專利名稱：多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法。
背景技術(shù)：
多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)需要，各個(gè)工序車間(包括氯硅烷提純、還原尾氣干法回收、冷氫化、氯硅烷罐區(qū)等)都不可避免的會(huì)外排一定量的尾氣，從而產(chǎn)生大量的廢氣。特別是隨著多晶硅規(guī)?？焖贁U(kuò)張，廠區(qū)尾氣量也隨之激增，對(duì)其處理的必要性和難度都有所增加。多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣的主要成分為氮?dú)狻⒙然瘹洹⒙裙柰楹蜌錃?。目前多晶硅廠的傳統(tǒng)做法是將各車間尾氣就近或匯總后進(jìn)入尾氣淋洗塔，用純水或堿液將尾氣中的氯化氫、氯硅烷等淋洗下來(lái)，氫氣和氮?dú)夥趴?。然而使用此方法處理尾氣，尾氣中氯硅烷被淋洗，?shì)必造成氯硅烷和氯化氫的浪費(fèi)；淋洗過(guò)程需要耗用大量的純水，無(wú)形中增加了多晶硅企業(yè)的綜合成本。傳統(tǒng)的純水或堿液淋洗尾氣過(guò)程中，氯硅烷水解產(chǎn)生氯化氫，氯化氫溶于水產(chǎn)生大量高鹽分廢水，這些廢水處理不當(dāng)會(huì)使外排廢水中氯含量超標(biāo)，對(duì)周邊水環(huán)境造成污染，同時(shí)尾氣·中的氯化氫不能被完全淋洗吸收，存在氯化氫無(wú)組織排放問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種用水量少、污染小且回收氯硅烷和氯離子、實(shí)現(xiàn)廢氣無(wú)害化增值的多晶硅生產(chǎn)尾氣綠色環(huán)保處理方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，所述多晶硅生產(chǎn)尾氣包括:氮?dú)?、氫氣、氯化氫和氣態(tài)的氯硅烷，所述氯硅烷包括:四氯化硅、三氯氫硅、二氯二氫硅,所述多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法包括以下步驟:a)將所述多晶硅生產(chǎn)尾氣進(jìn)行加壓和冷卻處理，得到液態(tài)的氯娃燒和含有氮?dú)狻錃?、氯化氫以及未冷凝的氯娃燒的第一氣態(tài)產(chǎn)物；b)將所述第一氣態(tài)產(chǎn)物通入具有預(yù)定濃度的吸收劑的水溶液中進(jìn)行反應(yīng)以吸收所述第一氣態(tài)產(chǎn)物中的氯化氫和氯娃燒，得到混合液以及含有氮?dú)夂蜌錃獾牡诙鈶B(tài)產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，通過(guò)對(duì)尾氣進(jìn)行加壓和冷卻處理，可以得到液態(tài)的氯硅烷并將其回收利用；將第一氣態(tài)產(chǎn)物通入吸收劑的水溶液中可以吸收第一氣態(tài)產(chǎn)物中的氯化氫和少量氯硅烷，從而回收廢氣中氯離子，同時(shí)大幅降低了水用量，降低運(yùn)行成本；將吸收了氯離子的混合液通過(guò)壓濾、蒸發(fā)結(jié)晶的方式處理，得到可出售的氯化鈣晶體副產(chǎn)物，從而回收利用尾氣中的氯離子，降低達(dá)標(biāo)外排污水中的氯離子含量，杜絕土壤鹽化，減少對(duì)周邊環(huán)境影響，真正意義上實(shí)現(xiàn)多晶硅生產(chǎn)尾氣的無(wú)害化增值處理。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟a)中壓力為0.3 0.9Mpa,冷卻溫度為-20 -45 °C。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括以下步驟:c)將所述第二氣態(tài)產(chǎn)物放空。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述吸收劑為氫氧化鈣，所述混合液包括沉淀物和氯化鈣溶液。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述預(yù)定濃度為5 25wt%。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括步驟:d)將所述混合液進(jìn)行壓濾以分離出所述沉淀物，并得到上清液。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括步驟:e)將所述上清液進(jìn)行結(jié)晶處理，得到氯化鈣。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述結(jié)晶為蒸發(fā)結(jié)晶。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法示意
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。下面首先參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法的流程。具體地,所述多晶硅生產(chǎn)尾氣包括:氮?dú)?、氫氣、氯化氫和氣態(tài)的氯硅烷,所述氯硅烷包括:四氯化硅、三氯氫硅、二氯二氫硅，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法包括以下步驟:a)將所述多晶硅生產(chǎn)尾氣進(jìn)行加壓和冷卻處理，得到液態(tài)的氯硅烷和含有氮?dú)?、氫氣、氯化氫以及未冷凝的氯娃燒的第一氣態(tài)產(chǎn)物。b)將所述第一氣態(tài)產(chǎn)物通入具有預(yù)定濃度的吸收劑的水溶液中進(jìn)行反應(yīng)以吸收所述第一氣態(tài)產(chǎn)物中的氯化氫和氯娃燒，得到混合液以及含有氮?dú)夂蜌錃獾牡诙鈶B(tài)產(chǎn)物。由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，通過(guò)對(duì)尾氣進(jìn)行加壓和冷卻處理，可以得到液態(tài)的氯硅烷并將其回收利用，節(jié)省了原料的消耗；將第一氣態(tài)產(chǎn)物通入吸收劑的水溶液中可以吸收第一氣態(tài)產(chǎn)物中的氯化氫和氯硅烷，從而回收尾氣中氯離子，同時(shí)可以大幅降低用水量，降低成本，而且外排廢水量基本為零，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；將吸收了氯離子的混合液通過(guò)壓濾、蒸發(fā)結(jié)晶的方式處理，得到可出售的氯化鈣晶體副產(chǎn)物，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。需要理解的是，步驟a)的主要目的是將所述多晶硅生產(chǎn)尾氣中的氯硅烷進(jìn)行液化分離，因此在步驟a)中進(jìn)行加壓處理的壓力和冷卻處理的冷卻溫度可以根據(jù)氯硅烷的物理特性進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟a)中壓力為0.3
0.9Mpa，冷卻溫度為-20 -45°C。由此，可以將所述多晶硅生產(chǎn)尾氣中的氯硅烷，包括四氯化硅、三氯氫硅和大部分二氯二氫硅液化分離出來(lái)，并可將其回收再用于多晶硅生產(chǎn)中?？紤]到第二氣態(tài)產(chǎn)物中含有氮?dú)夂蜌錃?氮?dú)夂蜌錃鈱?duì)環(huán)境幾乎無(wú)污染，因此,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括以下步驟:c)將所述第二氣態(tài)產(chǎn)物放空。具體地，可以將所述第二氣態(tài)產(chǎn)物就近高點(diǎn)放空。關(guān)于所述吸收劑的選擇沒有特殊限制，只要滿足可以將所述第一氣態(tài)產(chǎn)物中的氯化氫以及極少量殘存的氯硅烷吸收的效果即可。優(yōu)選地，如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述吸收劑為氫氧化鈣，所述混合液包括沉淀物和氯化鈣溶液。進(jìn)一步地，所述氫氧化鈣的水溶液的預(yù)定濃度為5 25wt%0具體地，所述第一氣態(tài)產(chǎn)物在所述氫氧化鈣的水溶液中的反應(yīng)主要包括:SiCl4+4H20==Si02 2H20+4HC1SiHCl3+4H20==Si02 2H20+H2+3HC1SiH2Cl2+4H20==Si02 2H20+2H3+2HC12HC1+Ca (OH) 2==CaCl2+2H20由上述反應(yīng)式可以看出，所述第一氣態(tài)產(chǎn)物中的氯化氫以及極少量殘存的氯硅烷均可被氫氧化鈣的水溶液所吸收，并且第一氣態(tài)產(chǎn)物中的氯元素全部轉(zhuǎn)化成氯化鈣，從而完成多晶硅生產(chǎn)尾氣中氯元素的收集；同時(shí)，生成的沉淀物為白色絮狀沉淀物，即二氧化硅水合物，可以方便進(jìn)行后續(xù)處理。

為了進(jìn)一步對(duì)所述多晶硅生產(chǎn)尾氣進(jìn)行回收利用，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括步驟:d)將所述混合液進(jìn)行壓濾以分離出所述沉淀物，并得到上清液。由此，壓濾得到的二氧化硅濾餅可外售，帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，并且保護(hù)了環(huán)境。進(jìn)一步地，還可以將所述上清液進(jìn)行后續(xù)處理。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括步驟:e)將所述上清液進(jìn)行結(jié)晶處理，得到氯化鈣。由此，尾氣中的氯元素以氯化鈣結(jié)晶體的形式回收，得到的氯化鈣結(jié)晶可以作為副產(chǎn)品出售，帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，并且解決了所述多晶硅生產(chǎn)尾氣中氯元素的回收率用問(wèn)題，降低達(dá)標(biāo)外排污水中的氯離子含量，降低了環(huán)境污染。具體地，將所述上清液進(jìn)行結(jié)晶處理的方法沒有特殊限制，可以采用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員常用的結(jié)晶方法。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述結(jié)晶為蒸發(fā)結(jié)晶。由此，蒸發(fā)結(jié)晶的方法成本低，并且外排廢水少，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種多晶娃生產(chǎn)尾氣的處理方法,所述多晶娃生產(chǎn)尾氣包括:氮?dú)?、氫氣、氯化氫和氣態(tài)的氯硅烷，所述氯硅烷包括:四氯化硅、三氯氫硅、二氯二氫硅，其特征在于，包括以下步驟: a)將所述多晶硅生產(chǎn)尾氣進(jìn)行加壓和冷卻處理，得到液態(tài)的氯硅烷和含有氮?dú)?、氫氣、氯化氫以及未冷凝的氯娃燒的第一氣態(tài)產(chǎn)物； b)將所述第一氣態(tài)產(chǎn)物通入具有預(yù)定濃度的吸收劑的水溶液中進(jìn)行反應(yīng)以吸收所述第一氣態(tài)產(chǎn)物中的氯化氫和氯娃燒，得到混合液以及含有氮?dú)夂蜌錃獾牡诙鈶B(tài)產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，其特征在于，所述步驟a)中壓力為0.3 0.9Mpa，冷卻溫度為-20 -45。。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，其特征在于，還包括以下步驟: c)將所述第二氣態(tài)產(chǎn)物放 空。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，其特征在于，所述吸收劑為氫氧化鈣，所述混合液包括沉淀物和氯化鈣溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，其特征在于，所述預(yù)定濃度為5 25wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，其特征在于，進(jìn)一步包括步驟: d)將所述混合液進(jìn)行壓濾以分離出所述沉淀物，并得到上清液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，其特征在于，進(jìn)一步包括步驟: e)將所述上清液進(jìn)行結(jié)晶處理，得到氯化鈣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，其特征在于，所述結(jié)晶為蒸發(fā)結(jié)晶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，包括以下步驟a)將所述多晶硅生產(chǎn)尾氣進(jìn)行加壓和冷卻處理，得到液態(tài)的氯硅烷和含有氮?dú)?、氫氣、氯化氫以及未冷凝的氯硅烷的第一氣態(tài)產(chǎn)物；b)將所述第一氣態(tài)產(chǎn)物通入具有預(yù)定濃度的吸收劑的水溶液中進(jìn)行反應(yīng)以吸收所述第一氣態(tài)產(chǎn)物中的氯化氫和氯硅烷，得到混合液以及含有氮?dú)夂蜌錃獾牡诙鈶B(tài)產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅生產(chǎn)尾氣的處理方法，通過(guò)對(duì)尾氣進(jìn)行加壓和冷卻處理，可以得到液態(tài)的氯硅烷并將其回收利用；將第一氣態(tài)產(chǎn)物通入吸收劑的水溶液中可以吸收第一氣態(tài)產(chǎn)物中的氯化氫和氯硅烷，降低達(dá)標(biāo)外排污水中的氯離子含量，杜絕土壤鹽化，減少對(duì)周邊環(huán)境影響。
文檔編號(hào)C01F11/28GK103073003SQ20131003728
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者張志剛, 嚴(yán)大洲, 毋克力, 肖榮暉, 湯傳斌, 楊永亮, 萬(wàn)燁 申請(qǐng)人:中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司