避免了現(xiàn)有工藝中過度處理的問題，經(jīng)濟(jì)有效的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

附圖說明

[0021]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例2中的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0022]圖中：1-第一入口部；11-第一入口部本體的入口端；12-第一入口部本體的出口端；3-第二入口部；4-反應(yīng)室；41-入口段；42-縮徑段；43-出口段；5-反應(yīng)室的混合氣出口；6-氣固分離器；7-氣相出口；8-固相出口；9-排渣罐；10-沖洗管線。

具體實(shí)施方式

[0023]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

[0024]下面詳細(xì)描述本專利的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本專利，而不能理解為對(duì)本專利的限制。

[0025]實(shí)施例1

[0026]本實(shí)施例提供一種鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，包括：

[0027]蒸汽噴射式抽空器，包括：

[0028]第一入口部，包括：第一入口部本體、設(shè)置于第一入口部本體上的第一流量閥，第一入口部本體用于通入水蒸汽；

[0029]第二入口部，包括：第二入口部本體、設(shè)置于第二入口部本體上的第二流量計(jì)，第二入口部本體用于通入鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣，第二流量計(jì)用于測(cè)量通入到第二入口部本體的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣的流量，第一流量閥用于根據(jù)第二流量計(jì)測(cè)得的尾氣流量控制通入到第一入口部本體的水蒸汽的流量；

[0030]反應(yīng)室，分別與第一入口部、第二入口部連接，反應(yīng)室用于鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣中的四氯化硅與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)生成二氧化硅。第一流量閥用于控制通入的水蒸汽、鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣按照預(yù)設(shè)的流量比通入到反應(yīng)室。

[0031]本實(shí)施例提供一種鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，該裝置使得鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣中的四氯化硅與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)生成二氧化硅，避免了原硅酸的形成，從而保證管線不會(huì)堵塞，進(jìn)而在廢水處理時(shí)避免了硅酸鈉的產(chǎn)生，減少了固廢的產(chǎn)生。采用該裝置進(jìn)行尾氣處理，減少了廢水處理量、廢固處理量及堿液的消耗量，避免了現(xiàn)有工藝中過度處理的問題，經(jīng)濟(jì)有效的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

[0032]實(shí)施例2

[0033]如圖1所示，本實(shí)施例提供一種鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，包括：

[0034]蒸汽噴射式抽空器，包括：

[0035]第一入口部1，包括：第一入口部本體、設(shè)置于第一入口部本體上的第一流量閥，第一入口部本體用于通入水蒸汽；

[0036]第二入口部3，包括：第二入口部本體、設(shè)置于第二入口部本體上的第二流量計(jì)，第二入口部本體用于通入鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣，第二流量計(jì)用于測(cè)量通入到第二入口部本體的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣的流量，第一流量閥用于根據(jù)第二流量計(jì)測(cè)得的尾氣流量控制通入到第一入口部本體的水蒸汽的流量；

[0037]反應(yīng)室4，分別與第一入口部1、第二入口部3連接，反應(yīng)室4用于鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣中的四氯化硅與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)生成二氧化硅。第一流量閥用于控制通入的水蒸汽、鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣按照預(yù)設(shè)的流量比通入到反應(yīng)室4。

[0038]第一入口部1還包括：設(shè)置于第一入口部本體上的第一流量計(jì)，第一流量計(jì)用于測(cè)量測(cè)量通入到第一入口部本體的水蒸汽流量。

[0039]優(yōu)選的是，第一流量閥根據(jù)尾氣流量進(jìn)行調(diào)整水蒸汽流量，水蒸汽、鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣的預(yù)設(shè)的流量比為(5：1)～(1：1)。

[0040]本實(shí)施例中的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，尾氣處理后，避免了原硅酸的生成，進(jìn)而在廢水處理時(shí)避免了硅酸鈉的產(chǎn)生，減少了固廢的產(chǎn)生。

[0041]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例中的裝置可有效處理尾氣中的四氯化硅，避免管道堵塞；同時(shí)，該裝置處理尾氣后生成的二氧化硅可回收利用，而現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的原硅酸目前做為固廢處理。

[0042]本實(shí)施例中的裝置通過控制水蒸汽流量的方式，使四氯化硅轉(zhuǎn)化為二氧化硅而非原硅酸；而現(xiàn)有技術(shù)用水淋洗，無法避免原硅酸的生成。

[0043]優(yōu)選的是，反應(yīng)室4包括：入口段41、與入口段41連接的縮徑段42，縮徑段42的直徑比入口段41的直徑小，第一入口部1、第二入口部3分別與入口段41連接，縮徑段42用于使得通入到反應(yīng)室4的混合氣在縮徑段42形成負(fù)壓。

[0044]優(yōu)選的是，縮徑段42的直徑與入口段41的直徑的比值為(2～7)：10。

[0045]具體的，本實(shí)施例中的縮徑段42的直徑與入口段41的直徑的比值為1：2。

[0046]優(yōu)選的是，反應(yīng)室4還包括：與縮徑段42連接的出口段43，縮徑段42的直徑比出口段43的直徑小。

[0047]優(yōu)選的是，縮徑段42的直徑與出口段43的直徑的比值為(2～7)：10。

[0048]具體的，本實(shí)施例中的縮徑段42的直徑與出口段43的直徑的比值為1：2。

[0049]優(yōu)選的是，第一入口部本體的入口端11位于反應(yīng)室4外，第一入口部本體的出口端12位于反應(yīng)室4內(nèi)，第二入口部本體的入口端位于反應(yīng)室4外，第二入口部本體的出口端設(shè)置于反應(yīng)室4上，第二入口部本體的出口端對(duì)著第一入口部本體的側(cè)壁。

[0050]優(yōu)選的是，第一入口部本體的出口端12為噴嘴，噴嘴的軸向界面為梯形，噴嘴的出口端的直徑比噴嘴的入口端直徑小，噴嘴材質(zhì)為316L。

[0051]優(yōu)選的是，所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，還包括：氣固分離器6，與反應(yīng)室的混合氣出口5連接，氣固分離器6用于對(duì)反應(yīng)室的混合氣出口5排出的混合氣進(jìn)行氣固分離，氣固分離器6上設(shè)置有氣相出口7、固相出口8。氣相出口7用于排出氣相物，固相出口8用于排出固相物。

[0052]優(yōu)選的是，所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，還包括：與氣相出口7連接的負(fù)壓系統(tǒng)，負(fù)壓系統(tǒng)用于提供負(fù)壓。負(fù)壓系統(tǒng)用于控制整個(gè)裝置的壓力，將處理后的尾氣進(jìn)行及時(shí)的排放，避免裝置超壓。

[0053]優(yōu)選的是，所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，還包括：排渣罐9，與氣固分離器6的固相出口8連接，排渣罐9用于接收氣固分離器6的固相出口8排出的固相物；

[0054]烘干器，設(shè)置于排渣罐9上，烘干器用于對(duì)排渣罐9進(jìn)行烘干。

[0055]優(yōu)選的是，所述的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，還包括：沖洗管線10，與反應(yīng)室的混合氣出口5連接，沖洗管線10用于對(duì)反應(yīng)室4通入高壓氣體進(jìn)行沖洗。在反應(yīng)室4內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成二氧化硅濕料或干料，不可避免的有部分固體在反應(yīng)室4內(nèi)附著，通過沖洗管線10通入高壓氣體定期進(jìn)行沖洗。

[0056]本實(shí)施例中的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，特別適用于含四氯化硅的尾氣處理。鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣包括：四氯化硅及鋯英砂氯化后產(chǎn)生的少量其他金屬氯化物。

[0057]使用本實(shí)施例中的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，用于實(shí)現(xiàn)鋯英砂沸騰氯化法制備四氯化鋯副產(chǎn)四氯化硅的尾氣處理方法，包括以下步驟：

[0058]水蒸汽由第一入口部1進(jìn)入，通過第一入口部本體的出口端12后在反應(yīng)室4形成負(fù)壓；

[0059]尾氣由第二入口部3進(jìn)入，在反應(yīng)室4內(nèi)與水蒸汽接觸并發(fā)生水解反應(yīng)，SiCl4+2H2O＝SiO2+4HCl，與現(xiàn)有技術(shù)相比，控制蒸汽量，避免因水過量生成原硅酸SiO2+2H2O＝H4SiO4；

[0060]本實(shí)施例所述的，優(yōu)選的，蒸汽流量：尾氣流量為2：1；

[0061]本實(shí)施例所述的，水解反應(yīng)生成二氧化硅粉末與尾氣形成混合氣流，通過反應(yīng)室的混合氣出口5進(jìn)入氣固分離器6；

[0062]本實(shí)施例所述的，混合氣流經(jīng)過氣固分離器6后將二氧化硅粉末由固相出口8排至排渣罐9，二氧化硅的回收率為95％以上，生成的二氧化硅95％以上可作為原材料循環(huán)利用，生產(chǎn)四氯化硅；

[0063]尾氣由氣相出口7排出。

[0064]本實(shí)施例中的鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，將含四氯化硅的尾氣與水蒸汽進(jìn)行反應(yīng)，使四氯化硅轉(zhuǎn)化為二氧化硅干料或濕料，進(jìn)而采用氣固分離器6將二氧化硅進(jìn)行分離、回收處理，避免了現(xiàn)有技術(shù)在尾氣處理過程中使用大量水淋洗不可避免的產(chǎn)生原硅酸，從而增加廢水處理量和廢固處理量和堿液的消耗量，避免了現(xiàn)有工藝中過度處理的問題，經(jīng)濟(jì)有效的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

[0065]本實(shí)施例提供一種鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，該裝置使得鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣中的四氯化硅與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)生成二氧化硅，避免了原硅酸的形成，從而保證管線不會(huì)堵塞，進(jìn)而在廢水處理時(shí)避免了硅酸鈉的產(chǎn)生，減少了固廢的產(chǎn)生。

[0066]實(shí)施例3

[0067]本實(shí)施例提供一種鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，與實(shí)施例2中的裝置的區(qū)別為：

[0068]縮徑段的直徑與入口段的直徑的比值為2：10。

[0069]縮徑段的直徑與出口段的直徑的比值為2：10。

[0070]實(shí)施例4

[0071]本實(shí)施例提供一種鋯英砂沸騰氯化生產(chǎn)中尾氣處理的裝置，與實(shí)施例2中的裝置的區(qū)別為：

[0072]縮徑段的直徑與入口段的直徑的比值為7：10。

[0073]縮徑段的直徑與出口段的直徑的比值為7：10。

[0074]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本實(shí)用新型并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

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