一种同时处理含氯硅烷的残液和废气的装置的制作方法

文档序号:12230171阅读:531来源:国知局

本实用新型涉及一种同时处理含氯硅烷的残液和废气的装置,属于多晶硅行业的资源化利用技术领域。



背景技术:

国内主流多晶硅生产工艺为改良西门子法,在改良西门子法生产多晶硅过程中,在三氯氢硅合成、三氯氢硅的精馏提纯、三氯氢硅还原和冷(热)氢化工序都会不可避免的有氯硅烷残液和废气产生。

氯硅烷残液的主要成分:聚氯硅烷、SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、HCl、少量的硅粉和金属氯化物。

氯硅烷废气的主要成分:SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、HCl、H2、N2

目前国内大部分多晶硅厂氯硅烷残液和废气处理都以残液或废气分别与氮气混合后,进入吸收塔被碱液吸收,而且都是废气和残液分开用两套塔进行处理。

传统的氯硅烷残液处理方法因为分散或雾化效果不好,导致局部氯硅烷浓度高,在水解塔中水解不完全,进入液相渣池中继续水解,产生的氢和HCl气体弥漫池面,经常发生燃爆事故,污染环境;水解产物包裹氯硅烷残液,影响产品二氧化硅质量;同时,局部氯硅烷浓度过高会导致吸收液中局部硅酸浓度高,导致硅酸胶凝严重,甚至导致吸收液失去流动性,使产出的二氧化硅物性无法满足工业标准,不能再利用。因此,氯硅烷残液的雾化非常重要。传统的气液混合雾化一般以惰性气体为气相,这一过程将会消耗大量的N2



技术实现要素:

本实用新型提供一种同时处理含氯硅烷的残液和废气的装置,包括残液储罐1、残液输送泵2、废气缓冲罐3、风机4、文丘里雾化器5、塔底液封槽6、循环泵7、水解吸收塔8、气相回流管9,残液储罐1通过残液输送泵2与文丘里雾化器5的进液管连通,废气缓冲罐3通过风机4与文丘里雾化器连通;文丘里雾化器5放大段出口与水解吸收塔8连通,水解吸收塔8的下部设有塔底液封槽6,塔底液封槽6的上部通过气相回流管9与水解吸收塔8中部连通;塔底液封槽6的下部通过循环泵7与水解吸收塔8连通。

本实用新型所述残液储罐1与多晶硅生产装置残液输送管连接。

本实用新型所述废气缓冲罐3与生产装置废气输送管连接。

本实用新型所述装置的使用过程:多晶硅生产装置产生的氯硅烷残液进入残液储罐1,并用氮气作为保护气充满残液储罐剩余空间,多晶硅生产装置产生的氯硅烷废气进入废气缓冲罐3;用残液输送泵2将氯硅烷残液抽至文丘里雾化器5的进液管,用风机4将氯硅烷废气送入文丘里雾化器5,经收缩段加速,氯硅烷残液和氯硅烷废气在文丘里雾化器喉管处混合雾化;混合雾化后的气体在水解吸收塔8中被吸收剂(水或盐酸)水解并吸收,落入塔底液封槽6发生反应产生的挥发气(H2、HCl等)通过气相回流管9回流入水解吸收塔中部;反应吸收后混合液经固液分离,液相的一部分作为稀盐酸用,另一部分用循环泵7泵入水解吸收塔8作为吸收剂。

本实用新型的有益效果:本实用新型所述装置利用文丘里管具有混合和雾化功能,将氯硅烷残液雾化,有效减少了氯硅烷残液在吸收塔中局部浓度过高、形成硅酸凝胶、水解产物包裹残液的现象,提高了水解吸收剂对氯硅烷残液的水解吸收效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图1中:1-残液储罐、2-残液输送泵、3-废气缓冲罐、4-风机、5-文丘里雾化器、6-塔底液封槽、7-循环泵、8-水解吸收塔、9-气相回流管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明,但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。

实施例1

本实用新型提供一种同时处理含氯硅烷的残液和废气的装置,包括残液储罐1、残液输送泵2、废气缓冲罐3、风机4、文丘里雾化器5、塔底液封槽6、循环泵7、水解吸收塔8、气相回流管9,残液储罐1通过残液输送泵2与文丘里雾化器5的进液管连通,废气缓冲罐3通过风机4与文丘里雾化器连通;文丘里雾化器5放大段出口与水解吸收塔8连通,水解吸收塔8的下部设有塔底液封槽6,塔底液封槽6的上部通过气相回流管9与水解吸收塔8中部连通;塔底液封槽6的下部通过循环泵7与水解吸收塔8连通;所述残液储罐1与多晶硅生产装置残液输送管连接,所述废气缓冲罐3与生产装置废气输送管连接,如图1所示。

本实施例所述装置用于同时处理氯硅烷残液和废气,其中,氯硅烷残液的主要成分是40%SiCl4、40%SiHCl3、15%SiH2Cl2、5%HCl、少量的硅粉和金属氯化物,氯硅烷废气主要成分是5%SiCl4、20%SiHCl3、10%SiH2Cl2、5%HCl、20%H2、40%N2,具体包括以下步骤:

(1)多晶硅生产装置产生的氯硅烷残液进入残液储罐(1),并用氮气作为保护气充满残液储罐剩余空间,多晶硅生产装置产生的氯硅烷废气进入废气缓冲罐(3);

(2)用残液输送泵(2)将氯硅烷残液(50L/h)抽至文丘里雾化器(5)进液管,用风机(4)将氯硅烷废气(100m3/h)送入文丘里雾化器(5),氯硅烷残液和氯硅烷废气在收缩段和文丘里雾化器喉管中混合雾化,雾化器液气比为0.5L/m3

(3)在水解吸收塔(8)中,吸收剂稀盐酸浓度为5%,流量为550L/h,从塔上部往下淋洗,氯硅烷废气和残液混合物被稀盐酸水解并吸收,反应生成二氧化硅(以单硅酸形式存在于渣液混合物中)、H2、HCl落入塔底液封槽(6),渣液混合物经过滤获得滤渣和盐酸,水解吸收塔(8)塔顶尾气经检测氯硅烷含量低于0.03%,滤渣经洗涤、干燥后获得二氧化硅,所获得的二氧化硅满足HG/T 3061-2009《橡胶配合剂沉淀水合二氧化硅技术条件》工业应用要求。

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