очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
-
- Сообщения: 23
- Зарегистрирован: Пт июл 24, 2009 1:24 pm
очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
Вопрос от нехимика:
имеется производство электронного кремния эпитаксией.. остается водород с небольшим количеством хлороводорода и хлориды конструкционных материалов (не знаем сколько точно, будем делать анализ). Раньше так закупали у соседей водород и не парились. сейчас соседи встали в позу и решили хорошо повысить цену, поэтому покупаем свой электролизер, но хотелось бы и использовать тот водород, который в системе. Расход у нас в месяц по всем цехам достигает иногда 4 тыс нм3. Рассматриваем два варианта очистки, чтобы было относительно безотходное производство (т.е. известь не рассматриваем совсем, ибо хранить и утилизировать ее желания нет). Нам не обязательно возвращать водород обратно именно в кремний, просто очистить, осушить (с этим проблем нет от слова совсем) и использовать для других технических нужд (есть еще два цеха, где он так или иначе используется).
Первый вариант:
подать смесь (температура смеси порядка 50-70 градусов С) в абсорбер с нашатырным спиртом или гидроокисью натрия в качестве поглотителя . (навеяно википедией, статья получение хлорида аммония ). Хлористый водород выводится из потока в виде хлористого аммония или поваренной соли соответственно (нам есть куда деть и то и другое на нужды, а не для продажи). Хлориды конструкционных металлов, которые могут присутствовать микропримесями в отходящих газах, отлично растворятся в водной основе поглотителя. Таким образом, на выходе из абсорбера явится просто влажный водород.
В чем может быть подвох, кроме дороговизны аммиака?
Второй вариант:
пропускать через гранулированный кремний электронного качества.. Реакция вроде такая при 700 С ожидается Si + 4HCl = SiCl4 + 2Н2. Продукт реакции газообразен. Далее – холодильник в диапазоне температур +57…-70 град. Цельсия. Между температурами кипения и конденсации. Затем жидкий SiCl4 отправляется для повторного использования, а водород, в этом случае не требующий сушки, – в повторное использование через компрессор низкого давления или на другие нужды. В общем, здесь вроде интереснее вариант, но требует нагрева и непонятно, какие константы реакции. долго ли он будет в газ переходить.. Где поискать можно?
В общем, мы хотим сэкономить водород, который сейчас по сути выбрасываем. У нас не товарная продукция будет, а ничтожные количества отходов. Если окажется, что аммиак эффективнее, будет аммиак.
Покритикуйте, пожалуйста.
имеется производство электронного кремния эпитаксией.. остается водород с небольшим количеством хлороводорода и хлориды конструкционных материалов (не знаем сколько точно, будем делать анализ). Раньше так закупали у соседей водород и не парились. сейчас соседи встали в позу и решили хорошо повысить цену, поэтому покупаем свой электролизер, но хотелось бы и использовать тот водород, который в системе. Расход у нас в месяц по всем цехам достигает иногда 4 тыс нм3. Рассматриваем два варианта очистки, чтобы было относительно безотходное производство (т.е. известь не рассматриваем совсем, ибо хранить и утилизировать ее желания нет). Нам не обязательно возвращать водород обратно именно в кремний, просто очистить, осушить (с этим проблем нет от слова совсем) и использовать для других технических нужд (есть еще два цеха, где он так или иначе используется).
Первый вариант:
подать смесь (температура смеси порядка 50-70 градусов С) в абсорбер с нашатырным спиртом или гидроокисью натрия в качестве поглотителя . (навеяно википедией, статья получение хлорида аммония ). Хлористый водород выводится из потока в виде хлористого аммония или поваренной соли соответственно (нам есть куда деть и то и другое на нужды, а не для продажи). Хлориды конструкционных металлов, которые могут присутствовать микропримесями в отходящих газах, отлично растворятся в водной основе поглотителя. Таким образом, на выходе из абсорбера явится просто влажный водород.
В чем может быть подвох, кроме дороговизны аммиака?
Второй вариант:
пропускать через гранулированный кремний электронного качества.. Реакция вроде такая при 700 С ожидается Si + 4HCl = SiCl4 + 2Н2. Продукт реакции газообразен. Далее – холодильник в диапазоне температур +57…-70 град. Цельсия. Между температурами кипения и конденсации. Затем жидкий SiCl4 отправляется для повторного использования, а водород, в этом случае не требующий сушки, – в повторное использование через компрессор низкого давления или на другие нужды. В общем, здесь вроде интереснее вариант, но требует нагрева и непонятно, какие константы реакции. долго ли он будет в газ переходить.. Где поискать можно?
В общем, мы хотим сэкономить водород, который сейчас по сути выбрасываем. У нас не товарная продукция будет, а ничтожные количества отходов. Если окажется, что аммиак эффективнее, будет аммиак.
Покритикуйте, пожалуйста.
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
Хлорид аммония летучий! Не знаю. Может расплав цинка.
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
Да, аммиак летит из раствора любой концентрации.
"Я не видел людей страшней, чем толпа цвета хаки"
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
4 тысячи кубических нанометров - явная опечатка.
С точки зрения простоты - орошаемая колонна с гидроксидом натрия. Аммиак, как уже отметили коллеги, не подходит категорически.
С точки зрения экономической целесообразности - изменение технологии под наработку SiCl4 может оказаться интересным.
С точки зрения простоты - орошаемая колонна с гидроксидом натрия. Аммиак, как уже отметили коллеги, не подходит категорически.
С точки зрения экономической целесообразности - изменение технологии под наработку SiCl4 может оказаться интересным.
Меч-кладенец - оружие пофигистов.
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
В развитие первого варианта. Вместо абсорбции HCl жидкостью можно использовать фильтр с анионообменной смолой. После насыщения смолы - десорбция щелочью, затем, при необходимости, осмос и выпаривание.
Растворы аммиака, я слышал, имеют специфический класс опасности, значит, - разрешения, контроль, хлопоты с хранением.
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
Анионообменная смола течет аминами органическими не по детски, особенно в гидрокси форме.
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
вы думаете выход SiCl4 при том процессе, что описал ТС, даст экономический эффект по сравнению с покупным водородом, пуст даже с завышенной ценой?
ПС А раньше что с ним делали? технология основного производственного процесса-то не меняется...
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.
-
- Сообщения: 23
- Зарегистрирован: Пт июл 24, 2009 1:24 pm
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
нам SiCl4 нужен для основного производства. Т.е. не пропадет. Проблема где взять константы реакции, чтобы оценить сколько нам на это времени понадобится..
Сейчас отработанный водород просто выбрасывается.
-
- Сообщения: 23
- Зарегистрирован: Пт июл 24, 2009 1:24 pm
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
расшифруйте, пожалуйста, что имелось в виду, так как этот вариант тоже обсуждался
нм3 - нормальных кубометров.
А случайно не знаете, где взять константы реакции? Нам тоже второй вариант больше импонирует.
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
Маша! Вы ни разу не нюхали анионобменник, переведенный в гидрокси форму? Амино алкильные группы при переходе в гидрокси форму очень легко отваливаются от смолы и летят в атмосферу.
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
Константы вы можете поискать в журнальных публикациях, но я сомневаюсь, что вы там их найдете. Обычно такие константы измеряются экспериментально. Но в этом варианте для вас важна не только константа скорости образования тетрахлорида, но и константа скорости восстановления тетрахлорида в кремний с образованием хлористого водорода. Ведь у вас огромный избыток водорода по отношению к тетрахлориду.Мария Изосимова писал(а): ↑Вт сен 22, 2020 1:44 pmПроблема где взять константы реакции, чтобы оценить сколько нам на это времени понадобится..
Сейчас отработанный водород просто выбрасывается.
Так что самым простым наверное будет поглощение кислоты гидроксидами щелочных и щелочноземельных металлов, можно ещё попробовать оксид алюминия с развитой поверхностью.
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
А куда потом соль вывозить в диких количествах? И хлориды весьма недружелюбны по отношению ко всем конструкционным материалам с точки зрения коррозии.
А просто холодной водой его нельзя поглотить? Разбавленная солянка может нужна кому - чистящие средства, например. Или растворы для предварительного снятия ржавчины при покрытии железа цинком. Туда около 10% р-р идет.
А просто холодной водой его нельзя поглотить? Разбавленная солянка может нужна кому - чистящие средства, например. Или растворы для предварительного снятия ржавчины при покрытии железа цинком. Туда около 10% р-р идет.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
В каких диких количествах? Там хлористого водорода доли процента. А потом куда вы денете хлорид, к примеру, с ионообменной смолы? Смоете его щелочью и он превратится в соль.
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
значимый фактор - при каком давлении работает Ваше водородное хозяйство.
скруббер-абсорбер для поглощения HCl из H2 в слабый раствор щелочи будет работать хорошо и при атмосферном давлении. остается вопрос как утилизировать образовавшийся раствор соли.
если у Вас водород под давлением хотя бы несколько атмосфер, вполне реально поглощать в чистую воду и получать соляную кислоту, которой легче найти применение.
скруббер-абсорбер для поглощения HCl из H2 в слабый раствор щелочи будет работать хорошо и при атмосферном давлении. остается вопрос как утилизировать образовавшийся раствор соли.
если у Вас водород под давлением хотя бы несколько атмосфер, вполне реально поглощать в чистую воду и получать соляную кислоту, которой легче найти применение.
-
- Сообщения: 23
- Зарегистрирован: Пт июл 24, 2009 1:24 pm
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
давление около атмосферного, точнее не мерили (только планируют).stearan писал(а): ↑Чт сен 24, 2020 5:55 pmзначимый фактор - при каком давлении работает Ваше водородное хозяйство.
скруббер-абсорбер для поглощения HCl из H2 в слабый раствор щелочи будет работать хорошо и при атмосферном давлении. остается вопрос как утилизировать образовавшийся раствор соли.
если у Вас водород под давлением хотя бы несколько атмосфер, вполне реально поглощать в чистую воду и получать соляную кислоту, которой легче найти применение.
Re: очистка относительно небольших объемов водорода от хлороводорода
Это вы про сильноосновный (с четвертичным азотом). К слабоосновным это не относится.
Кто сейчас на конференции
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 29 гостей