CN215743349U

CN215743349U - 一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***

Info

Publication number: CN215743349U
Application number: CN202121683549.7U
Authority: CN
Inventors: 杨楠; 游书华
Original assignee: Inner Mongolia Tongwei Gaochun Crystal Silicon Co ltd
Current assignee: Inner Mongolia Tongwei Gaochun Crystal Silicon Co ltd
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2031-07-23

Abstract

本实用新型公开了一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，属于多晶硅生产技术领域，包括滤渣收集罐、水解反应器、中和罐、喷射泵和过滤器，所述滤渣收集罐通过旋转给料机与水解反应器连接，所述水解反应器上设有搅拌器，水解反应器顶部设有气相出口I，所述水解反应器通过排污管线I与过滤器连接，所述喷射泵安装在中和罐顶部，所述喷射泵顶部设有液体入口，喷射泵旁侧设有低压入口，所述气相出口I与低压入口连接，所述中和罐底部设有排污管线II，中和罐上端设有气相出口II，所述中和罐底部通过循环管线与液体入口连接，可以将从上一工艺氯硅烷液体中拦截的固体颗粒中的氯硅烷全部转化，有利于后续工艺。

Description

一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***

技术领域

本实用新型属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***。

背景技术

在SiCl₄冷氢化工艺过程中，由于原料硅粉含有金属杂质Fe、Al和Ca等，在流化床反应器内极易生成高沸点的金属氯化物。同时流化床在运行过程中，小粒径硅粉容易被气流带出流化床，虽然会经旋风分离器进行气固分离，但旋风分离器最小粒径一般在3-5um，所以小粒径硅粉仍会通过旋风被带到后续工艺***。

夹带粉尘的反应气体经冷凝后，氯硅烷如：SiCl₄、SiHCl₃，被冷凝下来，金属氯化物和粉尘也随之进入到氯硅烷液体中。随着温度降低，金属氯化物也会从液体中析出成固体颗粒。在氯硅烷液体输送过程中，这些金属氯化物固体颗粒，以及含硅粉尘会对泵等流体输送设备和管线造成磨损，使得设备损坏，影响生产的稳定性和安全性。

为了避免氯硅烷液体中的固体颗粒对设备和管线的损坏，一般在泵等流体输送设备前加过滤器进行拦截。当过滤器拦截的固体颗粒过多后，过滤器前后压差变大，泵的吸入流量会变低，就会造成气蚀现象，损坏泵设备。所以过滤器一般会进行切换操作。当一台过滤器A拦截固体颗粒较多时，即将流体管线切换到另一台过滤器B，并对过滤器A进行清理。过滤器清理下来的固体颗粒，每次的量并不大，仅有数千克，在工艺路线设计时，一般作为固废进行处理，如填埋或拌入加气块或拌入水泥原料中。

但是过滤器清理下来的固体颗粒，并非理想中的仅含有金属氯化物与含硅粉尘，还含有部分氯硅烷，采用填埋处理时，氯硅烷会浸入地下水，影响土壤和地下水，造成环境的破坏；如果拌入加气块或水泥原料，由于里面的氯硅烷遇水会生成HCl等酸性物质，会影响加气块和水泥的品质和性能。

因此，现有技术中对于这部分的冷氢化滤渣，并无专门处理技术。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中，在泵等流体输送设备前加设的过滤器拦截得到的固体颗粒，其中含有少量氯硅烷，这少量的氯硅烷导致这部分固体颗粒作为一般固化物处理时，会导致更多的危害，不利于环保和再利用，本申请提出了一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，可以将该部分固体颗粒中的氯硅烷全部转化，利用后续处理，***设置合理，便于推广。

为了实现上述发明目的，本实用新型的技术方案如下：

一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，包括滤渣收集罐、水解反应器、中和罐、喷射泵和过滤器，所述滤渣收集罐通过旋转给料机与水解反应器连接，所述水解反应器上设有搅拌器，水解反应器顶部设有气相出口I，所述水解反应器通过排污管线I与过滤器连接，所述喷射泵安装在中和罐顶部，所述喷射泵顶部设有液体入口，喷射泵旁侧设有低压入口，所述气相出口I与低压入口连接，所述中和罐底部设有排污管线II，中和罐上端设有气相出口II，所述中和罐底部通过循环管线与液体入口连接。

进一步地，所述滤渣收集罐底部设有带阀门的出料口，旋转给料机设有进料口，所述出料口与进料口采用承插式连接。

进一步地，所述循环管线上设有循环泵，所述循环泵将中和罐中的液体泵送至喷射泵。

进一步地，所述中和罐的气相出口II连接有抽风机，所述抽风机的出风口端连接喷淋塔。

进一步地，所述喷淋塔下部设有气相进口，喷淋塔底部设有排污管线III，喷淋塔顶部设有放空管线，喷淋塔上部接入有碱液管线，喷淋塔中设有多级喷淋头，所述喷淋头与外部的碱液管线连通。

进一步地，所述碱液管线还与中和罐接通。

进一步地，所述排污管线II和排污管线III汇集后接入废水处理***。

进一步地，所述水解反应器上的搅拌器为侧入式搅拌器。

本实用新型的有益效果：

一、本实用新型中，采用滤渣收集罐、水解反应器、中和罐、喷射泵和过滤器，滤渣收集罐通过旋转给料机与水解反应器连接，通过在水解反应器上设有搅拌器，提高水解效率，配合合理的管线设计，使滤渣中的氯硅烷全部得以水解处理，利于后续处理，降低了后续处理工艺的难度，避免对后续设备的腐蚀，水解后的滤渣不再具有生产烟雾的能力，保护了环境，避免处理人员吸入腐蚀性气体而造成伤害。

二、本实用新型中，滤渣收集罐底部设有带阀门的出料口，旋转给料机设有进料口，所述出料口与进料口采用承插式连接，其中加带阀门的设计，可以通过调整阀门的开度，来实现控制进料速度，出料口与进料口采用承插式结构的连接方式，较于其他丝扣等连接方式，更便捷。

三、本实用新型中，所述循环管线上设有循环泵，所述循环泵将中和罐中的液体泵送至喷射泵，喷射泵的设计一方面是可以形成负压，将水解罐中的逸出的氯化氢气体抽出，另一方面HCl在喷射泵内与碱液充分混和反应，使HCl被完全吸收到液相中被中和掉，这样避免了HCl气体逸出。

四、本实用新型中，所述中和罐的气相出口II连接有抽风机，所述抽风机的出风口端连接喷淋塔，通过连接有抽风机将中和罐中的气相带走，利于前面的中和罐中的气体向低压端输送。

五、本实用新型中，所述喷淋塔下部设有气相进口，喷淋塔底部设有排污管线III，喷淋塔顶部设有放空管线，喷淋塔上部接入有碱液管线，喷淋塔中设有多级喷淋头，多级喷淋头的设计，可以保证喷淋塔内的液相密度较高，所述喷淋头与外部的碱液管线连通，使喷淋塔内的HCl气体得以完全吸收。这样就不会有HCl酸性气体从喷淋塔排气筒排至大气环境，使排放达标，保护了环境。

六、本实用新型中，所述碱液管线还与中和罐接通，用于向中和罐供碱液，以便于及时补液。

七、本实用新型中，所述排污管线II和排污管线III汇集后接入废水处理***，巧妙的管线设计便于集中处理废水，节约生产成本。

八、本实用新型中，所述水解反应器上的搅拌器选用侧入式搅拌器，将搅拌器安装在水解反应器的侧壁上，可采用轴流型推进式搅拌器，能得到最高的搅拌效果，功率消耗仅为顶搅拌的1/3-2/3，成本仅为顶搅拌的1/4-1/3。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2是滤渣收集罐与水解反应器连接部分的结构示意图。

图3是本实用新型另一种实施方式的结构示意图。

图4是又一种较优实施方式的结构示意图。

其中：1、滤渣收集罐；2、水解反应器；3、中和罐；4、喷射泵；5、过滤器；6、旋转给料机；7、排污管线I；8、循环管线；9、循环泵；10、抽风机；11、喷淋塔；12、碱液管线；13、废水处理***；101、阀门；102、出料口；201、搅拌器；202、气相出口I；301、排污管线II；302、气相出口II；401、液体入口；402、低压入口；601、进料口；111、气相进口；112、排污管线III；113、放空管线；114、喷淋头。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，属于多晶硅生产技术领域，包括滤渣收集罐1、水解反应器2、中和罐3、喷射泵4和过滤器5，所述滤渣收集罐1通过旋转给料机6与水解反应器2连接，所述水解反应器2上设有搅拌器201，水解反应器2顶部设有气相出口I202，所述水解反应器2通过排污管线I7与过滤器5连接，所述喷射泵4安装在中和罐3顶部，所述喷射泵4顶部设有液体入口401，喷射泵4旁侧设有低压入口402，所述气相出口I202与低压入口402连接，所述中和罐3底部设有排污管线II301，中和罐3上端设有气相出口II302，所述中和罐3底部通过循环管线8与液体入口401连接。

本实施例是最基本的实施方式，所述滤渣收集罐收集前一工艺中的滤渣，该滤渣中混有少部分氯硅烷，这少部分氯硅烷暴露在空气中，就会与空气中的水分形成烟雾（HCl气体为主），HCl会对人体和环境造成损伤和破坏，包括对设备和管道腐蚀。该处理***中，滤渣通过在水解罐中密闭水解，氯硅烷会生成变成SiO₂和HCl，一部分HCl在水解罐中与水或碱进行反应生成盐，另一部分未吸收/反应的HCl再通过喷射泵与碱液混和，余下的极少量的HCl再进入喷淋塔进行最后处理。

最后得到的渣料从排污管线I送至过滤器进行过滤，过滤得到的固体可作为一般固废处理，实现综合利用，降低了处理难度，避免冷氢化滤渣直接填埋污染地下水。

实施例2

进一步地，所述滤渣收集罐1底部设有带阀门101的出料口102，旋转给料机6设有进料口601，所述出料口102与进料口601采用承插式连接。

本实施例是在实施例1上的进一步改进，参考图2，将滤渣收集罐1底部的出料口102与旋转给料机6的进料口601采用承插式结构连接，可以实现快速装配，省时省人工，阀门101的开启程度可以控制进料速度。

实施例3

本实施例与实施例1-2相比，区别在于，所述循环管线8上设有循环泵9，所述循环泵9将中和罐3中的液体泵送至喷射泵4。

实施例4

本实施例与实施例1-3相比，区别在于，参照图3，所述中和罐3的气相出口II302连接有抽风机10，所述抽风机10的出风口端连接喷淋塔11。所述抽风机10将中和罐3中余下的氯硅烷等气体抽送至喷淋塔11进一步处理，喷淋塔11是原有工艺已有的设备，只需将本滤渣处理***接入该喷淋塔11即可。

实施例5

本实施例与实施例1-4相比，区别在于，参照图3，所述喷淋塔11下部设有气相进口111，喷淋塔11底部设有排污管线III112，喷淋塔11顶部设有放空管线113，喷淋塔11上部接入有碱液管线12，喷淋塔11中设有多级喷淋头114，所述喷淋头114与外部的碱液管线12连通。

本方案中接入的喷淋塔11至少需要具有这些基础组件，才能达到预计的较好的处理效果。

实施例6

本实施例与实施例1-5相比，区别在于，参照图3，所述碱液管线12还与中和罐3接通，碱液管线12不仅向喷淋塔11提供反应的碱液，同时也向中和罐3提供碱液。

实施例7

本实施例与实施例1-6相比，区别在于，参照图4，所述排污管线II301和排污管线III112汇集后接入废水处理***13，便于集中处理。

实施例8

本实施例与实施例1-7相比，区别在于，所述水解反应器2上的搅拌器201为侧入式搅拌器201。

实施例9

本实施例是较优的一种实施方式，一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，属于多晶硅生产技术领域，参照图4，包括滤渣收集罐1、水解反应器2、中和罐3、喷射泵4和过滤器5，所述滤渣收集罐1通过旋转给料机6与水解反应器2连接，所述水解反应器2上设有搅拌器201，水解反应器2顶部设有气相出口I202，所述水解反应器2通过排污管线I7与过滤器5连接，所述喷射泵4安装在中和罐3顶部，所述喷射泵4顶部设有液体入口401，喷射泵4旁侧设有低压入口402，所述气相出口I202与低压入口402连接，所述中和罐3底部设有排污管线II301，中和罐3上端设有气相出口II302，所述中和罐3底部通过循环管线8与液体入口401连接。

进一步地，所述循环管线8上设有循环泵9，所述循环泵9将中和罐3中的液体泵送至喷射泵4。

进一步地，所述中和罐3的气相出口II302连接有抽风机10，所述抽风机10的出风口端连接喷淋塔11。

进一步地，所述喷淋塔11下部设有气相进口111，喷淋塔11底部设有排污管线III112，喷淋塔11顶部设有放空管线113，喷淋塔11上部接入有碱液管线12，喷淋塔11中设有多级喷淋头114，所述喷淋头114与外部的碱液管线12连通。

进一步地，所述碱液管线12还与中和罐3接通。

进一步地，所述排污管线II301和排污管线III112汇集后接入废水处理***13。

进一步地，所述水解反应器2上的搅拌器201为侧入式搅拌器201。

Claims

1.一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，其特征在于：包括滤渣收集罐（1）、水解反应器（2）、中和罐（3）、喷射泵（4）和过滤器（5），所述滤渣收集罐（1）通过旋转给料机（6）与水解反应器（2）连接，所述水解反应器（2）上设有搅拌器（201），水解反应器（2）顶部设有气相出口I（202），所述水解反应器（2）通过排污管线I（7）与过滤器（5）连接，所述喷射泵（4）安装在中和罐（3）顶部，所述喷射泵（4）顶部设有液体入口（401），喷射泵（4）旁侧设有低压入口（402），所述气相出口I（202）与低压入口（402）连接，所述中和罐（3）底部设有排污管线II（301），中和罐（3）上端设有气相出口II（302），所述中和罐（3）底部通过循环管线（8）与液体入口（401）连接。

2.根据权利要求1所述的一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，其特征在于：所述滤渣收集罐（1）底部设有带阀门（101）的出料口（102），旋转给料机（6）设有进料口（601），所述出料口（102）与进料口（601）采用承插式连接。

3.根据权利要求2所述的一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，其特征在于：所述循环管线（8）上设有循环泵（9），所述循环泵（9）将中和罐（3）中的液体泵送至喷射泵（4）。

4.根据权利要求3所述的一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，其特征在于：所述中和罐（3）的气相出口II（302）连接有抽风机（10），所述抽风机（10）的出风口端连接喷淋塔（11）。

5.根据权利要求4所述的一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，其特征在于：所述喷淋塔（11）下部设有气相进口（111），喷淋塔（11）底部设有排污管线III（112），喷淋塔（11）顶部设有放空管线（113），喷淋塔（11）上部接入有碱液管线（12），喷淋塔（11）中设有多级喷淋头（114），所述喷淋头（114）与外部的碱液管线（12）连通。

6.根据权利要求5所述的一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，其特征在于：所述碱液管线（12）还与中和罐（3）接通。

7.根据权利要求6所述的一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，其特征在于：所述排污管线II（301）和排污管线III（112）汇集后接入废水处理***（13）。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种冷氢化工艺中含氯硅烷滤渣的处理***，其特征在于：所述水解反应器（2）上的搅拌器（201）为侧入式搅拌器。