[发明专利]一种利用废盐酸制备氢气的系统

权利要求书

1.一种利用废盐酸制备氢气的系统，其特征在于，包括废盐酸沉淀池、离子交换单元、负压蒸发冷凝单元、水蒸发冷凝单元、干燥单元、硅和氯化氢反应单元、除尘装置、冷凝单元、三氯氢硅和四氯化硅分离单元；

离子交换单元包括第一离子交换装置和第二离子交换装置，第一离子交换装置包括第一废盐酸储罐、第一去离子水储罐和第一离子交换柱，第二离子交换装置包括第二废盐酸储罐、第二去离子水储罐和第二离子交换柱；

负压蒸发冷凝单元包括第一负压蒸发装置、第一真空泵、第一冷凝装置、第二负压蒸发装置、第二真空泵、第二冷凝装置、第三负压蒸发装置和第三真空泵；

水蒸发冷凝单元包括水蒸发装置、水冷凝器B和储水池；

干燥单元包括第一干燥装置和第二干燥装置；

硅和氯化氢反应单元包括反应装置、硅粉加料斗和水冷凝器A；

冷凝单元包括第一冷凝装置和第二冷凝装置；

三氯氢硅和四氯化硅分离单元包括第一分离塔、第二分离塔、四氯化硅冷凝器、三氯氢硅冷凝器、三氯氢硅储罐和四氯化硅储罐；

废盐酸沉淀池连接第一废盐酸储罐，第一废盐酸储罐和第一去离子水储罐同时接入第一离子交换柱，第一离子交换柱末端连接盐酸池和第二废盐酸储罐；

盐酸池出口接第一负压蒸发装置，第一负压蒸发装置连接第一真空泵，第一负压蒸发装置顶部出口连接第一冷凝装置，第一负压蒸发装置上部出口接至水冷凝器A，第一负压蒸发装置底部出口接至第二废盐酸储罐；

第一冷凝装置底部出口连接第二负压蒸发装置上部入口，第二负压蒸发装置顶部出口连接第二冷凝装置，第二负压蒸发装置上部出口接至水冷凝器A，第二负压蒸发装置底部出口接至第二废盐酸储罐，第二负压蒸发装置连接第二真空泵；

第二冷凝装置底部出口连接第三负压蒸发装置上部入口，第三负压蒸发装置顶部出口通过两个管道分别连接第一干燥装置和第二干燥装置，第三负压蒸发装置上部出口接至水冷凝器A，第三负压蒸发装置底部出口接至第二废盐酸储罐，第三负压蒸发装置连接第三真空泵；

第一干燥装置和第二干燥装置顶部出口均连接至反应装置下部入口，反应装置设置有硅粉加料斗，反应装置上部入口连接水冷凝器A，反应装置顶部出口通过循环泵连接至第一负压蒸发装置下部入口，反应装置中部出口连接除尘装置；

除尘装置连接第一冷凝装置，第一冷凝装置顶部出口连接第二冷凝装置，第一冷凝装置和第二冷凝装置的底部出口均通过水泵连接至第一分离塔，第二冷凝装置顶部出口连接氢气储罐；

第一分离塔底部出口连接第二分离塔上部入口，第二分离塔顶部出口连接至第一分离塔上部入口，第二分离塔底部出口连接四氯化硅储罐，第一分离塔顶部出口连接四氯化硅冷凝器，四氯化硅冷凝器液体出口连接第一分离塔，四氯化硅冷凝器气体出口连接三氯氢硅冷凝器，三氯氢硅冷凝器连接三氯氢硅储罐；

第二废盐酸储罐和第二去离子水储罐均连接第二离子交换柱顶部入口，第二离子交换柱底部出口分别连接水蒸发装置和储水池，水蒸发装置顶部出口连接水冷凝器B。

2.根据权利要求1所述的利用废盐酸制备氢气的系统，其特征在于，所述废盐酸沉淀池包括废盐酸池A和废盐酸池B，进行两级静置沉淀后的废盐酸通过水泵进入第一离子交换装置。

3.根据权利要求1所述的利用废盐酸制备氢气的系统，其特征在于，所述第一离子交换柱包括树脂填充口A、树脂排出口A、上布水板A、检查口A和下布水板A，第一离子交换柱内上部和下部分别设置上布水板A和下布水板A，上布水板A下部柱体上开设树脂填充口A，下布水板A上部柱体上开设树脂排出口A，第一离子交换柱柱体中部开有检查口A；

所述第二离子交换柱结构与第一离子交换柱结构相同。

4.根据权利要求1所述的利用废盐酸制备氢气的系统，其特征在于，所述水蒸发装置包括除沫器、蒸发室、加热室、中央循环管和加热管，水蒸发装置内下部为加热室，加热室内布置加热管和中央循环管，加热室上部为蒸发室，蒸发室上部设置除沫器。

5.根据权利要求1所述的利用废盐酸制备氢气的系统，其特征在于，所述第一负压蒸发装置、第二负压蒸发装置和第三负压蒸发装置在蒸发前通过真空泵抽真空，使内部压强保持在0.05-0.1MPa。