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CN106478364A - 一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统 - Google Patents

一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统 Download PDF

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羊实
周旭
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Chengdu Silicon Technology Co ltd
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/38—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，包括残渣模块和硅模块，其特征在于，还包括：与残渣模块和硅模块连接的固液分离模块，固液分离模块还与冷凝模块1连接，冷凝模块连接混合物容器模块，混合物容器模块通过分馏模块与三溴乙烷容器模块、冷凝模块2相连，分馏模块上还连接有温度控制模块，冷凝模块2上连接有酒精容器模块通过蒸馏与多次分馏将三溴乙烷分离出来进行回收。本发明的优点是：对三溴乙烷溶液进行回收，节约资源；多次分馏，分离效果好；分馏温度可控，效率高。

Description

一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统
技术领域
本发明涉及一种回收三溴乙烷的系统，具体涉及一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统。
背景技术
硅，原子序数14，原子量28.0855，硅有晶态和无定形两种形式。晶态硅具有金刚石晶格，硬而脆，熔点1410℃，沸点2355℃，密度2.32～2.34克/厘米3,硬度为7。无定形硅是一种灰黑色粉末，实际是微晶体。晶态硅的电导率不及金属，且随温度升高而增加，具有明显的半导体性质。
硅渣一般是指原矿提炼之后的剩余部分，还含有一定量的硅。硅渣分很多种，工业硅渣，太阳能硅渣，半导体硅渣等等。硅渣可以用来回炉重新结晶、提纯、现在硅料紧缺，价格不菲。硅锰渣也叫硅锰冶炼渣，是冶炼硅锰合金时排放的一种工业废渣，其结构疏松，外观常为浅绿色的颗粒，由一些形状不规则的多孔非晶质颗粒组成。硅锰渣，性脆易碎，通过破碎机可以将大块的硅锰渣破碎成小块，然后进入细碎机将粗碎后的物料进一步粉碎，确保进入料仓，的物料能够达到单体解离的程度，然后通过振动给料机和皮带输送机均匀的将物料给入，梯形跳汰机进行分选。破碎的主要目的在于打破连生体结构，跳汰的主要目的在于从硅锰渣中回收硅锰合金。硅锰渣和硅锰合金存在较大的比重差，通过跳汰机的重选作用可以将金属和废渣分离，获得纯净的合金和废渣，最后可以通过脱水筛的脱水作用分别将精矿和尾矿进行脱水。由于硅锰渣中含有一定量的硅锰合金，回收硅锰合金可以获利，同时减少硅锰渣对土地的占用和对环境的污染。硅锰渣经重选的方法首先从废弃的硅锰渣中回收硅锰合金处理后，将废渣作为建筑材料，可用于建筑工业，硅渣可以用来回炉重新结晶、提纯、现在硅料紧缺，价格不菲。
现有的硅渣回收一般采用将硅渣粉碎后加入悬浮液，通过单质硅与杂质的密度不同进行分选回收，悬浮液一般采用三溴乙烷的酒精溶液，但是，在分选完成后，杂质和但是硅上残留的悬浮液一般不进行回收，浪费严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是三溴乙烷的分离回收，目的在于提供一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，解决现有的硅渣分离方法中，将三溴乙烷的酒精溶液使用完成后不进行回收，浪费现象严重的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，包括残渣模块和硅模块，还包括：与残渣模块和硅模块连接的固液分离模块，固液分离模块还与冷凝模块1连接，冷凝模块连接混合物容器模块，混合物容器模块通过分馏模块与三溴乙烷容器模块、冷凝模块2相连，分馏模块上还连接有温度控制模块，冷凝模块2上连接有酒精容器模块；该系统的回收思路是，将残渣和硅块先进行蒸馏，使残留在其上的三溴乙烷的酒精溶液分离出来，在通过对三溴乙烷的酒精溶液进行分馏分别得到三溴乙烷与酒精，将三溴乙烷进行回收。
固液分离模块：将残渣与硅块通过高温蒸发将残留的三溴乙烷的酒精溶液分离出来，将所得的蒸汽送入冷凝模块1；
冷凝模块1：将固液分离模块送入的蒸汽进行冷凝，得到液相物，即三溴乙烷的酒精溶液，将所得的三溴乙烷的酒精溶液送入混合物容器模块；
混合物容器模块：储存冷凝模块1送入的三溴乙烷的酒精溶液，将其送入分馏模块；
分馏模块：对混合物容器模块送入的三溴乙烷的酒精溶液进行分馏，通过加热将液相的酒精转化为气相送入冷凝模块2，残留的即是三溴乙烷，将三溴乙烷送入三溴乙烷容器模块；
冷凝模块2：对分馏模块送入的气相酒精进行冷凝，得到的液相酒精存入酒精容器模块；
温度控制模块：对分馏模块的分馏温度进行控制；
三溴乙烷容器模块：储存分流模块送入的液相三溴乙烷；
酒精容器模块，储存冷凝模块2送入的液相酒精。
所述温度控制模块采用闭环PID，控制分馏模块的分馏温度为133℃。三溴乙烷的沸点为187摄氏度，酒精的沸点为78摄氏度，综合考虑蒸发效率与能源消耗，选择133℃作为分馏温度，采用闭环PID控制温度，控制精准、系统反应速度快。
所述混合物容器模块上还连接有密度检测模块，密度检测模块检测混合物容器中三溴乙烷的酒精溶液的密度，结合三溴乙烷的酒精溶液的密度测算三溴乙烷的酒精溶液中三溴乙烷的含量及酒精的含量。三溴乙烷的密度为ρ1＝2.61g/cm3，酒精的密度为ρ2＝0.79g/cm3，三溴乙烷的酒精溶液的密度ρ3＝xg/cm3，则三溴乙烷的的体积含量A％＝(x-0.79)/1.82，酒精的体积含量为1-A％。
所述密度检测模块与温度控制模块连接，温度控制模块根据密度检测模块送入的酒精的含量控制分馏温度。在78℃到187℃的范围内，分馏温度随酒精的体积含量升高而升高，成线性比例关系。即分馏温度T＝78+(1-A％)(187-78)。
还包括处理器和所述混合物容器模块上还连接的密度检测模块、酒精容器模块上还连接的酒精质量检测模块，酒精容器模块还与混合物容器模块相连，处理器与密度检测模块、温度控制模块、酒精质量检测模块和酒精容器模块相连。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，对三溴乙烷溶液进行回收，节约资源；
2、本发明一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，多次分馏，分离效果好；
3、本发明一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，分馏温度可控，效率高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为基于本发明的方法组成的系统示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，包括残渣模块和硅模块，残渣模块和硅模块为硅渣回收系统分离出的残渣和硅块，还包括：与残渣模块和硅模块连接的固液分离模块，固液分离模块采用真空蒸馏器，固液分离模块还与冷凝模块1连接，冷凝模块1采用冷凝管，冷凝模块连接混合物容器模块，混合物容器模块通过分馏模块与三溴乙烷容器模块、冷凝模块2相连，分馏模块采用分馏塔，分馏模块上还连接有温度控制模块，温度控制模块采用红外温度传感器与AT89S52单片机，冷凝模块2上连接有酒精容器模块；还包括处理器和所述混合物容器模块上还连接的密度检测模块密度检测模块包括压力传感器和液位传感器，通过压力传感器获取混合物质量，通过液位传感器获取混合物体积，酒精容器模块上还连接的酒精质量检测模块，酒精容器模块还与混合物容器模块相连，处理器与密度检测模块、温度控制模块、酒精质量检测模块和酒精容器模块相连。所述密度检测模块与温度控制模块连接，温度控制模块根据密度检测模块送入的酒精的含量控制分馏温度。密度检测模块检测混合物容器中三溴乙烷的酒精溶液的密度，结合混合物容器检测的三溴乙烷的酒精溶液的体积可以测算三溴乙烷的酒精溶液中三溴乙烷的含量及酒精的含量。如三溴乙烷的密度为ρ1＝2.61g/cm3，酒精的密度为ρ2＝0.79g/cm3，三溴乙烷的酒精溶液的密度ρ3＝2.246g/cm3，则三溴乙烷的的体积含量A％＝(2.246-0.79)/1.82＝80％，酒精的体积含量为1-80％＝20％。在78℃到187℃的范围内，分馏温度随酒精的体积含量升高而升高，成线性比例关系。即分馏温度T＝78+(1-A％)(187-78)＝99.8℃，所述温度控制模块采用闭环PID，控制分馏模块的分馏温度为99.8℃；同时，酒精质量模块采用压力传感器和液位传感器检测酒精容器模块内酒精的密度发送给处理器，处理器采用ARM处理器，若酒精密度为0.79g/cm3±5％，则为高纯度酒精，处理器关闭酒精容器模块与混合物容器模块的连接，酒精可直接储存，若酒精密度不在此范围，则处理器打开酒精容器模块与混合物容器模块的连接，将低纯度酒精再次分馏。
固液分离模块：将残渣与硅块通过高温蒸发将残留的三溴乙烷的酒精溶液分离出来，将所得的蒸汽送入冷凝模块1；
冷凝模块1：将固液分离模块送入的蒸汽进行冷凝，得到液相物，即三溴乙烷的酒精溶液，将所得的三溴乙烷的酒精溶液送入混合物容器模块；
混合物容器模块：储存冷凝模块1送入的三溴乙烷的酒精溶液，将其送入分馏模块；
分馏模块：对混合物容器模块送入的三溴乙烷的酒精溶液进行分馏，通过加热将液相的酒精转化为气相送入冷凝模块2，残留的即是三溴乙烷，将三溴乙烷送入三溴乙烷容器模块；
冷凝模块2：对分馏模块送入的气相酒精进行冷凝，得到的液相酒精存入酒精容器模块；
温度控制模块：对分馏模块的分馏温度进行控制；
三溴乙烷容器模块：储存分流模块送入的液相三溴乙烷；
酒精容器模块，储存冷凝模块2送入的液相酒精。
所述温度控制模块采用闭环PID，控制分馏模块的分馏温度为133℃。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，包括残渣模块和硅模块，其特征在于，还包括：与残渣模块和硅模块连接的固液分离模块，固液分离模块还与冷凝模块1连接，冷凝模块连接混合物容器模块，混合物容器模块通过分馏模块与三溴乙烷容器模块、冷凝模块2相连，分馏模块上还连接有温度控制模块，冷凝模块2上连接有酒精容器模块；
固液分离模块：将残渣与硅块通过高温蒸发将残留的三溴乙烷的酒精溶液分离出来，将所得的蒸汽送入冷凝模块1；
冷凝模块1：将固液分离模块送入的蒸汽进行冷凝，得到液相物，即三溴乙烷的酒精溶液，将所得的三溴乙烷的酒精溶液送入混合物容器模块；
混合物容器模块：储存冷凝模块1送入的三溴乙烷的酒精溶液，将其送入分馏模块；
分馏模块：对混合物容器模块送入的三溴乙烷的酒精溶液进行分馏，通过加热将液相的酒精转化为气相送入冷凝模块2，残留的即是三溴乙烷，将三溴乙烷送入三溴乙烷容器模块；
冷凝模块2：对分馏模块送入的气相酒精进行冷凝，得到的液相酒精存入酒精容器模块；
温度控制模块：对分馏模块的分馏温度进行控制；
三溴乙烷容器模块：储存分流模块送入的液相三溴乙烷；
酒精容器模块，储存冷凝模块2送入的液相酒精。
2.根据权利要求1所述的一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，其特征在于，所述温度控制模块采用闭环PID，控制分馏模块的分馏温度为133℃。
3.根据权利要求1所述的一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，其特征在于，所述混合物容器模块上还连接有密度检测模块，密度检测模块检测混合物容器中三溴乙烷的酒精溶液的密度，结合三溴乙烷的酒精溶液的密度测算三溴乙烷的酒精溶液中三溴乙烷的含量及酒精的含量。
4.根据权利要求3所述的一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，其特征在于，所述密度检测模块与温度控制模块连接，温度控制模块根据密度检测模块送入的酒精的含量控制分馏温度。
5.根据权利要求1所述的一种用于硅渣分离的三溴乙烷溶液回收系统，其特征在于，还包括处理器和所述混合物容器模块上还连接有密度检测模块、酒精容器模块上还连接有酒精质量检测模块，酒精容器模块还与混合物容器模块相连，处理器与密度检测模块、温度控制模块、酒精质量检测模块和酒精容器模块相连。
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