『壹』 製冷劑廠含氟廢氣氫氣焚燒原理
電解制氟中,由於純HF導電性能極差,不適於直接進行電解,故通常用導電性能好的含鹼金屬鹽的HF作為電解質進行電解。
目前,國內普遍採用的10kA中溫電解槽所用電解質為KF·2HF熔鹽,該熔鹽由二氟氫化鉀(KHF2)與無水氟化氫(AHF)按比例配製而成。熔融的KF·2HF離解出F-、(HF2)-等陰離子和H+、K+等陽離子,在外加電場的作用下陰離子向電解槽陽極遷移;陽離子向電解槽陰極遷移。由電極反應方程式可知,電解過程消耗的是H+、F-和(HF2)-,實質上消耗的是HF。在電解過程中,電解質的組成不斷發生變化,但只需及時向電解質中補加AHF,使電解質中H+、F-和(HF2)-的濃度維持在一定范圍內,即可保證電解過程的安全、連續穩定進行。
但是,隨著電解槽運行時間的增加,由於電解槽槽體和炭陽極板、隔膜框、吊架等構件的化學腐蝕和電化學腐蝕,以及通入AHF中微量雜質的積聚,電解質中雜質含量逐漸上升,直至不能維持正常的電解制氟生產,因此電解質需定期更換。更換下來的廢電解質即便在凝固狀態下也具有較強的揮發性和腐蝕性,貯存困難,且難以進行環保達標處理,嚴重威脅環境安全;另一方面,配製電解質所用的KHF2及AHF價格昂貴且耗量大,若不對廢電解質進行回收利用,勢必增加生產成本。
河南黎明化工研究院的崔武孝等曾報道過一種用過量KOH溶液溶解並中和廢電解質,然後通入HF調節pH值並蒸發結晶的廢電解質回收工藝,但是,該工藝試劑耗量大且能耗高,導致其回收成本高,適用性差。
技術實現要素:
本發明的目的在於提供一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法,解決回收過程中各種雜質的有效去除問題,以實現廢電解質的高效回收利用,既滿足環境友好生產的要求,又大大降低生產成本。
本發明的技術方案如下:一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法, 該方法具體包括如下步驟:
步驟1、將廢電解質進行溶解,並進行粗濾處理;
將固體廢電解質在溶解反應器中進行溶解,並將溶解反應器置於熱水浴中加熱並保溫至70℃~90℃,溶解時間為6h~10h;
利用丙綸濾布對溶解所得的懸濁液在過濾器中趁熱進行過濾,將濾渣用渣桶暫存,將濾液裝入陳化反應器中;
步驟2、對濾液進行陳化處理,並進行精濾處理;
將陳化反應器置於熱水浴中,加熱並保溫至70℃~90℃,並向陳化反應器中加入適量KOH以將粗濾所得濾液pH值調至3~5,進行陳化時間為4h~8h;
利用丙綸濾布對陳化後的溶液在過濾器中趁熱進行過濾,將濾渣暫存在渣桶中,濾液裝入結晶反應器中;
步驟3、對濾液進行結晶處理,並烘乾封裝;
將結晶反應器置於冷水浴中冷卻並保溫至10℃~30℃,待結晶反應器內濾液充分結晶後進行固液分離,將結晶的晶體烘乾後,快速進行裝袋密封封裝。
所述的步驟1中對固體廢電解質進行溶解具體為:
固體廢電解質與純水按照4:5~6:5的質水比進行溶解。
所述的步驟1中對固體廢電解質進行溶解具體為:
結晶母液溶解廢電解質時質水比為2:7~4:7。
所述的步驟1中進行粗濾處理,使用200目~400目的丙綸濾布。
所述的步驟2中進行精濾處理,使用400目~600目的丙綸濾布。
所述的步驟3中將結晶反應器內濾液進行固液分離後,將結晶的晶體盛入聚丙烯塑料筐中濾去大部分水分後轉移至定製筐,並將定製筐送入烘箱,在100℃~150℃溫度下烘烤24h~72h。
本發明的顯著效果在於:本發明所述的一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法,可進行批量廢電解質的回收,回收產品KHF2各項指標達到質量要求。將回收產品KHF2投入中溫電解槽進行電解制氟工況實驗,中溫電解槽各項參數正常,運行穩定。該工藝方法流程短、回收率高、成本低,按照本工藝路線建設廢電解質回收生產線,可實現廢電解質的高效回收利用,既滿足環境友好生產的要求,又大大降低生產成本。
附圖說明
圖1為本發明所述的一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
實施例1
如圖1所示,一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法,該方法具體包括如下步驟:
步驟1、將廢電解質進行溶解,並進行粗濾處理;
將固體廢電解質與純水按照4:5的質水比加入溶解反應器中或者利用結晶母液溶解廢電解質時質水比為2:7,並將溶解反應器置於熱水浴中加熱並保溫至90℃,溶解時間為6h;
利用300目的丙綸濾布對溶解所得的懸濁液在過濾器中趁熱進行過濾,將濾渣用渣桶暫存,將濾液裝入陳化反應器中;
步驟2、對濾液進行陳化處理,並進行精濾處理;
將陳化反應器置於熱水浴中,加熱並保溫至80℃,並向陳化反應器中加入適量KOH以將粗濾所得濾液pH值調至4,進行陳化時間為6h;
利用600目的丙綸濾布對陳化後的溶液在過濾器中趁熱進行過濾,將濾渣暫存在渣桶中,濾液裝入結晶反應器中;
步驟3、對濾液進行結晶處理,並烘乾封裝;
將結晶反應器置於冷水浴中冷卻並保溫至20℃,待結晶反應器內濾液充分結晶後進行固液分離,將母液暫存於母液貯槽並用於後續廢電解質的溶解,將結晶的晶體盛入聚丙烯塑料筐中濾去大部分水分後轉移至定製筐,並將定製筐送入烘箱,在120℃溫度下烘烤48h後,將烘乾後的晶體快速進行裝袋密封封裝。
實施例2
如圖1所示,一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法,該方法具體包括如下步驟:
步驟1、將廢電解質進行溶解,並進行粗濾處理;
將固體廢電解質與純水按照1:1的質水比加入溶解反應器中或者利用結晶母液溶解廢電解質時質水比為3:7,並將溶解反應器置於熱水浴中加熱並保溫至70℃,溶解時間為10h;
利用400目的丙綸濾布對溶解所得的懸濁液在過濾器中趁熱進行過濾,將 濾渣用渣桶暫存,將濾液裝入陳化反應器中;
步驟2、對濾液進行陳化處理,並進行精濾處理;
將陳化反應器置於熱水浴中,加熱並保溫至90℃,並向陳化反應器中加入適量KOH以將粗濾所得濾液pH值調至5,進行陳化時間為8h;
利用500目的丙綸濾布對陳化後的溶液在過濾器中趁熱進行過濾,將濾渣暫存在渣桶中,濾液裝入結晶反應器中;
步驟3、對濾液進行結晶處理,並烘乾封裝;
將結晶反應器置於冷水浴中冷卻並保溫至10℃,待結晶反應器內濾液充分結晶後進行固液分離,將母液暫存於母液貯槽並用於後續廢電解質的溶解,將結晶的晶體盛入聚丙烯塑料筐中濾去大部分水分後轉移至定製筐,並將定製筐送入烘箱,在150℃溫度下烘烤24h後,將烘乾後的晶體快速進行裝袋密封封裝。
實施例3
如圖1所示,一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法,該方法具體包括如下步驟:
步驟1、將廢電解質進行溶解,並進行粗濾處理;
將固體廢電解質與純水按照6:5的質水比加入溶解反應器中或者利用結晶母液溶解廢電解質時質水比為4:7,並將溶解反應器置於熱水浴中加熱並保溫至80℃,溶解時間為8h;
利用200目的丙綸濾布對溶解所得的懸濁液在過濾器中趁熱進行過濾,將濾渣用渣桶暫存,將濾液裝入陳化反應器中;
步驟2、對濾液進行陳化處理,並進行精濾處理;
將陳化反應器置於熱水浴中,加熱並保溫至70℃,並向陳化反應器中加入適量KOH以將粗濾所得濾液pH值調至3,進行陳化時間為4h;
利用400目的丙綸濾布對陳化後的溶液在過濾器中趁熱進行過濾,將濾渣暫存在渣桶中,濾液裝入結晶反應器中;
步驟3、對濾液進行結晶處理,並烘乾封裝;
將結晶反應器置於冷水浴中冷卻並保溫至30℃,待結晶反應器內濾液充分結晶後進行固液分離,將母液暫存於母液貯槽並用於後續廢電解質的溶解,將結晶的晶體盛入聚丙烯塑料筐中濾去大部分水分後轉移至定製筐,並將定製筐送入烘箱,在100℃溫度下烘烤72h後,將烘乾後的晶體快速進行裝袋密封封裝。
『貳』 使用油泵減壓時,有哪些吸收和保護裝置其作用是什麼
1.當用油泵進行減壓時,為保護油泵,必須在餾液接受器與油泵之間順次安裝冷卻阱和幾種吸收塔2.作用:以免污染泵油,腐蝕機件致使真空度降低。
『叄』 吸收實驗液封裝置的作用是什麼,如何設計
液封裝置的作用是為了防止吸收過程中氣相短路,液封裝置又稱為π型管,即利用連通器原理設計。
另一種解答:(最後一題)http://www.docin.com/p-212984546.html
『肆』 脫硫塔設計-漿液循環泵使用
第十一屆全國燃煤二氧化硫氮氧化物污染治理技術「十一五」煙氣脫硫脫氮技術創新與發展交漉會 -351? 脫硫吸收塔漿液循環泵的汽蝕周立年 (許繼聯華國際環境工程有限責任公司,北京 100085) 摘要循環泵的汽蝕在濕法脫硫工藝經常出現,但並沒有引起重視。本文從汽蝕原理上分析出循環 泵汽蝕極容易發生,指出了避免汽蝕現象發生的一些措施。 石灰石一石膏法煙氣脫硫工藝中,循環泵的工作效率關繫到吸收塔內漿液噴淋效果,影響到脫硫效率和耗電量。通常對循環泵的腐蝕和磨蝕比較注意,循環泵的汽蝕現象不容易發現而沒有 引起足夠的重視。我們在脫硫作業中發現循環泵葉輪葉片出現一些坑坑點點損壞現象,循環泵電流下降,脫硫效率降低,經過仔細分析認為是汽蝕作用比較大,同時存在的腐蝕、磨蝕現象,也 加重了循環泵葉輪葉片的損壞。為此,我們必須對循環泵的汽蝕作認真的研究,避免或者減輕汽蝕現象的發生。 一、汽蝕機理 汽蝕現象是當水泵內液體流通時水汽化成汽泡,汽泡再凝結成水的過程中,對水泵流通金屬表面的破壞,這種現象稱為汽蝕或空蝕。 在一個標准大氣壓時,水加熱到100℃會沸騰,產生大量氣泡。當容器內壓力小於一個標准 大氣壓時,降低一定溫度水也會沸騰。例如,當水溫在50℃時,水面上的壓降到12.3 kPa,水 會開始汽化而沸騰,當水面上的壓力升到大於12.3 kPa時,水就會停止汽化沸騰。所以水和汽 在溫度一定時,通過變化壓力可以互相轉化。 循環泵的運轉過程中,泵各處的流速和壓力變化巨大,在葉輪進漿處壓力最低。這個地方的漿液溫度為50℃,當這個地方漿液壓力小於或等於12.3 kPa時,漿液就會汽化,形成許多細小 的汽泡,有些汽泡會附著在葉輪葉片和泵殼內壁上,同時溶解在漿液中的SO:、0:、CI等腐蝕性 氣體會因為壓力降低而逸出,這些氣體腐蝕性極強。由於吸收塔內漿液加入了大量的氧化空氣, 所以吸收塔內是一個充滿大量空氣汽泡的石膏一石灰石漿液混合液體,在進入循環泵之前,已經充滿了氣體,更加有利於汽化現象發生。 漿液中SO:、0:、CI氣體在總壓力(氣體和汽體)等於101.33 kPa時溶解於lOOg水中的氣體質量為:S02:6.47 是一種強腐蝕性氣體。 循環泵葉輪邊緣是泵體內壓力最低和最高的切換點,漿液中瞬間形成許多蒸汽和氣體混合的 小氣泡,當小氣泡隨水流到達壓力較高區域時,汽泡急劇凝結而消失,同時,汽泡周圍的漿液以 很高的速度填充汽泡空間。 從汽泡產生到消失,時間極短。估計這段時間,如葉輪葉片進口處漿液的相對速度為30m/ S,葉輪葉片汽蝕破壞部位與葉片進口邊的距離為3cm,汽泡從產生到消失的時間約為0.001S。 汽泡在短暫的時間內消失,會產生很強的水錘壓強,局部壓強可達到200MPa以上,這樣高的瞬 時沖擊壓強作用在葉輪葉片上足以使表面上微觀裂縫處產生破壞作用。同時,汽泡中的SO:、 0:、CI等腐蝕性氣體,也會藉助汽泡凝結及氣體壓強而產生的熱量,加快葉輪葉片表面的化學 腐蝕破壞作用。所以葉輪葉片表面首先出現坑坑點點的「點蝕」損壞現象。g;02:0.0031 g;CI:0.459 g。漿液中s02、cI氣體含量大於02含量, ?352? 「十一五」煙氣脫硫脫氮技術創新與發展交流會(2007) 二、循環泵產生汽蝕的現象 2.1對循環泵過流部件產生破壞作用汽蝕破壞最嚴重的是葉輪,及葉輪上的葉片部件,葉輪口環間隙處會產生汽蝕破壞現象。 2.2產生雜訊和振動 汽蝕發生時,會有汽泡的破滅產生的各種頻率的雜訊,如炒豆子的燥裂聲,同時機組會有振 動現象。 2.3循環泵效率下降 循環泵汽蝕嚴重時,由於漿液中有大量汽泡,實際上改變了漿液的密度,葉片表面充滿了汽 泡,造成脫流,造成泵實際揚送的充滿汽體的漿液,而不是單純的漿液,使循環泵的功率、揚程 和效率均會迅速下降,如圖所示: 三、汽蝕的界限Pn 3.1、泵汽蝕餘量NPSH, 泵汽蝕餘量Ahr是由泵本身的特性決定的, 是表示泵本身抗汽蝕性能的參數,與泵本身的設 計、製造和泵的使用轉速有關。泵的汽蝕餘量Ahr越低,說明泵的抗汽蝕性能越好,反之,泵 的抗汽蝕性能越差。 3.2、裝置汽蝕餘量NPSH。:圖1Q 裝置汽蝕餘量是由外界的吸入裝置特性決定 汽蝕對特性曲線的影響 的,是表示裝置汽蝕性能的參數,(例如吸收塔漿液循環泵吸人裝置的裝置汽蝕餘量是由塔內液 面高度及管道系統阻力所決定的)。裝置汽蝕餘量越高,泵越不容易汽蝕,反之,泵越容易 汽蝕。 3.3、泵產生汽蝕的界限: 泵產生汽蝕的界限是泵汽蝕餘量NPSH,等於裝置汽蝕餘量NPSH。。當裝置汽蝕餘量低到等 於泵汽蝕餘量NPSH,時,泵就己經開始汽蝕,換言之,泵的汽蝕餘量高到等於裝置汽蝕餘量時,泵就已開始汽蝕。 四、裝置汽蝕餘量計算為使循環泵不發生汽蝕,裝置汽蝕餘量(NPSH。)必須大於泵的汽蝕餘量(NPSH,),為了 安全還應增加1m的安全餘量即:NPSH。≥NPSH,+1 m 裝置汽蝕餘量是指泵入口處單位重量液體所具有的高於汽化壓力能頭的能量。影響循環泵裝 置汽蝕餘量的條件有:吸收塔內漿液高度與循環泵入口高度之差,泵人lZl管道直徑、長度、形 式、閥門,入口管道內壁光潔度,當地絕對標高,漿液溫度,以及漿液中汽體含量和汽泡大 小等。 泵的汽蝕餘量為循環泵的結構的設計參數所決定,由泵廠商在泵試驗中確定。 裝置汽蝕餘量的計算如下式: NPSH。=(H砒m—H,。。)/10pp+Hs 式中:H。——泵安裝地點的環境壓力,kPa; H,。。——漿液汽化壓力,kPa; 第十一屆全國燃煤二氧化硫氮氧化物污染治理技術「十一五」煙氣脫硫脫氮技術創新與發展交流會 『353? Hs——泵入口總水頭,m; pp——漿液密度,t/m3 泵入口總水頭計算如下式:H。=Zl~Hnl—Hii z。——循環泵實際提升高度(吸收塔內漿液面與循環泵中心線之差),m; H。.——循環泵進口管段沿程水頭損失,m; Hii——循環泵進口管段局部水頭損失之和,m;Hnl=f×L/D×V2/29 F——泵進口管內壁摩擦系數; L——泵進口管當量長度,lIl; D——泵進口管內徑,in; V——泵進口管漿液流速,m/s; g——重力加速度,g=9.81m/s2;Hii=H^一HB—Hc—HD HA——泵進口管過濾網水頭損失,in; H。——泵進口管蝶閥水頭損失,m; H。——泵進I=I管收縮段水頭損失,m; H。——泵進I=I管與吸收塔接頭型式水頭損失,m; 五、泵的汽蝕餘量計算泵的汽蝕餘量的計算如下式:NPSH,=V02/29+hW02/29 由泵的汽蝕餘量計算公式可以看出,減少泵的汽蝕餘量,提高泵的汽蝕性能應該採取以下措施: 降低泵的轉速,採用低轉速泵。 入值採用求導方式取最小值點,加大葉輪進口直徑,符合KO值在4.5—5.5之間,為高汽蝕餘量泵。 增加葉片進口寬度,從而減小Vo和Wo。 增加了蓋板進口部分曲率半徑,採用兩段圓弧設計,從而減低Vo值。葉片數量最少,排擠系數小。 葉片進口沖角在保證效率的情況,採用正沖角。 葉片進口採用自然流線角度,流體阻力小。 加大平衡孔設計,進出口壓力得到平衡,減小泄流量。 採用能耐酸腐蝕、耐磨蝕、強度高、韌性大的金屬材料。國際和國內通用材料有:A49(雙 相耐磨白口鐵)或1.4517、1.4460、1.4539、1.4529等雙相鋼,也可以採用襯膠方式,均表現 出比較良好的耐腐蝕、耐磨損性能。 六、循環泵汽蝕實例計算某600MW機組脫硫吸收塔,循環泵漿液輸送量為9800m3/h,吸收塔漿液面與泵進121之差為9.6m,進口管直徑為1.2m,進121管幾何長度為6.26m,石膏漿液比重1.15 t/m3,循環泵必需汽 蝕餘量NPSH,=8.7 m。 m。 根據當地標高,Hatm為90 kPa,Hvap為13 kPa。PP為1.15 t/m3。經過計算,Hs=9.7 「十一五」煙氣脫硫脫氮技術創新與發展交流會(2007) NPSH。=(Hatm—Hvap)/10pp+Hs=(90—13)/10×1.15+9.7=15.7 由於NPSH。+1=8.7+1=9.7m m 該泵的裝置汽蝕餘量大於泵的汽蝕餘量加l米的數值,滿足汽蝕餘量的要求,不會發生汽蝕現象。 七、循環泵避免汽蝕現象的措施改進循環泵的內部結構和參數。 循環泵進口管道適當加粗,減少彎曲和變徑,改進管道與吸收塔的介面形式。 減少循環泵進口管道長度。 調試及正常生產時,降低吸收塔低液位的使用頻率,保持正常液位操作,保持較高的裝置汽蝕餘量與泵的汽蝕餘量的差值。 吸收塔內氧化空氣管出口盡量設計在較高的位置上,減少漿液中的空氣含量。 在石灰石進入制漿前設篩子或者過濾裝置,提高石灰石的純度,減少石灰石中的SiO:及異物,避免進入吸收塔內造成對循環泵葉輪葉片的損壞。 在石膏排放泵出口設過濾器,在往塔內回輸時可以凈化石膏漿液,減少SiO:及異物在漿液 中循環,減少對泵的損壞。 脫硫裝置開始運行時嚴格檢查煙道及漿液系統的雜質和異物。 使用質量良好的漿液噴頭,減少破損噴頭對泵的損傷。 八、結論濕法脫硫工程中循環泵極容易形成汽蝕,和循環漿液中充滿大量氧化空氣、漿液溫度較高有 關,同時漿液中有大量腐蝕性氣體,加劇了循環泵葉輪葉片的破壞。在循環泵外部配置設計時應 充分注意,改善各種裝置的外部條件,避免汽蝕的發生。對泵生產廠商要求漿液泵在研製和生產 時,採取專門的防範措施,避免汽蝕、腐蝕、磨蝕對泵的損傷。參考文獻 《選礦設計手冊》冶金工業出版社 《水泵原理、運行維護與泵站管理》化學工業出版社 《鍋爐設計手冊》機械工業出版社 《化學分析手冊》化學工業出版社 脫硫吸收塔漿液循環泵的汽蝕作者: 作者單位: 周立年 許繼聯華國際環境工程有限責任公司,北京,100085 相似文獻(10條) 1.會議論文 王乃華.魯天毅 石灰石/石膏濕法煙氣脫硫金屬漿液循環泵國產化研究及實踐 2006 本文介紹了襄樊五二五泵業有限公司成功開發煙氣脫硫金屬漿液循環泵的有關情況.包括:泵的水力模型、結構、機械密封、材料的研究成果,經工業 性考核和鑒定該泵已達國際先進水平,完全可實現我國火電機組濕法脫硫裝置的各種金屬漿液循環泵的國產化. 2.會議論文 孫克勤.徐海濤.徐延忠 利用自主工藝包實施WFGD核心設備國產化 2004 本文對石灰石-石膏濕法煙氣脫硫關鍵設備吸收塔漿液輸送及分配系統——漿液循環泵及FRP噴林管道進行國產化研究及工程實施的過程進行了介紹 。試驗數據表明,由江蘇蘇源環保工程股份有限公司與連雲港中復連眾復合材料集團公司聯合開發的FRP噴淋管道及與石家莊泵業集團有限公司聯合開發 的大流量漿液循環泵完全滿足600MW等級火電廠濕法煙氣脫硫工程的需要,部分指標已達到或接近世界先進水平,此兩項設備已成功應用於太倉港環保發電 有限公司一二期煙氣脫硫工程中,其成功開發將對推動我國煙氣脫硫技術及裝備的國產化產生深遠的意義。 3.會議論文 龍輝.鍾明慧 影響600MW機組濕法煙氣脫硫廠用電率主要因素分析 2005 針對影響600MW機組濕式石灰石—石膏法脫硫島廠用電率的主要因素,對煤收到基硫分高低、煙氣量大小、採用的不同脫硫設備等對脫硫廠用電率的 影響進行了詳細分析,結論是應根據工程具體煤種情況核算硫系統主要6kV設備(增壓風機、漿液循環泵、磨粉機、真空泵、氧化風機等)的軸功率,在初步 設計(預設計)階段對可能出現的廠用電率計算後,完成濕式石灰石—石膏法脫硫島硫部分廠用變容量的選擇. 4.會議論文 王乃華 石灰石(石灰)/石膏濕法煙氣脫硫裝置用泵及其國產化 2003 為了實現石灰石(石灰)/石膏濕法煙氣脫硫裝置用泵國產化,滿足市場用泵需求,襄樊五二五泵業有限公司根據輸送漿液的腐蝕磨蝕特性,在引進技術 基礎上進行了大量研發工作,並取得了良好的應用業績,實現了煙氣脫硫裝置中吸收塔循環泵、各種渣漿泵、長軸液下泵以及攪拌機等多種設備的國產化. 5.會議論文 朱晨曦.吳志宏 煙氣脫硫漿液循環泵國產化研究 2006 本文介紹了濕法煙氣脫硫裝置(WFGD)脫硫漿液循環泵國產化的研究過程,將成果轉化為產品並應用於實際工位,達到了設計參數要求,同時填補國 內濕法脫硫大型石膏漿液循環泵(合金泵)空白,突破與掌握了脫硫大型漿液循環泵創新技術和關鍵技術。 6.會議論文 黃河 FGD漿液循環泵葉輪葉片斷裂原因分析及防範措施 2008 針對石灰石-石膏濕法脫硫系統漿液循環泵保證壽命期內葉輪葉片斷裂的現象,探討了其斷裂的因素。結合斷樣金相組織分析、斷面能譜成分和掃描 電鏡分析結果,提出了該位置斷裂的原因及防範措施。 7.期刊論文 趙芳.黃魁 煙氣濕法脫硫優化運行討論 -科技信息2009,""(34) 從分析煙氣濕法脫硫系統的運行特性出發,提出合理控制吸收塔內漿液的pH值、石膏漿液的密度和石灰石粉的顆粒度,優化漿液循環泵的運行,加強煙 氣、廢水系統的管理等控制策略.結合脫硫單耗調控、能耗排序優化、入爐煤的合理摻混,並結合系統和設備改造與完善,最終達到優化運行的目的. 8.期刊論文 周祖飛.ZHOU Zu-fei 燃煤電廠煙氣脫硫系統的運行優化 -浙江電力2008,27(5) 介紹了燃煤電廠石灰石-石膏濕法脫硫系統運行優化的研究成果,主要內容有以吸收塔漿液pH值控制為核心的脫硫化學反應工藝的細調,增壓風機和 GGH等設備及系統運行方式的調整優化,以及循環泵的節能組合投運等提高脫硫運行經濟性的措施. 9.會議論文 龍輝.於永志 影響600MW機組濕法煙氣脫硫裝置廠用電率主要因素分析 2006 針對影響600MW機組濕式石灰石-石膏法脫硫島廠用電率的主要因素,對煤收到基硫分高低、煙氣量大小、採用的不同脫硫設備等對脫硫廠用電率的影 響進行了詳細分析,國內現設計的600MW機組採用濕法煙氣脫硫工藝時,設計煤種為高熱值,低硫分(硫分低於0.7%),並且脫硫煙氣系統不設GGH或設GGH時 ,脫硫廠用電率為1.0%~1.1%;當採用低熱值,高水分設計煤種,脫硫廠用電率在1.7%以上.當採用高硫分(硫分高於4%)、中等熱值的煤種時,脫硫廠用 電率最高可達1.98%.應根據工程具體煤種情況核算脫硫系統主要設備(增壓風機、漿液循環泵、磨粉機、真空泵、氧化風機等主要設備)的軸功率,在初 步設計階段核算脫硫部分廠用電率後,完成濕式石灰石-石膏法脫硫島脫硫部分廠用變容量的選擇. 10.學位論文 杜謙 並流有序降膜組脫除煙氣中SO<,2>過程的研究 2004 在當前的濕法煙氣脫硫技術中佔主導地位的是噴霧型石灰石—石膏法煙氣脫硫.噴霧型吸收塔具有許多優點,但也存在一些問題.如因噴霧的要求,循 環泵能耗較大、對噴嘴的要求高;霧滴被氣體包夾,脫水除霧困難,塔內難實現高氣速,且煙氣帶水對尾部設備腐蝕較嚴重等.隨著對脫硫過程的深入了解 ,吸收塔內的化學過程能得到很好的控制,結垢問題基本得到解決.本文針對噴霧型吸收塔存在的問題及塔內結垢問題得到解決的基礎上,提出了新型並流 有序降膜式濕法煙氣脫硫工藝,旨在利用降膜反應器的一系列優點,如塔內降膜能提供充分有效的氣液接觸反應面,是一種高效的氣液反應器;塔內氣、液 膜互不貫通,可防止脫硫後煙氣中攜帶霧滴,可省卻除霧器,簡化系統設備,同時可減輕尾部設備的腐蝕;塔內能實現高氣速,可縮小塔體;塔內氣相壓降小 ,降膜通過布液器採用溢流方式形成,且可實現低液氣比,系統能耗低等特點,從而降低脫硫裝置投資及運行成本;同時本文旨在利用並流有序降膜塔內氣、 液接觸的表面積相對已知,是一種良好的研究脫硫過程機理的反應器的特點,對濕式石灰石-石膏法脫硫過程進行比較准確的研究,以便更深入了解濕法脫 硫過程,為合理設計和運行脫硫設備提供理論依據.本文最後對新型並流有序降膜式濕法煙氣脫硫過程進了數值模擬,並將模擬結果與試驗結果進行了比較 分析.結果表明,模型能較准確地對並流降膜式濕法煙氣脫硫過程進行模擬,能較准確地對系統脫硫率、漿液中剩餘石灰石含量及各離子濃度進行預測.
『伍』 氣體氫氧化法海水淡化
在世紀之交,世界化學和化工學科的發展方向發生了重大的革命性的變革,其標志就是「綠色化學」概念的提出。作為大量使用化學品、化學技術的水處理行業,其發展戰略與綠色化學密切相關。綠色化學概念的提出隨著工業的高度發展,全球性的環境污染和生態破壞日益嚴重,保護人類生存環境已刻不容緩。
1992年6月,在巴西里約熱內盧召開了聯合國環境與發展大會,通過了「21世紀議程」,要求各國制定和組織實施可持續發展戰略、計劃和政策,迎接人類社會面臨的共同挑戰。隨之,社會的可持續發展及其所涉及的生態、環境、資源、經濟等方面的問題越來越成為國際社會關注的焦點,被提高到發展戰略的高度,更為嚴厲的保護環境的法規不斷出台,促使人們尤其是化工界把注意力集中到從本源上杜絕或減少廢棄物的產品,即原始污染的預防而並非污染後的治理。
1995年3月16日,美國宣布「總統綠色化學挑戰計劃」,提出了「綠色化學」的概念。環境友好化學、潔凈化學、原子經濟性、綠色技術等一系列新的名詞也相繼出現。根據P。T。Anastas等的定義,綠色化學就是用化學的技術和方法,從根本上減少或消滅那些對人類健康或環境有害的原料、產物、副產物、溶劑和試劑等的產生和應用。原子經濟性概念首先由美國著名有機化學習B。M。Trost提出,即高效的化學合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中(如完全的加成反應:A+B→C),達到零排放。 在人類面臨全球性水資源枯竭和水環境污染的今天,如何解決水處理工業與社會經濟之間持續、健康、和諧的發展關系是未來水處理工業可持續發展的關鍵,一場以綠色化學為基礎的綠色水處理技術革命已成為21世紀水處理科學的學科前沿和水處理工業的重點發展方向。
所謂綠色技術是指在綠色化學基礎上發展起來的技術,綠色技術又稱環境無害技術、環境友好技術或清潔技術等。滿足技術經濟指標先進、無毒和不污染環境3項基本要求的技術。目前主要的綠色水處理技術主要有以下幾種方法:
1、高級氧化技術(AOPs)
AOPs主要包括O3/UV(紫外線)法、UV/固相催化劑法、H2O2/UV法、H2O2/Fe2+法、O3/H2O2法等。其原理是反應中產生氧化能力極強的-OH,-OH能夠無選擇性地氧化水中的有機污染物,使之完全礦化為CO2和H2O。AOPs技術經濟指標先進、無毒、無污染,是典型的綠色水處理技術,其中由於光催化氧化法最為經濟而成為研究的熱點。
由於光催化劑的固定問題仍未能很好解決,懸浮相催化劑有易失活、易凝聚和難回收等缺點,適於工業應用的光催化反應器急待開發。
2、電催化氧化法
電催化氧化法利用電解時特種電極材料的催化作用產生-OH,使有機污染物完全氧化為CO2和H2O。該法處理效果好且速度快、佔地面積小、實施過程無污染、後處理簡單、不產生二次污染、是一種綠色水處理技術。
在實際應用方面,需要解決有效抑制析氫析氧等副反應,提高電流效率,改進填料、電源方式等問題。
3、超臨界水氧化法(SCWO)
SCWO的原理是以超臨界水為反應介質,在氧化劑(如氧氣、過氧化氫等)存在下,經過高溫高壓下的自由基反應,將有機物氧化分解為CO等。
在超臨界狀態,水的密度接近於液體,黏度接近於氣體,具有類似於氣體的較強穿透能力和類似於液體的較大密度和溶解度,可與非極性物質(如烴類)、有機物和氣體(如空氣、氧氣)等完全互溶,避免了相際傳質阻力,使污染物的降解速率提高。
與焚燒法、濕式空氣氧化法相比,SCWO具有無需催化劑、停留時間短、去除效率高、清潔、廣譜等優點,可用於化工、醫葯、食品、軍事工業和核工業廢水以及城市污水的處理。
SCWO在技術上還有許多難點,如研究開發廣譜性催化劑,有效控制高溫高壓,解決固體顆粒對設備的堵塞問題和抑制結垢,以最大效率回收熱能等。對其熱力學和動力學亦缺乏深入研究,使得工程設計和過程開發難以進行。
4、超聲波降解技術
超聲波降解有機污染物的原理是,當聲能足夠強時,在疏鬆的半周期內,液相分子間的吸引力被打破,形成空化核,空化核的壽命為0。1μs,它在爆炸時的瞬間可產生約4 000 K和100 MPa的局部高溫和高壓環境,並產生速度約為110 m/s的具有強烈沖擊力的射流。該條件足以使所有的有機物在空化氣泡內發生化學鍵斷裂、高溫分解或自由基反應而使廢水中的有機污染物降解。
目前對超聲波降解技術的研究尚處於探索階段,許多問題尚需解決,如有機物降解的強化途徑、降解機理、反應器的合理設計、高頻超聲波發生器研製、反應過程的定量化描述、空化泡界面特性研究、連續化處理工藝開發、多相體系中污染物降解特性和避免有毒中間體產生等。
5、膜處理技術
膜分離過程大多無相變,可在常溫下操作,具有能耗低、效率高、工藝簡單、投資小和污染輕等優點,在水處理應用中發展相當迅速。它包含微濾(MF)、超濾 (UF)、滲析(D)、電滲析(ED)、納濾(NF)和反滲透(RO)、滲透蒸發(PV)、液膜(LM)等。其中,RO、NF技術尤為引人注目。
RO技術的大規模應用主要是苦鹹水和海水淡化以及難以用其他方法處理的混合物。為進一步提高膜的可靠性,尚需要研究膜的吸附機理、更好的膜材料和膜表面結構的優化,以改進膜的水通量、選擇性、耐高溫性和抗氧化能力。
新的世紀里,隨著科技的不斷進步,隨著我國環境政策的不斷加強,政府及公眾對生活環境的不斷重視,綠色技術的研究和推廣速度到了前所未有的程度,一些新型綠色水處理技術將逐步走出實驗室,應用到實際工程中來,成為水處理領域新的焦點。
『陸』 降膜吸收的原理是什麼
降膜吸收器本質上是在其中兩個氣體被吸收和吸收液體流順流向下與提取的熱由循環冷卻水在殼體內的管殼式換熱器來實現。該液體通過槽循環,直到所需的濃度來實現。在這樣的速率,該管不流充分但不是液體流動,下降沿管作為薄膜的內壁重力。
降膜吸收反應器是液體在重力作用下沿壁下降形成薄膜並與氣體進行逆流或並流接觸的一種吸收反應器。沿壁面下降的液膜可在平板面上或圓管的內、外壁形成,一般是圓管內形成,它們具有以下特點:
氣膜和液膜互相不貫透,設備壓降小,允許有較高的氣體負荷;
降膜很薄並能在膜的表面產生特殊的波動,且氣相和液膜的返混均小,傳熱傳質效率高,單位能耗產生的流體傳遞總量大;
沿壁下降的液膜可用間壁冷卻,適用於有高熱效應的吸收過程,並可使過程在近於等溫下進行。
『柒』 對105發煙硫酸直接滴加制備對甲苯磺酸的工藝流程和參數
對甲苯磺酸的主要合成方法
磺化反應中使用的磺化劑主要有:發煙硫酸、硫酸、三氧化硫、二氧化硫、氯磺酸、硫醯氯、亞硫酸鹽等。甲苯磺化成對甲苯磺酸採用的磺化劑主要有硫酸、三氧化硫、氯磺酸三種。合成對甲苯磺酸的主要方法有:硫酸磺化法、三氧化硫磺化法、氯磺酸磺化法、對甲苯磺醯氨水解法,它們各有自己的特點。
1、硫酸磺化法
用硫酸磺化甲苯,是採用最多且歷史最長的工藝。磺化反應過程如下:
磺化反應速度與甲苯濃度成正比,與硫酸含水量的平方成反比,所以需使用含水少的硫酸和純度高的甲苯,但磺化反應是可逆反應,每消耗lmol的硫酸就生成lmol的水,水的濃度隨反應的進行而逐漸升高,最後達到平衡,產生大量的廢酸。
工業生產中,一般採用分壓蒸餾法來除掉磺化反應生成的水,使磺化反應進行完全。
用硫酸作磺化劑,其優點是:由於硫酸價格低而具有一定的市場競爭力,且生產工藝簡單、設備投資低、易操作等,適用於小規模生產裝置。但此工藝的反應收率低、產品純度低,反應進行時隨著水的生成,硫酸濃度下降,當達到95%時(π值為75%),反應停止,產生大量的廢酸,嚴重污染環境。最新的研究表明,採用添加助劑的方法可適當提高產品質量和反應收率。
2、 三氧化硫磺化法
理論上,三氧化硫是最有效的磺化劑,因為只是直接的加成而不用脫除反應生成的水。在適宜的條件下,產品幾乎全部是對甲苯磺酸。
以氣相三氧化硫磺化劑磺化甲苯,宜選擇降膜吸收反應器,採用1%的有機酸(如加入醋酸可抑制碸的產生)作為定位劑,溫度控制在17℃-2O℃之間,SO3氣體濃度6%一9%,反應得到的對甲苯磺酸純度高。
用三氧化硫作磺化劑的優點是:反應安全、速度快、三廢少、收率高、副產物少、產品純度高。缺點是:生產工藝復雜,一次性設備投資大,反應設備結構復雜,工藝操作要求高,三氧化硫運輸困難,此方法對硫酸生產企業較適用。
3、氯磺酸磺化法
氯磺酸是一種液態磺化劑,用它磺化甲苯時放出氯化氫氣體,由於磺化時不生成水,所以不需用較高的溫度和分壓法除去水,其缺點是氯磺酸價格較高,放出的氯化氫具有較強的腐蝕性。用氯磺酸磺化甲苯的最佳溫度是35℃-45℃,且應在2-3小時內,慢慢加入等摩爾的氯磺酸,然後將產物加熱到6O℃ ,這時有氯化氫氣體放出。採用此方法生產對甲苯磺酸,在生產對甲苯磺酸的同時產生14%-16%的副產品鄰甲苯磺酸,收率為90%-95%。
採用氯磺酸磺化制對甲苯磺酸,需嚴格控制反應條件,尤其是氯磺酸與甲苯的比例,因為氯磺酸過量易產生鄰/對甲苯磺醯氯,當氯磺酸與甲苯的摩爾比達到3:1時,甲苯完全轉化為鄰/對甲苯磺醯氯。
用氯磺酸作磺化劑的優點是:操作簡便、產品純、副產氯化氫可用水吸收制鹽酸。缺點是氯磺酸價格高,產品生產成本高,缺乏市場競爭力。
4、對甲苯磺醯氨水解法
為得到高純度的對甲苯磺酸,可採用先用氯磺酸磺化制對甲苯磺醯氯,然後再水解制對甲苯磺酸。
對甲苯磺醯氯水解過程中必須嚴格控制水解溫度,以防沖料。採用此方法得到的對甲苯磺酸產品純度很高,但由於生產工藝的原因而明顯缺乏市場競爭力,適用高品位、小批量生產。
四、對甲苯磺酸合成方法優劣之比較
生產對甲苯磺酸主要用磺化法,磺化劑可採用硫酸、發煙硫酸、氯磺酸和三氧化硫等。其工業生產各有優劣。
用氯磺酸磺化法操作簡便、產品純、副產氯化氫可用水吸收制鹽酸,但是氯磺酸價格高,產品生產成本高,缺乏市場競爭力。
採用對甲苯磺醯氨水解法得到的對甲苯磺酸產品純度很高,但由於生產工藝的原因而明顯缺乏市場競爭力,適用高品位、小批量生產。
相比之下,由於硫酸價格低而具有一定的市場競爭力,且生產工藝簡單、設備投資低、易操作等,所以硫酸磺化法適用於小規模生產裝置。但此工藝的反應收率低、產品純度低,反應進行時隨著水的生成,硫酸濃度下降,當達到95%時(π值為75%),反應停止,產生大量的廢酸,嚴重污染環境。
用三氧化硫作磺化劑有很多優點,反應安全、速度快、三廢少、收率高、副產物少、產品純度高。但是生產工藝復雜,一次性設備投資大,反應設備結構復雜,工藝操作要求高,三氧化硫運輸困難,此方法對硫酸生產企業較適用。
經過比較和分析可知,前幾種磺化劑因含有水分,氧化能力較差,並且反應生成物對鄰位比低,副產物多,不易分離,包澤差,氣味難聞,腐蝕性強,特別是生產過程要排出大量廢酸,因此僅適於小規模裝置。與此相反,三氯化硫沒有上述缺點,是一種有力的磺化劑。
『捌』 採用降膜式反應器進行芳烴磺化時應該用哪種磺化劑
發煙硫酸磺化。
磺化反應,苯分子等芳香烴化合物里的氫原子被硫酸分子里的磺酸基所取代的反應。磺化反應過程一種向有機分子中引入磺酸基或磺醯氯基的反應過程。磺化過程中磺酸基取代碳原子上的氫稱為直接磺化,磺酸基取代碳原子上的鹵素或硝基,稱為間接磺化。磺化劑通常用濃硫酸或發煙硫酸作為磺化劑,有時也用三氧化硫、氯磺酸、二氧化硫加氯氣、二氧化硫加氧以及亞硫酸鈉等作為磺化劑。
磺化反應可分為直接磺化和間接磺化兩大類。直接磺化是用硫酸進行磺化是可逆反應,在一定條件下生成的磺酸又會水解。在很多情況下,磺化溫度會影響磺基進入芳環的位置。例如,萘用濃硫酸在低溫下進行磺化,主要生成易水解的萘-1-磺酸,而高溫磺化則主要生成難水解的萘-2-磺酸。
『玖』 單晶硅,多晶硅生產流程。
其實現在多晶硅生產方法有好幾種的,給你附一張最主流的改良西門法生產多晶硅的流程(推薦一個論壇:海川化工論壇 http://bbs.hcbbs.com): 1 、 氫氣制備與凈化工序
在電解槽內經電解脫鹽水製得氫氣。電解製得的氫氣經過冷卻、分離液體後,進入除氧器,在催化劑的作用下,氫氣中的微量氧氣與氫氣反應生成水而被除去。除氧後的氫氣通過一組吸附乾燥器而被乾燥。凈化乾燥後的氫氣送入氫氣貯罐,然後送往氯化氫合成、三氯氫硅氫還原、四氯化硅氫化工序。
電解製得的氧氣經冷卻、分離液體後,送入氧氣貯罐。出氧氣貯罐的氧氣送去裝瓶。
氣液分離器排放廢吸附劑、氫氣脫氧器有廢脫氧催化劑排放、乾燥器有廢吸附劑排放,均供貨商回收再利用。
2、氯化氫合成工序
從氫氣制備與凈化工序來的氫氣和從合成氣干法分離工序返回的循環氫氣分別進入本工序氫氣緩沖罐並在罐內混合。出氫氣緩沖罐的氫氣引入氯化氫合成爐底部的燃燒槍。從液氯汽化工序來的氯氣經氯氣緩沖罐,也引入氯化氫合成爐的底部的燃燒槍。氫氣與氯氣的混合氣體在燃燒槍出口被點燃,經燃燒反應生成氯化氫氣體。出合成爐的氯化氫氣體流經空氣冷卻器、水冷卻器、深冷卻器、霧沫分離器後,被送往三氯氫硅合成工序。
為保證安全,本裝置設置有一套主要由兩台氯化氫降膜吸收器和兩套鹽酸循環槽、鹽酸循環泵組成的氯化氫氣體吸收系統,可用水吸收因裝置負荷調整或緊急泄放而排出的氯化氫氣體。該系統保持連續運轉,可隨時接收並吸收裝置排出的氯化氫氣體。
為保證安全,本工序設置一套主要由廢氣處理塔、鹼液循環槽、鹼液循環泵和鹼液循環冷卻器組成的含氯廢氣處理系統。必要時,氯氣緩沖罐及管道內的氯氣可以送入廢氣處理塔內,用氫氧化鈉水溶液洗滌除去。該廢氣處理系統保持連續運轉,以保證可以隨時接收並處理含氯氣體。
3、三氯氫硅合成工序
原料硅粉經吊運,通過硅粉下料斗而被卸入硅粉接收料斗。硅粉從接收料斗放入下方的中間料斗,經用熱氯化氫氣置換料斗內的氣體並升壓至與下方料斗壓力平衡後,硅粉被放入下方的硅粉供應料斗。供應料斗內的硅粉用安裝於料斗底部的星型供料機送入三氯氫硅合成爐進料管。
從氯化氫合成工序來的氯化氫氣,與從循環氯化氫緩沖罐送來的循環氯化氫氣混合後,引入三氯氫硅合成爐進料管,將從硅粉供應料斗供入管內的硅粉挾帶並輸送,從底部進入三氯氫硅合成爐。
在三氯氫硅合成爐內,硅粉與氯化氫氣體形成沸騰床並發生反應,生成三氯氫硅,同時生成四氯化硅、二氯二氫硅、金屬氯化物、聚氯硅烷、氫氣等產物,此混合氣體被稱作三氯氫硅合成氣。反應大量放熱。合成爐外壁設置有水夾套,通過夾套內水帶走熱量維持爐壁的溫度。
出合成爐頂部挾帶有硅粉的合成氣,經三級旋風除塵器組成的干法除塵系統除去部分硅粉後,送入濕法除塵系統,被四氯化硅液體洗滌,氣體中的部分細小硅塵被洗下;洗滌同時,通入濕氫氣與氣體接觸,氣體所含部分金屬氧化物發生水解而被除去。除去了硅粉而被凈化的混合氣體送往合成氣干法分離工序。
4、合成氣干法分離工序
從三氯氫硅氫合成工序來的合成氣在此工序被分離成氯硅烷液體、氫氣和氯化氫氣體,分別循環回裝置使用。
三氯氫硅合成氣流經混合氣緩沖罐,然後進入噴淋洗滌塔,被塔頂流下的低溫氯硅烷液體洗滌。氣體中的大部份氯硅烷被冷凝並混入洗滌液中。出塔底的氯硅烷用泵增壓,大部分經冷凍降溫後循環回塔頂用於氣體的洗滌,多餘部份的氯硅烷送入氯化氫解析塔。
出噴淋洗滌塔塔頂除去了大部分氯硅烷的氣體,用混合氣壓縮機壓縮並經冷凍降溫後,送入氯化氫吸收塔,被從氯化氫解析塔底部送來的經冷凍降溫的氯硅烷液體洗滌,氣體中絕大部分的氯化氫被氯硅烷吸收,氣體中殘留的大部分氯硅烷也被洗滌冷凝下來。出塔頂的氣體為含有微量氯化氫和氯硅烷的氫氣,經一組變溫變壓吸附器進一步除去氯化氫和氯硅烷後,得到高純度的氫氣。氫氣流經氫氣緩沖罐,然後返回氯化氫合成工序參與合成氯化氫的反應。吸附器再生廢氣含有氫氣、氯化氫和氯硅烷,送往廢氣處理工序進行處理。
出氯化氫吸收塔底溶解有氯化氫氣體的氯硅烷經加熱後,與從噴淋洗滌塔底來的多餘的氯硅烷匯合,然後送入氯化氫解析塔中部,通過減壓蒸餾操作,在塔頂得到提純的氯化氫氣體。出塔氯化氫氣體流經氯化氫緩沖罐,然後送至設置於三氯氫硅合成工序的循環氯化氫緩沖罐;塔底除去了氯化氫而得到再生的氯硅烷液體,大部分經冷卻、冷凍降溫後,送回氯化氫吸收塔用作吸收劑,多餘的氯硅烷液體(即從三氯氫硅合成氣中分離出的氯硅烷),經冷卻後送往氯硅烷貯存工序的原料氯硅烷貯槽。
5、氯硅烷分離提純工序
在三氯氫硅合成工序生成,經合成氣干法分離工序分離出來的氯硅烷液體送入氯硅烷貯存工序的原料氯硅烷貯槽;在三氯氫硅還原工序生成,經還原尾氣干法分離工序分離出來的氯硅烷液體送入氯硅烷貯存工序的還原氯硅烷貯槽;在四氯化硅氫化工序生成,經氫化氣干法分離工序分離出來的氯硅烷液體送入氯硅烷貯存工序的氫化氯硅烷貯槽。原料氯硅烷液體、還原氯硅烷液體和氫化氯硅烷液體分別用泵抽出,送入氯硅烷分離提純工序的不同精餾塔中。
6、三氯氫硅氫還原工序
經氯硅烷分離提純工序精製的三氯氫硅,送入本工序的三氯氫硅汽化器,被熱水加熱汽化;從還原尾氣干法分離工序返回的循環氫氣流經氫氣緩沖罐後,也通入汽化器內,與三氯氫硅蒸汽形成一定比例的混合氣體。
從三氯氫硅汽化器來的三氯氫硅與氫氣的混合氣體,送入還原爐內。在還原爐內通電的熾熱硅芯/硅棒的表面,三氯氫硅發生氫還原反應,生成硅沉積下來,使硅芯/硅棒的直徑逐漸變大,直至達到規定的尺寸。氫還原反應同時生成二氯二氫硅、四氯化硅、氯化氫和氫氣,與未反應的三氯氫硅和氫氣一起送出還原爐,經還原尾氣冷卻器用循環冷卻水冷卻後,直接送往還原尾氣干法分離工序。
還原爐爐筒夾套通入熱水,以移除爐內熾熱硅芯向爐筒內壁輻射的熱量,維持爐筒內壁的溫度。出爐筒夾套的高溫熱水送往熱能回收工序,經廢熱鍋爐生產水蒸汽而降溫後,循環回本工序各還原爐夾套使用。
還原爐在裝好硅芯後,開車前先用水力射流式真空泵抽真空,再用氮氣置換爐內空氣,再用氫氣置換爐內氮氣(氮氣排空),然後加熱運行,因此開車階段要向環境空氣中排放氮氣,和少量的真空泵用水(可作為清潔下水排放);在停爐開爐階段(約5-7天1次),先用氫氣將還原爐內含有氯硅烷、氯化氫、氫氣的混合氣體壓入還原尾氣干法回收系統進行回收,然後用氮氣置換後排空,取出多晶硅產品、移出廢石墨電極、視情況進行爐內超純水洗滌,因此停爐階段將產生氮氣、廢石墨和清洗廢水。氮氣是無害氣體,因此正常情況下還原爐開、停車階段無有害氣體排放。廢石墨由原生產廠回收,清洗廢水送項目含氯化物酸鹼廢水處理系統處理。
7 、還原尾氣干法分離工序
從三氯氫硅氫還原工序來的還原尾氣經此工序被分離成氯硅烷液體、氫氣和氯化氫氣體,分別循環回裝置使用。
還原尾氣干法分離的原理和流程與三氯氫硅合成氣干法分離工序十分類似。從變溫變壓吸附器出口得到的高純度的氫氣,流經氫氣緩沖罐後,大部分返回三氯氫硅氫還原工序參與製取多晶硅的反應,多餘的氫氣送往四氯化硅氫化工序參與四氯化硅的氫化反應;吸附器再生廢氣送往廢氣處理工序進行處理;從氯化氫解析塔頂部得到提純的氯化氫氣體,送往放置於三氯氫硅合成工序的循環氯化氫緩沖罐;從氯化氫解析塔底部引出的多餘的氯硅烷液體(即從三氯氫硅氫還原尾氣中分離出的氯硅烷),送入氯硅烷貯存工序的還原氯硅烷貯槽。
8、四氯化硅氫化工序
經氯硅烷分離提純工序精製的四氯化硅,送入本工序的四氯化硅汽化器,被熱水加熱汽化。從氫氣制備與凈化工序送來的氫氣和從還原尾氣干法分離工序來的多餘氫氣在氫氣緩沖罐混合後,也通入汽化器內,與四氯化硅蒸汽形成一定比例的混合氣體。
從四氯化硅汽化器來的四氯化硅與氫氣的混合氣體,送入氫化爐內。在氫化爐內通電的熾熱電極表面附近,發生四氯化硅的氫化反應,生成三氯氫硅,同時生成氯化氫。出氫化爐的含有三氯氫硅、氯化氫和未反應的四氯化硅、氫氣的混合氣體,送往氫化氣干法分離工序。
氫化爐的爐筒夾套通入熱水,以移除爐內熾熱電極向爐筒內壁輻射的熱量,維持爐筒內壁的溫度。出爐筒夾套的高溫熱水送往熱能回收工序,經廢熱鍋爐生產水蒸汽而降溫後,循環回本工序各氫化爐夾套使用。
9、氫化氣干法分離工序
從四氯化硅氫化工序來的氫化氣經此工序被分離成氯硅烷液體、氫氣和氯化氫氣體,分別循環回裝置使用。
氫化氣干法分離的原理和流程與三氯氫硅合成氣干法分離工序十分類似。從變溫變壓吸附器出口得到的高純度氫氣,流經氫氣緩沖罐後,返回四氯化硅氫化工序參與四氯化硅的氫化反應;吸附再生的廢氣送往廢氣處理工序進行處理;從氯化氫解析塔頂部得到提純的氯化氫氣體,送往放置於三氯氫硅合成工序的循環氯化氫緩沖罐;從氯化氫解析塔底部引出的多餘的氯硅烷液體(即從氫化氣中分離出的氯硅烷),送入氯硅烷貯存工序的氫化氯硅烷貯槽。
10、氯硅烷貯存工序
本工序設置以下貯槽:100m3氯硅烷貯槽、100m3工業級三氯氫硅貯槽、100m3工業級四氯化硅貯槽、100 m3氯硅烷緊急排放槽等。
從合成氣干法分離工序、還原尾氣干法分離工序、氫化氣干法分離工序分離得到的氯硅烷液體,分別送入原料、還原、氫化氯硅烷貯槽,然後氯硅烷液體分別作為原料送至氯硅烷分離提純工序的不同精餾塔。
在氯硅烷分離提純工序3級精餾塔頂部得到的三氯氫硅、二氯二氫硅的混合液體,在4、5級精餾塔底得到的三氯氫硅液體,及在6、8、10級精餾塔底得到的三氯氫硅液體,送至工業級三氯氫硅貯槽,液體在槽內混合後作為工業級三氯氫硅產品外售。
11、硅芯制備工序
採用區熔爐拉制與切割並用的技術,加工制備還原爐初始生產時需安裝於爐內的導電硅芯。硅芯制備過程中,需要用氫氟酸和硝酸對硅芯進行腐蝕處理,再用超純水洗凈硅芯,然後對硅芯進行乾燥。酸腐蝕處理過程中會有氟化氫和氮氧化物氣體逸出至空氣中,故用風機通過罩於酸腐蝕處理槽上方的風罩抽吸含氟化氫和氮氧化物的空氣,然後將該氣體送往廢氣處理裝置進行處理,達標排放。
12、產品整理工序
在還原爐內製得的多晶硅棒被從爐內取下,切斷、破碎成塊狀的多晶硅。用氫氟酸和硝酸對塊狀多晶硅進行腐蝕處理,再用超純水洗凈多晶硅塊,然後對多晶硅塊進行乾燥。酸腐蝕處理過程中會有氟化氫和氮氧化物氣體逸出至空氣中,故用風機通過罩於酸腐蝕處理槽上方的風罩抽吸含氟化氫和氮氧化物的空氣,然後將該氣體送往廢氣處理裝置進行處理,達標排放。經檢測達到規定的質量指標的塊狀多晶硅產品送去包裝。
13、廢氣及殘液處理工序
1、含氯化氫工藝廢氣凈化
SiHCl3提純工序排放的廢氣、還原爐開停車、事故排放廢氣、氯硅烷及氯化氫儲存工序儲罐安全泄放氣、CDI吸附廢氣全部用管道送入廢氣淋洗塔洗滌。
廢氣經淋洗塔用10%NaOH連續洗滌後,出塔底洗滌液用泵送入工藝廢料處理工序,尾氣經15m高度排氣筒排放。
2、殘液處理
在精餾塔中排出的、主要含有四氯化硅和聚氯硅烷化合物的釜地殘液以及裝置停車放凈的氯硅烷殘液液體送到本工序加以處理。
需要處理的液體被送入殘液收集槽。然後用氮氣將液體壓出,送入殘液淋洗塔洗滌。採用10%NaOH鹼液進行處置。廢液中的氯硅烷與NaOH和水發生反應而被轉化成無害的物質(處理原理同含氯化氫、氯硅烷廢氣處理)。
3、酸性廢氣
硅芯制備和產品整理工序產生的酸性廢氣,經集氣罩抽吸至廢氣處理系統。酸性廢氣經噴淋塔用10%石灰乳洗滌除去氣體中的含氟廢氣,同時在洗滌液中加入還原劑氨,將絕大部分NOx還原為N2和H2O。洗滌後氣體經除濕後,再通過固體吸附法(以非貴重金屬為催化劑)將氣體中剩餘NOx用SDG吸附劑吸附,然後經20m高度排氣筒排放。
14、廢硅粉處理
來自原料硅粉加料除塵器、三氯氫硅合成車間旋風除塵器和合成反應器排放出來的硅粉,通過廢渣運料槽運送到廢渣漏斗中,進入到帶攪拌器的酸洗管內,在通過31%的鹽酸對廢硅粉(塵)脫鹼,並溶解廢硅中的鋁、鐵和鈣等雜質。洗滌完成後,經壓濾機過濾,廢渣送乾燥機乾燥,乾燥後的硅粉返回到三氯氫硅合成循環使用,廢液匯入廢氣殘液處理系統廢水一並處理。
從酸洗罐和濾液罐排放出來的含HCl廢氣送往廢氣殘液處理系統進行處理。
15 、工藝廢料處理工序
1、Ⅰ類廢液處理
來自氯化氫合成工序負荷調整、事故泄放廢氣處理廢液、停爐清洗廢水、廢氣殘液處理工序洗滌塔洗滌液和廢硅粉處理的含酸廢液在此工序進行混合、中和、沉清後,經過壓濾機過濾。濾渣(主要為SiO2)送水泥廠生產水泥。沉清液和濾液主要為為高濃度含鹽廢水,含NaCl 200 g/L以上,該部分水在工藝操作與處理中不引入鈣鎂離子和硫酸根離子,水質滿足氯鹼生產要求,因此含鹽廢水管道輸送至
2、Ⅱ類廢液處理
來自硅芯制備工序和產品整理工序的廢氫氟酸和廢硝酸及酸洗廢水,用10%石灰乳液中和、沉清後,經過壓濾機過濾,濾渣(主要為CaF2)送水泥廠生產水泥。沉清液和濾液主要為硝酸鈣溶液,經蒸發、濃縮後,做副產品外售。蒸發冷凝液回用配置鹼液。
冶金法生產多晶硅:單晶硅生產工藝流程高純多晶硅→直拉法或懸浮區熔法→棒狀單晶硅→切、磨、拋和潔凈封裝工藝→單晶矽片.
『拾』 降膜吸收的原理是什麼
降膜吸收塔構造原理:
吸收塔是實現吸收操作的設備。按氣液相接觸形態分為三類。第一類是氣體以氣泡形態分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、攪拌鼓泡吸收塔;第二類是液體以液滴狀分散在氣相中的噴射器、文氏管、噴霧塔;第三類為液體以膜狀運動與氣相進行接觸的填料吸收塔和降膜吸收塔。塔內氣液兩相的流動方式可以逆流也可並流。通常採用逆流操作,吸收劑以塔頂加入自上而下流動,與從下向上流動的氣體接觸,吸收了吸收質的液體從塔底排出,凈化後的氣體從塔頂排出。