一種有機(jī)硅廢料的回收處理裝置及其處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)硅廢料處理技術(shù)，尤其涉及一種有機(jī)硅廢料的回收處理裝置及其處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)硅廢料是在生產(chǎn)有機(jī)硅單體的過程中所產(chǎn)生的廢棄物料，主要包括單體合成尾氣、單體精餾尾氣、漿渣及四氯乙烯的重組分、低沸歧化殘?jiān)龋@些廢料包含了氣固液三種狀態(tài)。該廢料具有含氯高，沸點(diǎn)低，成分復(fù)雜，毒性強(qiáng)，難處理的特點(diǎn)。
[0003]目前，國內(nèi)外處理這種廢料的方法多為物理化學(xué)法，即主要為水解法，填滿法，焚燒法，分離廢料單獨(dú)處理等工藝。由于有機(jī)硅廢料中包含氣、固、液三種狀態(tài)物質(zhì)，綜合處理困難。廢料中含有大量的氯和銅等物質(zhì)，若處理不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致能源浪費(fèi)。
[0004]當(dāng)前，國內(nèi)外基本上都是采用水解法處理，即先進(jìn)行間歇法釜式水解，再填埋。此種方法在有機(jī)硅漿渣水解過程中容易膠鏈結(jié)死現(xiàn)象并產(chǎn)生大量的氯化氫氣體，易發(fā)生環(huán)保安全事故，并且造成大量的銅元素浪費(fèi)。
[0005]而較為常用的高溫裂解法和催化裂解法可制取硅烷單體，雖然可以回收部分硅元素，但是此種工藝需要消耗大量的第三方催化劑，并且不能降解所有的組分，特別是烷基的二硅烷。同時(shí)還有一些處理工藝為利用高沸物制備陶瓷，利用高沸物制備消泡劑或者脫膜劑，利用高沸物制備有機(jī)硅防水劑等等。而這些處理工藝僅能回收其中的部分物質(zhì)，其他的物質(zhì)則白白浪費(fèi)掉，比如銅。
[0006]最近新型的一種有機(jī)硅廢漿渣的處理方法為焚燒工藝。此種工藝雖然可以處理一定的固體廢棄物，回收部分的氯化氫制取鹽酸溶液，但是本工藝沒有提到氣態(tài)和液態(tài)廢料的處理，不能實(shí)現(xiàn)廢料的綜合處理。焚燒后的灰渣則直接排放，與此同時(shí)造成了大量熱能的散失和某些元素的浪費(fèi)。焚燒過程中采用的焚燒裝置主要為焚燒爐，其在開放空氣中焚燒有機(jī)硅和低沸物過程中還可以相對比較穩(wěn)定運(yùn)行，但是若焚燒低沸點(diǎn)的物質(zhì)，就會(huì)產(chǎn)生鍋爐堵塞的現(xiàn)象，檢修頻率較高，且不能穩(wěn)定的運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)硅廢料的回收處理裝置及其處理方法，它可以同時(shí)處理氣、液、固三種物態(tài)的廢料，并且回收各種有價(jià)值的資源，實(shí)現(xiàn)污染零排放，還具有處理效果高、工作穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種有機(jī)硅廢料的回收處理裝置，其特征在于，它包括用于向熔融爐輸送氣態(tài)物料、液態(tài)物料和固態(tài)物料的物料輸送系統(tǒng)，以及與二燃燒室氣相連通的用于煅燒物料的熔融爐；所述二燃燒室又與高溫急冷系統(tǒng)連通，二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)和高溫急冷系統(tǒng)之間設(shè)有用于初步凝聚煙氣中顆粒的高溫凝聚系統(tǒng)，從二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)排出的煙氣依次經(jīng)煙氣急冷系統(tǒng)、氯化氫吸收系統(tǒng)和活性炭吸附系統(tǒng)后，通過風(fēng)機(jī)由煙囪排出。
[0009]所述煙氣急冷系統(tǒng)為兩段式空氣急冷器，經(jīng)空氣急冷器完成熱交換的空氣一路通入熔融爐，作為物料的助燃劑，另一路預(yù)熱進(jìn)入活性炭吸附系統(tǒng)的煙氣。
[0010]優(yōu)選的是:所述高溫急冷系統(tǒng)為急冷鍋爐或雙重套管式急冷裝置，所述雙重套管式急冷裝置的套管內(nèi)內(nèi)襯高溫陶瓷。
[0011]優(yōu)選的是:所述高溫凝聚系統(tǒng)為能夠凝聚7-40納米粒徑顆粒的降溫式凝聚器、降速式凝聚器或旋轉(zhuǎn)碰撞式凝聚器及其組合。
[0012]所述二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)包括依次連通的若干級旋風(fēng)分離器和布袋除塵器，分離的二氧化硅顆粒經(jīng)與二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)相連的脫酸裝置脫酸后，由真空包裝機(jī)收集包裝。根據(jù)煙氣中二氧化硅的含量合理設(shè)置旋風(fēng)分離器的數(shù)量。
[0013]所述氯化氫吸收系統(tǒng)包括依次相連的急冷塔、若干級吸收塔和噴淋塔，含氯化氫的煙氣依次通過急冷塔、若干級吸收塔，且被與其逆向流動(dòng)的吸收劑吸收，完成氯化氫吸收的吸收劑經(jīng)吸收塔通入回收罐。根據(jù)待處理煙氣中氯化氫氣體的含量設(shè)置吸收塔的數(shù)量。
[0014]優(yōu)選的是，所述氯化氫吸收系統(tǒng)包括依次相連的急冷塔、二級吸收塔、三級吸收塔、四級吸收塔和噴淋塔，完成氯化氫吸收的吸收劑經(jīng)二級吸收塔通入回收罐。
[0015]有機(jī)硅廢料回收處理裝置的處理方法，其特征在于，所述處理方法包括如下步驟:
[0016](I)經(jīng)物料輸送系統(tǒng)同時(shí)向熔融爐輸送氣態(tài)物料、液態(tài)物料和固態(tài)物料，熔融爐在30000C -5000°C溫度下對物料進(jìn)行煅燒，煅燒產(chǎn)生的灰渣和無機(jī)物則形成1400°C -1750°C的高溫熔漿留在熔融爐的底部，且利用無機(jī)物銅熔漿和熔渣比重的不同回收銅元素，煅燒還產(chǎn)生了的含有氣相二氧化硅顆粒以及氯化氫氣體的混合氣體，將混合氣體溫度控制在8000C -1lOO0C ；
[0017](2)將上述混合氣體通入二燃燒室，且同時(shí)通入1.1-2.5過量空氣系數(shù)的空氣以徹底焚燒其中的有害物質(zhì)，控制煙氣燃燒溫度為1100°C -1300°C，然后將得到的煙氣通入高溫急冷系統(tǒng)進(jìn)行降溫，當(dāng)煙氣降溫至500°C -800°C時(shí)通入高溫凝聚系統(tǒng)進(jìn)行凝聚，從高溫凝聚器系統(tǒng)排出的煙氣溫度控制在500°C -750°C ；
[0018](3)從高溫凝聚器系統(tǒng)排出的煙氣進(jìn)入二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)中，二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)從煙氣分離出氣相二氧化硅顆粒，控制煙氣在二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)中的降溫范圍為30°C -100°C，得到的氣相二氧化硅顆粒經(jīng)脫酸裝置脫酸后，由真空包裝機(jī)收集包裝得到氣相二氧化娃產(chǎn)品；
[0019](4)從二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)排出的煙氣進(jìn)入煙氣急冷系統(tǒng)，煙氣急冷系統(tǒng)將煙氣溫度在I秒內(nèi)降至160°C _200°C，然后將降溫后的煙氣通入氯化氫吸收系統(tǒng)，所述氯化氫吸收系統(tǒng)以水作為吸收劑采用逆向吸收法對煙氣中的氯化氫進(jìn)行吸收，且將得到的鹽酸溶液存儲(chǔ)于回收罐中，然后經(jīng)氯化氫溶液過濾系統(tǒng)得到鹽酸產(chǎn)品；
[0020](5)從氯化氫吸收系統(tǒng)排出的常溫?zé)煔獗患訜嶂?60°C _180°C后，經(jīng)活性炭吸附系統(tǒng)吸附處理，最終被風(fēng)機(jī)引入到煙囪中排出。
[0021]所述逆向吸收法為兩路吸收劑沿與含氯化氫的煙氣流動(dòng)相反的方向完成對氯化氫氣體的吸收方法，其中一路吸收劑依次經(jīng)過四級吸收塔、三級吸收塔和二級吸收塔，在吸收塔中完成氯化氫氣體的吸收，最后由二級吸收塔進(jìn)入回收罐中；另一路吸收劑經(jīng)過急冷塔，又和來自三級吸收塔的吸收劑合并，再被引入到二級吸收塔，最后由二級吸收塔進(jìn)入回收罐中。
[0022]優(yōu)選的是:所述氯化氫溶液過濾系統(tǒng)為陶瓷膜式過濾裝置或振動(dòng)模式過濾裝置。
[0023]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明隨機(jī)組合性好，安裝方便，且能夠適應(yīng)不同的工況環(huán)境；可廣泛地被用來處理氣、液、固三種形式的物料或其混合物料，涉及到包括化工、制藥、石油、冶金等行業(yè)所產(chǎn)生的有機(jī)硅副產(chǎn)物廢料，并且處理效果顯著，實(shí)現(xiàn)了資源的再回收和污染零排放。另外，本發(fā)明還克服了現(xiàn)有有機(jī)硅廢料處理工藝的缺點(diǎn)，防止了在處理有機(jī)硅廢料中出現(xiàn)的二次污染現(xiàn)象和能源浪費(fèi)以及能耗高等現(xiàn)象。具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益，環(huán)境效益。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明有機(jī)硅廢料的回收處理裝置的原理方框圖。
[0025]圖2為二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)的原理方框圖。
[0026]圖3為氯化氫吸收系統(tǒng)的原理方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種有機(jī)硅廢料的回收處理裝置，其特征在于，它包括用于向熔融爐輸送氣態(tài)物料、液態(tài)物料和固態(tài)物料的物料輸送系統(tǒng)，以及與二燃燒室氣相連通的用于煅燒物料的熔融爐；所述二燃燒室又與高溫急冷系統(tǒng)連通，二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)和高溫急冷系統(tǒng)之間設(shè)有用于初步凝聚煙氣中顆粒的高溫凝聚系統(tǒng)，從二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)排出的煙氣依次經(jīng)煙氣急冷系統(tǒng)、氯化氫吸收系統(tǒng)和活性炭吸附系統(tǒng)后，通過風(fēng)機(jī)由煙囪排出。
[0029]所述煙氣急冷系統(tǒng)為兩段式空氣急冷器，經(jīng)空氣急冷器完成熱交換的空氣一路通入熔融爐，作為物料的助燃劑，另一路預(yù)熱進(jìn)入活性炭吸附系統(tǒng)的煙氣。
[0030]所述高溫急冷系統(tǒng)為急冷鍋爐或雙重套管式急冷裝置，所述雙重套管式急冷裝置的套管內(nèi)內(nèi)襯高溫陶瓷。所述高溫凝聚系統(tǒng)為能夠凝聚7-40納米粒徑顆粒的降溫式凝聚器、降速式凝聚器或旋轉(zhuǎn)碰撞式凝聚器及其組合。
[0031]如圖2所示，所述二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)包括依次連通的一級旋風(fēng)分離器、二級旋風(fēng)分離器和布袋除塵器，分離的二氧化硅顆粒經(jīng)與二氧化硅顆粒分離系統(tǒng)相連的脫酸裝置脫酸后，由真空包裝機(jī)收集包裝。
[0032]如