[发明专利]一种气相白炭黑尾气处理系统及其处理方法

说明书

本发明公开了一种气相白炭黑尾气处理系统及其处理方法，包括依次相连的布袋除尘器、合成炉、冷却装置、干燥塔、气体压缩机、高压缓冲罐和变压吸附塔组，本发明通过将尾气与氯气和过量的氢气在高温下混合燃烧的方式将尾气中有毒的氯气全部转化为氯化氢气体，再通过脱水、变压吸附等步骤分离得到的高浓度的压缩氯化氢气体，同时排空的尾气仅仅为氮气和氧气；与现有技术相比，本发明不但排放的尾气不会产生环境污染，同时也不会产生大量的酸洗费液，大大降低了企业的环保压力；且本发明的产物为氯化氢气体，与浓度不稳定的盐酸相比，其经济价值和使用灵活度都更高，有利于提高企业的经济效益。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种气相白炭黑尾气处理系统及其处理方法。

背景技术

目前的气相白炭黑生产过程中会产生大量含有氯化氢气体的尾气需要进行处理，现有技术中针对上述尾气一般采用以下步骤进行处理：1.将气相白炭黑的尾气经过盐酸喷淋清除尾气中的粉尘；2.尾气中的氯化氢吸收，一般分为多级填料吸收塔使用稀盐酸吸收氯化氢；3.尾气水洗，水洗塔使用水为吸收剂吸收氯化氢；4.碱洗塔，使用氢氧化钠作为吸收剂吸收尾气中的氯气并副产次氯酸钠；5.尾气放空。

但是针对气相白炭黑生产领域而言，由于不同厂家的气相白炭黑配方不尽相同，即使同一生产商的配方也会发生调整，如果采用上述方式进行尾气处理将会导致尾气中氯化氢的浓度经常发生变化，盐酸及次氯酸钠的质量及浓度不稳定，不适合与回收再利用，其回收的产物无法进行处理；同时目前市面上副产物盐酸供应过剩，需要补贴才能进行后期处理，无形中增加了企业的经济负担。

发明内容

针对现有技术中存在的环境污染大、副产物不稳定的缺陷，本发明公开了 一种气相白炭黑尾气处理方法。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种气相白炭黑尾气处理系统，包括布袋除尘器，所述布袋除尘器的入口段连接有尾气增压风机，其出口端连接有用于焚烧合成氯化氢气体的合成炉；所述合成炉的出口端依次冷却装置、干燥塔、气体压缩机和高压缓冲罐，所述高压缓冲罐的出口端设置有用于分离出氯化氢气体的变压吸附塔组；所述冷却装置的出口端设置有氯气浓度检测仪。

优选的，冷却装置包括依次相连的余热锅炉和气体冷却器，所述氯气浓度检测仪位于余热锅炉和气体冷却器之间。

优选的，干燥塔与气体压缩机之间还依次设置有旋风分离器和低压缓冲罐，所述旋风分离机的液体排料口与干燥塔连通，其气体排料口则与低压缓冲罐相连。

优选的，气体压缩机与高压缓冲罐之间还依次连接有一级冷凝器和二级冷凝器，所述一级冷凝器和二级冷凝器的排料口均连接至硅烷冷凝罐。

优选的，变压吸附塔组的氮气和氧气排放口还连接有洗涤塔。

相应的，本发明还公开了一种使用上述装置对气相白炭黑尾气进行处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将尾气加压后通入除尘装置内去除尾气中含有的粉尘杂质；

S2、将经步骤S1除尘后的尾气与氯气和过量的氢气混合后通入到合成炉内，并将混合后的气体在合成炉内点燃，经充分燃烧后将尾气中的氯气全部转化为氯化氢气体；

S3、将步骤S2产生的燃烧尾气经冷却装置降温冷却后通入到干燥塔中，并通过氯硅烷去除尾气中的水分；

S4、将步骤S3产生的尾气加压通入到变压吸附塔组，通过变压吸附塔组分离得到高纯度的氯化氢气体。

优选的，步骤S2中氢气与氯气在标准状态下的体积比为(1.05-2):1；合成炉内的压力为2-6kpa，其反应温度为350℃-450℃。

优选的，步骤S3与步骤S4之间还包括降压与分离处理；所述步骤S4中混合气在加压前还将进行冷却处理。