用于多晶硅生产中含二氯二氢硅废液的回收利用装置的制作方法

文档序号:13659696阅读:303来源:国知局

本实用新型属废液处理技术领域,具体涉及一种用于多晶硅生产中含二氯二氢硅废液的回收利用装置。



背景技术:

在多晶硅生产系统中,为了能够得到高纯的多晶硅成品,在原料处理部分必须要有物料杂质的富集与排放,而废液的处理常常会给生产单位带来较大经济负担与环保压力。随着国家对自然环境保护的逐步重视,环保压力以及环保成本将会越来越高,优化废液量以及提高废液处理能力是迫在眉睫需要解决的问题。现有多晶硅厂家其精馏废液中的二氯二氢硅危险性高,常温常压下就会发生爆炸,而现在对含二氯二氢硅废液的处理方法多为直接水解或者物料混合后作为危废外运,这种方式会有少部分二氯二氢硅作为系统低沸排出系统,导致二氯二氢硅会在排废中引起废液处理难度大,增加了成本并且具有较高的安全环保风险。因此有必要提出改进。



技术实现要素:

本实用新型解决的技术问题:提供一种用于多晶硅生产中含二氯二氢硅废液的回收利用装置,本实用新型能够对多晶硅生产的废液中的二氯二氢硅循环回收转化利用,能有效减少由于废液外排而造成的价值损失,提高了物质的回收利用率,降低了废液处理的危险性,本实用新型采用的设备组合,能够减少单位物质与能量的消耗,降低能耗,设备数量少,制造成本低,实现方便。

本实用新型采用的技术方案:用于多晶硅生产中含二氯二氢硅废液的回收利用装置,包括废液储罐、高低沸处理精馏塔、脱轻精馏塔、四氯化硅提纯塔、混合器以及反歧化装置,所述废液储罐通过废液输送泵与高低沸处理精馏塔连接而将废液储罐内部含二氯二氢硅废液输送至高低沸处理精馏塔内部进行精馏分离;所述高低沸处理精馏塔塔顶与脱轻精馏塔连接而将其塔顶产品输送至脱轻精馏塔内精馏,所述脱轻精馏塔塔顶通过二氯二氢硅输送泵与混合器连接并将脱轻精馏塔内产生的塔顶物料输送至混合器;所述高低沸处理精馏塔塔釜与四氯化硅提纯塔连接并将其塔釜液送至四氯化硅提纯塔内部完成提纯,所述四氯化硅提纯塔塔顶通过四氯化硅输送泵与混合器连接并将四氯化硅提纯塔塔顶物料送至混合器内;所述混合器与反歧化装置连接并将脱轻精馏塔和四氯化硅提纯塔输送来的物料混合后送至反歧化装置内部完成反应,所述反歧化装置通过与废液储罐连接将其内部反应产物输送至废液储罐内进行循环回收处理。

其中,所述脱轻精馏塔塔釜设有将塔釜物料输出的出口,所述脱轻精馏塔塔顶连接有脱轻塔顶回流罐,所述塔顶回流罐与二氯二氢硅输送泵连接,所述二氯二氢硅输送泵与混合器连接,所述二氯二氢硅输送泵与混合器连接管路上设有流量计Ⅰ、切断阀和调节阀。

进一步地,所述四氯化硅提纯塔塔釜设有将塔釜最终废料排出的排出口,所述四氯化硅提纯塔塔顶连接有提纯塔顶回流罐,所述提纯塔顶回流罐与四氯化硅提纯塔连接管路上设有回流泵,所述提纯塔顶回流罐与四氯化硅输送泵进口连接,所述四氯化硅输送泵出口与混合器进口连接,所述四氯化硅输送泵与混合器的连接管路上设有调节阀Ⅱ和流量计Ⅲ。

进一步地,所述反歧化装置上设有温度计和压力表,所述反歧化装置物料出口处设有过滤器,所述反歧化装置与废液储罐的连接管路上设有调节阀Ⅲ。

进一步地,所述反歧化装置内通过调节流量计Ⅰ好调节阀以及调节阀Ⅱ和流量计Ⅲ使其内部温度在10℃至100℃范围、压力在2barg至15barg范围、混合比例由1:1至1:15范围内进而控制二氯二氢硅的转化率。

本实用新型与现有技术相比的优点:

1、本方案中先通过高低沸处理精馏塔进行精馏,使塔釜得到重组分四氯化硅,塔顶得到含有二氯二氢轻组分物料,二氯二氢轻组分物料再通过脱轻精馏塔精馏后其塔顶二氯二氢硅送往反歧化装置,重组分四氯化硅通过四氯化硅提纯塔提纯后也送往反歧化装置,在反歧化装置内,二氯二氢硅与四氯化硅在合适的温度压力下反应转化后再返回高低沸处理精馏,进行循环回收转化,最终使塔顶的二氯二氢硅全部在反歧化装置中转化为三氯氢硅,系统不再产生二氯二氢硅,能够有效减少由于废液外排而造成的价值损失,提高了物质的回收利用率,降低了废液处理的危险性,本实用新型设备数量少,制造成本低,实现方便;

2、本方案中利用高低沸处理精馏塔和脱轻精馏塔,能耦合反歧化装置内的反应温度及压力,从而减少单位物质与能量的消耗,降低能耗;

3、本方案中使反歧化装置内的温度控制在10℃至100℃范围、压力控制在2barg至15barg范围、混合比例控制在1:1至1:15范围内,能够保证一定的物料停留时间,使物料能够充分与反歧化树酯接触,从而提高单次转化率。

附图说明

图1为本实用新型的原理流程图。

具体实施方式

下面结合附图1描述本实用新型的实施例。

用于多晶硅生产中含二氯二氢硅废液的回收利用装置,如图1所示,包括废液储罐5、高低沸处理精馏塔3、脱轻精馏塔4、四氯化硅提纯塔22、混合器16以及反歧化装置17,所述废液储罐5通过废液输送泵2与高低沸处理精馏塔3连接而将废液储罐5内部含二氯二氢硅废液输送至高低沸处理精馏塔3内部进行精馏分离。所述高低沸处理精馏塔3塔顶与脱轻精馏塔4连接而将其塔顶产品输送至脱轻精馏塔4内精馏,所述脱轻精馏塔4塔顶通过二氯二氢硅输送泵11与混合器16连接并将脱轻精馏塔4内产生的塔顶物料输送至混合器16;具体的,所述脱轻精馏塔4塔釜设有将塔釜物料输出的出口,所述脱轻精馏塔4塔顶连接有脱轻塔顶回流罐7,所述脱轻塔顶回流罐7与二氯二氢硅输送泵11连接,所述二氯二氢硅输送泵11与混合器16连接,所述二氯二氢硅输送泵11与混合器16连接管路上设有流量计Ⅰ15、切断阀13和调节阀14。所述高低沸处理精馏塔3塔釜与四氯化硅提纯塔22连接并将其塔釜液送至四氯化硅提纯塔22内部完成提纯,所述四氯化硅提纯塔22塔顶通过四氯化硅输送泵26与混合器16连接并将四氯化硅提纯塔22塔顶物料送至混合器16内;具体的,所述四氯化硅提纯塔22塔釜设有将塔釜最终废料排出的排出口,所述四氯化硅提纯塔22塔顶连接有提纯塔顶回流罐24,所述提纯塔顶回流罐24与四氯化硅提纯塔22连接管路上设有回流泵25,所述提纯塔顶回流罐24与四氯化硅输送泵26进口连接,所述四氯化硅输送泵26出口与混合器16进口连接,所述四氯化硅输送泵26与混合器16的连接管路上设有调节阀Ⅱ31和流量计Ⅲ32。所述混合器16与反歧化装置17连接并将脱轻精馏塔4和四氯化硅提纯塔22输送来的物料混合后送至反歧化装置17内部完成反应,所述反歧化装置17通过与废液储罐5连接将其内部反应产物输送至废液储罐5内进行循环回收处理,所述反歧化装置17上设有温度计18和压力表19,所述反歧化装置17物料出口处设有过滤器20,所述反歧化装置17与废液储罐5的连接管路上设有调节阀Ⅲ21。

本实用新型工作时,首先利用压力管道将含有二氯二氢硅的混合废液1压入废液储罐5内储存,之后使用废液输送泵2将物料送往高低沸处理精馏塔内3内进行精馏,高低沸处理精馏塔内3塔釜得到重组分四氯化硅,而高低沸处理精馏塔内3塔顶得到含有二氯二氢硅轻组分物料,高低沸处理精馏塔内3塔顶轻组分物料进入脱轻精馏塔4精馏后,脱轻精馏塔4的塔顶物料进入脱轻塔顶回流罐7内,脱轻塔顶回流罐7内一部分塔顶冷凝液8作为塔顶回流液9回到塔内,另一部分作为二氯二氢硅原料10经过二氯二氢硅输送泵11、调节阀14根据流量计15检测数据调整开度,使其进入混合器16,其中二氯二氢硅输送泵11内一部分冷凝液作为输送泵回流液12返回脱轻塔顶回流罐7内。为了保证二氯二氢硅输送安全,在二氯二氢硅输送泵11和混合器16的连接管线上设置有切断阀13,提高安全性。脱轻精馏塔4塔釜得到纯的三氯氢硅作为塔釜产品6送至界外。高低沸处理精馏塔3塔釜液送至四氯化硅提纯塔22,四氯化硅提纯塔22的塔釜排废23作为最终排废,其中仅含有四氯化硅以及其它重杂质;四氯化硅提纯塔22塔顶物料进入提纯塔顶回流罐24,提纯塔顶回流罐24内的塔顶冷凝液经回流泵25一部分作为回流液27返回四氯化硅提纯塔22塔内,另一部分作为精馏产品29送至精制四氯化硅储罐,其中四氯化硅储罐与回流泵25的连接管线上设有流量计Ⅱ28,能够控制四氯化硅的控制量;提纯塔顶回流罐24内的塔顶冷凝液另一部分通过四氯化硅输送泵26输送并经调节阀31和流量计32对四氯化硅30输送量的控制,最终将其送至混合器16与二氯二氢硅混合,混合器16中混合后的物料进入反歧化装置17,通过反歧化装置17上设置的温度计18和压力表19检测反歧化装置17的运行状态,并通过调节阀21控制系统内温度与压力,在反歧化装置17物料出口处设置的过滤器20能够防止反歧化装置17内的树酯通过,最终反歧化装置17反应后的物料经调节阀21调节后的再次进入废液储罐5内完成一次循环。循环一次后,二氯二氢硅浓度降低,三氯氢硅浓度上升,将这些物料再次通过高低沸处理精馏塔3、脱轻精馏塔4、四氯化硅提纯塔22直至二氯二氢硅全部转化为三氯氢硅。由于系统运行为动态,外界不断补充含二氯二氢硅废液1,系统推动力不会由于二氯二氢硅一次循环后浓度变小而变小。本实用新型通过高低沸处理精馏塔3、脱轻精馏塔4、四氯化硅提纯塔22、反歧化装置17等对多晶硅生产中的二氯二氢硅循环回收转化,能够有效减少由于废液外排而造成的价值损失,提高了物质的回收利用率,降低了废液处理的危险性,并且采用高低沸处理精馏塔3和脱轻精馏塔4,能耦合反歧化装置内的反应温度及压力,从而减少单位物质与能聊的消耗,降低能耗,本实用新型设备数量少,制造成本低,实现方便。

优选的,所述反歧化装置17内通过调节流量计Ⅰ15核调节阀14以及调节阀Ⅱ31和流量计Ⅲ32使其内部温度在10℃至100℃范围、压力在2barg至15barg范围、混合比例由1:1至1:15范围内,能够保证一定的物料停留时间,使物料能够充分与反歧化树酯接触,从而提高单次转化率。

上述实施例,只是本实用新型的较佳实施例,并非用来限制本实用新型实施范围,故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化,均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

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