一种多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统的制作方法

专利2023-10-30  103


本实用新型涉及多晶硅生产技术领域,尤其涉及一种多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统。



背景技术:

多晶硅生产主要包含如下主工艺装置:还原工艺装置、精馏分离提纯工艺装置、尾气回收工艺装置、冷氢化工艺装置、废气回收装置、渣浆处理装置。以上主工艺装置在正常生产过程中需要排放一定量的工艺含氢废气及排渣废液;含氢废气中主要成分含氯硅烷(二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅)、硅粉、含硼磷铝高沸物及氯硅烷聚合物、氯化氢气体及氮气和氢气等;排渣废液主要四氯化硅、硅粉、杂质高废物等;目前,含氯硅烷“三废”处理方法:1.对含氯硅烷废液、废渣主要通过渣浆处理,集中接受排渣的废液,经蒸发回收大部分氯硅烷,剩下含有硅粉及氯硅烷将排至水解搅拌罐,与约3%氢氧化钠溶液发生水解中和反应,产高盐水、硅渣、硅烷水解物及金属氯化物等杂质,再通过加碱,调整ph值为中性液后,送到废水处理站;2.对废气处理,废气先经过水洗,其过程产生大量废水呈现强酸性;后再经过碱洗,不能被吸收的惰性气体则经水封后高点安全放空,最后再对酸性废水进行加碱中和;其废气处理整个过程中,主要是通过水洗,碱中和反应,都需要消耗大量液碱,及消耗的水量巨大。这种处理方式对环境的污染、破坏和资源的浪费是十分惊人的。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型提供一种多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,主要目的在于减少废水排放量和碱消耗,实现废物回收利用。

为达到上述目的,本实用新型主要提供如下技术方案:

本实用新型的实施例提供一种多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,包括:固液分离器、固杂缓冲容器、水解搅拌机构、真空解析塔、冷却器、再沸器和酸液收集容器;

所述固液分离器上具有废料入口;

所述固液分离器上设置有加热组件一,用于给所述固液分离器加热;

所述固杂缓冲容器的进料口与所述固液分离器的固液出料口连通,用于接收所述固液分离器排出的固相和液相物料;

所述水解搅拌机构的进料口与所述固杂缓冲容器的固液出料口连通,用于接收所述固杂缓冲容器排出的固相和液相物料;

所述真空解析塔的进料口与所述固液分离器的气体出料口连通,用于接收所述固液分离器中气相物料;

所述真空解析塔的进料口与所述固杂缓冲容器的气体出料口连通,用于接收所述固杂缓冲容器中气相物料;

所述冷却器的进料口与所述真空解析塔的气体出料口连通,用于接收所述真空解析塔中的气相物料,并进行冷却;所述冷却器的出料口分别与所述真空解析塔和所述固液分离器连通;

所述再沸器的进料口与所述真空解析塔的出料口连通;所述再沸器的出料口与所述真空解析塔连通,以对所述真空解析塔输出的液体进行加热后,输入到所述真空解析塔;

所述酸液收集容器与所述真空解析塔的出料口连通,以收集所述真空解析塔输出的液体物料。

进一步地,所述加热组件一设置在所述固液分离器的外壁上;所述加热组件一通过蒸汽加热。

进一步地,所述加热组件一为固定在所述固液分离器的外壁上的蒸汽加热夹套。

进一步地,所述水解搅拌机构的出料口与渣液泵的入口连通;所述渣液泵的出口与压缩机构连通。

进一步地,所述渣液泵与所述压缩机构之间设置有回水管路;所述回水管路的一端与所述渣液泵的出口连通,另一端与所述水解搅拌机构连通。

进一步地,所述冷却器上设置有负压泵,以促使所述真空解析塔中的气体向所述冷却器流动。

进一步地,所述冷却器的出料口与所述真空解析塔通过第一管道连通;所述第一管道上设置有第一调节阀;

所述冷却器的出料口与所述固液分离器通过第二管道连通;所述第二管道上设置有第二调节阀。

进一步地,所述固杂缓冲容器上设置有加热组件二,用于给所述固杂缓冲容器加热。

进一步地,所述加热组件二设置在所述固杂缓冲容器的外壁上;所述加热组件二通过蒸汽加热。

进一步地,所述酸液收集容器的出液口与酸液输送泵的进口连通,以将所述酸液输送至其它系统。

借由上述技术方案,本实用新型多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统至少具有下列优点:

能够减少废水排放量和碱消耗,实现废物回收利用。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统的示意图。

图中所示:

1为固液分离器,1-1为废料入口,2为加热组件一,3为固杂缓冲容器,4为加热组件二,5为水解搅拌机构,6为渣液泵,7为回水管路,8为真空解析塔,9为冷却器,10为再沸器,11为酸液收集容器,12为酸液输送泵,13为负压泵,14为第一管道,15为第二管道。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1所示,本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,包括:固液分离器1、固杂缓冲容器3、水解搅拌机构5、真空解析塔8、冷却器9、再沸器10和酸液收集容器11;

固液分离器1上具有废料入口1-1;可以通入来自干燥机渣浆排渣料及三废处理水洗塔酸性废水;固液分离器1上设置有加热组件一2,用于给固液分离器1加热,以利于固液分离器1中的化学反应;优选,加热组件一2设置在固液分离器1的外壁上;加热组件一2通过蒸汽加热,以使温度便于控制,其蒸汽加热有利于整个系统的蒸汽利用。进一步优选,加热组件一2为固定在固液分离器1的外壁上的蒸汽加热夹套,蒸汽加热夹套贴合在固液分离器1上,通过蒸汽加热,加热速度快,且温度可靠,稳定。

固杂缓冲容器3的进料口与固液分离器1的固液出料口连通,用于接收固液分离器1排出的固相和液相物料;水解搅拌机构5的进料口与固杂缓冲容器3的固液出料口连通,用于接收固杂缓冲容器3排出的固相和液相物料;固杂缓冲容器3将接收的物料继续进行反应,可以干燥;

真空解析塔8的进料口与固液分离器1的气体出料口连通,用于接收固液分离器1中气相物料;真空解析塔8的进料口与固杂缓冲容器3的气体出料口连通,用于接收固杂缓冲容器3中气相物料;冷却器9的进料口与真空解析塔8的气体出料口连通,用于接收真空解析塔8中的气相物料,并进行冷却;冷却器9的出料口分别与真空解析塔8和固液分离器1连通;冷却器9与冷却水路连通,以进行冷却。

再沸器10的进料口与真空解析塔8的出料口连通;再沸器10的出料口与真空解析塔8连通,以对真空解析塔8输出的液体进行加热后,输入到真空解析塔8,实现对酸性物料进行浓缩。再沸器10与蒸汽管路连通,以给再沸器10提供高温。酸液收集容器11与真空解析塔8的出料口连通,以收集真空解析塔8输出的液体物料。

来自干燥机渣浆排渣料及三废处理水洗塔酸性废水进入固液分离器1,加热组件一2通入一定量蒸汽对固液分离器1进行加热;温度在100~180℃,此时固液分离器1内产化学反应,简介如下:

sicl4+4h2o=h4sio4+4hcl

2sihcl3+4h2o=2sio2+6hcl+h2↑

sih2cl3+2h2o=sio2+2hcl+2h2↑

通过固液分离器1通过进行固液分离,固体主要为硅粉、sio2、其它固渣;液态主要为一定浓度稀盐酸溶液,及溶于液体的金属氯化物;固液分离器1中的液相受热产生hcl(氯化氢)及h2o水蒸汽进入真空解析塔8,与再沸器10中盐酸蒸出的高温汽液混合物进行传热和传质,水蒸汽在冷却器9冷凝成酸性水后,进入真空解析塔8进行循环吸收或返回至固液分离器1再次进行利用。稀盐酸在真空解析塔8中脱去部分水分浓缩后,送至酸液收集容器11,进行收集再利用;

固液分离器1中的固相排至固液缓冲容器,固液缓冲容器通过加热,干燥后,排渣至水解搅拌机构5,进行酸碱中和反应,ph合格后,送至下一工艺,如:板框压滤机进行处理;滤液可以通过回水管路7回流利用。

本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,能够减少废水排放量和碱消耗,实现废物回收利用。

作为上述实施例的优选,水解搅拌机构5的出料口与渣液泵6的入口连通;渣液泵6的出口与压缩机构连通,以降水解搅拌机构5排出的液体和固定废料通过压缩机构进行固液分离,进行分别利用。

作为上述实施例的优选,渣液泵6与压缩机构之间设置有回水管路7;回水管路7的一端与渣液泵6的出口连通,另一端与水解搅拌机构5连通,以使排出水解搅拌机构5的部分液体能够再次回到水解搅拌机构5进行利用。优选在回水管路7上设置有控制阀,以控制回水管路7的通断。

作为上述实施例的优选,冷却器9上设置有负压泵13,以促使真空解析塔8中的气体向冷却器9流动。

作为上述实施例的优选,冷却器9的出料口与真空解析塔8通过第一管道14连通;第一管道14上设置有第一调节阀;冷却器9的出料口与固液分离器1通过第二管道15连通;第二管道15上设置有第二调节阀,以选择将流体通向真空解析塔8或固液分离器1,便于控制。

作为上述实施例的优选,固杂缓冲容器3上设置有加热组件二4,用于给固杂缓冲容器3加热,以促进内部的化学反应。优选,加热组件二4设置在固杂缓冲容器3的外壁上;加热组件二4通过蒸汽加热,通过蒸汽加热,加热速度快,且温度可靠,稳定。

作为上述实施例的优选,酸液收集容器11的出液口与酸液输送泵12的进口连通,以将酸液输送至其它系统。

固液分离器1是依据离心分离原理,用于分离液体中可沉淀固体物的分离器。

本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,能够降低三废处理耗碱高、降低高盐废水产生问题,同时对酸性废水盐酸进行浓缩回收等问题;

进一步说明,虽然术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件,但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如,第一元件可以被称为第二元件,并且,类似地,第二元件可以被称为第一元件,这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。这没有脱离示例性实施例的范围。类似地,元件一、元件二也不代表元件的顺序,这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。如本文所用,术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。

以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。


技术特征:

1.一种多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,其特征在于,包括:固液分离器、固杂缓冲容器、水解搅拌机构、真空解析塔、冷却器、再沸器和酸液收集容器;

所述固液分离器上具有废料入口;

所述固液分离器上设置有加热组件一,用于给所述固液分离器加热;

所述固杂缓冲容器的进料口与所述固液分离器的固液出料口连通,用于接收所述固液分离器排出的固相和液相物料;

所述水解搅拌机构的进料口与所述固杂缓冲容器的固液出料口连通,用于接收所述固杂缓冲容器排出的固相和液相物料;

所述真空解析塔的进料口与所述固液分离器的气体出料口连通,用于接收所述固液分离器中气相物料;

所述真空解析塔的进料口与所述固杂缓冲容器的气体出料口连通,用于接收所述固杂缓冲容器中气相物料;

所述冷却器的进料口与所述真空解析塔的气体出料口连通,用于接收所述真空解析塔中的气相物料,并进行冷却;所述冷却器的出料口分别与所述真空解析塔和所述固液分离器连通;

所述再沸器的进料口与所述真空解析塔的出料口连通;所述再沸器的出料口与所述真空解析塔连通,以对所述真空解析塔输出的液体进行加热后,输入到所述真空解析塔;

所述酸液收集容器与所述真空解析塔的出料口连通,以收集所述真空解析塔输出的液体物料。

2.根据权利要求1所述的多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,其特征在于,

所述加热组件一设置在所述固液分离器的外壁上;所述加热组件一通过蒸汽加热。

3.根据权利要求2所述的多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,其特征在于,

所述加热组件一为固定在所述固液分离器的外壁上的蒸汽加热夹套。

4.根据权利要求1所述的多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,其特征在于,

所述水解搅拌机构的出料口与渣液泵的入口连通;所述渣液泵的出口与压缩机构连通。

5.根据权利要求4所述的多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,其特征在于,

所述渣液泵与所述压缩机构之间设置有回水管路;所述回水管路的一端与所述渣液泵的出口连通,另一端与所述水解搅拌机构连通。

6.根据权利要求1所述的多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,其特征在于,

所述冷却器上设置有负压泵,以促使所述真空解析塔中的气体向所述冷却器流动。

7.根据权利要求1所述的多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,其特征在于,

所述冷却器的出料口与所述真空解析塔通过第一管道连通;所述第一管道上设置有第一调节阀;

所述冷却器的出料口与所述固液分离器通过第二管道连通;所述第二管道上设置有第二调节阀。

8.根据权利要求1所述的多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,其特征在于,

所述固杂缓冲容器上设置有加热组件二,用于给所述固杂缓冲容器加热。

9.根据权利要求8所述的多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,其特征在于,

所述加热组件二设置在所述固杂缓冲容器的外壁上;所述加热组件二通过蒸汽加热。

10.根据权利要求1所述的多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统,其特征在于,

所述酸液收集容器的出液口与酸液输送泵的进口连通,以将所述酸液输送至其它系统。

技术总结
本实用新型涉及多晶硅生产技术领域,尤其涉及一种多晶硅生产过程中含氯硅烷废渣液的回收利用系统。其包括:固液分离器,其具有废料入口;固杂缓冲容器的进料口与固液分离器的固液出料口连通;水解搅拌机构的进料口与固杂缓冲容器的固液出料口连通;真空解析塔的进料口与固液分离器的气体出料口连通;真空解析塔的进料口与固杂缓冲容器的气体出料口连通;冷却器的进料口与真空解析塔的气体出料口连通;冷却器的出料口分别与真空解析塔和固液分离器连通;再沸器的进料口与真空解析塔的出料口连通;再沸器的出料口与真空解析塔连通;酸液收集容器与真空解析塔的出料口连通。采用本实用新型能够减少废水排放量和碱消耗,实现废物回收利用。

技术研发人员:赵成武;罗佳林
受保护的技术使用者:新疆大全新能源股份有限公司
技术研发日:2020.08.25
技术公布日:2021.04.06

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