多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010522959.3

申请日:

2010.10.26

公开号:

CN101968226A

公开日:

2011.02.09

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F23G 7/00申请日:20101026|||公开

IPC分类号:

F23G7/00

主分类号:

F23G7/00

申请人:

陕西天宏硅材料有限责任公司

发明人:

姜静; 刘毅; 唐明元; 王绍祖; 魏彬; 屈杰

地址:

712038 陕西省咸阳市渭城区正阳镇河堤路东段

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺。它将多晶硅生产过程中,排出含有氯硅烷(三氯氢硅、二氯二氢硅、四氯化硅及金属氯化物)的废气、废液,在燃烧炉内,用天然气作为燃料,在900-1000℃的高温和0.01-0.06barg的压力条件下,将废气、废液中的氯硅烷高温水解,生成容易处理的SiO2、HCl和少量Cl2等物质。此工艺流程将有毒、难处理的氯硅烷,燃烧高温水解为容易处理的SiO2、HCl和少量Cl2等物质,可以克服水解碱吸收和石灰乳Ca(OH)2中和沉淀处理不彻底,氯离子没办法去除,二次污染严重,产生大量废水、废渣,运行成本高等难题。同时基本不产生废水、废渣,实现了有用资源的回收利用。

权利要求书

1: 一种多晶硅生产中含氯硅烷废气、 废液的燃烧处理工艺, 其特征在于 : 它将多晶硅 生产过程中, 排出含有氯硅烷 ( 三氯氢硅、 二氯二氢硅、 四氯化硅及金属氯化物 ) 的废气、 废液, 在燃烧炉内, 用天然气作为燃料, 在 900-1000℃的高温和 0.01-0.06barg 的压力条件 下, 将废气、 废液中的氯硅烷高温水解, 生成容易处理的 SiO2、 HCl 和少量 Cl2 等物质。
2: 如权利要求 1 所述的多晶硅生产中含氯硅烷废气、 废液的燃烧处理工艺, 其特征在 于: 多晶硅生产中的废气首先进入废气缓冲罐, 然后通过压力调节阀进入燃烧炉燃烧处理 ; 多晶硅生产中的废液首先进入废液暂存罐, 然后根据燃烧炉的运行工况, 用压缩氮气送入 燃烧炉系统燃烧处理, 助燃天然气提供热量, 以达到需要的 900-1000℃的燃烧温度 ; 助燃 空气提供富余氧气, 使含氯硅烷在燃烧过程中充分高温水解, 然后在余热锅炉回收蒸汽 ; 在 过滤器中回收二氧化硅 SiO2 ; 在四级循环增浓塔中回收盐酸 HCl 和少量 Cl2 ; 剩余烟气经二 级碱洗塔、 气水分离器后排放。

说明书


多晶硅生产中含氯硅烷废气、 废液的燃烧处理工艺

    一、 技术领域
     本发明涉及多晶硅生产中含氯硅烷废气、 废液的燃烧处理工艺, 它属于多晶硅生 产过程中排出含有氯硅烷废气、 废液的燃烧处理的工艺。此工艺是将多晶硅生产过程中排 出含有氯硅烷 ( 三氯氢硅、 二氯二氢硅、 四氯化硅及金属氯化物 ) 的废气、 废液, 在燃烧炉 内, 用天然气和助燃空气, 通过高温水解反应, 生成容易处理的 SiO2、 HCl 和少量 Cl2 等物 质。 二、 背景技术
     随着多晶硅产业飞速发展, 规模、 产量的不断扩大, 随之而来的多晶硅生产过程中 排出含氯硅烷废气、 废液的安全和环保问题日益突出, 已成为整个多晶硅产业链中急需解 决的瓶颈之一。
     目前国内外多晶硅行业对含氯硅烷废气、 废液的处理, 通常采用以下几种方法 :
     (1) 水解碱吸收法 : 将生产过程中各工序排放的氯硅烷废气、 废液, 全部分别用管 道送入淋洗塔, 用 10% NaOH 溶液连续洗涤, 出塔底的淋洗液, 经过滤后, 渣外运填埋, 过滤 液用泵送入废水处理工序继续处理, 余气经烟囱排放。
     (2) 用常规的石灰乳 Ca(OH)2 中和沉淀法 : 用石灰乳 Ca(OH)2 水解中和处理含氯硅 烷的废气、 废液。由于氯化钙在水中的溶解度高, 氯离子仍存在于水中, 处理后的水是含盐 水, 这种含盐水是不能排放的, 导致处理效果不好。
     上述两种方法, 虽然基本上都能处理含氯硅烷的废气、 废液, 但是水解碱吸收法产 生大量的废水、 废渣, 尤其是碱消耗量大, 容易结渣导致设备不能正常运行 ; 石灰乳 Ca(OH)2 中和沉淀法需要很大的占地面积, 现场操作环境很差。
     随着国家对环境保护的日益重视, 如何有效、 环保、 节能地处理多晶硅生产排出含 氯硅烷废气、 废液硅, 已成为多晶硅行业能否健康发展的主要瓶颈之一。 三、 发明内容
     本发明的目的是提供一种多晶硅生产中含氯硅烷废气、 废液的燃烧处理工艺, 是 将多晶硅生产过程中排出含有氯硅烷 ( 三氯氢硅、 二氯二氢硅、 四氯化硅及金属氯化物 ) 的 废气、 废液, 在燃烧炉内, 用天然气和助燃空气, 通过高温水解反应, 生成容易处理的 SiO2、 HCl 和少量 Cl2 等物质, 它可以克服水解碱吸收和石灰乳 Ca(OH)2 中和沉淀处理不彻底, 氯 离子没办法去除, 二次污染严重, 产生大量废水、 废渣, 运行成本高等缺点。
     本发明的目的是这样来完成的 : 多晶硅生产中含氯硅烷废气、 废液的燃烧处理工 艺, 它将多晶硅生产过程中, 排出含有氯硅烷 ( 三氯氢硅、 二氯二氢硅、 四氯化硅及金属氯 化物 ) 的废气、 废液, 在燃烧炉内, 用天然气作为燃料, 在 900-1000℃的高温和 0.01-0.06 公 斤的压力条件下, 将废气、 废液中的氯硅烷高温水解, 生成容易处理的 SiO2、 HCl 和少量 Cl2 等物质。
     废气首先进入废气缓冲罐, 然后通过压力调节阀进入燃烧炉燃烧处理 ; 废液首先进入废液暂存罐, 然后根据燃烧炉的运行工况, 用压缩氮气送入燃烧炉系统燃烧处理。助 燃天然气提供热量, 以达到需要的 900-1000℃的燃烧温度 ; 助燃空气提供富余氧气, 使含 氯硅烷在燃烧过程中充分高温水解, 然后在余热锅炉回收蒸汽 ; 在过滤器中回收二氧化硅 SiO2 ; 在四级循环增浓塔中回收盐酸 HCl 和少量 Cl2 ; 剩余经二级碱洗塔、 气水分离器后排 放。
     本发明多晶硅生产中含氯硅烷废气、 废液的燃烧处理工艺的特点在于 : 将有毒、 难 处理的氯硅烷, 燃烧高温水解为容易处理的 SiO2、 HCl 和少量 Cl2 等物质, 解决了常规方法 处理不彻底, 氯离子没办法去除的难题。同时基本不产生废水、 废渣, 实现了有用资源的回 收利用。 四、 附图说明
     附图 1 多晶硅生产中含氯硅烷废气、 废液的燃烧处理工艺流程图。 五、 具体实施方式
     实施例一 : 将生产中含氯硅烷的废气首先进入废气缓冲罐, 然后通过压力调节阀进入燃烧炉 燃烧处理 ; 将生产中含氯硅烷的废液首先进入废液暂存罐, 分别以天然气作为燃料, 助燃空 气提供富氧, 在 950℃的高温下, 助燃空气提供富余氧气, 使含氯硅烷在燃烧过程中充分高 温水解, 然后在余热锅炉回收蒸汽 ; 在过滤器中回收二氧化硅 SiO2 ; 在四级循环增浓塔中 回收盐酸 HCl 和少量 Cl2 ; 剩余经二级碱洗塔、 气水分离器后排放。
     本发明多晶硅生产中含氯硅烷废气、 废液的燃烧处理工艺, 在我公司处理多晶硅 生产过程中排放的废气、 废液, 氯硅烷的破除率达到了 99%以上, 处理效果较好。
    

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1、10申请公布号CN101968226A43申请公布日20110209CN101968226ACN101968226A21申请号201010522959322申请日20101026F23G7/0020060171申请人陕西天宏硅材料有限责任公司地址712038陕西省咸阳市渭城区正阳镇河堤路东段72发明人姜静刘毅唐明元王绍祖魏彬屈杰54发明名称多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺57摘要本发明涉及一种多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺。它将多晶硅生产过程中,排出含有氯硅烷三氯氢硅、二氯二氢硅、四氯化硅及金属氯化物的废气、废液,在燃烧炉内,用天然气作为燃料,在9001000的高温和。

2、001006BARG的压力条件下,将废气、废液中的氯硅烷高温水解,生成容易处理的SIO2、HCL和少量CL2等物质。此工艺流程将有毒、难处理的氯硅烷,燃烧高温水解为容易处理的SIO2、HCL和少量CL2等物质,可以克服水解碱吸收和石灰乳CAOH2中和沉淀处理不彻底,氯离子没办法去除,二次污染严重,产生大量废水、废渣,运行成本高等难题。同时基本不产生废水、废渣,实现了有用资源的回收利用。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页CN101968226A1/1页21一种多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺,其特征在于它将多晶硅生产过程中,。

3、排出含有氯硅烷三氯氢硅、二氯二氢硅、四氯化硅及金属氯化物的废气、废液,在燃烧炉内,用天然气作为燃料,在9001000的高温和001006BARG的压力条件下,将废气、废液中的氯硅烷高温水解,生成容易处理的SIO2、HCL和少量CL2等物质。2如权利要求1所述的多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺,其特征在于多晶硅生产中的废气首先进入废气缓冲罐,然后通过压力调节阀进入燃烧炉燃烧处理;多晶硅生产中的废液首先进入废液暂存罐,然后根据燃烧炉的运行工况,用压缩氮气送入燃烧炉系统燃烧处理,助燃天然气提供热量,以达到需要的9001000的燃烧温度;助燃空气提供富余氧气,使含氯硅烷在燃烧过程中充分高温。

4、水解,然后在余热锅炉回收蒸汽;在过滤器中回收二氧化硅SIO2;在四级循环增浓塔中回收盐酸HCL和少量CL2;剩余烟气经二级碱洗塔、气水分离器后排放。权利要求书CN101968226A1/2页3多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺一、技术领域0001本发明涉及多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺,它属于多晶硅生产过程中排出含有氯硅烷废气、废液的燃烧处理的工艺。此工艺是将多晶硅生产过程中排出含有氯硅烷三氯氢硅、二氯二氢硅、四氯化硅及金属氯化物的废气、废液,在燃烧炉内,用天然气和助燃空气,通过高温水解反应,生成容易处理的SIO2、HCL和少量CL2等物质。二、背景技术0002随着多晶。

5、硅产业飞速发展,规模、产量的不断扩大,随之而来的多晶硅生产过程中排出含氯硅烷废气、废液的安全和环保问题日益突出,已成为整个多晶硅产业链中急需解决的瓶颈之一。0003目前国内外多晶硅行业对含氯硅烷废气、废液的处理,通常采用以下几种方法00041水解碱吸收法将生产过程中各工序排放的氯硅烷废气、废液,全部分别用管道送入淋洗塔,用10NAOH溶液连续洗涤,出塔底的淋洗液,经过滤后,渣外运填埋,过滤液用泵送入废水处理工序继续处理,余气经烟囱排放。00052用常规的石灰乳CAOH2中和沉淀法用石灰乳CAOH2水解中和处理含氯硅烷的废气、废液。由于氯化钙在水中的溶解度高,氯离子仍存在于水中,处理后的水是含盐。

6、水,这种含盐水是不能排放的,导致处理效果不好。0006上述两种方法,虽然基本上都能处理含氯硅烷的废气、废液,但是水解碱吸收法产生大量的废水、废渣,尤其是碱消耗量大,容易结渣导致设备不能正常运行;石灰乳CAOH2中和沉淀法需要很大的占地面积,现场操作环境很差。0007随着国家对环境保护的日益重视,如何有效、环保、节能地处理多晶硅生产排出含氯硅烷废气、废液硅,已成为多晶硅行业能否健康发展的主要瓶颈之一。三、发明内容0008本发明的目的是提供一种多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺,是将多晶硅生产过程中排出含有氯硅烷三氯氢硅、二氯二氢硅、四氯化硅及金属氯化物的废气、废液,在燃烧炉内,用天然气。

7、和助燃空气,通过高温水解反应,生成容易处理的SIO2、HCL和少量CL2等物质,它可以克服水解碱吸收和石灰乳CAOH2中和沉淀处理不彻底,氯离子没办法去除,二次污染严重,产生大量废水、废渣,运行成本高等缺点。0009本发明的目的是这样来完成的多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺,它将多晶硅生产过程中,排出含有氯硅烷三氯氢硅、二氯二氢硅、四氯化硅及金属氯化物的废气、废液,在燃烧炉内,用天然气作为燃料,在9001000的高温和001006公斤的压力条件下,将废气、废液中的氯硅烷高温水解,生成容易处理的SIO2、HCL和少量CL2等物质。0010废气首先进入废气缓冲罐,然后通过压力调节阀进入。

8、燃烧炉燃烧处理;废液首先说明书CN101968226A2/2页4进入废液暂存罐,然后根据燃烧炉的运行工况,用压缩氮气送入燃烧炉系统燃烧处理。助燃天然气提供热量,以达到需要的9001000的燃烧温度;助燃空气提供富余氧气,使含氯硅烷在燃烧过程中充分高温水解,然后在余热锅炉回收蒸汽;在过滤器中回收二氧化硅SIO2;在四级循环增浓塔中回收盐酸HCL和少量CL2;剩余经二级碱洗塔、气水分离器后排放。0011本发明多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺的特点在于将有毒、难处理的氯硅烷,燃烧高温水解为容易处理的SIO2、HCL和少量CL2等物质,解决了常规方法处理不彻底,氯离子没办法去除的难题。同时。

9、基本不产生废水、废渣,实现了有用资源的回收利用。四、附图说明0012附图1多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺流程图。五、具体实施方式0013实施例一0014将生产中含氯硅烷的废气首先进入废气缓冲罐,然后通过压力调节阀进入燃烧炉燃烧处理;将生产中含氯硅烷的废液首先进入废液暂存罐,分别以天然气作为燃料,助燃空气提供富氧,在950的高温下,助燃空气提供富余氧气,使含氯硅烷在燃烧过程中充分高温水解,然后在余热锅炉回收蒸汽;在过滤器中回收二氧化硅SIO2;在四级循环增浓塔中回收盐酸HCL和少量CL2;剩余经二级碱洗塔、气水分离器后排放。0015本发明多晶硅生产中含氯硅烷废气、废液的燃烧处理工艺,在我公司处理多晶硅生产过程中排放的废气、废液,氯硅烷的破除率达到了99以上,处理效果较好。说明书CN101968226A1/1页5图1说明书附图。

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