专利名称：改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及设备，特别是一种用以处理多种氯硅烷或氯化氢有害气体废气淋洗处理工艺。属生产多晶硅产生废弃物处理领域。
背景技术：
现有公知改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗装置是由淋洗塔、喷淋泵、单独收集废液池(水池中大量渣多由人工打捞)构成，其喷淋液是以水或氢氧化钙为主，废液输送入污水处理站处置。但是，单独收集废液池产生大量的渣是由人工打捞渣，工作量较大，且要配备专门的打捞渣运输工具。废渣含水率高且有腐蚀性，运输设施容易腐蚀损坏，运输和人工捞渣过程对周围环境污染较为严重。淋洗过程中喷淋液不能循环利用，造成药剂和喷淋水用量加大，增加废液产生量和生产成本。此外，该类废气淋洗装置无渣水分离机械设施，废液不能循环利用。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术不足，提出一种对现有改良西门子法生产多晶硅所产生废气进行的废气淋洗处理工艺及专用装置。该废气淋洗处理工艺及专用装置不仅能方便实现渣水分离的机械操作，而且让废液重复循环利用，解决了人工捞渣问题，提高废液重复利用率，同时提高废气处理装置的处理能力。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及装置，其特征在于采用NaOH碱液为淋洗液对废气在淋洗塔塔体(18)内进行淋洗处理，去除从采用改良西门子法生产多晶硅工艺中排出废气中的氯硅烷或氯化氢有害成分，净化处理后的废气经过安全液封罐(22)，废气达到国家排放标准后排放；净化处理后的废水落入每个淋洗塔(I)的淋洗液收集沟(2 )中，淋洗液收集沟(2 )收集的废水再集积到分流沟(15)中最后以自流方式流入渣水收集池(14)，每个渣水收集池(14)上装有一台全自动上下一体行车式往返刮板机(4)，渣水收集池(14)内通过全自动上下一体行车式往返刮板机(4)将废渣刮入或收集到搅拌池(8)，随后搅拌池(8)内的废渣再输送到箱式压滤机进行固液分离，分离得到的固定干渣送渣场堆存，滤液回流到循环水池(11)，供淋洗塔(I)再次使用。所述的淋洗液PH值小于或等于8，所使用的NaOH浓度为10%_15%。所述的淋洗处理是废气从淋洗塔塔体(18)底部的废气管进口(17)进入淋洗塔
(1)，经过碱液喷淋管道(19)，螺旋喷头(20)，捕沫器(21)三层NaOH淋洗液的净化处理。渣水收集池(14) 一侧是回流沟(6)，另一侧是分流沟(15);渣水收集池(14)设置三道过滤网格栅，第一道过滤网格栅是从淋洗液收集沟(2)自流到分流沟(15)，通过渣水收集池(14)的格栅进入水池，第二道过滤网是安装在渣水收集池(14)距离下部水面O. 5米处与回流沟(6)相接处的格栅，第三层过滤网安装在回流沟内壁的4个回流沟格栅(9)。渣水收集池(14)中部位置与回流沟(6)相接处，均匀开有三个出口，每个出口有一个过滤网(5)，水经过镶嵌在渣水收集池(14)中部位置壁内的过滤网格栅回流沟自流入循环水池(11)。每个过滤网(5)宽1. 2米X高O. 8米，过滤网采用PVC板材料制作，过滤网的格栅规格为1400X1300穿孔子板。箱式压滤机由机架部分、过滤部分、液压系统和电气系统四大部分组成；机架部分是机器的主体，用于支撑过滤结构，连接其它部件，机架部分内装有由止推板、压紧板、油缸和主粱部件构成的板框组；过滤部分包括有滤板和滤布，先由液压系统施加压紧板框组，料浆由中间压入板框组，分布在板框组中的各滤板之间，借助进料泵产生的压力，料浆被装在滤板中的滤布过滤，由于滤布作用，固体留在滤室内形成滤饼，滤液由水嘴或明流排出，实现固、液分离的脱液方法。全自动上下一体行车式往返刮板机(4)由控制器、电机、双轨道导轨(44)、双轨道导轨摆线针轮减速器、行车(43)、上刮板(49)和下刮板(40)组成；双轨道导轨(44)分别安装在渣水收集池(14)的两侧水池墙壁上，行车(43 )放置在双轨道导轨(44)上，上刮板(49 )和下刮板(40)与行车(43)之间是通过绞链连接，上刮板(49)和下刮板(40)的升降是靠吊绳(47)控制，控制器通过发出前进、后退、提升、下降四个线位行程开关接收信号，自动控制行车往返运行及上刮板(49)和下刮板(40)的同时升降；其中，双轨道导轨摆线针轮减速器带动行车向前运动时，控制器让上刮板(49 )和下刮板(40 )同时上升，下刮板(40 )离开渣水收集池(14)底部并浸泡在水面下，上刮板(49)只有三分之二上升露出水面、三分之一浸泡在渣水收集池(14)内水面下，上刮板(49)将漂浮在水面上浮渣刮进搅拌池(8);当行车
(43)运行到渣水收集池(14)顶端时，通过一个双轨道导轨摆线针轮减速器让上刮板(49)和下刮板(40 )同时全部下降，上刮板(49 )下降并全部浸泡在渣水收集池(14)内水面下，下刮板(40)也下降到与渣水收集池(14)底接触位置，然后，通过双轨道导轨摆线针轮减速器带动行车做返回运动(向后移动)，下刮板(40)将渣水收集池(14)的底渣刮入池顶端凹部收集槽(16 )内，再用泵打入搅拌池(8 )，当行车(43 )运行到达渣水收集顶端，上刮板(49 )和下刮板(40)同时再上升，行车(43)来回往复，上刮板(49)和下刮板(40)继续重复上述动作。所述的渣水收集池(14)内设有全自动上下一体行车式往返刮板机(4)，其全自动上下一体行车式往返刮板机(4)由控制器、行车驱动装置(41)、提升驱动装置(42)、双轨道导轨(44)、行车(43 )、刮板支架(48 )、上刮板(49 )和下刮板(40 )组成；行走驱动装置(41)提供行车(43)来回往返移动的动力，提升驱动装置(42)提出上刮板(49)和下刮板(40)同时上升及下降的动力，双轨道导轨(44)分别安装在渣水收集池(14)的两侧池壁上部，行车(43 )整体安装放置在双轨道导轨(44 )上，行车驱动装置(41)和提升驱动装置(42 )放置在行车(43 )上，随行车(43 )共同运动，上刮板(49 )和下刮板(40 )与行车(43 )之间是通过绞链连接，上刮板(49)和下刮板(40)的上升和下降由一根吊绳(47)完成，提升驱动装置(42)与吊绳(47)连接，控制器发出前进和后退信号，行车(43)自动沿着双轨道导轨(44)作来回移动或者往返移动，控制器发出上升和下降的信号，上刮板(49)和下刮板(40)同时作提升或下降动作。全自动上下一体行车式往返刮板机(4)中的刮板支架(48)与下刮板(40)之间通过左右各一根刮泥板(46)铰链连接。该发明废气淋洗装置采用NaOH碱液淋洗处理工艺，通过NaOH碱液对废气进行淋洗，除去废气中的有害成分氯硅烷/氯化氢，再经过安全液封罐使排放废气达到国家排放标准，其化学反应式如下SiCl4+H20 — H2SiO3 I +HC1+H2SiHCl3+H20 — H2SiO3 I +HC1+H2H2Si03+Na0 H — Na 2Si03 I + H2OH2Si03+Na0 H — Na 2Si04 I + H2OSiCl4+H2+02 — SiO2 丨 + HClHCl+ NaO H — NaCl I + H2O由上述反应式可以看出单独收集废液池废液控制在弱酸性或中性条件下生成的沉淀物是偏硅酸H2SiO3和二氧化硅SiO2，此类沉淀物产生大量细小颗粒所形成的泡沫状浮渣飘浮在水面上，浮渣渣体容易处理；在强碱性条件下生成的沉淀物是偏硅酸钠Na2SiO3的化合物和氯化钠NaCl，此类沉淀物呈胶状或结晶体，比重均大于水的比重而沉积在池底，不易机械捞渣。废气淋洗实验数据
权利要求
1.一种改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及装置，其特征在于采用NaOH 碱液为淋洗液对废气在淋洗塔塔体(18)内进行淋洗处理，去除从采用改良西门子法生产多晶硅工艺中排出废气中的氯硅烷或氯化氢有害成分，净化处理后的废气经过安全液封罐 (22)，废气达到国家排放标准后排放；净化处理后的废水落入每个淋洗塔(I)的淋洗液收集沟(2)中，淋洗液收集沟(2)收集的废水再集积到分流沟(15)中最后以自流方式流入渣水收集池(14)，每个渣水收集池(14)上装有一台全自动上下一体行车式往返刮板机(4)， 渣水收集池(14)内通过全自动上下一体行车式往返刮板机(4)将废渣刮入或收集到搅拌池(8)，随后搅拌池(8)内的废渣再输送到箱式压滤机进行固液分离，分离得到的固定干渣送渣场堆存，滤液回流到循环水池(11 )，供淋洗塔(I)再次使用。
2.根据权利要求1所述改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及装置，其特征在于所述的淋洗液PH值小于或等于8，所使用的NaOH浓度为10%_15%。
3.根据权利要求1所述改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及装置，其特征在于所述的淋洗处理是废气从淋洗塔塔体(18)底部的废气管进口(17)进入淋洗塔(1)， 经过碱液喷淋管道(19)，螺旋喷头(20)，捕沫器(21)三层NaOH淋洗液的净化处理。
4.根据权利要求3所述的改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及装置，其特征在于渣水收集池(14) 一侧是回流沟(6)，另一侧是分流沟(15);渣水收集池(14)设置三道过滤网格栅，第一道过滤网格栅是从淋洗液收集沟(2)自流到分流沟(15)，通过渣水收集池(14)的格栅进入水池，第二道过滤网是安装在渣水收集池(14)距离下部水面O. 5米处与回流沟(6)相接处的格栅，第三层过滤网安装在回流沟内壁的4个回流沟格栅(9)。渣水收集池(14)中部位置与回流沟(6)相接处，均匀开有三个出口，每个出口有一个过滤网(5)，水经过镶嵌在渣水收集池(14)中部位置壁内的过滤网格栅回流沟自流入循环水池(11)。
5.根据权利要求4所述的改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及装置，其特征在于每个过滤网(5)宽1.2米X高0.8米，过滤网采用PVC板材料制作，过滤网的格栅规格为1400X1300穿孔子板。
6.根据权利要求3所述的改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺，其特征在于箱式压滤机由机架部分、过滤部分、液压系统和电气系统四大部分组成；机架部分是机器的主体，用于支撑过滤结构，连接其它部件，机架部分内装有由止推板、压紧板、油缸和主粱部件构成的板框组；过滤部分包括有滤板和滤布，先由液压系统施加压紧板框组，料浆由中间压入板框组，分布在板框组中的各滤板之间，借助进料泵产生的压力，料浆被装在滤板中的滤布过滤，由于滤布作用，固体留在滤室内形成滤饼，滤液由水嘴或明流排出，实现固、液分离的脱液方法。
7.根据权利要求3所述的改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及装置，其特征在于全自动上下一体行车式往返刮板机(4)由控制器、电机、双轨道导轨(44)、双轨道导轨摆线针轮减速器、行车(43)、上刮板(49)和下刮板(40)组成；双轨道导轨(44)分别安装在渣水收集池(14)的两侧水池墙壁上，行车(43 )放置在双轨道导轨(44)上，上刮板(49 ) 和下刮板(40)与行车(43)之间是通过绞链连接，上刮板(49)和下刮板(40)的升降是靠吊绳(47)控制，控制器通过发出前进、后退、提升、下降四个线位行程开关接收信号，自动控制行车往返运行及上刮板(49)和下刮板(40)的同时升降；其中，双轨道导轨摆线针轮减速器带动行车向前运动时，控制器让上刮板(49 )和下刮板(40 )同时上升，下刮板(40 )离开渣水收集池(14)底部并浸泡在水面下，上刮板(49)只有三分之二上升露出水面、三分之一浸泡在渣水收集池(14)内水面下，上刮板(49)将漂浮在水面上浮渣刮进搅拌池(8);当行车 (43)运行到渣水收集池(14)顶端时，通过一个双轨道导轨摆线针轮减速器让上刮板(49) 和下刮板(40 )同时全部下降，上刮板(49 )下降并全部浸泡在渣水收集池(14)内水面下，下刮板(40)也下降到与渣水收集池(14)底接触位置，然后，通过双轨道导轨摆线针轮减速器带动行车做返回运动(向后移动)，下刮板(40)将渣水收集池(14)的底渣刮入池顶端凹部收集槽(16 )内，再用泵打入搅拌池(8 )，当行车(43 )运行到达渣水收集顶端，上刮板(49 )和下刮板(40)同时再上升，行车(43)来回往复，上刮板(49)和下刮板(40)继续重复上述动作。
8.根据权利要求1所述的改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及装置，其特征在于所述的渣水收集池(14)内设有全自动上下一体行车式往返刮板机(4)，其全自动上下一体行车式往返刮板机(4)由控制器、行车驱动装置(41)、提升驱动装置(42)、双轨道导轨(44)、行车(43 )、刮板支架(48 )、上刮板(49 )和下刮板(40 )组成；行走驱动装置(41) 提供行车(43)来回往返移动的动力，提升驱动装置(42)提出上刮板(49)和下刮板(40)同时上升及下降的动力，双轨道导轨(44)分别安装在渣水收集池(14)的两侧池壁上部，行车 (43 )整体安装放置在双轨道导轨(44 )上，行车驱动装置(41)和提升驱动装置(42 )放置在行车(43)上，随行车(43)共同运动，上刮板(49)和下刮板(40)与行车(43)之间是通过绞链连接，上刮板(49)和下刮板(40)的上升和下降由一根吊绳(47)完成，提升驱动装置(42) 与吊绳(47)连接，控制器发出前进和后退信号，行车(43)自动沿着双轨道导轨(44)作来回移动或者往返移动，控制器发出上升和下降的信号，上刮板(49)和下刮板(40)同时作提升或下降动作。
9.根据权利要求1所述的改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及装置，其特征在于全自动上下一体行车式往返刮板机(4)中的刮板支架(48)与下刮板(40)之间通过左右各一根刮泥板(46)铰链连接。
全文摘要
本发明一种废气淋洗处理工艺及装置，特别涉及采用改良西门子法生产多晶硅的废气淋洗处理工艺及装置，用以处理多种氯硅烷或氯化氢有害气体。属生产多晶硅产生的废弃物处理领域。该发明是在实验的基础上对多晶硅生产所产生废弃物进行的淋洗处理，通过控制淋洗所产生的废渣形态，利用专门的处理装置，设计出了处理能力大、残渣分离能力强和采用机械捞渣的废气处理装置。工艺采用10-15%NaOH碱液淋洗处理，通过碱液对废弃物进行淋洗，除去废弃物中的有害成分氯硅烷/氯化氢；产生的废渣通过全自动上下一体行车式往返刮板机刮入搅拌池，随后送入新型箱式压滤机进行固液分离，分离得到的干渣送渣场堆存，滤液回到淋洗塔循环池重复利用，净化后的尾气达到国家排放标准后排放。
文档编号B01D21/18GK102989300SQ20121056633
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者宋东明, 宋良杰, 方琼, 蒋万顺, 李才勇, 周祖萍, 沈宗喜, 丁丙恒, 章华, 邓亮 申请人:昆明冶研新材料股份有限公司