碳化硅冶炼炉尾气收集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种碳化硅冶炼炉尾气收集系统，包括三个相互连接的收集机构、过滤提纯机构和输气储藏机构，收集机构与系统的冶炼炉炉墙相连，收集机构依次再与过滤提纯机构以及输气储藏机构相连；收集机构、过滤提纯机构上分别设置有安全控制机构；收集机构包括收集罩底座、收集罩和百叶窗；过滤提纯机构包括分别通过管线连接的气体分离器、储油罐和水箱；所述气体分离器通过管线与输气储藏机构相连；输气储藏机构包括与气体分离器相连的储气罐。该系统能够充分碳化硅冶炼过程中产生的CO等尾气的附加值，减少环境污染；降低了CO气体聚集爆炸的危险，并且不会破坏碳化硅的正常反应条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于碳化硅冶炼及尾气处理领域，具体涉及到一种碳化硅冶炼炉尾气收集系统。
技术介绍
当前，碳化硅生产中，产生了大量的以CO为主的冶炼尾气，CO可以作为燃料或化工基础原料，具有极佳的经济价值，但现有技术无法对碳化硅冶炼中产生的气体进行收集， 国内几乎所有的碳化硅生产厂家都是直接将CO气体进行燃烧处理。该方法的缺点在于一方面CO燃烧产生大量的(X)2温室气体，导致环境污染；另一方面，未充分利用CO的附加值， 造成了极大的浪费。为此，国内外相关专家对硅冶炼炉尾气收集进行了研究，并取得了一些进展，但未曾有工业化应用方面的报道。根据现有专利所述，碳化硅冶炼炉尾气收集均采用全包收集的方法，即将碳化硅炉体进行全密封后，利用外部动力对产生的CO气体进行抽取收集。这种方法的缺点在于一是加大了 CO气体聚集爆炸的危险，碳化硅生产中温度高、时间长、易喷炉以及阶段性气体纯度波动较大等，这都符合CO气体爆炸的条件；二是没有对外部抽取CO的动力系统实现有效控制，碳化硅生产过程中，物料反应体系内部因产生大量的CO气体而呈正压，如不对抽取CO的动力系统实现有效控制，一旦CO抽取速率大于物料反应体系内部CO气体的生成速率，碳化硅的正常反应条件将被破坏，不利于碳化硅生产。
技术实现思路
鉴于目前碳化硅气体收集设备及技术方面存在的不足，本专利技术的目的旨在提供一种碳化硅尾气收集系统。该系统能够充分碳化硅冶炼过程中产生的CO等尾气的附加值，减少环境污染；降低了 CO气体聚集爆炸的危险，并且不会破坏碳化硅的正常反应条件。本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的。碳化硅冶炼炉尾气收集系统，该系统包括三个相互连接的收集机构、过滤提纯机构和输气储藏机构，所述收集机构与系统的冶炼炉炉墙相连，收集机构依次再与过滤提纯机构以及输气储藏机构相连；所述收集机构、过滤提纯机构上分别设置有安全控制机构。本专利技术进一步的特征在于所述收集机构包括收集罩底座、收集罩和百叶窗，收集罩底座固定连接在冶炼炉炉墙上，收集罩连接于收集罩底座一侧，在收集罩与收集罩底座之间设置有百叶窗。所述收集机构由矩形结构的收集罩底座连接锥形结构的收集罩构成，锥形结构的收集罩的顶部设有收集罩气体出口 ；所述收集罩底座外侧和收集罩的锥面上分别设有温度热电偶探头。所述百叶窗为侧面与收集罩底座及收集罩面积相同、且为双内开合结构，百叶窗顶部设有百叶窗进水管，百叶窗底部设有百叶窗排水管。所述过滤提纯机构包括分别通过管线连接的气体分离器、储油罐和水箱；所述气体分离器的气体分离器进气口通过一路管线连接压力表、流量计、安全阀以及干燥器与收集罩相连；所述气体分离器分别通过两回路管线连接流量计与水箱连通；所述气体分离器的底部排油口通过排油管线连接可控阀与储油罐相连；所述气体分离器通过管线与输气储藏机构相连。所述气体分离器为耐压圆柱形罐体结构，在罐壁上方设有气体分离器安全防爆袋安装口，在罐体上部侧壁分别设有气体分离器进气口、气体分离器排气口 ；在罐体中部侧壁设有气体分离器处理液进口，在罐体下部侧壁设有气体分离器处理液出口，在所述罐体底部设有排油口 ；沿所述气体分离器处理液进口延伸至气体分离器罐体中部有一上锥形喷头，沿所述气体分离器处理液进口延伸至气体分离器罐体中部有一下锥形喷头，该锥形喷头通过不锈钢板支撑。所述收集机构上设置有温度测定装置，所述温度测定装置连接多个温度热电偶探头，温度热电偶探头分别伸入所述气体分离器内腔以及收集罩底座内和收集罩上。所述输气储藏机构包括通过管线与气体分离器相连的储气罐，所述连接气体分离器与储气罐的管线上连通有防爆真空泵、止回阀、气体干燥器和气体压缩器。所述安全控制系统包括设置在收集罩底座侧部和收集罩上端的安全防爆袋和设置在气体分离器上的一个安全防爆袋。本专利技术所涉碳化硅物料反应体系产生的CO气体收集系统的工作条件是碳化硅物料反应体系产生的CO气体与外部CO收集体系保持压力平衡；本专利技术所涉碳化硅物料反应体系产生的CO气体收集系统的收集方式是对碳化硅物料反应体系产生的CO气体进行部分收集。其运行过程为碳化硅生产中产生的CO气体先通过集气装置机构收集，经支输气管道汇集于主输气管道后进入过滤提纯装置机构，在过滤提纯装置机构内经油水分离、干燥、 压缩，最后进入输气储藏装置机构。安全控制机构集成于输气储藏装置机构、收集装置机构、过滤提纯装置机构等三个系统中，安全控制机构由百叶窗、单向阀、回止阀、压力表、测温设备、自动点火装置及安全防爆袋和防爆真空泵等设备及控制体系组成。本专利技术有如下显著效果1)安全性高本技术采用对碳化硅物料反应体系产生的CO气体进行部分收集的方式，避免了全收集中密封难、初期收集气体纯度低、易爆炸等技术缺陷，通过设置安全控制设备(百叶窗、单向阀、防爆真空泵、安全防爆袋、回止阀、压力表、流量计等)及控制体系，保证了系统及设备运行的安全性，实现了碳化硅安全冶炼和CO气体分离、提纯及收集的技术集成。2)投资成本低廉，经济效益可观本技术所涉收集装置部件一次性投资成本低， 收集体系的各个机构相对独立，占用空间小，系统可分开建造；气体收集量大，系统CO收集总量超过碳化硅物料反应产生的CO气体总量的50%。3)安全环保收集了部分CO气体，减小CO对环境的污染和对工人健康的危害，降低了 CO就地燃烧可能存在的安全隐患。附图说明图1为本专利技术收集系统各装置布局结构示意图。图2为收集罩底部、百叶窗、收集罩底部组装示意图。图3为图5为收集罩底部结构侧视示意图。图4为收集罩底部结构俯视示意图。图5为收集罩上部结构剖视示意图。图6为收集罩上部结构俯视示意图。图7为百叶窗结构示意图。图8为气体分离器装置结构示意图。图中1、收集罩底座；2、百叶窗；3、收集罩；4、安全防爆袋；5、温度测定装置；6、 安全阀；7、干燥器；8、流量计；9、压力表；10、气体分离器进气口 ；11、气体分离器；12、防爆真空泵；13、止回阀；14、温度热电偶探头；15、可控阀；16、储油罐；17、真空泵；18、排油管线；19、水箱；20、储气罐；21、气体干燥器；22、气体压缩机；23、喷头；24、百叶窗外壳；25、 百叶窗叶片；26、百叶窗排水管；31、槽钢底座；32、螺栓联结孔；33、槽钢焊接点；34、温度热电偶探头安装孔；35、收集罩气体出口 ；36、槽钢；37、锥面；38、温度热电偶探头安装孔；39、 收集罩安全防爆袋安装口 ；40、气体分离器安全防爆袋安装口 ；41、气体分离器处理液进口 ；42、气体分离器处理液出口 ；43、气体分离器排气口 ；44、不锈钢板；45、排油口 ；46、上锥形喷头；47、下锥形喷头。具体实施例方式下面通过附图和具体实施例对专利技术做进一步说明。如图1所示，碳化硅冶炼炉尾气收集系统，包括三个相互连接的收集机构、过滤提纯机构和输气储藏机构，其中收集机构与系统的冶炼炉炉墙相连，收集机构依次再与过滤提纯机构以及输气储藏机构相连；收集机构、过滤提纯机构上分别设置有安全控制机构。收集机构包括收集罩底座1、收集罩3和百叶窗2，收集罩底座1固定连接在冶炼炉炉墙上，收集罩3连接于收集罩底座1 一侧，在收集罩3与收集罩底座1之间设置有百叶窗2，其组装图见图2所示。收集机构由矩形结构的收集罩底座1连接锥形结构的收集罩3构成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵水源，彭龙贵，宋昌清，王刚，庞青涛，
申请(专利权)人：邵水源，彭龙贵，
类型：发明
国别省市：