多晶硅生产中尾气和/或残液处理工艺及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种多晶硅生产中尾气和/或残液处理工艺及装置，该工艺是将尾气和/或残液送入淋洗塔中，采用质量浓度2?5%弱酸水在逆流状态进行喷淋清洗，清洗后的气体进入液封罐内采用清水进行净化，最后出来的气体放空；清洗后的液体作为弱酸水循环喷淋；步骤1）中循环喷淋的弱酸水超过限定浓度后，排出部分废酸水后加水稀释至所需浓度继续使用，排出的废酸水加入石灰乳液进行中和，然后采用压滤机进行过滤，回用部分滤液，其余滤液和滤渣进行外排。该工艺及装置确保了处理的尾气达标排放；避免了喷头、管道、设备的堵塞，操作安全、简单；部分滤液回用和化工废电石渣乳液回收利用，降低了用水消耗，节约了尾气和/或残液处理成本。
【专利说明】
多晶硅生产中尾气和/或残液处理工艺及装置
技术领域
[0001]本发明属于多晶硅生产中尾气和残液处理领域，具体涉及多晶硅生产中尾气和/或残液处理工艺及装置。
【背景技术】
[0002]目前多晶硅生产中的尾气处理中，在水封的密闭设备内，采用两级净化处理，一级用10%石灰乳液在顺流的条件下循环喷淋，二级用液封罐内循环的10%石灰乳液净化，产生的不凝性气体排空；当循环液PH=6-9后，直接送入压滤机固液分离，滤液外排，废渣直接外运。残液处理是在氮封的带搅拌桨的密闭设备内，用10%石灰乳液中和，然后用氮气将废液压入收集槽内，送入压滤机固液分离，滤液外排，废渣直接外运。
[0003]在10%石灰乳液处理尾气和残液的过程中，由于水解物的结块问题，很容易造成设备、管道、喷嘴的堵塞;堵塞后，设备淋洗的效果不好，尾气吸收不完全，排放的尾气很难达标，且清堵的工作量大，负荷重，物料浪费严重。
【发明内容】
[0004]本发明的目的提供一种多晶硅生产中尾气和/或残液处理工艺及装置;能够有效处理多晶硅生产中尾气和/或残液，设备不易结垢及堵塞，延长了使用寿命，且操作安全简单。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:多晶硅生产中尾气和/或残液处理工艺，其特征在于，具体包括以下步骤:
[0006]I)将尾气和/或残液送入淋洗塔中，采用质量浓度2-5%弱酸水在逆流状态进行喷淋清洗，清洗后的气体进入液封罐内采用清水进行净化，最后出来的气体放空;清洗后的液体作为弱酸水循环喷淋；
[0007]2)步骤I)中循环喷淋的弱酸水超过限定浓度后，排出部分废酸水后加水稀释至所需浓度继续使用，排出的废酸水加入石灰乳液进行中和至PH为7-8，然后采用压滤机进行过滤，回用部分滤液，其余滤液和滤渣进行外排。
[0008]进一步地，所述弱酸水喷淋清洗时，采用空心锥涡流喷嘴喷淋弱酸水。可以改变现有的螺旋喷嘴易堵塞、清堵工作量大、且频繁的特点。空心锥涡流喷嘴是在离心力的作用下进行工作，其喷料角度、覆盖面积、流量大小，根据具体参数设定。喷淋时物料不会堵塞喷头，淋洗效果好，确保了设备和液封罐连接的放空管道的通畅。
[0009]进一步地，所述空心锥涡流喷嘴在淋洗塔中由上至下设置为多级。一般采用三级空心锥涡流喷嘴设计，多级设计，能够增加尾气和/或残液与弱酸水的接触面积，使得尾气和/或残液中的有毒有害成分能够尽可能多的被清洗后进入弱酸水中。
[0010]进一步地，所述的质量浓度10%石灰乳液采用工业废电石渣进行制备而成。由于工业电石渣量大，处理成本高，本发明中将其利用于酸碱中和环境，正好变废为宝，降低了尾气和残液的处理成本。同时对工业电石渣进行了处理;外运的电石渣膏经过清洗后，首先送入带搅拌装置的卸料斗中进行配置，浓度满足要求后，通过环形管网送入使用点使用。
[0011]进一步地，所述步骤2)中回用部分滤液是将滤液用于配置石灰乳液。通过回收滤液，减少用水消耗，降低处理成本。配置石灰乳液的质量浓度为10%。
[0012]本发明还涉及多晶硅生产中尾气和/或残液处理装置，包括淋洗塔及与之连接的液封塔，淋洗塔还连接有循环池，循环池连接有中和池，中和池连接压滤机;该装置还包括石灰乳配制槽，石灰乳配制槽通过栗及管道连接中和池。
[0013]进一步地，该装置还包括事故池，石灰乳配制槽通过栗及管道连接至事故池。事故池用于应急处置，当出现紧急事故(如突然停电)时，为保护现场设备或避免发生工艺、安全事故等，可立即将现场的尾气切入装有石灰乳液的事故池进行处理。
[0014]进一步地，该装置还设有尾气缓冲罐，其设置在淋洗塔的前端，所述的淋洗塔及液封塔各位两套，可用于分别处理尾气及残夜。
[0015]进一步地，所述液封塔的出液口连接至淋洗塔的喷淋进液口；液封罐内的水可以在淋洗塔中进行再利用，减少废液的产生与外，且节约用水。
[0016]进一步地，所述的淋洗塔与循环池之间还设有缓冲池，缓冲池还连接有进水管道。淋洗塔与缓冲池、缓冲池与循环池之间均通过溢流管道连接，当淋洗塔内的液体到达一定的储存量时，溢流至缓冲池，然后进入循环池。通过循环栗再次栗入淋洗塔中对尾气和/或残液进行清洗，当检测到缓冲池内的弱酸温度和含量超过工艺指标时，此时如果不进行处理，弱酸吸收的效果将下降，应该将排出一部分液体至中和池，然后向缓冲池内加入工厂用水对其进行稀释和降温。同时中和池中的液体加入石灰乳液进行搅拌中和，然后栗入压滤机中进行过滤，进行固液分离，滤液部分回用，部分外排，废渣外运掩埋。
[0017]所涉及的工艺原理，尾气和/或残液与水溶液相互作用下，发生氯硅烷水解的放热反应，从而使尾气被净化的反应式如下:
[0018]SiH2Cl2+3H20 = Si02.H20+2HC1+2H2T
[0019]SiHCl3+3H20 = Si02.H20+3HC1+H2T
[0020]SiCl4+3H20 = Si02.H20+4HC1
[0021]水解生成的氯化氢气体被水吸收，生成弱盐酸溶液，按下列反应式被石灰中和:
[0022]2HCl+Ca(0H)2 = CaCl2+2H20
[0023]本发明的有益效果为:
[0024]采用弱酸水喷淋氯硅烷尾气和/或残液，与传统的用石灰乳喷淋相比，一有效的降低了石灰乳的消耗，由于石灰乳容易沉淀，其有效成分在循环喷淋过程中没有完全利用，从而导致消耗高，处理成本也高;而用弱酸水喷淋，添加清水置换出来的酸水，直接搅拌中和，避免了石灰乳沉淀，降低了石灰乳消耗，降低了处理成本;二解决了石灰乳喷淋过程中玻璃钢设备内温升较快的问题，特别是解决了冬季设备内、外温差大，设备热胀冷缩导致的材料老化问题，保证了设备的使用寿命;三避免了石灰乳喷淋过程中，在设备内易结垢，堵塞设备、管道、喷嘴的问题，降低了清堵设备的工作负荷，确保了操作的安全、简单。
[0025]本发明适用于多晶硅生产装置，有效提高了设备的运行周期，解决了设备、管道、喷嘴容易堵塞的问题。相对于目前的10%石灰乳液喷淋工艺，所有的设备各I用I备共2台，设备数量少，造价低，操作安全、简单，淋洗效果好，在半年的运行周期内无需清堵;消耗成本、维护成本都比较经济合理。
【附图说明】
[0026]图1是本发明的装置结构示意图。
[0027]图2为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合实施例及附图1和2来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
[0029]多晶硅生产中尾气和/或残液处理工艺，具体包括以下步骤:
[0030]I)将尾气和/或残液送入淋洗塔中，采用质量浓度2-5%弱酸水在逆流状态进行喷淋清洗，清洗后的气体进入液封罐内采用清水进行净化，最后出来的气体放空;清洗后的液体作为弱酸水循环喷淋；
[0031]2)步骤I)中循环喷淋的弱酸水超过限定浓度后，排出部分废酸水后加水稀释至所需浓度继续使用，排出的废酸水加入石灰乳液进行中和，然后采用压滤机进行过滤，回用部分滤液，其余滤液和滤渣进行外排。
[0032]所述弱酸水喷淋清洗时，采用空心锥涡流喷嘴喷淋弱酸水。
[0033]所述空心锥涡流喷嘴在淋洗塔中由上至下设置为多级。
[0034]所述的石灰乳液采用工业废电石渣进行制备而成。
[0035]所述步骤2)中回用部分滤液是将滤液用于配置质量浓度10%石灰乳液。
[0036]具体的工艺流程说明:
[0037]1、电石渣乳液制备:外运的电石渣膏经过清洗后，送入带搅拌装置的卸料斗中进行配置，浓度满足工艺要求后，通过环形管网送入使用点使用。
[0038]2、尾气处理:尾气进入尾气缓冲罐后，送入淋洗塔中，弱酸水在逆流状态下用三级空心锥涡流喷嘴清洗，除去尾气中有毒有害成分后，尾气再进入液封罐被二次净化，尾气被彻底清洗干净，最后的不凝性气体放空。
[0039]3、残液处理:残液送入淋洗塔中，弱酸水在逆流状态下用三级空心锥涡流喷嘴清洗，除去其有毒有害成分后，尾气再进入液封罐被二次净化，尾气被彻底清洗干净，最后的不凝性气体放空。
[0040]4、废液收集和处理:在淋洗过程中，氯硅烷尾气及残液水解物，被循环的弱酸水带入缓冲池，通过溢流进入循环池再进行循环喷淋，当检测到池内弱酸温度和密度一旦超过工艺指标，弱酸吸收的效果将下降，便向池内添加工厂水降温、稀释弱酸浓度。同时，置换出来的废酸通过溢流进入中和池，在带搅拌装置的中和池内被电石渣乳液就地中和后，用离心栗送入压滤机进行固液分离，滤液部分回用，部分外排，废渣外运掩埋。
[0041]5、应急处置:当出现紧急事故(如突然停电)时，为保护现场设备或避免发生工艺、安全事故等，可立即将现场的尾气切入装有石灰乳液的事故池进行处理。
[0042]多晶硅生产中尾气和/或残液处理装置，包括淋洗塔I及与之连接的液封塔2，淋洗塔I还连接有循环池3，循环池3连接有中和池4，中和池连接压滤机5;该装置还包括石灰乳配制槽6，石灰乳配制槽6通过栗及管道连接中和池4。
[0043]该装置还包括事故池7，石灰乳配制槽6通过栗及管道连接至事故池。
[0044]该装置还设有尾气缓冲罐8，采用Q235材质，其设置在淋洗塔的前端，所述的淋洗塔I及液封罐2各为两套。淋洗塔、液封罐为FRP玻璃钢材质，循环池、中和池、事故池等为混钢筋混凝土结构。
[0045]所述液封塔2的出液口连接至淋洗塔I的喷淋进液口。
[0046]所述的淋洗塔I与循环池3之间还设有缓冲池9，缓冲池9还连接有进水管道。
[0047]压滤时可选择厢式压滤机及离心式压滤栗。
【主权项】
1.多晶硅生产中尾气和/或残液处理工艺，其特征在于，具体包括以下步骤: 1)将尾气和/或残液送入淋洗塔中，采用质量浓度2-5%弱酸水在逆流状态进行喷淋清洗，清洗后的气体进入液封罐内采用清水进行净化，最后出来的气体放空;清洗后的液体作为弱酸水循环喷淋； 2)步骤I)中循环喷淋的弱酸水超过限定浓度后，排出部分废酸水后加水稀释至所需浓度继续使用，排出的废酸水加入石灰乳液进行中和至PH为7-8，然后采用压滤机进行过滤，回用部分滤液，其余滤液和滤渣进行外排。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:所述弱酸水喷淋清洗时，采用空心锥涡流喷嘴喷淋弱酸水。3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于:所述空心锥涡流喷嘴在淋洗塔中由上至下设置为多级。4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:所述的质量浓度10%石灰乳液采用工业废电石渣进行制备而成。5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:所述步骤2)中回用部分滤液是将滤液用于配置石灰乳液。6.多晶硅生产中尾气和/或残液处理装置，其特征在于:包括淋洗塔(I)及与之连接的液封塔(2 )，淋洗塔(I)还连接有循环池(3 )，循环池(3 )连接有中和池(4 )，中和池连接压滤机(5);该装置还包括石灰乳配制槽(6)，石灰乳配制槽(6)通过栗及管道连接中和池(4)。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于:该装置还包括事故池(7)，石灰乳配制槽(6)通过栗及管道连接至事故池。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于:该装置还设有尾气缓冲罐(8)，其设置在淋洗塔的前端，所述的淋洗塔(I)及液封塔(2)各位两套。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于:所述液封塔(2)的出液口连接至淋洗塔(I)的喷淋进液口。10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于:所述的淋洗塔(I)与循环池(3)之间还设有缓冲池(9)，缓冲池(9)还连接有进水管道。
【文档编号】B01D53/68GK105920986SQ201610341094
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】姚爱兵, 陈亮
【申请人】宜昌南玻硅材料有限公司