[实用新型]气相法纳米粉体制备中的尾气酸洗涤系统

说明书

本实用新型提供一种气相法纳米粉体制备中的尾气酸洗涤系统，含尘尾气管道与洗涤器连接，洗涤器与洗涤塔连接，洗涤塔与缓冲罐连接，缓冲罐底部经管道与酸循环泵连接后再与洗涤冷却器连接，洗涤冷却器与洗涤器连接；缓冲罐底部经管道与洗涤酸储罐连接，洗涤酸储罐与洗涤酸泵连接后再与洗涤塔上部连接。采用该系统进行白炭黑尾气洗涤工艺包括一级采用洗涤器并流洗涤,二级采用洗涤塔逆流洗涤。本实用新型中一级管道并流气液通过重力作用充分在竖直管道中接触，减小了系统阻力，二级逆流采用洗涤塔洗涤，气体流速在进入洗涤塔以后由于直径变大，流速大幅下降，液体至上向下，气体由下向上，气液充分在填料表面接触，保证了尾气的洗涤效果。

技术领域

本实用新型提供一种尾气酸洗涤系统及采用气相法纳米粉体制备中的尾气的酸洗涤工艺。

背景技术

气相法纳米粉体制备一般是采用卤化物如四氯化硅、甲基三氯硅烷、四氟化硅、四氯化钛、氯化铝等为主要原料，在高温下进行水解缩聚反应而制得氧化物粉体材料。其反应原理如下：

MCl_x+H₂+O₂→M₂O_x+HCl

由反应式可知，在反应过程中将生成氯化氢或者氟化氢气体，这些气体容易吸附在氧化物粉体材料表面而使得它们具有较强的酸性，从而影响了它们的应用。所以在生产过程中，都需要对其进行气固分离和脱酸，才能保证纳米粉体表面吸附的酸气低至满足产品应用要求。而经过气固分离和脱酸后的尾气中，则含有大量的HCl或HF气体，需要对尾气进行处理后才能排放。目前主要是采用酸洗涤工艺进行尾气处理，现有的酸洗涤系统设备包括洗涤器、洗涤分离器、洗涤酸泵、洗涤冷却器、洗涤缓冲罐等，正常工作流程是洗涤酸通过洗涤泵送入洗涤冷却器进行冷却，冷却器采用循环水对洗涤酸进行冷却，冷却后的洗涤酸被送入洗涤器对高温尾气进行洗涤，经洗涤后的气液混合物进入洗涤分离器进行气液分离，在分离器内部液体向下，气体向上，气体经过分离后送入吸收部分进行吸收，液体由于重力往下流入洗涤缓冲罐，进入下一次循环。正常操作时凭操作经验观察洗涤酸的颜色，当颜色变白时就将粘稠的洗涤酸通过缓冲罐底部的阀门放到酸罐区大储罐进行沉淀分离，并加入新鲜的洗涤酸进来以此保证生产设备的连续运行。该系统存在以下缺陷：

1.由于是一级洗涤，对尾气的洗涤效果有限，从分离缓冲罐分离出来的尾气中还夹带粉尘颗粒，这些粉尘颗粒被带入后续吸收塔，会积累在吸收塔填料的表面，增加吸收塔的阻力，减小吸收塔气液接触面积，降低吸收效果，同时会影响酸的透明度，降低酸的产品质量。

2.由于要凭经验观察洗涤酸的颜色再更换新鲜洗涤酸，存在操作滞后的情况，洗涤酸变粘稠后对尾气的洗涤效果降低，更多颗粒会夹带在尾气中被带入后续吸收部分。

3.由于洗涤酸的粘度无法检测和控制，洗涤酸变粘稠后会粘附在换热器内壁，降低换热器对洗涤酸的换热效果，尾气的温度会居高不下，尾气温度高后会降低后续吸收部分的吸收效果。

4.由于采用循环水对洗涤酸进行冷却，冷却效果有限，洗涤酸的温度冷却后只能控制在50-60度，20-150的高温尾气经过洗涤后温度只能降至70-80度，后续吸收效果不理想，由于氯化氢溶入水又是放热反应，温度高将导致氯化氢的溶解度下降，直接影响氯化氢的吸收效果，将导致盐酸的浓度下降，同时会增加后续碱中和部分碱的用量，增加生产成本。

5.粘稠的洗涤酸在酸罐区大储罐经过沉淀后无法有效处理，长期积累在储罐底部，只能定期排放出来用生石灰等碱性物质中和，增加生产成本及环保压力，并不能保证向生产装置供应低粘度的洗涤酸，生产连续性受限。

发明内容

本实用新型提供一种新型气相法纳米粉体制备中的尾气酸洗涤系统，克服了传统酸洗涤系统的吸收效率低的缺陷。下面结合图进行说明：