孟庆曦，周君立，王 勇，孙 洁，解清杰

(1．镇江江南化工有限公司，江苏镇江 202013;2．江苏大学环境与安全工程学院，江苏镇江 202013)

在现代工业发展过程中，有机硅材料由于其独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能［1］，普遍应用遍及航天、航空、冶金、化工、乃至人们医疗保健、日常生活等各个领域，生产有机硅单体的主要原材料是硅块、甲醇和氯化氢，其中氯化氢原料主要通过恒沸酸环路水解工艺制取生成，但该工艺解吸所得的氯化氢气流中常含有一定量的硅氧烷，其在酸性介质中很不稳定，羟基之间易发生缩合反应，后期随着聚硅氧烷的摩尔质量和黏度不断增大进而产生粘壁现象，这些聚硅氧烷常以直径小于1微米的雾滴形式存在，不断积累能使得管道设备发生堵塞，从而使得开车周期缩短。严重影响氯化氢的品质以及水解的后部工艺生产［2］。此外，氯化氢气流中硅氧烷的存在对设备维护和车间安全也会产生极大的危害。因此，氯化氢气体中硅氧烷雾滴的吸附去除，对有机硅企业的安全稳定生产和工业经济的健康稳定发展具有非常重要的意义。

1 装置介绍

如图1所示:该新型硅氧烷雾滴吸附净化装置基于可控性较好的斜置布除雾技术和改性树脂吸附技术。所用的斜置布与吸附树脂均通过改性制成，可在保证不吸附氯化氢气体的前提下，对硅氧烷雾滴进行吸附。装置工作时，氯化氢气流首先以一定的流速经进气口通入装置高负荷区，通过初级除雾斜置布时可去除直径较大的硅氧烷雾滴，对于已使用的过滤效果不佳的除雾斜置布，可通过初级斜置布更换口来实现更换，相邻斜置布之间的间距为0．5～1 mm。之后气流进入填充度为90%～96%的高负荷改性树脂砖区域，高负荷改性树脂颗粒粒径为5～10 mm，导轨支撑板对氯化氢气流实现交叉导流作用，气体导流可促进硅氧烷雾滴的聚合，可进一步提升直径较小的硅氧烷雾滴的吸附率。之后气流进入低负荷区，先后经过次级除雾斜置布与低负荷改性树脂砖区域，低负荷改性树脂砖区域的填充度亦为90% ～96%，低负荷改性树脂颗粒粒径为3～5 mm，可实现直径数量级更小的硅氧烷液滴的去除。当高、低负荷改性树脂砖的处理效果不佳时，抽屉式结构可实现改性树脂砖的更换，便于后续清理，氯化氢气流通过低负荷区吸附净化达标处理后，由出气口排出。装置能高效处理有机硅企业生产过程中的氯化氢气流中硅氧烷雾滴，吸附能力强，效率高，可控性好，处理过程廉价、安全、稳定且操作简单。如图2所示，该新型硅氧烷雾滴吸附净化装置包括酸气导流系统、斜置布除雾系统与改性树脂砖胶复合吸附系统;装置具体结构包括进气口1、除雾斜置布2、初级斜置布更换口3、高负荷改性树脂砖4、导轨5、改性树脂砖抽屉外壳6、导轨支撑板7、支撑架8、次级斜置布更换口9、低负荷改性树脂砖10、出气口11和箱体支架12。

(1)在酸气导流系统中，最前端设进气口，进气口后端为锥形敞口区，敞口区末端为初级斜置布，中间段初级和次级处理部分均设有导轨支撑板，导轨支撑板完全横跨装置内部，并接触装置侧壁，可支撑改性树脂砖，并设有凹形导轨可使改性树脂砖在装置内部实现推拉作用;另导轨支撑板的间歇分布形式可实现拦截与引导气流，使得气流在装置内呈交叉流向，最终由末端出气口排除，得到纯度更高的氯化氢气体。

(2)在斜置布除雾系统中，最前端为初级除雾斜置布，初级除雾斜置布设置的目的在于对高负荷的硅氧烷雾滴进行初步吸附去除，次级除雾斜置布设于高、低负荷改性树脂之间，所有的除湿除尘斜置布顶端均设有斜置布更换口。斜置安装的除雾布表面粗糙，可截留氯化氢气流中的直径大于0．5μm的硅氧烷雾滴，同时，该布具有较好的纤维性，斜置布的制作方法在于通过利用20%的盐酸溶液对其进行4 h的浸泡，取出后放入80℃的烘箱中干烘8 h，此法可保证氯化氢气体不被斜置布所吸附，从而仅对杂质进行吸附去除。

(3)在改性树脂砖胶复合吸附系统中，高负荷改性树脂处理部分设于初级斜置布之后，四块高负荷改性树脂砖上下依次整齐排列嵌入，为抽屉式结构，位于装置外面的部分为抽屉外壳，处在装置内部的为改性树脂砖，大孔有机树脂在微波功率为150W下，辐射2 min后实现表面结构改性，提升孔隙率，之后利用20%的盐酸溶液对其进行4 h的浸泡，取出后放入烘箱中，在80℃环境下干烘8 h，实现化学改性，可保证氯化氢气体不被改性树脂所吸附，最后，改性树脂通过挤压砖胶制成，用于高效吸附高浓度氯化氢气流中的硅氧烷杂质。高负荷改性树脂砖由粒径为5～10 mm的球状改性树脂颗粒砖胶而成，球状改性树脂颗粒填充度介于90%～96%之间，导轨支撑板对改性树脂砖提供支撑作用，同时改性树脂砖亦可通过导轨实现推拉作用，用于安装与更换，初级除湿除尘高负荷区域的右下方设有一支撑架，支撑架为一块位于装置底部的突出短板，不与装置侧壁接触;次级除湿除尘部分中的低负荷改性树脂砖左下方亦设有支撑架，支撑架为一底部凸起短板，其并未横跨装置底部，不与装置侧壁接触，装置整体均通过箱体支架来实现与地面的固定。

图1 基于斜置布－改性树脂砖胶复合法的硅氧烷雾滴吸附净化装置结构框图

图2 基于斜置布－改性树脂砖胶复合法的硅氧烷雾滴吸附净化流程框图

2 结语

本文介绍的基于斜置布－改性树脂砖胶复合法的硅氧烷雾滴吸附净化装置，在现有气液吸附分离设备的基础上进行突破，将斜置布－改性树脂砖胶复合法运用于氯化氢气体的除雾除杂领域，针对目前有机硅企业生产解吸所得的氯化氢原料中含有硅氧烷杂质的行业短板，该装置可有效解决企业因该技术短板而造成的产品质量下降、管线设备堵塞、开车时间短等问题。改变我国有机硅生产等行业传统恒沸酸水解技术在经济上存在处理能耗高、周期长及氯化氢品质不稳定等问题。提供一种能够吸附净化直径小至1μm的硅氧烷雾滴的一体化气液分离装置，使得经过处理后的氯化氢气体能够达到严格的行业标准，并满足相关企业生产需求。