权利要求

1.一种氯化甲基锡生产用废气处理装置，包括：

冷凝器(1)：用于冷凝回收有机物;

吸收塔(3)：所述塔板(10)设有多个，且多个塔板(10)等距错开设置在塔体(6)内，所述塔板(10)设有多个滤孔(13);

催化炉(4)：用于加热催化回收有机物;

所述冷凝器(1)、吸收塔(3)和催化炉(4)依次连接;

板式换热器：所述板式换热器一端与冷凝器(1)连通，另一端与吸收塔(3)的出气管(5)连通;

其特征在于，还包括：

滑动杆(19)、缸体(14)和活塞板(16)，所述塔板(10)设有横槽，所述滑动杆(19)与横槽滑动密封连接，所述滑动杆(19)设有多个透过孔(18)，所述透过孔(18)与滤孔(13)相配合，所述缸体(14)设置在塔板(10)内部，所述活塞板(16)与缸体(14)滑动密封连接，所述活塞板(16)与滑动杆(19)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种氯化甲基锡生产用废气处理装置，其特征在于，还包括降液板(20)，所述降液板(20)与滑动杆(19)固定连接，且滑动杆(19)与塔体(6)相配合。

3.根据权利要求1所述的一种氯化甲基锡生产用废气处理装置，其特征在于，还包括布袋除尘器(2)，所述冷凝器(1)、布袋除尘器(2)、吸收塔(3)和催化炉(4)依次连接。

4.根据权利要求1所述的一种氯化甲基锡生产用废气处理装置，其特征在于，所述塔板(10)与吸收塔(3)通过扭矩弹簧转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种氯化甲基锡生产用废气处理装置，其特征在于，还包括复位弹簧(15)，所述复位弹簧(15)一端与缸体(14)固定连接，另一端与活塞板(16)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种氯化甲基锡生产用废气处理装置，其特征在于，还包括连通管(7)，所述连通管(7)与塔板(10)相配合，所述连通管(7)设有电磁阀(8)。

7.根据权利要求6所述的一种氯化甲基锡生产用废气处理装置，其特征在于，所述缸体(14)内设有金属接触开关(12)，所述金属接触开关(12)与电磁阀(8)电性连接，且金属接触开关(12)与活塞板(16)相配合，所述活塞板(16)为铁磁性物质的活塞板(16)。

8.根据权利要求1所述的一种氯化甲基锡生产用废气处理装置，其特征在于，还包括压力检测机构和蜂鸣器，所述压力检测机构用于检测塔体(6)内的总压力，所述压力检测机构与蜂鸣器电性连接，所述蜂鸣器设置在塔体(6)外部。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于能量回收技术领域，具体涉及一种氯化甲基锡生产用废气处理装置。

背景技术

[0002]在氯化甲基锡的生产过程中，会产生含有挥发性有机化合物(VOCs)和其他有害气体的废气。这些废气如果未经处理直接排放到大气中，不仅会对环境造成污染，还可能对人体健康产生危害。因此，开发高效的废气处理装置对于实现环保目标和保障工人健康至关重要。

[0003]目前，公告号为CN115806273A的一种氯化氢催化氧化制氯气的产物分离工艺及装置，其工艺为气体产物依次在产物分离装置中经过两级冷凝处理、脱水处理、加压处理、冷却处理和低温精馏处理获得分离产物;其装置包括冷凝分离脱水单元、气体压缩单元和低温精馏单元，利用氯化氢气体和氧气催化氧化反应后的含氯气体的高效分离和回收，通过冷凝和浓硫酸干燥，然后在高压下将气相中的氯气进行低温精馏，以实现氯气的回收。

[0004]但也存在一些问题：该方案吸收塔容易堵塞，导致无法长期运作。

发明内容

[0005]本方案提供一种氯化甲基锡生产用废气处理装置，用以解决该装置因为塔板滤孔堵塞导致设备无法长期运行的问题。

[0006]本方案提供一种氯化甲基锡生产用废气处理装置，包括：

冷凝器：用于冷凝回收有机物;

吸收塔：所述塔板设有多个，且多个塔板等距错开设置在塔体内，所述塔板设有多个滤孔;

催化炉：用于加热催化回收有机物;

所述冷凝器、吸收塔和催化炉依次连接;

板式换热器：所述板式换热器一端与冷凝器连通，另一端与吸收塔的出气管连通;

还包括滑动杆、缸体和活塞板，所述塔板设有横槽，所述滑动杆与横槽滑动密封连接，所述滑动杆设有多个透过孔，所述透过孔与滤孔相配合，所述缸体设置在塔板内部，所述活塞板与缸体滑动密封连接，所述活塞板与滑动杆固定连接。

[0007]本方案的原理在于：冷凝器低温冷凝(0~5℃)回收挥发性有机物(如溶剂蒸气、未反应原料)，降低后续处理负荷。然后气体进入吸收塔内，吸收塔内装NaOH或Ca(OH)2溶液，中和HCl、Cl2，反应生成NaCl/CaCl2，气液逆流接触。

[0008]在正常大气压下，塔板的滤孔和透过孔是错开部分的，使得滤孔变小，这样使得液体能更长时间与气体接触，提高反应完成度。

[0009]当由于气液反应产生结垢导致滤孔堵塞时，长期下去，会导致边缘密封间隙处发生液泛，塔板处的压强就会升高，使得缸体内的气体受到压缩，活塞板往内移动，带动滑动杆移动，滑动杆移动，使得透过孔与滤孔逐渐对齐，使得可使用的滤孔变大，增大了气体通过量，防止液泛导致装置无法正常工作。

[0010]最后将气体从出气管送入到催化炉内，催化炉内贵金属催化剂(Pt/Pd)作用下，200~400℃低温分解有机锡、VOCs为CO2、H2O及SnO2。

[0011]这里用过降温的冷凝器内的冷凝水会送往板式换热器，然后再将吸收塔的气体先送往板式换热器，进行换热，使得气体进行预热，预热后的气体再送入到催化炉内进行催化。

[0012]本方案的有益效果在于：本机构通过气压自动调节滤孔使用的大小，在压降小的时候可以增大气液接触时间，在压降大的时候调大滤孔使用大小，增大气体通过率防止滤孔堵塞，导致边缘密封间隙处容易发生液泛，无法长期运行的问题。

[0013]进一步，还包括降液板，所述降液板与滑动杆固定连接，且滑动杆与塔体相配合。有时候增大滤孔还是会导致液泛，这时候就需要增大边缘密封间隙的宽度来使得气体能通过。

[0014]在正常大气压下，滑动杆处于伸出状态，这时候，降液板靠近塔体，使得边缘密封间隙小，使得更多的液体和气体从滤孔通过，增大气液接触面积。

[0015]当塔板处的压强升高时，滑动杆会往回缩，带动降液板回缩，使得边缘密封间隙变大，让更多的液体留下去，防止液泛。

[0016]进一步，还包括布袋除尘器，所述冷凝器、布袋除尘器、吸收塔和催化炉依次连接。塔板容易堵塞的原因一部分是因为气体中含有固体颗粒杂质，所以需要一个能去除杂质的设备。布袋除尘器能将气体内的固体颗粒去除掉，防止气体带着固体颗粒进入吸收塔导致塔板滤孔堵塞。

[0017]进一步，所述塔板与吸收塔通过扭矩弹簧转动连接。当发生液泛时，一般需要通过增大边缘密封间隙或者增大滤孔使得气体能更多的通过。而塔板的转动能增大边缘密封间隙的宽度。塔板的转动角度为-5°到5°，扭矩弹簧安装在塔板与吸收塔之间的连接处，使得塔板能够在一定范围内自由旋转。当受到外力(如气流压力变化)时，塔板可以自动调整角度，优化气液分布。

[0018]进一步，还包括复位弹簧，所述复位弹簧一端与缸体固定连接，另一端与活塞板固定连接。当外部气压恢复到大气压时，复位弹簧能够利用其弹性势能将活塞板推回到初始位置。确保滑动杆及其透过孔能够自动恢复到预设状态，提供一致的操作条件。

[0019]进一步，还包括连通管，所述连通管与塔板相配合，所述连通管设有电磁阀。连通管的进气端位于塔板上方高压区，出气端位于塔板下方低压区，且出气端呈向下倾斜角度，对准下方塔板以冲击振动。且每个塔板都设有连通管，位于出气端不会高于上面一个塔板，进气端不会低于下面一个塔板。

[0020]当发现塔板处发生液泛时，操作者只需打开电磁阀，使得连通管连通，气体会从连通管越过塔板，相当于该塔板不起作用，该处的液泛也会解决。且气体会在压力下冲击塔板，使得塔板因扭矩弹簧的作用下上下晃动，将堵塞的杂质抖掉。

[0021]当液泛解决后，操作者只需关闭电磁阀即可恢复塔板的作用。

[0022]进一步，所述缸体内设有金属接触开关，所述金属接触开关与电磁阀电性连接，且金属接触开关与活塞板相配合，所述活塞板为铁磁性物质的活塞板。每次都需要人为的打开电磁阀十分的麻烦。本方案当压力过大时，活塞板会触碰到金属接触开关，金属接触开关会使得电磁阀打开，使得连通管连通，气体会从连通管越过塔板，相当于该塔板不起作用，该处的液泛也会解决。本机构通过电磁铁和金属接触开关的配合，实现了自动化开闭电磁阀。

[0023]进一步，还包括压力检测机构和蜂鸣器，所述压力检测机构用于检测塔体内的总压力，所述压力检测机构与蜂鸣器电性连接，所述蜂鸣器设置在塔体外部。吸收塔压力过大会导致设备损坏，所以需要一个能实时监测压力的装置，本方案当整体吸收塔内压力达到设定值时，压力检测机构会控制蜂鸣器报警，通知操作者人员进行处理。本机构通过蜂鸣器报警能及时通知工作人员进行处理，能尽量减少压力过大带来的损失。

附图说明

[0024]图1为一种氯化甲基锡生产用废气处理装置的结构图，

图2为一种氯化甲基锡生产用废气处理装置吸收塔的剖视图，

图3为一种氯化甲基锡生产用废气处理装置吸收塔初始状态图，

图4为一种氯化甲基锡生产用废气处理装置吸收塔压力增大的状态图。

[0025]说明书附图标记包括：1、冷凝器;2、布袋除尘器;3、吸收塔;4、催化炉;5、出气管;6、塔体;7、连通管;8、电磁阀;9、进气管;10、塔板;11、进液管;12、金属接触开关;13、滤孔;14、缸体;15、复位弹簧;16、活塞板;17、密封环;18、透过孔;19、滑动杆;20、降液板;21、扭矩弹簧;22、边缘密封间隙。

具体实施方式

[0026]如附图1所示：

本发明的氯化甲基锡生产用废气处理装置包括依次连接的冷凝器1、布袋除尘器2、吸收塔3、催化炉4以及板式换热器。废气处理流程如下：冷凝回收阶段：废气首先进入冷凝器1，通过低温(0~5℃)冷凝回收挥发性有机物(如甲苯、未反应的甲基锡化合物);除尘阶段：冷凝后的气体经布袋除尘器2去除颗粒物(如锡化合物粉尘);吸收中和阶段：气体进入吸收塔3，与塔内喷淋的NaOH溶液逆流接触，中和HCl、Cl2等酸性气体;催化分解阶段：净化后的气体经板式换热器预热后进入催化炉4，在催化剂作用下分解有机锡及残留VOCs;热能回收：冷凝器1的冷却水通过板式换热器与催化炉4进气进行热交换，预热气体以降低催化炉4能耗。

[0027]如附图2、图3所示：

吸收塔3设有进液管11、出液管、进气管9和出气管5，进液管11、出液管、进气管9和出气管5均设有单向阀。吸收塔3内部设有多层等距错开的塔板10，且初始状态塔板10向下倾斜5°(以塔体轴线为基准)。该角度能防止液体堆积在缸体14附近，导致缸体14进液。每层塔板10通过扭矩弹簧21与塔体6转动连接，允许塔板10在-5°至5°范围内自适应调整角度。塔板10与塔体6之间的间隙设计为可调节的密封结构，当滤孔13堵塞时，间隙部分被液体填充形成局部密封，导致塔板10处压强升高。

[0028]塔板10与塔体6之间的间隙通过滑动杆19的横向移动实现动态调节。当滤孔13堵塞时，就会容易发生液泛，而发生液泛后，塔板10处压强升高，推动活塞板16压缩缸体14内气体，带动滑动杆19横向移动，使得间隙部分被液体填充形成局部密封，同时透过孔18与滤孔13逐渐对齐，增大气体通量。当压差恢复时，复位弹簧15推动活塞板16复位，间隙恢复初始状态。

[0029]液泛密封的物理机制说明：

当滤孔13堵塞导致塔板10处压差升高时，液体通过滤孔13的流量减少，液体积聚在塔板10表面。当塔板10因滤孔13堵塞导致局部液泛时，塔板10与塔体6之间的间隙通过滑动杆19的横向移动动态调节至微米级(0.1-0.5mm)，液体积聚后受表面张力作用形成液膜，填充间隙并形成局部密封。塔板10的转动角度(±5°)仅在非液泛状态下用于优化气液分布，液泛时通过滑动杆19的横向位移锁定间隙尺寸，确保密封有效性。此密封状态通过以下两点实现：

流体静压作用：液泛时塔板10上方液体层高度增加，静压力推动液体进入间隙;

表面张力效应：液体(如NaOH溶液)在金属塔体(6)和塔板(10)材质(如聚四氟乙烯)间的润湿性差异，促使液膜稳定填充间隙。

[0030]在模拟液泛实验中，当塔板(10)压差达到5kPa时，间隙内液体填充率达95%，密封效果显著;

通过调整间隙尺寸(0.3mm为最佳值)，既能保证正常工况下的气液接触效率，又可在液泛时快速形成密封。

[0031]液泛时，液体填充间隙形成密封层，阻止气体直接通过间隙逸出，迫使气体从滤孔13或连通管7通过。”

液膜密封导致塔板10处压差进一步升高，推动活塞板16压缩缸体14内气体，带动滑动杆19横向移动;

滑动杆19移动后，透过孔18与滤孔13对齐，增大气体通量，同时降液板20回缩扩大边缘密封间隙22宽度，双重机制缓解液泛。

[0032]还包括滑动杆19、缸体14和活塞板16，塔板10设有多个滤孔13，滤孔13等距分别，中间设有横槽，横槽内安装滑动杆19，滑动杆19上开有与滤孔13错位的透过孔18;正常运行时，滤孔13与透过孔18仅部分重叠，限制气体通过速度，延长气液接触时间。滑动杆19为耐腐蚀性材质。

[0033]缸体14设置在塔板10内部，活塞板16与缸体14滑动密封连接，活塞板16与滑动杆19固定连接，滑动杆19与缸体14的滑动处设有密封环17，用于加强密封。

[0034]复位弹簧15一端与缸体14固定连接，另一端与活塞板16固定连接。当外部气压恢复到大气压时，复位弹簧15能够利用其弹性势能将活塞板16推回到初始位置。确保滑动杆19及其透过孔18能够自动恢复到预设状态，提供一致的操作条件。

[0035]当滤孔13堵塞时。液体通过通道变少，会增大塔板10与塔体6之间的边缘密封间隙22液泛的几率，一旦发生液泛时，间接导致塔板上下之间的压降增大。当滤孔13堵塞导致塔板10压差升高时，气体压力推动活塞板16压缩缸体14内的气体，带动滑动杆19横向移动，使透过孔18与滤孔13逐渐对齐，扩大有效通孔面积，防止液泛。

[0036]降液板20联动：滑动杆19与降液板20固定连接。压差升高时，滑动杆19回缩带动降液板20回缩，增大边缘密封间隙22宽度，加速液体下流，避免液体积聚。边缘密封间隙22由降液板20与塔体6之间的间隙构成。当滑动杆19回缩时，降液板20与塔体6间距增大，边缘密封间隙22宽度随之增加，加速液体下流。

[0037]连通管7的进气端位于塔板10上方高压区，出气端位于塔板10下方低压区，且出气端呈向下倾斜角度，对准下方塔板10以冲击振动。且每个塔板10都设有连通管7，位于出气端不会高于上面一个塔板10，进气端不会低于下面一个塔板10。连通管7的进气端位于塔板10上方高压区，出气端位于下方低压区，当电磁阀8开启时，气体通过连通管7绕行，平衡压差。

[0038]当液泛无法通过自适应调节解决时，压力会继续使得活塞板16移动，使得活塞板16接触到金属接触开关12，金属接触开关12触发电磁阀8开启，气体通过连通管7绕过堵塞塔板10，使得这个塔板10无作用，但其他塔板10还继续起作用，本机构相比现有的只要有一个塔板10发生液泛就会导致整个塔体6压力崩溃，本机构放弃一个塔板10使得吸收塔3能继续使用，延长了吸收塔3的使用寿命。

[0039]连通管7的倾斜出气端冲击下方塔板10，结合扭矩弹簧21的弹性，使塔板10振动以抖落堵塞物。本机构有可能恢复塔板10的作用。塔板10的晃动通过扭矩弹簧21的弹性形变实现，当连通管7的气流冲击塔板10时，其绕连接轴摆动，带动滤孔13振动以清除结垢。塔板10与塔体6通过扭矩弹簧21转动连接，边缘密封间隙22宽度随滑动杆19移动自动调整。边缘密封间隙22是指降压板20与塔体6之间的间隙，扭矩弹簧21位于塔板与塔体的连接处。当连通管7的气流冲击塔板10时，塔板10绕扭矩弹簧21产生高频小幅振动，结合气流冲刷作用，可有效清除滤孔13内结垢。此振动幅度经实验验证(振幅≤0.5mm)，不会影响塔板10结构稳定性。

[0040]压力检测机构安装于塔体6的底部和顶部，分别用于监测不同塔板10所在区域的压强差异。压力检测机构实时监测塔体6内压力，若超过设定阈值，则启动蜂鸣器报警，提示操作人员检查或启动应急流程。

[0041]如附图1-4所示：

本方案的原理在于：冷凝回收阶段：废气首先进入冷凝器1，通过低温(0~5℃)冷凝回收挥发性有机物(如甲苯、未反应的甲基锡化合物);除尘阶段：冷凝后的气体经布袋除尘器2去除颗粒物(如锡化合物粉尘);

吸收中和阶段：气体从进气管9进入吸收塔3，与塔内喷淋的NaOH溶液逆流接触，中和HCl、Cl2等酸性气体。在正常大气压下，塔板10的滤孔13和透过孔18是错开部分的，使得滤孔13变小，这样使得液体能更长时间与气体接触，提高反应完成度。同时，正常大气压下，滑动杆19处于伸出状态，这时候，降液板20靠近塔体6，使得边缘密封间隙22小，使得更多的液体和气体从滤孔13通过，增大气液接触面积。

[0042]当某一个塔板10的滤孔13堵塞时，该塔板10处的压强就会升高，使得缸体14内的气体受到压缩，活塞板16往内移动，带动滑动杆19移动，滑动杆19移动，使得透过孔18与滤孔13逐渐对齐，使得可使用的滤孔13变大，增大了气体通过量，防止液泛导致装置无法正常工作。同时，当塔板10处的压强升高时，滑动杆19会往回缩，带动降液板20回缩，使得边缘密封间隙22变大，让更多的液体留下去，防止液泛。其余塔板10处若没有增大压力则维持原状，本方案当发生液泛时，每个塔板10所处的压力是不同的，连通管7的进气端位于塔板10上方(高压区)，出气端位于下方塔板10的低压区。由于吸收塔3内气液逆流作用，底部塔板10的压强因液柱静压和气体压缩效应显著高于顶部，形成自下而上的压力梯度。

[0043]当该塔板10的滤孔13流通到最大时压力还是在增大时，这时候活塞板16会继续移动，接触到金属接触开关12，金属接触开关12会使得电磁阀8打开，使得连通管7连通，气体会从连通管7越过塔板10，相当于该塔板10不起作用，该处的液泛也会解决。同时气体从出气端出来会对着该塔板10进行冲气，使得该塔板10进行晃动，将滤孔13的杂质抖掉。

[0044]随着连通管7的连通，该塔板10下方的压强逐渐恢复，使得活塞板16在复位弹簧15的作用下回位，电磁阀8关闭，若该塔板10的滤孔13通过晃动将结垢清洁掉，那么该处塔板10又能正常工作。

[0045]催化分解阶段：净化后的气体经板式换热器预热后进入催化炉4，在催化剂作用下分解有机锡及残留VOCs;热能回收：冷凝器1的冷却水通过板式换热器与催化炉4进气进行热交换，预热气体以降低催化炉4能耗。

[0046]本方案的有益效果在于：1、通过回收冷凝器1内的热能，将预热后的气体再送入到催化炉4内进行催化，能减少催化炉4的能量使用。2、本机构通过气压自动调节滤孔13使用的大小的大小，在压降小的时候可以增大气液接触时间，在压降大的时候调大滤孔13使用大小，增大气体通过率防止液泛。3、本方案还能同时调整边缘密封间隙22的大小，进一步防止液泛。4、本方案当一个塔板10经过上述两种调节还是继续压强增大，则会使得连通管7连通，通过舍去一个塔板10的作用，防止整个系统崩溃，同时气体会通过连通管7对塔板10进行冲气，使得塔板10因扭矩弹簧21的作用下上下晃动，将堵塞的杂质抖掉。有可能会恢复该塔板10的作用。

[0047]以上的仅是本发明型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

说明书附图(4)