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摘要：气相法白炭黑工艺尾气系统在应用的过程中，可以实现对氯化氢尾气的吸收。然而气相白炭黑工艺使用过程中所产的颗粒非常小，为纳米级颗粒物，一般的分离系统无法避免粉尘进到尾气系统当中。所以，加强对气相法白炭黑行业氯化氢尾气吸收的探究与分析十分重要。本文首先阐述了气相法白炭黑的相关情况，并且分析了当前气相法白炭黑工艺应用中显现出来的不足，同时制定出科学的技术改造方案，以便给优化生产更多的参考与帮助。
关键词：气相法白炭黑；氯化氢；尾气吸收
引言：作为气相法白炭黑工艺中的构成部分之一，尾气处理系统旨在对反应所形成的氯化氢、氯气进行有效吸收。因为气相白炭黑为纳米级颗粒，因此，借助有关合成系统、分离系统，可以使一些粉尘进到尾气系统当中。所以，应该尽可能规避粉尘进到尾气系统内，确保系统运行的稳定性，降低故障发生的几率，确保气相法白炭黑工艺长期稳定运行。
一、气相法白炭黑相关概述
所谓气相法白炭黑，也叫作气相二氧化硅，其性质和炭黑非常接近，颜色呈现出白色，因此，将其称之为白炭黑，分子式为 ，分子量是 ，是二氧化硅含量大于 的白色超细粒子。气相法白炭黑生产的过程当中，主要运用氯硅烷在氢氧火焰当中经过高温水解之后，制备出来气相二氧化硅，属于一类白色、无毒、无味的无机精细化工产品。借助对工艺配比参数的有效调整方式，二氧化硅原生粒径需要管控在8~15nm的范围内，比表面积处于75~400m2/g的范围内，因为气相二氧化硅拥有较小的粒径，较大的比表面积，很高的表面活性，可以运用到涂料、橡胶、胶粘剂以及化妆品等行业当中，可以获得良好的杀菌、消光、抗紫外线等效果[1]。
二、气相法白炭黑行业氯化氢尾气吸收研究的必要性
对于气相法白炭黑，主要借助氯化硅处于氢空焰的高温条件下进行飞速碰撞，使单个粒子间产生了相应的链状结构，然后通过分离与脱酸获得相应产品。将四氯化硅当作例子，产生的化学反应为：
气相法二氧化硅在合成的时候形成了较多的氯化氢气体，生产1吨的气相法二氧化硅所形成的氯化氢气体折合成35%的工业盐酸，大概为7.7吨。因为反应的温度非常高，易于形成氯气等气体。所以，进行气相二氧化硅生产的过程当中，尾气的构成部分包含了空气、氯气、二氧化碳、水以及二氧化硅等不同的气体。这当中，氯化氢碰到空气当中的水后会形成具有腐蚀性特征的盐酸气，所以无法直接将其排进大气当中。氯化氢目前被运用到工业领域当中，所消耗的强酸量非常大，获得了更多的经济收益[2]。
三、当前气相法白炭黑工艺应用中显现出来的不足
一直以来，采用的氯化氢回收装置运用的为双降膜塔串联吸收方式，依靠相关吸收装置把气相二氧化硅尾气当中的氯化氢加以处理、回收。尾气与稀盐酸由降膜塔进入，稀盐酸把尾气当中的氯化氢加以吸收。在降膜塔底边设置相应的酸液循环槽，及时收集降膜塔排出的酸液，然后借助循环泵把酸液重新打进降膜塔当中。当回收氯化氢尾气进到下个工序时，需要科学加以处理，具体应用的过程当中显现出诸多方面的缺陷和不足：
其一，以直接的形式把包含二氧化硅的尾气通入进石墨降膜塔内，而尾气当中的二氧化硅易于出现堵塞降膜塔列管的现象，耽误了生产工作的进度。与此同时，此种尾气制备出来的盐酸颜色呈现出黄色，十分粘稠，包含了众多不同类型的杂质，无法达到市场在工业盐酸方面的需要，不可以当成精细化学品的原料进行销售。其二，尾气的温度很高，一方面，影响到氯化氢的有效吸收，提高了后续尾气处理的困难程度，并且带给相关吸收设备严重的破坏，增加了诸多方面的安全隐患。所以，针对以上分析出来的问题和缺陷，需要编制出科学、合理的技术改造方案，以便增强最终的应用成效[3]。
四、制定出科学的技术改造方案
以弥补当前技术缺陷的目的，可以利用气相法二氧化硅生产过程中氯化氢的回收工艺装置，可以把尾气当中的氯化氢加以科学运用和回收。应用此种装置，一方面，有效回收了尾气当中的氯化氢，降低了资源浪费现象发生的几率，提高了尾气处理的困难程度。借助此项工艺所回收的盐酸浓度较高，颜色非常透明，获得更多的经济收益。
具体进行技术改造1的时候：以去除尾气当中的气相二氧化硅颗粒作为目的，可以把气相二氧化硅装置形成的尾气处于160~172℃的温度下通入到酸洗塔1当中，尾气和酸泵的洗涤液混合到一起，并且进行洗涤。尾气当中的大多数二氧化硅颗粒会通过冷却器装置2冷冻处理之后，然后进到饱和酸循环罐3当中，经过洗涤之后的气体经过管路进到石墨降膜吸收塔中，然后进行降膜吸收。包含了二氧化硅颗粒的洗涤液循环到饱和酸循环罐3当中。该环节当中，尾气从160~172℃下降到55~72℃，氯化氢被一部分吸收，然后转化成盐酸溶液，将尾气当中的部分气相二氧化硅颗粒进行有效去除，让更加纯净的氯化氢气体送入至两级石墨降膜吸收塔当中，进而得到较高纯度的盐酸[4]。
当尾气在酸洗塔1当中被吸收之后，喷淋下的二氧化硅盐酸溶液被送到压滤机4当中，将相应的沉淀物进行及时去除，通过中间储罐5之后，返回到饱和酸循坏罐3当中。实际上，酸洗塔1当中的洗涤液起初是水，而后续的补充液源自一级石墨吸收的浓酸循坏罐当中，洗涤液是浓度大概35%的盐酸溶液，等到吸收结束之后，酸液还会循环回到饱和酸循环罐3当中。
具体进行技术改造2的时候：当二级石墨降膜吸收之后可以增加一级水吸收，并且增添相关设备是水洗塔6与循环罐7。在增加水吸收以前，碱洗塔处理量非常大，受到液碱量消耗量过大的影响，导致形成塔堵的情况，当排空的尾气氯化氢、氯气含量太大的时候，带给环境一定的破坏。在增设了水洗塔以后，降低了碱洗塔设备的负荷与消耗量，增强了环境保护的效果，与此同时，也使氯化氢气体的回收量得以增加，盐酸的量也随之增多，获得了更多的经济收益。由此可见，制定出科学的技术改造方案十分必要。具体的情况如下图1所示。
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图1技术改进和优化之后气相二氧化硅生产中氯化氢回收工艺步骤图
结语：现阶段，气相法白炭黑生产尾气处理技术在应用的过程当中，显现出一定的缺陷和不足，所以，通过科学运用文氏除尘器装置，加大对稀酸塔设备的应用力度，使相应的气相白炭黑尾气处理技术得到进一步完善，白炭黑尾气吸收的效率得以提高至97%，液碱的利用量降低了82%，制备出的盐酸十分透明，较高的浓度以及较低的杂质含量，实现了对高纯盐酸、氯化氢气体的有效制备。借助对工艺的改进方式，处理了气相白炭黑尾气温度太高的问题，并且确保相关回收设备的安全性要求。
参考文献：
[1]韩晓玲，王锡波，赵欣，等.气相法白炭黑行业氯化氢尾气吸收的研究[J].广东化工，2019，158（113）：155-156.
[2]方卫民，杨晓义，邱灵佳，等.气相法白炭黑生产尾气处理新工艺研究[J].浙江化工，2019，048（005）：232-235.