2和盐酸的装置及方法附图说明" src="/d/file/p/2020/11-24/269eb6a0669243de40644b59f5a85e1b.gif" />
一种回收高纯SiO2和盐酸的装置及方法
技术领域
本发明创造属于环保技术领域，尤其是涉及一种回收高纯SiO2和盐酸的装置及方法。
背景技术
目前光通信行业芯棒生产采用气相沉积的方法，生产过程包括：芯棒沉积-芯棒烧结脱气-芯棒延伸-芯棒数据检测-芯棒接棒-包层沉积-包层烧结和脱气-光纤预制棒数据检测和入库等。
沉积过程中SiCl4、GeCl4在高温火焰中完成水解反应生成SiO2、GeO2沉积在旋转靶棒外表面上，其中反应过程中H2、O2过量，SiCl4为主要原料，GeCl4作为掺杂剂。该工序是在密闭的腔体内进行的，产生的反应废气主要污染物为石英粉尘(SiO2、GeO2)、HCl，通过排气管道抽吸至综合处理站废气处理系统。
脱气过程是炉内先用N2进行吹扫，温度提升至1200℃，再通入Cl2与He混合气进行脱水。Cl2是作为脱水气体参与反应的。脱水烧结工序是在密闭的腔体内进行的，产生的反应废气主要污染物为HCl、Cl2，通过排气管道抽吸至综合处理站废气处理系统。
目前光通信传输材料产业和金属线缆产业中光缆生产的过程采用气相沉积的方法，过程中会产生尾气，尾气主要组分是HCL、SiO2、H2O、N2及 O2等；目前光缆行业在尾气处理上多采用两级湿式电除尘，二级碱洗除酸的方法，虽能达到排放要求，但耗碱耗水量巨大，且投资巨大又无效益产生，处理后的尾液只能处理掉，既不环保也不能创收。
目前的环保方案仅局限于将有害物转化为无害组分进行达标排放，为达到这一目的需投入大量资金维持设备运行，且处理后产生了额外的排放物，无任何经济价值。传统的技术对于酸的回收是加碱液中和，酸碱反应生成大量废盐溶液，目前有些地区还允许废盐溶液的排放，但已经很多地区不允许废盐溶液的排放了，如果不允许排放后，需要增加多效蒸发装置对废液进行处理成废盐，增设多效蒸发装置不仅增加一笔巨大的投资，废盐还是需要进一步处理。根据国家标准《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和 GB50585-2007《危险废物鉴别标准通则》废盐属于工业固体废物。目前的方法在处理了废气的同时又生成了大量的固废。综上所述原有方法治标不治本，既不环保又无效益产生。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种回收高纯SiO2和盐酸的装置，以解决上述背景技术中提到的问题。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种回收高纯SiO2和盐酸的装置，包括依次相连的废气排气管、固体回收装置、以及酸气净化装置，所述固体回收装置将气体中的颗粒分离沉淀回收，得到颗粒物SiO2/GeO2，所述酸气净化装置通过两级盐酸吸收塔将气体净化，并得到盐酸产品，净化后的气体通过风机牵引至排气烟囱高空排放。
进一步的，所述固体回收装置内设有气固分离器，用于将颗粒物分离沉降以及回收处理，气固分离器的进气口连接废气排气管，出气口连接酸气净化装置。
进一步的，所述气固分离器的灰斗下方均设有烘干装置，用于对回收的颗粒物进行烘干处理，进行回收。
进一步的，所述酸气净化装置包括相连的一级盐酸吸收塔以及二级盐酸吸收塔。
进一步的，所述废气排气管与固体回收装置连接处设有压力传感器、以及流量传感器。
进一步的，还包括监控中心，所述监控中心包括上位机，用于接收压力传感器、以及流量传感器的数据，并控制风机的运行频率。
本发明创造还提供一种回收高纯SiO2和盐酸的方法，包括如下步骤：
(1)废气经过固体回收装置，利用气固分离器先将大颗粒分离沉降回收，再进一步处理剩余微小颗粒以保证颗粒物SiO2、GeO2达标排放；
(2)剩余含酸尾气进入酸气净化装置，采用两级酸气吸收，将酸气通入酸气吸收塔，水自塔顶进入塔内，HCl在浓度差推动下不断进入水相，塔釜得到较高纯度盐酸溶液，两级酸气吸收的作用保证尾气中HCL达标排放；
(3)净化后的气体通过风机牵引至排气烟囱高空排放。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种回收高纯SiO2和盐酸的装置及方法具有以下优势：
(1)本发明创造用水量大大减少，只有现有方案用水量的0％-20％，且无废水排放，治理了废气同时保护了环境，达到了节能减排的目的；
(2)本发明创造无需用碱液，无额外污染，大大减少了装置运行费用，降低了成本；
(3)本发明创造可回收得到较高浓度的高纯盐酸溶液，增加附件收益；
(4)本发明创造可回收得到无污染的SiO2、GeO2颗粒物，增加附件收益。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的一种回收高纯SiO2和盐酸的装置示意图；
图2为本发明创造实施例所述的一种回收高纯SiO2和盐酸的装置的结构示意图。
附图标记说明：
1-第一气固分离器；2-第二气固分离器；3-一级盐酸吸收塔；4-二级盐酸吸收塔；5-风机；6-烟囱。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1-2所示，一种回收高纯SiO2和盐酸的装置，包括依次相连的废气排气管、固体回收装置、以及酸气净化装置，所述固体回收装置将气体中的颗粒分离沉淀回收，得到颗粒物SiO2/GeO2，所述酸气净化装置通过一级盐酸3吸收塔盒二级盐酸吸收塔4后将气体净化，并得到盐酸产品，净化后的气体通过风机5牵引至排气烟囱6高空排放。
因待处理废气中主要含有粉尘(SiO2、GeO2)及酸气(HCL)，处理酸性气体一般采用碱中和方式进行；但待处理粉尘主要为SiO2、GeO2,会与碱液发生反应生成硅酸钠和锗酸钠，导致碱液变得粘稠，流动性降低，循环累积有阻塞风险，因此需先去除粉尘，本发明创造含酸含固尾气进入固体回收装置，固体回收装置内设有起气固分离器，包括第一气固分离器1和第二气固分离器2，本实施例中，气固分离器采用旋风除尘器+布袋除尘器组合使用，在使用时，旋风除尘器的集气管连接废气排气管，旋风除尘器的排气管连接布袋除尘器的进风口，布袋除尘器的出风口连接酸气净化装置，其中，旋风除尘器用于初步将大颗粒分离沉降回收，减少大颗粒对后方布袋除尘器滤材的冲击，提高布袋使用寿命。剩余微小颗粒采用布袋除尘器进一步处理以保证颗粒物SiO2、GeO2达标排放，且不进入后续酸气净化系统。其中旋风除尘器固体回收效率可达到70％左右，布袋除尘器可实现气体中颗粒物含量低于30mg/m3即达标排放。
本实施例中，为了防止含酸尾气对固体回收装置的腐蚀，旋风除尘器的设备外壳采用选择玻璃钢(FRP)；布袋除尘器的设备外壳采用碳钢加防腐涂层，滤材采用针刺毡镀PTFE。
本发明创造的旋风除尘器和布袋除尘器的灰斗下方均设有烘干装置，用于对回收的颗粒物进行烘干处理，进行回收。
剩余含酸尾气进入酸气净化装置，因一级吸收可以保证盐酸的浓度，但会有一部分HCL气体不能吸收，从而导致尾气HCL的吸收不能达标，因此采用两级水洗吸收方案，因HCL极易溶于水，故采用水为吸收剂，将酸气通入盐酸吸收塔，水自塔顶进入塔内，HCl在浓度差推动下不断进入水箱，塔釜得到较高纯度盐酸溶液。两级水洗的作用可保证尾气中HCL达标排放。通过盐酸吸收塔吸收酸性组分可回收得到20-25％wt的纯净盐酸产品，连续运行得到的盐酸产品进入盐酸储罐。经输送泵送入盐酸槽车进行售卖或回用。在实际回收纯净盐酸产品时，10000m3/h的尾气量需加水0.4t/h,气量增加，水量随之按倍数增加；随着气量的增大，因尾气中含水量相对也会增大，用水量会稍微减少一点。
风机采用变频器控制，以废气入口处压力和流量为导向，通过调节频率控制风机运行状态来适应生产线的运行负荷。
关键参数采集选用电子传感器(压力/温度/液位等)整体系统采用PLC 控制，编程切合实际工艺，组态优化人机交互，系统实现自动化运行，运行基本无人值守，核心数据具备报表功能，减少人工成本，降低劳动强度。
本实施例中，风机全压设置在6～7KPAG，根据风机后方压变的数据随时对风机的风量进行控制，当压变显示数据小于额定值时，则风机风量小了，需对变频风机进行匹配调节，本发明创造的酸气净化装置需PLC控制：循环泵与液位的联锁控制，液位与调节阀的联锁控制；
当液位低限时，通过调小排液调节阀开度，减少出液量，打开水路调节阀开度，增大水的用量，当液位高限时，通过调大排液调节阀开度，增加出液量，调小水路调节阀开度，减少水的用量。
本发明创造采用干式固体回收装置回收颗粒物SiO2/GeO2，回收颗粒物后不污染后续的盐酸溶液，盐酸销售不受影响；由于烟气中产生的SiO2/GeO2纯度非常高，如果不受碱液污染，烘干后是比较好的材料，可以产生一定的经济效益；颗粒物回收后保证了烟气颗粒物的排放可达标；②回收得20-25％的盐酸产品，由于前面已经有较好的固体回收设施，加上HCL气体纯度非常高，回收的盐酸的品质会很高，盐酸的销售会产生较高的经济效益，且不会消耗大量的碱液，节省运行成本；③两级盐酸吸收塔保证尾气中酸性气体，颗粒物指标达标排放,符合环保要求。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
