多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理工藝及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理工藝及裝置，該工藝是將尾氣和/或殘液送入淋洗塔中，采用質量濃度2?5%弱酸水在逆流狀態進行噴淋清洗，清洗后的氣體進入液封罐內采用清水進行凈化，最后出來的氣體放空；清洗后的液體作為弱酸水循環噴淋；步驟1）中循環噴淋的弱酸水超過限定濃度后，排出部分廢酸水后加水稀釋至所需濃度繼續使用，排出的廢酸水加入石灰乳液進行中和，然后采用壓濾機進行過濾，回用部分濾液，其余濾液和濾渣進行外排。該工藝及裝置確保了處理的尾氣達標排放；避免了噴頭、管道、設備的堵塞，操作安全、簡單；部分濾液回用和化工廢電石渣乳液回收利用，降低了用水消耗，節約了尾氣和/或殘液處理成本。
【專利說明】
多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理工藝及裝置
技術領域
[0001]本發明屬于多晶硅生產中尾氣和殘液處理領域，具體涉及多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理工藝及裝置。
【背景技術】
[0002]目前多晶硅生產中的尾氣處理中，在水封的密閉設備內，采用兩級凈化處理，一級用10%石灰乳液在順流的條件下循環噴淋，二級用液封罐內循環的10%石灰乳液凈化，產生的不凝性氣體排空；當循環液PH=6-9后，直接送入壓濾機固液分離，濾液外排，廢渣直接外運。殘液處理是在氮封的帶攪拌槳的密閉設備內，用10%石灰乳液中和，然后用氮氣將廢液壓入收集槽內，送入壓濾機固液分離，濾液外排，廢渣直接外運。
[0003]在10%石灰乳液處理尾氣和殘液的過程中，由于水解物的結塊問題，很容易造成設備、管道、噴嘴的堵塞;堵塞后，設備淋洗的效果不好，尾氣吸收不完全，排放的尾氣很難達標，且清堵的工作量大，負荷重，物料浪費嚴重。

【發明內容】

[0004]本發明的目的提供一種多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理工藝及裝置;能夠有效處理多晶硅生產中尾氣和/或殘液，設備不易結垢及堵塞，延長了使用壽命，且操作安全簡單。
[0005]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理工藝，其特征在于，具體包括以下步驟:
[0006]I)將尾氣和/或殘液送入淋洗塔中，采用質量濃度2-5%弱酸水在逆流狀態進行噴淋清洗，清洗后的氣體進入液封罐內采用清水進行凈化，最后出來的氣體放空;清洗后的液體作為弱酸水循環噴淋；
[0007]2)步驟I)中循環噴淋的弱酸水超過限定濃度后，排出部分廢酸水后加水稀釋至所需濃度繼續使用，排出的廢酸水加入石灰乳液進行中和至PH為7-8，然后采用壓濾機進行過濾，回用部分濾液，其余濾液和濾渣進行外排。
[0008]進一步地，所述弱酸水噴淋清洗時，采用空心錐渦流噴嘴噴淋弱酸水。可以改變現有的螺旋噴嘴易堵塞、清堵工作量大、且頻繁的特點。空心錐渦流噴嘴是在離心力的作用下進行工作，其噴料角度、覆蓋面積、流量大小，根據具體參數設定。噴淋時物料不會堵塞噴頭，淋洗效果好，確保了設備和液封罐連接的放空管道的通暢。
[0009]進一步地，所述空心錐渦流噴嘴在淋洗塔中由上至下設置為多級。一般采用三級空心錐渦流噴嘴設計，多級設計，能夠增加尾氣和/或殘液與弱酸水的接觸面積，使得尾氣和/或殘液中的有毒有害成分能夠盡可能多的被清洗后進入弱酸水中。
[0010]進一步地，所述的質量濃度10%石灰乳液采用工業廢電石渣進行制備而成。由于工業電石渣量大，處理成本高，本發明中將其利用于酸堿中和環境，正好變廢為寶，降低了尾氣和殘液的處理成本。同時對工業電石渣進行了處理;外運的電石渣膏經過清洗后，首先送入帶攪拌裝置的卸料斗中進行配置，濃度滿足要求后，通過環形管網送入使用點使用。
[0011]進一步地，所述步驟2)中回用部分濾液是將濾液用于配置石灰乳液。通過回收濾液，減少用水消耗，降低處理成本。配置石灰乳液的質量濃度為10%。
[0012]本發明還涉及多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理裝置，包括淋洗塔及與之連接的液封塔，淋洗塔還連接有循環池，循環池連接有中和池，中和池連接壓濾機;該裝置還包括石灰乳配制槽，石灰乳配制槽通過栗及管道連接中和池。
[0013]進一步地，該裝置還包括事故池，石灰乳配制槽通過栗及管道連接至事故池。事故池用于應急處置，當出現緊急事故(如突然停電)時，為保護現場設備或避免發生工藝、安全事故等，可立即將現場的尾氣切入裝有石灰乳液的事故池進行處理。
[0014]進一步地，該裝置還設有尾氣緩沖罐，其設置在淋洗塔的前端，所述的淋洗塔及液封塔各位兩套，可用于分別處理尾氣及殘夜。
[0015]進一步地，所述液封塔的出液口連接至淋洗塔的噴淋進液口；液封罐內的水可以在淋洗塔中進行再利用，減少廢液的產生與外，且節約用水。
[0016]進一步地，所述的淋洗塔與循環池之間還設有緩沖池，緩沖池還連接有進水管道。淋洗塔與緩沖池、緩沖池與循環池之間均通過溢流管道連接，當淋洗塔內的液體到達一定的儲存量時，溢流至緩沖池，然后進入循環池。通過循環栗再次栗入淋洗塔中對尾氣和/或殘液進行清洗，當檢測到緩沖池內的弱酸溫度和含量超過工藝指標時，此時如果不進行處理，弱酸吸收的效果將下降，應該將排出一部分液體至中和池，然后向緩沖池內加入工廠用水對其進行稀釋和降溫。同時中和池中的液體加入石灰乳液進行攪拌中和，然后栗入壓濾機中進行過濾，進行固液分離，濾液部分回用，部分外排，廢渣外運掩埋。
[0017]所涉及的工藝原理，尾氣和/或殘液與水溶液相互作用下，發生氯硅烷水解的放熱反應，從而使尾氣被凈化的反應式如下:
[0018]SiH2Cl2+3H20 = Si02.H20+2HC1+2H2T
[0019]SiHCl3+3H20 = Si02.H20+3HC1+H2T
[0020]SiCl4+3H20 = Si02.H20+4HC1
[0021]水解生成的氯化氫氣體被水吸收，生成弱鹽酸溶液，按下列反應式被石灰中和:
[0022]2HCl+Ca(0H)2 = CaCl2+2H20
[0023]本發明的有益效果為:
[0024]采用弱酸水噴淋氯硅烷尾氣和/或殘液，與傳統的用石灰乳噴淋相比，一有效的降低了石灰乳的消耗，由于石灰乳容易沉淀，其有效成分在循環噴淋過程中沒有完全利用，從而導致消耗高，處理成本也高;而用弱酸水噴淋，添加清水置換出來的酸水，直接攪拌中和，避免了石灰乳沉淀，降低了石灰乳消耗，降低了處理成本;二解決了石灰乳噴淋過程中玻璃鋼設備內溫升較快的問題，特別是解決了冬季設備內、外溫差大，設備熱脹冷縮導致的材料老化問題，保證了設備的使用壽命;三避免了石灰乳噴淋過程中，在設備內易結垢，堵塞設備、管道、噴嘴的問題，降低了清堵設備的工作負荷，確保了操作的安全、簡單。
[0025]本發明適用于多晶硅生產裝置，有效提高了設備的運行周期，解決了設備、管道、噴嘴容易堵塞的問題。相對于目前的10%石灰乳液噴淋工藝，所有的設備各I用I備共2臺，設備數量少，造價低，操作安全、簡單，淋洗效果好，在半年的運行周期內無需清堵;消耗成本、維護成本都比較經濟合理。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明的裝置結構示意圖。
[0027]圖2為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合實施例及附圖1和2來進一步說明本發明，但本發明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍。
[0029]多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理工藝，具體包括以下步驟:
[0030]I)將尾氣和/或殘液送入淋洗塔中，采用質量濃度2-5%弱酸水在逆流狀態進行噴淋清洗，清洗后的氣體進入液封罐內采用清水進行凈化，最后出來的氣體放空;清洗后的液體作為弱酸水循環噴淋；
[0031]2)步驟I)中循環噴淋的弱酸水超過限定濃度后，排出部分廢酸水后加水稀釋至所需濃度繼續使用，排出的廢酸水加入石灰乳液進行中和，然后采用壓濾機進行過濾，回用部分濾液，其余濾液和濾渣進行外排。
[0032]所述弱酸水噴淋清洗時，采用空心錐渦流噴嘴噴淋弱酸水。
[0033]所述空心錐渦流噴嘴在淋洗塔中由上至下設置為多級。
[0034]所述的石灰乳液采用工業廢電石渣進行制備而成。
[0035]所述步驟2)中回用部分濾液是將濾液用于配置質量濃度10%石灰乳液。
[0036]具體的工藝流程說明:
[0037]1、電石渣乳液制備:外運的電石渣膏經過清洗后，送入帶攪拌裝置的卸料斗中進行配置，濃度滿足工藝要求后，通過環形管網送入使用點使用。
[0038]2、尾氣處理:尾氣進入尾氣緩沖罐后，送入淋洗塔中，弱酸水在逆流狀態下用三級空心錐渦流噴嘴清洗，除去尾氣中有毒有害成分后，尾氣再進入液封罐被二次凈化，尾氣被徹底清洗干凈，最后的不凝性氣體放空。
[0039]3、殘液處理:殘液送入淋洗塔中，弱酸水在逆流狀態下用三級空心錐渦流噴嘴清洗，除去其有毒有害成分后，尾氣再進入液封罐被二次凈化，尾氣被徹底清洗干凈，最后的不凝性氣體放空。
[0040]4、廢液收集和處理:在淋洗過程中，氯硅烷尾氣及殘液水解物，被循環的弱酸水帶入緩沖池，通過溢流進入循環池再進行循環噴淋，當檢測到池內弱酸溫度和密度一旦超過工藝指標，弱酸吸收的效果將下降，便向池內添加工廠水降溫、稀釋弱酸濃度。同時，置換出來的廢酸通過溢流進入中和池，在帶攪拌裝置的中和池內被電石渣乳液就地中和后，用離心栗送入壓濾機進行固液分離，濾液部分回用，部分外排，廢渣外運掩埋。
[0041]5、應急處置:當出現緊急事故(如突然停電)時，為保護現場設備或避免發生工藝、安全事故等，可立即將現場的尾氣切入裝有石灰乳液的事故池進行處理。
[0042]多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理裝置，包括淋洗塔I及與之連接的液封塔2，淋洗塔I還連接有循環池3，循環池3連接有中和池4，中和池連接壓濾機5;該裝置還包括石灰乳配制槽6，石灰乳配制槽6通過栗及管道連接中和池4。
[0043]該裝置還包括事故池7，石灰乳配制槽6通過栗及管道連接至事故池。
[0044]該裝置還設有尾氣緩沖罐8，采用Q235材質，其設置在淋洗塔的前端，所述的淋洗塔I及液封罐2各為兩套。淋洗塔、液封罐為FRP玻璃鋼材質，循環池、中和池、事故池等為混鋼筋混凝土結構。
[0045]所述液封塔2的出液口連接至淋洗塔I的噴淋進液口。
[0046]所述的淋洗塔I與循環池3之間還設有緩沖池9，緩沖池9還連接有進水管道。
[0047]壓濾時可選擇廂式壓濾機及離心式壓濾栗。
【主權項】
1.多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理工藝，其特征在于，具體包括以下步驟: 1)將尾氣和/或殘液送入淋洗塔中，采用質量濃度2-5%弱酸水在逆流狀態進行噴淋清洗，清洗后的氣體進入液封罐內采用清水進行凈化，最后出來的氣體放空;清洗后的液體作為弱酸水循環噴淋； 2)步驟I)中循環噴淋的弱酸水超過限定濃度后，排出部分廢酸水后加水稀釋至所需濃度繼續使用，排出的廢酸水加入石灰乳液進行中和至PH為7-8，然后采用壓濾機進行過濾，回用部分濾液，其余濾液和濾渣進行外排。2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于:所述弱酸水噴淋清洗時，采用空心錐渦流噴嘴噴淋弱酸水。3.根據權利要求2所述的工藝，其特征在于:所述空心錐渦流噴嘴在淋洗塔中由上至下設置為多級。4.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于:所述的質量濃度10%石灰乳液采用工業廢電石渣進行制備而成。5.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于:所述步驟2)中回用部分濾液是將濾液用于配置石灰乳液。6.多晶硅生產中尾氣和/或殘液處理裝置，其特征在于:包括淋洗塔(I)及與之連接的液封塔(2 )，淋洗塔(I)還連接有循環池(3 )，循環池(3 )連接有中和池(4 )，中和池連接壓濾機(5);該裝置還包括石灰乳配制槽(6)，石灰乳配制槽(6)通過栗及管道連接中和池(4)。7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于:該裝置還包括事故池(7)，石灰乳配制槽(6)通過栗及管道連接至事故池。8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于:該裝置還設有尾氣緩沖罐(8)，其設置在淋洗塔的前端，所述的淋洗塔(I)及液封塔(2)各位兩套。9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于:所述液封塔(2)的出液口連接至淋洗塔(I)的噴淋進液口。10.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于:所述的淋洗塔(I)與循環池(3)之間還設有緩沖池(9)，緩沖池(9)還連接有進水管道。
【文檔編號】B01D53/68GK105920986SQ201610341094
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月20日
【發明人】姚愛兵, 陳亮
【申請人】宜昌南玻硅材料有限公司