專(zhuān)利名稱(chēng)：一種酸性氣體的處理方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)中的三廢處理領(lǐng)域，尤其涉及一種酸性氣體的處理方法以及實(shí)現(xiàn)該方法所利用的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展和人類(lèi)社會(huì)的快速進(jìn)步，人們對(duì)化工產(chǎn)品需求的多元化與日趨惡劣的環(huán)境污染之間的矛盾越來(lái)越尖銳。酸性廢氣和廢水的排放將引起極大的環(huán)境問(wèn)題，酸性氣體可對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)以及人體的皮膚造成強(qiáng)烈刺激，誘發(fā)呼吸系統(tǒng)和皮膚疾??；同時(shí)酸性氣體會(huì)對(duì)各種建筑物和金屬物體造成腐蝕，造成經(jīng)濟(jì)上的損失，由酸性廢氣排入到空中形成酸雨對(duì)農(nóng)作物和建筑本身也會(huì)造成巨大破壞。酸性廢水的排放會(huì)嚴(yán)重污染土壤以及水資源，造成土壤酸化，植被死亡，排入河流的酸性廢水會(huì)造成對(duì)水生生物的生存威脅。氯硅烷對(duì)眼睛及上呼吸道有強(qiáng)烈刺激作用，高濃度可引起角膜混濁，呼吸道炎癥，甚至肺水腫，皮膚接觸后可弓I起組織壞死。現(xiàn)有技術(shù)對(duì)酸性廢氣采用的主要處理辦法是讓廢液首先通入到淋洗裝置用水吸收，然后用堿液與吸收廢氣后的酸性溶液進(jìn)行中和，進(jìn)而通過(guò)壓濾的方法將固體濾出，最后用多效蒸發(fā)系統(tǒng)將飽和鹽水進(jìn)行蒸發(fā)，將蒸發(fā)后所得的液體再送入到淋洗裝置進(jìn)行廢氣的吸收。之所以進(jìn)行飽和鹽水的蒸發(fā)主要是因?yàn)楫?dāng)水中的鹽達(dá)到飽和之后，飽和鹽溶液對(duì)氯硅烷廢氣的吸收作用會(huì)降低，不太適合循環(huán)使用吸收廢氣，又因?yàn)槁入x子超標(biāo)不能直接排放，所以都會(huì)采用蒸發(fā)裝置將含氯化合物蒸發(fā)出來(lái)。但是蒸發(fā)系統(tǒng)的運(yùn)行需要耗費(fèi)大量的能量，使處理成本大大上升，一次性投入的成本較高，以至于造成目前污水處理成本居高不下的局面。由此看來(lái)，如何能夠降低單位能耗，使生產(chǎn)成本降低，并且可以使經(jīng)過(guò)處理后的廢水能夠循環(huán)利用達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求，是本領(lǐng)域人員亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種酸性氣體的處理方法及其系統(tǒng)，以能夠降低單位能耗，使生產(chǎn)陳本降低，并且可以使經(jīng)過(guò)處理后的廢水能夠循環(huán)利用達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求。為解決上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種酸性氣體處理的方法，包括步驟:I)氣體淋洗:將酸性氣體通入到淋洗裝置進(jìn)行氣體淋洗，形成酸性溶液；2)溶液中和:將所述酸性溶液與堿性溶液進(jìn)行中和，形成懸浮液體；3)過(guò)濾處理:將經(jīng)過(guò)液體沉降后得到的沉降物輸送到過(guò)濾部分進(jìn)行過(guò)濾處理；4)堿液配置:將過(guò)濾后產(chǎn)生的飽和鹽溶液配制成堿液并用于步驟2)中的溶液中和。優(yōu)選的，所述步驟2)中的堿性溶液為NaOH溶液。優(yōu)選的，所述步驟2)具體為:將所述酸性溶液和化工生產(chǎn)本身所產(chǎn)生的酸性廢液與堿性溶液進(jìn)行中和，形成懸浮液體。
優(yōu)選的，所述步驟3)中的過(guò)濾處理具體是壓濾。優(yōu)選的，所述步驟2)和3)之間還包括:懸浮液體沉淀，將由步驟2)所形成的懸浮液體通入沉淀池中進(jìn)行沉淀。優(yōu)選的，所述步驟4)中的堿液配置具體為:將過(guò)濾后產(chǎn)生的飽和鹽溶液和一部分沉淀池中的上層清液配置成堿液并用于步驟2)中的溶液中和。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案本發(fā)明還公開(kāi)了實(shí)現(xiàn)上述方法的設(shè)備，包括:氣體淋洗部分，用于對(duì)酸性氣體的淋洗吸收形成酸性溶液，溶液中和部分，用于中和上述酸性溶液形成中性懸浮鹽溶液，過(guò)濾部分，對(duì)懸浮鹽溶液進(jìn)行過(guò)濾，進(jìn)行固液分離，其特征在于，還包括堿液配置部分，將過(guò)濾所產(chǎn)生的飽和鹽溶液進(jìn)行堿液配置并將配置的堿液回流至中和部分。優(yōu)選的，在中和部分和過(guò)濾部分還包括沉降部分，用于將從中和部分輸出的懸浮溶液進(jìn)行沉降。優(yōu)選的，上述過(guò)濾部分為壓濾機(jī)。優(yōu)選的，氣體淋洗部分還包括無(wú)害氣體定點(diǎn)排放裝置。本發(fā)明在過(guò)慮部分之后采用堿液配置的方法，將飽和鹽溶液配置成為堿性溶液用于中和池中與酸性溶液的中和反應(yīng)。由于堿溶液在鹽溶液中的溶解度隨鹽濃度的增高而上升，因此飽和鹽溶液溶解堿溶液的能力增強(qiáng)，從而形成的堿溶液對(duì)酸性溶液的中和能力也得以提高，同時(shí)在中和池中，隨著中和過(guò)程的進(jìn)行堿溶液濃度下降，此時(shí)溶液中的鹽也將隨之析出。經(jīng)過(guò)過(guò)濾后液體將進(jìn)行下一循環(huán)。由此可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將原有蒸發(fā)裝置替換為堿液配置裝置，利用溶解性能通過(guò)濃度的變化將鹽自然析出，省去了蒸發(fā)裝置，降低了能源消耗，因此降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)由于本發(fā)明中的水的一直在循環(huán)利用，減少了水的浪費(fèi)和廢水排放，達(dá)到了清潔生產(chǎn)的效果。


圖1為本發(fā)明所提供酸溶液的處理系統(tǒng)具體實(shí)施例一的示意圖；圖2為本發(fā)明所提供酸溶液的處理系統(tǒng)具體實(shí)施例二的示意圖；圖3為本發(fā)明所述酸溶液處理方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種用于酸性氣體處理的方法，該方法可以顯著降低工業(yè)生產(chǎn)中酸性氣體的處理成本、實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。本發(fā)明的另一核心是提供可以實(shí)現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體闡述。在多晶硅生產(chǎn)中，由冷氫化工序汽提塔、精餾和罐區(qū)不凝氣，還原開(kāi)停爐的置換氣和各工序開(kāi)停車(chē)階段的吹掃置換氣所形成的廢氣，富含BCl3等輕沸雜質(zhì)，其中主要包括N2、H2, HCl,以及大量的氯硅烷氣體。具體實(shí)施例一請(qǐng)參照附圖1和附圖3，附圖1為本發(fā)明所公開(kāi)的酸性氣體處理方法具體實(shí)施例一的流程圖其中標(biāo)號(hào)1-5分別為淋洗塔，中和池，沉淀池，壓濾機(jī)，堿液配置池，附圖3為本發(fā)明所公開(kāi)的酸性氣體處理方法的流程圖，包括步驟:Sll:氣體淋洗；將多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣通入到淋洗塔中進(jìn)行氣體淋洗，淋洗塔中采用氣體與液體逆流的方式運(yùn)行以便使氣體得到充分的吸收。在此階段中，HCl被吸收入液相，氯硅烷組分與水發(fā)生反應(yīng)，生成3102和此1，進(jìn)入到廢水系統(tǒng)。其中氯硅烷的反應(yīng)方程式為:SiHCl3+3H20 = H2Si03+3HCl+H2 SiHCl3+(n+2) H2O = SiO2.nH20+3HCl+H2 SiCl4+ (n+2) H2O = SiO2.nH20+4HClSiH2Cl2+3H20 = H2Si03+2HCl+2H2 SiH2Cl2+(n+2) H2O = SiO2.nH20+2HCl+2H2由上述反應(yīng)所產(chǎn)生的H2和原來(lái)廢氣中本來(lái)攜帶的H2以及N2等在25米高處的定點(diǎn)排放裝置進(jìn)行定點(diǎn)排放。且淋洗塔中裝有氣體流量計(jì)用來(lái)統(tǒng)計(jì)進(jìn)氣量。S12:溶液中和；由管道將上一步驟中產(chǎn)生的酸性溶液輸送到中和池中進(jìn)行中和反應(yīng)，其中中和池中的堿液為NaOH溶液，在中和池中發(fā)生的主要反應(yīng)為:HCl+NaOH = H2CHNaClH2Si03+2Na0H = Na2Si03+2H20通過(guò)統(tǒng)計(jì)的進(jìn)氣量以及化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算使通氣量與對(duì)應(yīng)的堿液剛好能實(shí)現(xiàn)中和，并且在中和的過(guò)程中使用攪拌機(jī)在中和池中進(jìn)行曝氣拌攪合，使酸溶液被調(diào)至中性。S13:過(guò)濾處理；在本實(shí)施例中，過(guò)濾處理之前還包括溶液沉降，使中和后的懸浮液體進(jìn)入到沉降池中進(jìn)行沉降，在沉降池 中加入助凝劑，以利于沉降過(guò)程的進(jìn)行。此沉降池一方面作為懸浮溶液的沉淀池，另一方面可作為從中和反應(yīng)到過(guò)濾裝置的緩沖池。經(jīng)過(guò)沉淀池之后的上層清夜一部分回流至淋洗塔進(jìn)行酸性氣體的吸收，另一部分輸送至堿液配置池進(jìn)行堿液配置。沉淀到底部的SiO2等經(jīng)過(guò)管道和泵輸送到壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，得到固體和飽和NaCl溶液。S14:堿液配置；由于NaOH在NaCl溶液中的溶解度隨著NaCl濃度的增高而升高，因此，NaOH在NaCl溶液中具有較高的溶解度。因此將NaOH在過(guò)濾后得到的飽和NaCl鹽溶液中進(jìn)行溶解，同時(shí)通入一部分沉淀池中的上層清液進(jìn)行堿液配置，從而制得堿溶液，并將堿溶液輸送回中和池進(jìn)行中和反應(yīng)。具體實(shí)施例二本發(fā)明還包括另一種具體實(shí)施方式
，請(qǐng)參照附圖2和附圖3，其中附圖2為本實(shí)施例具體流程圖，標(biāo)號(hào)1-5分別為淋洗塔，中和池，沉淀池，壓濾機(jī)，堿液配置池，附圖3為本發(fā)明方法的流程圖。包括步驟:Sll:氣體淋洗；將多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣通入到淋洗塔中進(jìn)行氣體淋洗，淋洗塔中采用氣體與液體逆流的方式運(yùn)行以便使氣體得到充分的吸收。在此階段中，HCl被吸收入液相，氯硅烷組分與水發(fā)生反應(yīng)，生成3102和此1，進(jìn)入到廢水系統(tǒng)。其中氯硅烷的反應(yīng)方程式為:SiHCl3+3H20 = H2Si03+3HCl+H2 SiHCl3+(n+2) H2O = SiO2.nH20+3HCl+H2 SiCl4+ (n+2) H2O = SiO2.nH20+4HClSiH2Cl2+3H20 = H2Si03+2HCl+2H2 SiH2Cl2+(n+2) H2O = SiO2.nH20+2HCl+2H2由上述反應(yīng)所產(chǎn)生的H2和原來(lái)廢氣中本來(lái)攜帶的H2以及N2等在25米高處的定點(diǎn)排放裝置進(jìn)行定點(diǎn)排放。且淋洗塔中裝有氣體流量計(jì)用來(lái)統(tǒng)計(jì)進(jìn)氣量。S12:溶液中和；在本實(shí)施例中，此過(guò)程中 的酸性液體一部分來(lái)自于淋洗塔中經(jīng)過(guò)氣體淋洗后形成的酸性溶液，另一部分是化工生產(chǎn)中所產(chǎn)生的酸性廢液直接排入中和池進(jìn)行處理，經(jīng)由管道將上一步驟中產(chǎn)生的酸性溶和生產(chǎn)中直接產(chǎn)生的酸性液體輸送到中和池中進(jìn)行中和反應(yīng)，其中中和池中的堿液為NaOH溶液，在中和池中發(fā)生的主要反應(yīng)為:H++0r = H2OH2Si03+2Na0H = Na2Si03+2H20通過(guò)統(tǒng)計(jì)的進(jìn)氣量以及化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算使通氣量與對(duì)應(yīng)的堿液剛好能實(shí)現(xiàn)中和，并且在中和的過(guò)程中使用攪拌機(jī)在中和池中進(jìn)行曝氣拌攪合，使酸溶液被調(diào)至中性。S13:過(guò)濾處理；過(guò)濾處理之前還包括溶液沉降，使中和后的懸浮液體進(jìn)入到沉降池中進(jìn)行沉降，在沉降池中加入助凝劑，以利于沉降過(guò)程的進(jìn)行。此沉降池一方面作為懸浮溶液的沉淀池，另一方面可作為從中和反應(yīng)到過(guò)濾裝置的緩沖池。經(jīng)過(guò)沉淀池之后的上層清夜一部分回流至淋洗塔進(jìn)行酸性氣體的吸收，另一部分輸送至堿液配置池進(jìn)行堿液配置。沉淀到底部的SiO2等經(jīng)過(guò)管道和泵輸送到壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，得到固體和飽和NaCl溶液。S14:堿液配置；由于NaOH在NaCl溶液中的溶解度隨著NaCl濃度的增高而升高，因此，NaOH在NaCl溶液中具有較高的溶解度。因此將NaOH在過(guò)濾后得到的飽和NaCl鹽溶液中進(jìn)行溶解，同時(shí)通入一部分沉淀池中的上層清液進(jìn)行堿液配置，從而制得堿溶液，并將堿溶液輸送回中和池進(jìn)行中和反應(yīng)。由以上方案可以看出，本發(fā)明有堿液配置池代替了現(xiàn)有技術(shù)中采用的蒸發(fā)裝置，利用堿隨鹽溶液濃度的提高溶解度增大的化學(xué)特性將飽和鹽水配置成堿液進(jìn)行中和反應(yīng)，隨著堿溶液濃度的降低，溶解的鹽也將自動(dòng)析出，從而省去了蒸發(fā)裝置，減少了能源的大量消耗，因此也就降低處理成本，同時(shí)由于沒(méi)有液體排放，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，達(dá)到了清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種酸性氣體處理的方法,包括步驟: 1)氣體淋洗，將酸性氣體通入到淋洗裝置進(jìn)行氣體淋洗，形成酸性溶液； 2)溶液中和，將所述酸性溶液與堿性溶液進(jìn)行中和，形成懸浮溶液； 3)過(guò)濾處理，將上述形成的所述懸浮溶液輸送到過(guò)濾裝置進(jìn)行過(guò)濾處理； 4)堿液配置，將過(guò)濾后產(chǎn)生的飽和鹽溶液配制成堿液并用于步驟2)中的溶液中和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性氣體處理的方法，其特征在于，所述步驟2)中的堿性溶液為NaOH溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性氣體的處理的方法，其特征在于，所述步驟2)具體為:將所述酸性溶液和化工生產(chǎn)本身所產(chǎn)生的酸性廢液與堿性溶液進(jìn)行中和，形成懸浮溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性氣體處理的方法，其特征在于，所述步驟3)中過(guò)濾處理具體是指壓濾。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性氣體處理的方法，其特征在于，所述步驟2)之后還包括懸浮溶液沉淀，將由步驟2)所形成的懸浮溶液通入沉淀池中進(jìn)行沉淀，步驟3)為將進(jìn)行沉淀后的沉淀物輸送到過(guò)濾部分進(jìn)行過(guò)濾處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的酸性氣體處理的方法，其特征在于，所述步驟4)中的堿液配置具體為:將過(guò)濾后產(chǎn)生的飽和鹽溶液和一部分沉淀池中的上層清液配置成堿液并用于步驟2)中的溶液中和。
7.—種實(shí)現(xiàn)上述酸性氣體處理方法的系統(tǒng)，包括:氣體淋洗部分,用于對(duì)酸性氣體的淋洗吸收形成酸性溶液，溶液中和部分，用于中和上述酸性溶液形成中性懸浮鹽溶液，過(guò)濾部分，對(duì)懸浮鹽溶液進(jìn)行過(guò)濾，進(jìn)行固液分離，其特征在于，還包括堿液配置部分，所述堿液配置部分將過(guò)濾所產(chǎn)生的飽和鹽溶液進(jìn)行堿液配置并將配置的堿液回流至中和部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，在中和部分和過(guò)濾部分還包括沉降部分，所述沉降部分用于將從中和部分輸出的懸浮溶液進(jìn)行沉降。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述過(guò)濾部分為壓濾機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體淋洗部分還包括無(wú)害氣體定點(diǎn)排放裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種酸性氣體的處理方法，用于工業(yè)生產(chǎn)中酸性氣體的處理，包括將廢氣首先通入到淋洗部分進(jìn)行淋洗，形成酸性溶液；在中和池中中和排入其中的酸性溶液；將從中和池排出的廢水懸浮液在沉淀池中沉淀；用壓濾裝置將沉淀池中的沉淀物進(jìn)行壓濾，進(jìn)行固液分離；將壓濾過(guò)程中產(chǎn)生的飽和鹽溶液和少部分沉淀池中的上層清液在堿液配置池中配置成堿液，并送回至中和池用于中和反應(yīng)，同時(shí)本發(fā)明還公開(kāi)了實(shí)現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)，包括氣體淋洗部分、中和部分、沉淀部分、壓濾部分、堿液配置部分。此系統(tǒng)由于利用飽和鹽溶液進(jìn)行堿液配置，并用于中和反應(yīng)，因此省去了現(xiàn)有技術(shù)中的蒸發(fā)裝置，降低了能耗，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)利用。
文檔編號(hào)B01D53/68GK103100295SQ20111035751
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者吳梅 申請(qǐng)人:浙江昱輝陽(yáng)光能源有限公司