多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中含氯硅烷漿料的干法回收處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中含氯硅烷漿料的干法回收處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在多晶硅生產(chǎn)的冷氫化工藝中，三氯氫硅合成工序的汽提塔會(huì)排出大量含氯硅烷的漿料，其主要由四氯化硅、三氯氫硅和二氯二氫硅、硅粉、少量金屬氯化物等組成，是一種固液混合物，具有強(qiáng)腐蝕、易揮發(fā)、易著火等特點(diǎn)。
[0003]目前，多晶硅行業(yè)常用濕法水解處理含氯硅烷的漿料。由于氯硅烷與堿性溶液反應(yīng)較激烈，并伴有大量熱量放出，在處理過(guò)程中常常會(huì)有著火現(xiàn)象發(fā)生。再加上硅粉與堿性溶液接觸，在氯硅烷水解放熱的作用下，硅粉會(huì)與堿性溶液反應(yīng)，生出大量的氫氣，存在較大的安全隱患，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的堿性廢水。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中含氯硅烷漿料的干法回收處理裝置，該裝置能實(shí)現(xiàn)固液分離，回收利用有用的氯硅烷，還能避開(kāi)渣漿與堿性溶液發(fā)生激烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氫氣及熱量，消除安全隱患，同時(shí)還能減少?gòu)U堿水的排放，降低處理成本。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中含氯硅烷漿料的干法回收處理裝置，包括:
[0007]一漿料攪拌罐，其用于儲(chǔ)存含氯硅烷的漿料，并對(duì)漿料進(jìn)行間歇旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)處理，
[0008]一與漿料攪拌罐底部連接的烘干機(jī)，
[0009]一氯硅烷回收罐，所述氯硅烷回收罐上設(shè)置有組合式過(guò)濾器，
[0010]一固渣收集罐和噴淋塔循環(huán)槽，所述固渣收集罐通過(guò)管道連接有噴淋塔，且所述噴淋塔固定安裝于噴淋塔循環(huán)槽頂部，
[0011]所述烘干機(jī)一路通過(guò)袋式過(guò)濾器連接有循環(huán)水冷凝器，另一路通過(guò)管道連接固渣收集罐。
[0012]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述組合式過(guò)濾器為并列設(shè)置的袋式過(guò)濾器和乙二醇冷凝器。
[0013]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述漿料攪拌罐上設(shè)置有循環(huán)水換熱器和攪拌機(jī)。
[0014]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述烘干機(jī)為夾套式結(jié)構(gòu)，包括管程和殼程，其中管程用于傳輸氯硅烷漿料，殼程用于傳加熱蒸汽。
[0015]通過(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)漿料的固液分離，回收利用有用的氯硅烷，增加資源的有效利用率；通過(guò)渣漿的干法收集，干法處理，避開(kāi)了渣漿與堿性溶液發(fā)生激烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氫氣及熱量，消除安全隱患，同時(shí)還能減少?gòu)U堿水的排放，大大降低生產(chǎn)處理成本，達(dá)到安全和經(jīng)濟(jì)的雙重效益。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱:
[0020]1、漿料攪拌罐，2、循環(huán)水換熱器，3、烘干機(jī)，4、袋式過(guò)濾器，5、循環(huán)水冷凝器，6、氯硅烷回收罐，7、乙二醇冷凝器，8、固渣收集罐，9、噴淋塔循環(huán)槽，1、噴淋塔。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0022]參照?qǐng)D1，多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中含氯硅烷漿料的干法回收處理裝置，包括:一漿料攪拌罐1，其用于儲(chǔ)存含氯硅烷的漿料，并對(duì)漿料進(jìn)行間歇旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)處理；一與漿料攪拌罐底部連接的烘干機(jī)3;—氯硅烷回收罐6，所述氯硅烷回收罐上設(shè)置有組合式過(guò)濾器；一固渣收集罐8和噴淋塔循環(huán)槽9，所述固渣收集罐8通過(guò)管道連接有噴淋塔10，且所述噴淋塔10固定安裝于噴淋塔循環(huán)槽9頂部；所述烘干機(jī)3 —路通過(guò)袋式過(guò)濾器4連接有循環(huán)水冷凝器5，另一路通過(guò)管道連接固渣收集罐8。
[0023]所述組合式過(guò)濾器為并列設(shè)置的袋式過(guò)濾器4和乙二醇冷凝器7 ;所述漿料攪拌罐上設(shè)置有循環(huán)水換熱器2和攪拌機(jī)。
[0024]上游三氯氫硅合成工序排放含氯硅烷的漿料儲(chǔ)存在漿料攪拌罐I中，漿料攪拌罐I頂部設(shè)置有一臺(tái)攪拌機(jī)和一臺(tái)循環(huán)水換熱器2，攪拌機(jī)連續(xù)攪拌漿料，使其混合均勻，防止硅粉等固體沉積；循環(huán)水換熱器2冷卻回收漿料因揮發(fā)成氣體的氯硅烷，冷卻介質(zhì)為循環(huán)水，32°C進(jìn)，38°C出。
[0025]漿料攪拌罐I儲(chǔ)存的漿料依靠重力分批次送入烘干機(jī)3，每批次3.2m3，進(jìn)行間歇旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)處理。
[0026]烘干機(jī)3為夾套式結(jié)構(gòu)，管程走氯硅烷漿料，殼程走加熱用蒸汽；烘干機(jī)3的端頭設(shè)置有一臺(tái)旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)。當(dāng)含氯硅烷的漿料送入烘干機(jī)3，開(kāi)啟烘干機(jī)3端頭的旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)，連續(xù)旋轉(zhuǎn)攪拌烘干機(jī)3管程中的氯硅烷漿料，同時(shí)向烘干機(jī)3夾套內(nèi)通入3bar低壓蒸汽，連續(xù)向烘干機(jī)3管程中的氯硅烷漿料傳遞熱量，烘干機(jī)3管程中的氯硅烷漿料溫度控制在 80。。。
[0027]在旋轉(zhuǎn)攪拌和蒸汽加熱的作用下，烘干機(jī)3管程中氯硅烷漿料的低沸點(diǎn)氯硅烷蒸發(fā)成氣體，氣態(tài)的氯硅烷隨烘干機(jī)3頂部的排氣管進(jìn)入過(guò)濾器4。過(guò)濾器4的過(guò)濾精度為lOum，用于去除隨氯硅烷氣體漂浮的細(xì)小固體顆粒。經(jīng)過(guò)濾器4過(guò)濾后的氯硅烷氣體進(jìn)入回收罐6頂部的循環(huán)水冷凝器5，進(jìn)行第一級(jí)冷凝(冷卻介質(zhì)為循環(huán)水，32°C進(jìn)，38°C出)，然后進(jìn)入回收罐6頂部的乙二醇冷凝器7，進(jìn)行第二級(jí)冷凝(冷卻介質(zhì)為乙二醇，-200C進(jìn))，剩余不凝氣體排至廢氣。第一級(jí)和第二級(jí)冷凝下來(lái)的氯硅烷液體回流至回收罐6儲(chǔ)存?；厥展?收集儲(chǔ)存的氯硅烷液體，經(jīng)取樣檢測(cè)合格，通過(guò)泵輸送至上游工序繼續(xù)使用。
[0028]當(dāng)烘干機(jī)3管程內(nèi)的漿料旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至含固率達(dá)到80%時(shí)，切斷烘干機(jī)3夾套的加熱蒸汽，打開(kāi)烘干機(jī)3底部的排渣閥，將烘干機(jī)3內(nèi)部剩余的渣漿排入底部的固渣收集罐8，同時(shí)打開(kāi)固渣收集罐8底部的氮?dú)獯祾唛y，用氮?dú)鈱?duì)漿渣進(jìn)行降溫冷卻。降溫冷卻產(chǎn)生的廢氣排至后續(xù)噴淋塔10，用10%石灰乳溶液循環(huán)淋洗，最后達(dá)標(biāo)排放。當(dāng)固渣收集罐8中的渣漿冷卻至50°C后，將渣漿排至底部的固渣轉(zhuǎn)運(yùn)桶，然后將固渣轉(zhuǎn)運(yùn)桶送至開(kāi)闊的渣場(chǎng)，用熟石灰混合攪拌均勻后填埋處理。
[0029]通過(guò)實(shí)踐證明，本發(fā)明工藝對(duì)三氯氫硅合成工序排放含氯硅烷漿料中氯硅烷的回收率可達(dá)到70%以上，經(jīng)檢測(cè)回收氯硅烷的質(zhì)量可達(dá)到上游工序的回用要求(四氯化硅摩爾分?jǐn)?shù)達(dá)到90%以上，硼、磷及金屬雜質(zhì)含量均為ppbw級(jí))。
[0030]本發(fā)明通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)了漿料的固液分離，回收利用了有用的氯硅烷，增加了資源的有效利用率。通過(guò)渣漿的干法收集，干法處理，避開(kāi)了渣漿與堿性溶液發(fā)生激烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氫氣及熱量，消除安全隱患，達(dá)到了安全和經(jīng)濟(jì)的雙重效益。
[0031]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中含氯硅烷漿料的干法回收處理裝置，其特征在于，包括: 一漿料攪拌罐，其用于儲(chǔ)存含氯硅烷的漿料，并對(duì)漿料進(jìn)行間歇旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)處理， 一與漿料攪拌罐底部連接的烘干機(jī)， 一氯硅烷回收罐，所述氯硅烷回收罐上設(shè)置有組合式過(guò)濾器， 一固渣收集罐和噴淋塔循環(huán)槽，所述固渣收集罐通過(guò)管道連接有噴淋塔，且所述噴淋塔固定安裝于噴淋塔循環(huán)槽頂部， 所述烘干機(jī)一路通過(guò)袋式過(guò)濾器連接有循環(huán)水冷凝器，另一路通過(guò)管道連接固渣收集罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中含氯硅烷漿料的干法回收處理裝置，其特征在于，所述組合式過(guò)濾器為并列設(shè)置的袋式過(guò)濾器和乙二醇冷凝器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中含氯硅烷漿料的干法回收處理裝置，其特征在于，所述漿料攪拌罐上設(shè)置有循環(huán)水換熱器和攪拌機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中含氯硅烷漿料的干法回收處理裝置，其特征在于，所述烘干機(jī)為夾套式結(jié)構(gòu)，包括管程和殼程，其中管程用于傳輸氯硅烷漿料，殼程用于傳加熱蒸汽。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中含氯硅烷漿料的干法回收處理裝置，包括：一漿料攪拌罐，其用于儲(chǔ)存含氯硅烷的漿料，并對(duì)漿料進(jìn)行間歇旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)處理，一與漿料攪拌罐底部連接的烘干機(jī)，一氯硅烷回收罐，所述氯硅烷回收罐上設(shè)置有組合式過(guò)濾器，一固渣收集罐和噴淋塔循環(huán)槽，所述固渣收集罐通過(guò)管道連接有噴淋塔，且所述噴淋塔固定安裝于噴淋塔循環(huán)槽頂部，所述烘干機(jī)一路通過(guò)袋式過(guò)濾器連接有循環(huán)水冷凝器，另一路通過(guò)管道連接固渣收集罐。通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)漿料的固液分離，回收利用有用的氯硅烷，增加資源的有效利用率，同時(shí)還能減少?gòu)U堿水的排放，大大降低生產(chǎn)處理成本，達(dá)到安全和經(jīng)濟(jì)的雙重效益。
【IPC分類】C01B33-107
【公開(kāi)號(hào)】CN204454611
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520123838
【發(fā)明人】杜娜, 高幀棋, 蒙敏, 涂夏明, 王政, 李曉桌, 謝春榮
【申請(qǐng)人】陜西天宏硅材料有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月3日