專利名稱：多晶硅行業(yè)廢氣液焚燒處理后回收二氧化硅的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及多晶硅領(lǐng)域，尤其是一種多晶硅行業(yè)的廢氣、廢液焚燒處理后干法回收二氧化硅的方法。
背景技術(shù)：
高純多晶硅是當(dāng)今發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)和太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)原材料。是跨化工、 冶金、機(jī)械、電子等多學(xué)科、多領(lǐng)域的高新技術(shù)產(chǎn)品。目前，隨著全球微電子產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是受光伏產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁拉動(dòng)，多晶硅市場(chǎng)國(guó)內(nèi)一直供不應(yīng)求。為此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)形成多晶硅熱，許多大的多晶硅項(xiàng)目已經(jīng)上馬或即將上馬。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)正在建設(shè)或即將建設(shè)的多晶硅企業(yè)有60家以上，產(chǎn)能達(dá)到10噸、從2005年國(guó)內(nèi)多晶硅產(chǎn)量不足百噸到2010年國(guó)內(nèi)多晶產(chǎn)量將達(dá)到3. 5 萬(wàn)噸左右，可以說(shuō)發(fā)展是飛速的。隨著國(guó)內(nèi)多晶硅產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，規(guī)模、產(chǎn)量的不斷擴(kuò)大，隨之而來(lái)的多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢氣、廢液和副產(chǎn)物的安全和環(huán)保問(wèn)題日益突出。由于國(guó)內(nèi)尚未完全掌握多晶硅生產(chǎn)的核心技術(shù)，消耗指標(biāo)普遍比國(guó)外高，以每生產(chǎn)Ikg多晶硅消耗液氯為例。國(guó)外 0. 4^0. Wcg，國(guó)內(nèi)消耗2kg或更高，加重了廢氣、廢液的處理量和難度，更凸顯出污染物綜合治理的重要性。在多晶硅生產(chǎn)中，廢氣、廢液的主要成分是三氯氫硅、四氯化硅和二氯二氫硅等氯硅烷。還有少量金屬雜質(zhì)氯化物及氫、氮?dú)猓@些未經(jīng)處理的氯硅烷是具有強(qiáng)腐蝕性的有毒有害液體或氣體，對(duì)安全和環(huán)境危害很大。因此，氯硅烷廢氣廢液的安全、有效、穩(wěn)定的處理工藝已成為整個(gè)多晶硅產(chǎn)業(yè)鏈中急需解決的瓶頸之一。目前國(guó)內(nèi)多晶硅行業(yè)對(duì)氯硅烷廢氣、廢液的處理工藝通常采用如下幾種方法(1)、水解堿吸收法水解、堿吸收法是將多晶硅生程中各工序排放的氯硅烷廢氣、 廢液，全部分別用管道送入廢氣淋洗塔，用10%Na0H溶液連續(xù)洗滌，出塔底的淋洗液，經(jīng)過(guò)濾后，渣外運(yùn)填埋，過(guò)濾液用泵送入廢水處理工序繼續(xù)處理，余氣經(jīng)煙 達(dá)標(biāo)排放。水解堿吸收法雖然能夠處理多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中的廢氣和廢液，可以將有毒的氯硅烷轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，但同時(shí)也產(chǎn)生了大量的廢水、廢渣，尤其是堿消耗量大，水解池易結(jié)渣導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)行，對(duì)環(huán)境污染較大。(2)、用常規(guī)的石灰乳Ca(OH)2中和沉淀法由于氯化鈣在水中的溶解度高，氯離子仍存在于水中，處理后水是含鹽水，這種含鹽水是不能排放的，導(dǎo)致處理效果不好。由于投加石灰的量大，現(xiàn)場(chǎng)需要很大的占地面積堆放石灰和溶解石灰，使得廢氣、 廢液處理需占據(jù)更大場(chǎng)地，且現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境很差。(3)、用中和沉淀加反滲透法雖然效果不錯(cuò)，但最后濃縮產(chǎn)生的廢水中氯離子濃度更高，更難于處理達(dá)標(biāo)。(4)、中和沉淀加蒸發(fā)結(jié)晶法方法雖然好，但處理量大、投資、運(yùn)行成本費(fèi)太高、能耗也高，一般項(xiàng)目難以承擔(dān)，而且氯以渣的形態(tài)被排放沒(méi)有回收。[0013](5)、焚燒濕式處理法與上述諸法相比，該法引進(jìn)了燃燒技術(shù)，在焚燒爐中將有毒難處理的氯硅烷(SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2)經(jīng)高溫水解生成Si02、HCI、C02、H20和少量Cl2的高溫?zé)煔狻Ｈ缓笥盟M(jìn)行急冷降溫，文丘里洗滌、濕式靜電沉淀等處理后，渣同酸性廢液還要再分別處理達(dá)標(biāo)排放。雖然焚燒濕法處理技術(shù)與傳統(tǒng)的水解堿吸收技術(shù)相比具有優(yōu)點(diǎn)，國(guó)外有采用，但是也存在嚴(yán)重的缺陷它沒(méi)有對(duì)物料和余熱的回收功能，造成資源的白白浪費(fèi)。例如，氯硅烷經(jīng)過(guò)焚燒后的煙氣，含有較高濃度的氯化氫(HCl )、二氧化硅(SiO2),和熱能，完全可回收利用，粒徑在微米、亞微米級(jí)別，氣相二氧化硅(白炭黑)以其優(yōu)越的補(bǔ)強(qiáng)、增稠、觸變、吸附等性能而廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、涂料、油墨油漆、電子、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品、化妝品等領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)效益很高；氯化氫(HCl)易溶于水，完全可以利用水吸收法回收利用。熱能可轉(zhuǎn)變成蒸汽供多晶硅生產(chǎn)使用。上述這些情況，是國(guó)內(nèi)多晶硅行業(yè)中綜合處理含氯硅烷廢氣、廢液的現(xiàn)狀，它嚴(yán)重束縛了這個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種利用金屬濾芯過(guò)濾器干法回收氣相二氧化硅、回收熱能、避免破壞環(huán)境的多晶硅行業(yè)廢氣廢液焚燒處理后回收二氧化硅的裝置及方法。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述多晶硅行業(yè)廢氣廢液焚燒處理后回收二氧化硅的裝置為煙氣輸送管與兩臺(tái)并聯(lián)連接的金屬濾芯式過(guò)濾器的煙氣入口端相接，金屬濾芯式過(guò)濾器的粉體出口端安裝有卸料閥，卸料閥通過(guò)管道接負(fù)壓輸送管道的中段，負(fù)壓輸送管道的進(jìn)口端設(shè)有進(jìn)風(fēng)過(guò)濾器，負(fù)壓輸送管道的出口端與粉體收集器的粉體入口端相接，粉體收集器的粉體出口端與脫氣器的入口端相接，脫氣器的出口端與密封包裝機(jī)的入口端相接，在粉體收集器上連接有羅茨風(fēng)機(jī)；將反吹氣體儲(chǔ)氣包的出口端通過(guò)管道與兩臺(tái)并聯(lián)連接的金屬濾芯式過(guò)濾器的反吹氣體入口端相接，反吹氣體儲(chǔ)氣包外裝有儲(chǔ)氣包伴熱系統(tǒng); 所述的金屬濾芯式過(guò)濾器內(nèi)通過(guò)隔板將其內(nèi)部空間分成上下兩個(gè)獨(dú)立的腔室，在隔板上安裝高溫氣體過(guò)濾濾芯，在隔板上方的金屬濾芯式過(guò)濾器上連接有煙氣外排管道，在煙氣外排管道上設(shè)有煙氣出口控制閥門，煙氣外排管道伸入水池內(nèi)；在隔板下方的金屬濾芯式過(guò)濾器外安裝有過(guò)濾器伴熱系統(tǒng)，在金屬濾芯式過(guò)濾器上安裝有差壓變送器，差壓變送器的兩個(gè)感應(yīng)頭分別位于隔板上下方的空間內(nèi)。所述的高溫氣體過(guò)濾濾芯為金屬燒結(jié)纖維氈濾芯、金屬粉末燒結(jié)濾芯或者陶瓷濾芯。所述的高溫氣體過(guò)濾濾芯采用倒圓錐結(jié)構(gòu)。在隔板下方的金屬濾芯式過(guò)濾器上安裝有安全氣體置換管道，在安全氣體置換管道上安裝有安全氣體置換閥門；在隔板上方的金屬濾芯式過(guò)濾器上安裝有排氣閥，排氣閥通過(guò)管道接入廢氣排放管道，反吹氣體儲(chǔ)氣包的廢氣出口并聯(lián)接入廢氣排放管道。本實(shí)用新型改變了現(xiàn)有工藝中對(duì)多晶硅生產(chǎn)各工序中的廢棄物所含有的有用資源不處理回收、能源浪費(fèi)、生成物二次污染、廢棄物處理費(fèi)用高等現(xiàn)象。本實(shí)用新型在集中處理廢氣廢液達(dá)到環(huán)保要求的同時(shí)，有效回收氣相二氧化硅，并形成產(chǎn)業(yè)化，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
圖1是本實(shí)用新型中設(shè)備的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖所示，該多晶硅行業(yè)廢氣廢液焚燒處理后回收二氧化硅的裝置如下煙氣輸送管與兩臺(tái)并聯(lián)的金屬濾芯式過(guò)濾器1的煙氣入口端相接，金屬濾芯式過(guò)濾器1的粉體出口端安裝有卸料閥16，卸料閥16通過(guò)管道接負(fù)壓輸送管道17的中段，負(fù)壓輸送管道17的進(jìn)口端設(shè)有進(jìn)風(fēng)過(guò)濾器18，負(fù)壓輸送管道17的出口端與粉體收集器12的粉體入口端相接，粉體收集器12的粉體出口端與脫氣器13的入口端相接，脫氣器13的出口端與密封包裝機(jī)15的入口端相接，在粉體收集器13上連接有羅茨風(fēng)機(jī)14 ；將反吹氣體儲(chǔ)氣包6的出口端通過(guò)管道與兩臺(tái)并聯(lián)連接的金屬濾芯式過(guò)濾器1的反吹氣體入口端相接， 反吹氣體儲(chǔ)氣包6外裝有儲(chǔ)氣包伴熱系統(tǒng)19 ；所述的金屬濾芯式過(guò)濾器1內(nèi)通過(guò)隔板將其內(nèi)部空間分成上下兩個(gè)獨(dú)立的腔室，在隔板上安裝高溫氣體過(guò)濾濾芯4，在隔板上方的金屬濾芯式過(guò)濾器1上連接有煙氣外排管道，在煙氣外排管道上設(shè)有煙氣出口控制閥門8，煙氣外排管道伸入水池內(nèi)；在隔板下方的金屬濾芯式過(guò)濾器1外安裝有過(guò)濾器伴熱系統(tǒng)2，在金屬濾芯式過(guò)濾器1上安裝有差壓變送器5，差壓變送器5的兩個(gè)感應(yīng)頭分別位于隔板上下方的空間內(nèi)；打開(kāi)煙氣輸送管上的煙氣入口控制閥門3，使得高溫?zé)煔膺M(jìn)入金屬濾芯式過(guò)濾器 1內(nèi)，如果進(jìn)入金屬濾芯式過(guò)濾器1的煙氣溫度低于160°C，則啟動(dòng)過(guò)濾器伴熱系統(tǒng)2，使得煙氣被加熱至16(T250°C，粉料被高溫氣體過(guò)濾濾芯4阻擋，啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)14、脫氣器13與密封包裝機(jī)15，粉料經(jīng)負(fù)壓輸送至粉體收集器12，粉體收集器12收集的粉體進(jìn)入脫氣器13 內(nèi)脫氣，脫氣后的粉料經(jīng)密封包裝機(jī)15包裝成二氧化硅粉體成品袋；二氧化硅粉體收集完畢后，啟動(dòng)反吹氣體儲(chǔ)氣包6與反吹閥門7，通過(guò)金屬濾芯式過(guò)濾器1內(nèi)安裝的反吹氣體管對(duì)高溫氣體過(guò)濾濾芯4進(jìn)行由內(nèi)向外的反吹，如果進(jìn)入金屬濾芯式過(guò)濾器1的反吹氣體溫度低于160°C，則啟動(dòng)儲(chǔ)氣包伴熱系統(tǒng)19，使得反吹氣體被加熱至 16(T250°C ；反吹結(jié)束后，高溫氣體過(guò)濾濾芯4即被反吹清洗，這臺(tái)過(guò)濾器離線備用，待另一臺(tái)過(guò)濾器開(kāi)始反吹清洗時(shí)，這臺(tái)過(guò)濾器開(kāi)始進(jìn)入過(guò)濾狀態(tài)，如此反復(fù)連續(xù)工作。安裝過(guò)濾器伴熱系統(tǒng)2可以確保金屬濾芯式過(guò)濾器1的內(nèi)部達(dá)到恒定的溫度，以利于二氧化硅粉粒與HCL氣體的分離，保證二氧化硅的純凈度，并保證過(guò)濾系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。所述的高溫氣體過(guò)濾濾芯4為金屬燒結(jié)纖維氈濾芯、金屬粉末燒結(jié)濾芯或者陶瓷濾芯，選擇這些濾芯不需要對(duì)高溫?zé)煔饨禍兀芍苯訉?duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行過(guò)濾。所述的高溫氣體過(guò)濾濾芯4采用倒圓錐結(jié)構(gòu)，這樣有利于反吹清洗。在隔板下方的金屬濾芯式過(guò)濾器1上安裝有安全氣體置換管道，在安全氣體置換管道上安裝有安全氣體置換閥門11 ；在隔板上方的金屬濾芯式過(guò)濾器1上安裝有排氣閥10，排氣閥10通過(guò)管道接入廢氣排放管道9，反吹氣體儲(chǔ)氣包6的廢氣出口并聯(lián)接入廢氣排放管道9。對(duì)金屬濾芯過(guò)濾器1的內(nèi)部進(jìn)行檢修維護(hù)時(shí)要先進(jìn)行安全氣體置換，防止出現(xiàn)危險(xiǎn)。本實(shí)用新型的具體實(shí)施過(guò)程是經(jīng)高溫焚燒后的煙氣經(jīng)余熱鍋爐降溫(從1000°C降到300°C左右)然后被送入金屬濾芯過(guò)濾器1 (氣固分離)，煙氣從高溫氣體過(guò)濾濾芯4的外面進(jìn)入高溫氣體過(guò)濾濾芯4內(nèi)， 被過(guò)濾的潔凈煙氣從高溫氣體過(guò)濾濾芯4頂部排出，從金屬濾芯過(guò)濾器1出口排出的潔凈煙氣被送去用水循環(huán)吸收制成濃度30%的鹽酸回用，少量未吸收的HCl氣體經(jīng)中和處理后達(dá)標(biāo)排放。煙氣當(dāng)中所含的二氧化硅被高溫氣體過(guò)濾濾芯4攔截，經(jīng)過(guò)負(fù)壓輸送管道17被輸送到粉體收集器12，再經(jīng)過(guò)脫氣，純凈的二氧化硅粉粒被壓縮定量密封包裝成袋。如圖1所示，本實(shí)用新型的工藝使用兩臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1并聯(lián)工作，一臺(tái)過(guò)濾器在線過(guò)濾工作，另一臺(tái)過(guò)濾器離線反吹，氣相二氧化硅粉粒沉降。因?yàn)榻?jīng)高溫焚燒后的煙氣中所含的氣相二氧化硅顆粒非常細(xì)小，直徑可達(dá)0.1微米以下，在高溫工況下，進(jìn)入金屬濾芯過(guò)濾器1的粉末除了一部分附著在高溫氣體過(guò)濾濾芯4外表面形成濾餅，很大一部分粉末被高溫氣體過(guò)濾濾芯4攔截后在空間內(nèi)呈飄浮狀態(tài)，沉降速度非常慢，如果粉末顆粒不能充分沉降，會(huì)大大影響過(guò)濾效率及排渣卸料。本實(shí)用新型就是針對(duì)這一特殊工況設(shè)計(jì)的兩臺(tái)或多臺(tái)過(guò)濾器并聯(lián)工作的特定工藝系統(tǒng)，保證其中一臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1離線反吹， 并使內(nèi)部被攔截的二氧化硅粉末顆粒充分沉降到金屬濾芯過(guò)濾器1底部的錐形料斗內(nèi)。本實(shí)用新型的工藝系統(tǒng)中所有設(shè)備的自動(dòng)控制共用一套PLC控制系統(tǒng)，也可以集中到整個(gè)項(xiàng)目的DCS控制系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一控制操作。從進(jìn)氣、過(guò)濾氣固分離到排渣、負(fù)壓輸送氣相二氧化硅粉粒、粉體收集，再到定量密封包裝，整個(gè)流程全自動(dòng)控制，全密閉運(yùn)行，無(wú)任何泄漏和環(huán)境污染，運(yùn)行安全方便。本實(shí)用新型中的兩臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1中的高溫氣體過(guò)濾濾芯4由金屬燒結(jié)纖維氈材料制成，具有很強(qiáng)的耐高溫腐蝕性能、耐沖擊性能和耐磨蝕性能。金屬燒結(jié)纖維氈開(kāi)孔率高、孔隙均勻，因此流通量大、過(guò)濾精度高、過(guò)濾效率高。濾芯制成倒圓錐形，上粗下細(xì)，更利于反吹清洗。本實(shí)用新型工作時(shí)同時(shí)使用兩臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1，當(dāng)?shù)谝慌_(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1 正在過(guò)濾工作時(shí)，第二臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1離線反吹，第二臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1反吹結(jié)束后待機(jī)。高溫?zé)煔饨?jīng)煙氣入口控制閥門3進(jìn)入金屬濾芯過(guò)濾器1內(nèi)部，由高溫氣體過(guò)濾濾芯4 將高溫?zé)煔庵械臍庀喽趸杓?xì)小顆粒攔截在高溫氣體過(guò)濾濾芯4的外面，一部分二氧化硅粉粒沉降到金屬濾芯過(guò)濾器1下部錐形料斗里，一部分二氧化硅顆粒漂浮在金屬濾芯過(guò)濾器1里，一部分氣相二氧化硅顆粒會(huì)附著在高溫氣體過(guò)濾濾芯4的外表面形成濾餅。被過(guò)濾的潔凈的煙氣經(jīng)高溫氣體過(guò)濾濾芯4進(jìn)入金屬濾芯過(guò)濾器1的潔凈氣空間，再?gòu)臒煔獬隹诳刂崎y門8排出過(guò)濾器。當(dāng)?shù)谝慌_(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1在正常過(guò)濾時(shí)，只有煙氣入口控制閥門3及煙氣出口控制閥門8打開(kāi)，其它閥門均關(guān)閉。在金屬濾芯過(guò)濾器1的進(jìn)料室(隔板下方空間)與凈氣室(隔板上方空間)安裝了差壓變送器5，當(dāng)高溫氣體過(guò)濾濾芯4外表面的二氧化硅濾餅達(dá)到一定厚度時(shí)，兩個(gè)空間就會(huì)產(chǎn)生壓力差，差壓變送器5就會(huì)把壓差值傳送到PLC控制系統(tǒng)，當(dāng)壓差達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定值，第一臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1就停止過(guò)濾，關(guān)閉第一臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1的煙氣入口控制閥門3及煙氣出口控制閥門8，打開(kāi)反吹閥門7及排氣閥10，系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)對(duì)第一臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1的高溫氣體過(guò)濾濾芯4反吹清洗。第一臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1停止過(guò)濾的同時(shí)，反吹結(jié)束正在待機(jī)的第二臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1打開(kāi)煙氣入口控制閥門3及煙氣出口控制閥門8，其它閥門均關(guān)閉，開(kāi)始正常過(guò)濾。第一臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1開(kāi)始按系統(tǒng)設(shè)定的程序進(jìn)行反吹清洗，待壓差達(dá)到初始設(shè)定值，停止反吹， 關(guān)閉反吹系統(tǒng)，待機(jī)。系統(tǒng)如此反復(fù)，全自動(dòng)控制運(yùn)行。但是實(shí)際工作時(shí)，因?yàn)槎趸璺勰┖芗?xì)小，不易沉降，第一臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1和第二臺(tái)金屬濾芯過(guò)濾器1都是按預(yù)先設(shè)定的工作時(shí)間來(lái)控制反吹，目的是為了保證足夠的粉末沉降時(shí)間，有利于排料。本實(shí)用新型的多晶硅廢氣廢液處理中用金屬濾芯過(guò)濾器回收二氧化硅工藝系統(tǒng)中的金屬濾芯過(guò)濾器的反吹清洗系統(tǒng)包括反吹氣體儲(chǔ)氣包6、反吹門閥7、噴吹管及反吹氣體管線。每個(gè)高溫氣體過(guò)濾濾芯4對(duì)應(yīng)一個(gè)噴吹管，一組噴吹管對(duì)應(yīng)一個(gè)反吹閥門7。每個(gè)金屬濾芯過(guò)濾器1系統(tǒng)對(duì)應(yīng)幾個(gè)反吹閥門，按程序控制反吹閥門7依次分組反吹，反吹時(shí)間及反吹次數(shù)按不同物料及過(guò)濾精度要求設(shè)定。本實(shí)用新型只有當(dāng)系統(tǒng)檢修需要打開(kāi)金屬濾芯過(guò)濾器1時(shí)，才能打開(kāi)安全氣體置換系統(tǒng)，此時(shí)打開(kāi)排氣閥10及安全氣體置換閥門11，其它閥門均關(guān)閉，系統(tǒng)開(kāi)始安全置換， 直到設(shè)定時(shí)間，金屬濾芯過(guò)濾器1內(nèi)部的危險(xiǎn)氣體被安全置換以后，關(guān)閉排氣閥10及安全氣體置換閥門11，金屬濾芯過(guò)濾器1才能開(kāi)蓋檢修保養(yǎng)。本實(shí)用新型為了金屬濾芯過(guò)濾器1內(nèi)部能保證恒定的過(guò)濾溫度，得到更純的二氧化硅，并且防止系統(tǒng)內(nèi)部腐蝕及結(jié)露阻塞現(xiàn)象發(fā)生，在金屬濾芯過(guò)濾器1外安裝了過(guò)濾器伴熱系統(tǒng)2、反吹氣體儲(chǔ)氣包6外安裝了儲(chǔ)氣包伴熱系統(tǒng)19，整個(gè)工藝系統(tǒng)做了很好的保溫絕熱層，金屬濾芯過(guò)濾器1安裝了溫度變送器，可及時(shí)將過(guò)濾系統(tǒng)內(nèi)的溫度數(shù)值傳送給PLC 控制系統(tǒng)，從而控制系統(tǒng)的過(guò)濾溫度。被過(guò)濾攔截的氣相二氧化硅粉粒沉降到金屬濾芯過(guò)濾器1的下部錐形料斗里，當(dāng)排料時(shí)，打開(kāi)金屬濾芯過(guò)濾器1底部的卸料閥16，卸料閥16下部連接負(fù)壓輸送管道17，負(fù)壓輸送管道17前端安裝了進(jìn)氣過(guò)濾器18，負(fù)壓式氣力輸送動(dòng)力源為羅茨風(fēng)機(jī)14，由羅茨風(fēng)機(jī)14作用，金屬濾芯過(guò)濾器1錐形料斗里的氣相二氧化硅粉粒被輸送到粉體收集器12，粉體收集器12內(nèi)的氣相二氧化硅粉粒經(jīng)脫氣器13被脫氣壓縮后送到密封包裝機(jī)15定量密封包裝。此過(guò)程為全自動(dòng)密封式，無(wú)泄漏及環(huán)境污染。本實(shí)用新型的工藝可以在高溫情況下直接過(guò)濾高溫?zé)煔?，回收氣相二氧化硅，最大限度?jié)約能源，減少環(huán)境污染。本實(shí)用新型的工藝回收的氣相二氧化硅為高品質(zhì)亞微米粉末狀二氧化硅，粒徑微小，比表面積大，化學(xué)純度高，性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于環(huán)保、醫(yī)藥、 化工、化妝品及涂料等多個(gè)領(lǐng)域，具有很高的商業(yè)價(jià)值。多晶硅行業(yè)各生產(chǎn)工序所產(chǎn)生的廢氣廢液集中，經(jīng)高溫焚燒處理后，將有毒的難處理的氯硅烷(SiHCL3、SiCL4、SiH2CL2)等物質(zhì)高溫氧化水解為性質(zhì)穩(wěn)定的氯化氫(HCL)和氣相二氧化硅(SiO2),本實(shí)用新型就是將這些含氣相二氧化硅(SiO2)的高溫?zé)煔?，?jīng)過(guò)金屬濾芯式過(guò)濾器1進(jìn)行過(guò)濾，用高溫氣體過(guò)濾濾芯4將超細(xì)二氧化硅(SiO2)粉末顆粒攔截在高溫氣體過(guò)濾濾芯4的外表面，結(jié)合氣動(dòng)負(fù)壓輸送裝置，氣相二氧化硅被干法回收，經(jīng)過(guò)濾的氣體再用水循環(huán)吸收制成濃度30%左右的鹽酸回收利用。本實(shí)用新型是利用金屬濾芯過(guò)濾器1過(guò)濾攔截焚燒后反應(yīng)生成的亞微米級(jí)粉末狀氣相二氧化硅，回收效率達(dá)到99. 5%以上，本工藝即解決了環(huán)保排放問(wèn)題又充分回收有用資源，具有環(huán)保與經(jīng)濟(jì)的雙重效益，市場(chǎng)推廣前景很好。本實(shí)用新型是在高溫條件下直接過(guò)濾回收氣相二氧化硅，被過(guò)濾的氣體沒(méi)有冷凝現(xiàn)象，不會(huì)產(chǎn)生HCl腐蝕，回收的氣相二氧化硅更純，性能更優(yōu)異。本工藝從過(guò)濾到輸送回收全過(guò)程采用全自動(dòng)控制系統(tǒng)，使操作更簡(jiǎn)單。高溫氣體過(guò)濾濾芯4最好采用金屬燒結(jié)纖維氈濾芯，使本工藝更適用于高溫環(huán)境。金屬燒結(jié)纖維氈濾芯較非金屬濾料相比更耐沖擊、耐磨蝕，機(jī)械性能更好，在高溫過(guò)濾除塵項(xiàng)目上正逐步取代非金屬濾料。金屬濾芯式過(guò)濾器1安裝有過(guò)濾器伴熱系統(tǒng)2及溫度控制裝置，有效防止金屬濾芯式過(guò)濾器1內(nèi)部高溫?zé)煔饨禍亟Y(jié)露現(xiàn)象，防止過(guò)濾元件表面因結(jié)露阻塞而造成的系統(tǒng)阻力增加的故障，同時(shí)也防止系統(tǒng)內(nèi)部腐蝕。由于氣相二氧化硅粉末很細(xì)小，重力沉降現(xiàn)象不明顯，基本上在過(guò)濾器內(nèi)呈飄浮狀態(tài)，本實(shí)用新型采用兩臺(tái)過(guò)濾器聯(lián)裝結(jié)構(gòu)，在線過(guò)濾，離線反吹粉體沉降，反清洗更徹底。針對(duì)氣相二氧化硅粉末細(xì)小，不易排渣的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了負(fù)壓抽吸排渣輸送系統(tǒng)，及自動(dòng)定量包裝系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)全封閉運(yùn)行，確保現(xiàn)場(chǎng)無(wú)粉塵泄漏飛揚(yáng)，保證現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的清潔環(huán)保。本實(shí)用新型不僅實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化處理同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了資源化處理，采用特殊的金屬濾芯過(guò)濾器，從過(guò)濾工藝和設(shè)備及氣流組織上成功地解決了由于氣相二氧化硅顆粒非常細(xì)小，直徑可達(dá)0. 1微米以下，比表面積大、漂浮不易沉降過(guò)濾、粘附、高溫?zé)煔飧g等技術(shù)難題，達(dá)到了過(guò)濾效率高、環(huán)保、安全、穩(wěn)定運(yùn)行目的。
權(quán)利要求1.一種多晶硅行業(yè)廢氣廢液焚燒處理后回收二氧化硅的裝置，其特征是煙氣輸送管與兩臺(tái)并聯(lián)的金屬濾芯式過(guò)濾器(1)的煙氣入口端相接，金屬濾芯式過(guò)濾器(1)的粉體出口端安裝有卸料閥(16)，卸料閥(16)通過(guò)管道接負(fù)壓輸送管道(17)的中段，負(fù)壓輸送管道 (17)的進(jìn)口端設(shè)有進(jìn)風(fēng)過(guò)濾器(18)，負(fù)壓輸送管道(17)的出口端與粉體收集器(12)的粉體入口端相接，粉體收集器(12)的粉體出口端與脫氣器(13)的入口端相接，脫氣器(13)的出口端與密封包裝機(jī)(15)的入口端相接，在粉體收集器(13)上連接有羅茨風(fēng)機(jī)(14);將反吹氣體儲(chǔ)氣包(6)的出口端通過(guò)管道與兩臺(tái)并聯(lián)連接的金屬濾芯式過(guò)濾器(1)的反吹氣體入口端相接，反吹氣體儲(chǔ)氣包(6)外具有儲(chǔ)氣包伴熱系統(tǒng)(19);所述的金屬濾芯式過(guò)濾器 (1)內(nèi)通過(guò)隔板將其內(nèi)部空間分成上下兩個(gè)獨(dú)立的腔室，在隔板上安裝高溫氣體過(guò)濾濾芯 (4)，在隔板上方的金屬濾芯式過(guò)濾器(1)上連接有煙氣外排管道，在煙氣外排管道上設(shè)有煙氣出口控制閥門(8)，煙氣外排管道伸入水池內(nèi)；在隔板下方的金屬濾芯式過(guò)濾器(1)外安裝有過(guò)濾器伴熱系統(tǒng)(2)，在金屬濾芯式過(guò)濾器(1)上安裝有差壓變送器(5)，差壓變送器(5)的兩個(gè)感應(yīng)頭分別位于隔板上下方的空間內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述多晶硅行業(yè)廢氣廢液焚燒處理后回收二氧化硅的裝置，其特征是所述的高溫氣體過(guò)濾濾芯(4)為金屬燒結(jié)纖維氈濾芯、金屬粉末燒結(jié)濾芯或者陶瓷濾芯。
3.如權(quán)利要求1或2所述多晶硅行業(yè)廢氣廢液焚燒處理后回收二氧化硅的裝置，其特征是所述的高溫氣體過(guò)濾濾芯(4)采用倒圓錐結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述多晶硅行業(yè)廢氣廢液焚燒處理后回收二氧化硅的裝置，其特征是在隔板下方的金屬濾芯式過(guò)濾器(1)上安裝有安全氣體置換管道，在安全氣體置換管道上安裝有安全氣體置換閥門(11)；在隔板上方的金屬濾芯式過(guò)濾器(1)上安裝有排氣閥 (10 )，排氣閥(10 )通過(guò)管道接入廢氣排放管道(9 )，反吹氣體儲(chǔ)氣包(6 )的廢氣出口并聯(lián)接入廢氣排放管道(9)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多晶硅行業(yè)廢氣廢液焚燒處理后干法回收二氧化硅的裝置，煙氣輸送管與兩臺(tái)并聯(lián)連接的金屬濾芯式過(guò)濾器的煙氣入口端相接，金屬濾芯式過(guò)濾器的粉體出口端安裝有卸料閥，卸料閥通過(guò)管道接負(fù)壓輸送管道的中段，負(fù)壓輸送管道的進(jìn)口端設(shè)有進(jìn)風(fēng)過(guò)濾器，粉體收集器的粉體出口端與脫氣器的入口端相接，脫氣器的出口端與密封包裝機(jī)的入口端相接；將反吹氣體儲(chǔ)氣包的出口端通過(guò)管道與兩臺(tái)并聯(lián)連接的金屬濾芯式過(guò)濾器的反吹氣體入口端相接，反吹氣體儲(chǔ)氣包外裝有儲(chǔ)氣包伴熱系統(tǒng)；本實(shí)用新型在集中處理廢氣廢液達(dá)到環(huán)保要求的同時(shí)，有效回收氣相二氧化硅，并形成產(chǎn)業(yè)化，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)B01D46/24GK202046894SQ20112009129
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者唐明元, 姜靜, 王忠群, 王紹祖 申請(qǐng)人:陜西天宏硅材料有限責(zé)任公司, 飛潮(無(wú)錫)過(guò)濾技術(shù)有限公司