[实用新型]一种含氯前驱体合成纳米颗粒的制备系统及尾气处理装置

说明书

本实用新型属于纳米材料合成领域，并具体公开了一种含氯前驱体合成纳米颗粒的制备系统及尾气处理装置。其中该尾气处理装置包括依次连接的一级吸收单元、二级吸收单元和三级吸收单元，其中：一级吸收单元的入口连接尾气出口，以将尾气引入尾气处理装置，该一级吸收单元的内部设置有饱和NaCl溶液，用于吸收尾气中的氯化氢；二级吸收单元的内部设置有四氯化碳，用于吸收尾气中的氯气；三级吸收单元的出口连接风机，以将处理后的尾气排出，该三级吸收单元的内部设置有碱性溶液，用于吸收尾气中的氯气、氯化氢和逃逸的四氯化碳。该尾气处理装置不仅能够实现氯的高效资源化回收利用，还能够完全吸收残余的氯化氢和氯气，避免造成污染。

技术领域

本实用新型属于纳米材料合成领域，更具体地，涉及一种含氯前驱体合成纳米颗粒的制备系统及尾气处理装置。

背景技术

火焰合成技术是一种一步合成金属氧化物纳米材料的工艺，具有流程短、产率大、效率高、不产生废水废渣、可进行大规模生产的优点。通常火焰合成金属氧化物纳米颗粒的原材料是易挥发的金属氯化物(含氯前驱体)，比如制备二氧化钛纳米颗粒的前驱体四氯化钛(TiCl₄)，制备二氧化硅纳米颗粒的前驱体四氯化硅(SiCl₄)。

虽然这些含氯前驱体原料丰富、价格便宜，但是他们转化为金属氧化物纳米颗粒的过程中会产生氯(Cl₂)或氯化氢(HCl)等气体污染物。其中氯气是有强烈刺激性气味的剧毒气体，氯化氢也是一种有强烈刺激性气味的强酸性气体，刺激人的皮肤、呼吸道，对环境、设备都具有较强的腐蚀性，在实际生产过程中对这两种气体要进行严格处理和控制。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种含氯前驱体合成纳米颗粒的制备系统及尾气处理装置，其中该尾气处理装置针对含氯前驱体火焰合成纳米颗粒过程产生的含氯化氢、氯气的混合气体，采用三级串联吸收单元进行分离吸收，不仅能够实现氯的高效资源化回收利用，还能够完全吸收残余的氯化氢和氯气，避免造成污染。

为实现上述目的，按照本实用新型的一方面，提出了一种含氯前驱体合成纳米颗粒的尾气处理装置，该尾气处理装置包括依次连接的一级吸收单元、二级吸收单元和三级吸收单元，其中：所述一级吸收单元的入口连接尾气出口，以将尾气引入所述尾气处理装置，该一级吸收单元的内部设置有饱和NaCl溶液，用于吸收所述尾气中的氯化氢；所述二级吸收单元的内部设置有四氯化碳，用于吸收所述尾气中的氯气；所述三级吸收单元的出口连接风机，以将处理后的尾气排出，该三级吸收单元的内部设置有碱性溶液，用于吸收所述尾气中的氯气、氯化氢和逃逸的四氯化碳。

作为进一步优选地，所述一级吸收单元、二级吸收单元和三级吸收单元采用喷淋塔、填料塔、筛板塔或波纹塔。

作为进一步优选地，所述三级吸收单元的碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钙溶液。

按照本实用新型的另一方面，提出了一种含氯前驱体合成纳米颗粒的制备系统，该系统包括制备装置和尾气处理装置，其中：所述尾气处理装置采用上述含氯前驱体合成纳米颗粒的尾气处理装置；所述制备装置包括氧气罐、燃烧室、燃气罐、气化器、过滤器和纳米粉体收集器，所述氧气罐与燃烧室的入口连接，用于提供氧气；所述燃气罐与燃烧室的入口连接，用于提供燃料；所述气化器与燃烧室的入口连接，用于提供含氯前驱体；所述燃烧室的出口与所述过滤器连接，用于将反应生成的纳米颗粒和尾气送入所述过滤器进行分离；所述过滤器的出口分为两路，一路与所述纳米粉体收集器连接，进行纳米粉体收集，另一路与所述尾气处理装置连接，将尾气处理后排放。

作为进一步优选地，所述氧气罐通过第一阀门和第一气体流量计与燃烧室的入口连接，以调整氧气的供应量；所述燃气罐通过第二阀门和第二气体流量计与燃烧室的入口连接，以调整燃料的供应量；所述气化器通过第三阀门与燃烧室的入口连接，以调整含氯前驱体的供应量。

作为进一步优选地，所述过滤器通过第四阀门与所述尾气处理装置连接，以控制尾气的通入。