本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种四氯化硅废液回收处理装置。
背景技术：
目前，多晶硅的国际市场价格持续走低，各多晶硅生产厂商为增强竞争力一般采取降低生产成本和提高产品质量这两种途径。
随着多晶硅生产成本的逐步降低，采用改良西门子法生产多晶硅的主要副产物四氯化硅，其安全环保及回收利用的问题引起了大家的广泛关注。其中，四氯化硅为高毒性物质，极易潮解，与水反应生成硅酸和氯化氢，若直接排放会对人和环境产生极大危害，需要对其进行回收处理。
虽然各厂商已经能够通过冷氢化工艺，或者热氢化工艺将副产物四氯化硅转化为多晶硅生产原材料三氯氢硅，但该转化过程中仍不可避免会产生大量的四氯化硅废液，这已经成为制约多晶硅发展的瓶颈。
多晶硅生产过程中四氯化硅废液的来源主要有：氯硅烷合成工段的淋洗废液、四氯化硅精馏脱尘残液及尾气冷凝回收液。四氯化硅废液组成主要包括：四氯化硅、双原子硅氯硅烷及多原子硅氯硅烷、金属氯化物杂质、硅粉、聚氯硅烷及尘土等。
四氯化硅废液处理的难点和关键是杂质较多、组分复杂，各组分间沸点接近，分离回收难度大。另外，废液中的金属氯化物易在冷凝设备壁上沉积，造成设备堵塞。
现有技术对四氯化硅废液的处理方式主要停留在粗放式的水解阶段或者生产低劣品质的白炭黑，这既是对原料的浪费，也将对人和环境造成危害。
因此，设计一种能够有效回收处理四氯化硅废液的装置成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种经济、环保、易操作的四氯化硅废液回收处理装置。
解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：
本实用新型提供一种四氯化硅废液回收处理装置，其包括精馏塔、位于精馏塔塔釜的再沸器、位于精馏塔塔顶的第一冷凝器、四氯化硅回流罐、四氯化硅回收罐、残渣水解器和烛式过滤器，四氯化硅废液进入精馏塔后，所述再沸器用于对其进行蒸发处理以形成气相四氯化硅并从塔顶输出，而处理后的四氯化硅废液从精馏塔塔釜排出；所述第一冷凝器用于将所述气相四氯化硅冷凝为液相四氯化硅后输出至四氯化硅回流罐；所述四氯化硅回流罐中的部分液相四氯化硅回流至精馏塔塔顶，另一部分液相四氯化硅采出至四氯化硅回收罐；所述残渣水解器用于对所述处理后的四氯化硅废液进行水解处理以形成残液；所述烛式过滤器用于对所述残液进行固液分离处理并分别排放。
可选地，四氯化硅废液从精馏塔的中下部进入其中，所述再沸器具体用于将进入精馏塔塔釜的四氯化硅废液中的一部分加热汽化以形成四氯化硅蒸汽，上升的四氯化硅蒸汽与下降的四氯化硅废液逆流接触的过程中，废液中的部分四氯化硅转移到四氯化硅蒸汽中，同时四氯化硅蒸汽中的杂质转移到废液中，从而形成纯净的气相四氯化硅并从精馏塔塔顶输出，吸收了四氯化硅蒸汽中的杂质且部分四氯化硅从其中分离的废液作为处理后的四氯化硅废液从精馏塔塔釜排出。
可选地，所述精馏塔的回流比为2～3。
可选地，所述四氯化硅回流罐至精馏塔塔顶的管线上设置有回流泵。
可选地，所述烛式过滤器分离出的固体物经过集中焚烧后直接排放，而分离出的液体经过pH值调节成中性后排放至下游废水处理工序。
可选地，所述残渣水解器至烛式过滤器的管线上设置有渣浆泵。
可选地，所述残渣水解器至烛式过滤器的管线采用CPVC管。
可选地，还包括活性炭加料装置，其与精馏塔塔釜相连，用于根据精馏塔的进料量定期向塔内加入预设量的活性炭颗粒，所述活性炭颗粒与精馏塔塔釜的所述处理后的四氯化硅废液中的四氯化硅高聚物进行吸附后，从塔釜排出。
可选地，还包括板式蒸发器和第二冷凝器，所述板式蒸发器用于对精馏塔塔釜排出的所述处理后的四氯化硅废液进行间歇加热蒸发，蒸发后得到的气相四氯化硅输出至第二冷凝器，而蒸发后得到的残渣输出至残渣水解器，由残渣水解器进行水解处理；所述第二冷凝器用于将板式蒸发器输出的气相四氯化硅冷凝为液相四氯化硅后输出至四氯化硅回收罐。
可选地，所述第二冷凝器位于板式蒸发器的上方。
有益效果：
本实用新型所述四氯化硅废液回收处理装置能够有效地分离废液中的四氯化硅，还能较好地处理废液中的其他物质，具有经济、环保，且废液中四氯化硅回收率高、质量好等优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的四氯化硅废液回收处理装置的示意图。
图中：1－精馏塔；2－再沸器；3－第一冷凝器；4－四氯化硅回收罐；5－活性炭加料装置；6－板式蒸发器；7－第二冷凝器； 8－四氯化硅回收罐；9－残渣水解器；10－烛式过滤器；11－回流泵；12－渣浆泵。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
本实用新型实施例提供一种经济、环保、易操作型的四氯化硅废液回收处理装置。其中，四氯化硅废液包括四氯化硅、双原子硅氯硅烷及多原子硅氯硅烷、金属氯化物杂质、硅粉、聚氯硅烷及尘土等。
如图1所示，所述回收处理装置包括精馏塔1、位于精馏塔塔釜的再沸器2、位于精馏塔塔顶的第一冷凝器3、四氯化硅回流罐4、四氯化硅回收罐8、残渣水解器9和烛式过滤器10。四氯化硅废液进入精馏塔1后，所述再沸器2用于对其进行蒸发处理以形成不含尘、纯度较高的气相四氯化硅并从塔顶输出，而处理后的四氯化硅废液从精馏塔塔釜排出；所述第一冷凝器3用于将所述气相四氯化硅冷凝为液相四氯化硅后输出至四氯化硅回流罐4；所述四氯化硅回流罐4中的部分液相四氯化硅回流至精馏塔塔顶，另一部分液相四氯化硅采出至四氯化硅回收罐8以回收再利用；所述残渣水解器9用于对所述处理后的四氯化硅废液通过氢氧化钙溶液进行水解处理以形成残液；所述烛式过滤器10用于对所述残液进行固液分离处理并分别排放。
具体地，四氯化硅废液从精馏塔1的中下部进入其中，即从精馏塔中下部进料，精馏塔常压操作，工作温度为60～70℃，所述再沸器2具体用于将进入精馏塔塔釜的四氯化硅废液中的一部分加热汽化以形成四氯化硅蒸汽(其中含有气相四氯化硅及一些气体杂质)，上升的四氯化硅蒸汽与下降的四氯化硅废液逆流接触的过程中，废液中的部分四氯化硅转移到四氯化硅蒸汽中，同时四氯化硅蒸汽中的杂质转移到废液中，从而形成纯净的气相四氯化硅并从精馏塔塔顶输出，吸收了四氯化硅蒸汽中的杂质且部分四氯化硅从其中分离的废液作为处理后的四氯化硅废液(也可称为釜残液，其为固液混合物)从精馏塔塔釜排出；而回流的液相四氯化硅也与上升的四氯化硅蒸汽逆流接触，以补充液相。
本实施例中，精馏的基本原理是将液体混合物(即四氯化硅废液)部分气化，利用其中各组份挥发度不同的特性，实现组分分离的目的。精馏的过程为：精馏塔塔釜蒸发出的气相(即四氯化硅蒸汽)与下降液(包括四氯化硅废液和回流的液相四氯化硅) 进行逆流接触，两相接触过程中，下降液中的易挥发(低沸点) 组分不断地向气相中转移，而气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，因此气相愈接近塔顶，其易挥发组分(即四氯化硅)浓度愈高，而下降液愈接近塔釜，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。此外，由精馏塔塔顶输出的纯净的气相四氯化硅进入第一冷凝器，冷凝后的液相四氯化硅的一部分作为回流液经塔顶返回至精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出，保存在四氯化硅回收罐中；而进入精馏塔塔釜的废液，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分作为釜残液排出。
在精馏操作中，经精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量L与塔顶气相流量D的比值为回流比R，即R＝L/D。
精馏塔之所以能实现组分分离是由于塔内气(D)液(L)两相于各层塔板接触后，多数轻组分成为气相后上升，多数重组分被冷凝后成为液体，这样随着塔板数升高，其轻组分含量就越高，重组分就越少，从而达到分离效果。但是如果液相不足，就有可能不足以冷凝上升气体，弱化了之前的分离效果，造成塔顶馏出重组分太多，不合格，而塔顶回流正是为精馏塔提供足够的液相，适当的回流保证塔顶馏出合格。可见，回流比的大小，对精馏过程的分离效果和经济性有着重要的影响，因此，在精馏设计时，回流比是一个需认真选定的参数。本实施例中，较优地，精馏塔的回流比R为2～3。
此外，为了更好地调节回流比，所述四氯化硅回流罐4至精馏塔1塔顶的管线上设置有回流泵11。
经前述描述可知，回流既包括塔顶的液相回流，也包括塔釜部分汽化造成的气相回流。回流是构成汽、液两相接触传质使精馏过程得以连续进行的必要条件。若塔顶没有液相回流，或是塔釜没有再沸器产生的蒸汽回流，则塔板上的气液传质就缺少了相互作用的一方，也就失去了塔板的分离作用。因此，回流液的逐板下降和蒸汽的逐板上升是实现精馏的必要条件。
本实施例中，所述烛式过滤器10分离出的固体物可以作为工业垃圾进行处理，例如经过集中焚烧后直接排放，而分离出的液体经过pH值调节成中性后排放至下游废水处理工序。所述残渣水解器9至烛式过滤器10的管线上设置有渣浆泵12，以将残渣水解器9输出的残液泵入烛式过滤器10。所述残渣水解器9至烛式过滤器10的管线采用CPVC(氯化聚氯乙烯树脂)管，所述CPVC 由聚氯乙烯(PVC)树脂氯化改性制得。
如图1所示，所述回收处理装置还包括活性炭加料装置5，其与精馏塔塔釜相连，用于根据精馏塔1的进料量(即四氯化硅废液的进入量)定期向塔内加入预设量的活性炭颗粒，所述活性炭颗粒与精馏塔塔釜的所述处理后的四氯化硅废液中的四氯化硅高聚物进行吸附后，从塔釜排出。
此外，所述回收处理装置还包括板式蒸发器6和第二冷凝器 7。所述板式蒸发器6通过排残管线与精馏塔塔釜相连，其排渣口通过管线与残渣水解器9相连，用于对精馏塔塔釜排出的所述处理后的四氯化硅废液进行间歇加热蒸发，蒸发后得到的气相四氯化硅输出至第二冷凝器7，而蒸发后得到的残渣可通过其内的推料装置推入残渣水解器9，由残渣水解器9进行水解处理，其中，精馏塔塔釜排出的所述处理后的四氯化硅废液可设定为定期排入板式蒸发器6。所述第二冷凝器7用于将板式蒸发器6输出的气相四氯化硅冷凝为液相四氯化硅后输出至四氯化硅回收罐8。较优地，所述第二冷凝器7位于板式蒸发器6的上方。
本实施例中，四氯化硅回收罐8内的液相四氯化硅既可以作为精馏塔的原料使用，也可以作为氯硅烷衍生物的原料使用。
综上所述，本实用新型所述四氯化硅废液回收处理装置是一种经济环保型、资本投入较少，可净化回收四氯化硅废液中大部分四氯化硅的处理装置，其创新之处在于：利用活性炭的强吸附性，对精馏塔塔釜的所述处理后的四氯化硅废液进行杂质吸附后，再进行定量排渣操作，避免了塔釜液结焦、结固，解决了塔釜液浓度稀难以处理等难题；使用活性炭对废液中的金属氯化物进行吸附，最大化减少了易挥发金属氯化物的挥发对四氯化硅产品纯度的影响；处理后的四氯化硅废液(也可称为蒸浓残渣液)经板式蒸发器蒸发、冷凝后可回收得到高附加值的氯硅烷衍生物氯硅烷产品，蒸发后得到的残渣经过弱碱或者水的水解处理后，可直接过滤排放或者集中焚烧，不会对环境造成污染。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。