一種矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法及裝置的製作方法

2023-08-03 19:51:46 1

專利名稱：一種矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及矽烷的淨化提純技術領域，特別是涉及一種矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，本發明還涉及一種用於實施上述方法的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置。
背景技術：
矽烷的淨化提純工藝中，需要通過精餾的淨化方式將矽烷中的雜質去除掉，進而得到純淨矽烷。但是使用精餾的淨化方式，在將矽烷中的雜質去除掉的同時，少量矽烷也連同雜質一起被釋放出來，形成了矽烷淨化提純工藝過程中產生的廢氣或廢液，這部分含有雜質的矽烷無法回收，但又不能無組織排放，因此需要採用一定的方法來處理矽烷淨化提純工藝中的尾氣。在矽烷淨化提純工藝中所產生的尾氣，可以採取燃燒的方式將工藝尾氣直接點燃，但是，矽烷氣體是一種爆炸極限很廣的氣體，在空氣中能夠發生爆炸的含量範圍是1%-99%，即矽烷遇到空氣就具有可燃性或者形成爆炸混合物，如果採取燃燒的方式，這部分與空氣混合的娃燒會形成安全隱患。特別是，矽烷淨化提純的工藝尾氣中，其雜質氣體大部分是可燃的氣體或液體，尾氣中的雜質液體不適宜長距離輸送，採用燃燒的方式進行尾氣處理，雖然能夠達到將尾氣處理的效果，但是處理過程中的危險性較大，而且燃燒產物中的二氧化矽同樣會造成環境汙染。綜上所述，如何安全且無汙染的處理矽烷淨化提純工藝尾氣，提高矽烷精餾工藝過程的安全性和環保性，成為本領域技術人員目前亟待解決的技術問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，本發明的另一目的是提供一種實施上述方法的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，能夠安全且無汙染的處理矽烷淨化提純工藝中的尾氣，進而提高矽烷精餾工藝過程的安全性和環保性。為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案一種矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，包括以下步驟11)將矽烷淨化提純工藝尾氣通過工藝管道，輸送到第一吸收裝置中，第一吸收裝置中填充有濃度為20%-45%的鹼性吸收液；12)通過第一吸收裝置中攪拌器的攪拌使矽烷淨化提純工藝尾氣被鹼性吸收液充分吸收；13)將矽烷淨化提純工藝尾氣和鹼性吸收液反應後的生成物排出。優選的，上述矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法中，在步驟12)和步驟13)之間還包括以下步驟121)取樣檢測第一吸收裝置中鹼性吸收液的濃度；122)當第一吸收裝置中鹼性吸收液的濃度低於8%_10%時，關閉輸送矽烷淨化提純工藝尾氣的閥門，停止尾氣輸送。優選的，上述矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法中，在步驟13)之後還包括以下步驟14)當停止向第一吸收裝置輸送矽烷淨化提純工藝尾氣後，打開通向第二吸收裝置的閥門，將矽烷淨化提純工藝尾氣輸送至第二吸收裝置中進行尾氣吸收，直至取樣檢測吸收液濃度低於8%-10%時，停止尾氣輸送，將第二吸收裝置內液體排出，再向第二吸收裝置中填充濃度為20%-45%的鹼性吸收液；15)將矽烷淨化提純工藝尾氣輸送至第一吸收裝置中，第一吸收裝置填充有濃度為20%-45%的鹼性吸收液。優選的，上述矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法中，所述鹼性吸收液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氫氧化韓溶液。本發明還提供了用於實現上述方法的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，其特徵在於，包括反應器，所述反應器中盛裝有鹼性吸收液；設置於所述反應器上，用於攪拌鹼性吸收液的攪拌器；設置於所述反應器的頂部且與氮氣輸送管道連通的排氣管路；與所述反應器相連的矽烷淨化提純工藝尾氣的進氣裝置；設置於所述反應器上，用於取樣檢測鹼性吸收液濃度的取樣裝置；設置於所述反應器的底部的廢液排放裝置。優選的，上述矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置中，所述進氣裝置與所述排氣管路對應設置於所述反應器的頂部。優選的，上述矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置中，所述進氣裝置包括用於向所述反應器中輸送矽烷淨化提純工藝尾氣的進氣管，且所述進氣管伸入到鹼性吸收液的液面以下；設置於所述進氣管上用於接通和切斷輸送氣路的第一閥門。優選的，上述矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置中，所述取樣裝置設置於所述反應器的底部。優選的，上述矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置中，所述取樣裝置包括與所述反應器連通的取樣管線；設置於所述取樣管線上，用於切斷和接通管路的第二閥門。優選的，上述矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置中，所述廢液排放裝置包括排放管路和設置於所述排放管路上的第三閥門。相對上述背景技術，本發明所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，利用鹼性溶液吸收矽烷淨化提純工藝過程中產生的工藝尾氣中的矽烷，生成無汙染的矽酸鹽和微量的氫氣，避免了工藝尾氣的無組織排放或採用具有危險性的工藝尾氣處理方式，安全且無汙染的處理矽烷淨化提純工藝尾氣，提高矽烷精餾工藝過程的安全性和環保性。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法的流程圖；圖2為本發明所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置的結構示意圖。
具體實施例方式本發明的核心是提供一種矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法及實施上述方法的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，能夠安全且無汙染的處理矽烷淨化提純工藝中的尾氣，進而提高矽烷精餾工藝過程的安全性和環保性。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。請結合圖1，圖1為本發明所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法的流程圖。本發明實施例所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，包括以下步驟步驟Sll，輸送尾氣將矽烷淨化提純工藝尾氣通過工藝管道，輸送到第一吸收裝置中，第一吸收裝置中填充有濃度為20%-45%的鹼性吸收液。步驟S12，攪拌吸收通過第一吸收裝置中攪拌器的攪拌使矽烷淨化提純工藝尾氣充分溶解於鹼性吸收液中，從而促進矽烷淨化提純工藝尾氣與鹼性吸收液的充分反應，保證矽烷淨化提純工藝尾氣被充分吸收。步驟S13，排放生成物將矽烷淨化提純工藝尾氣和鹼性吸收液反應後的生成物排出。本發明實施例所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，利用鹼性溶液吸收矽烷淨化提純工藝過程中產生的工藝尾氣中的矽烷，鹼性吸收液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氫氧化鈣溶液，由於氫氧化鉀的化學性質活潑，氫氧化鈣溶於水後的粘度較大，不利於攪拌，因此，優選的，本發明實施例中採用的鹼性溶液為氫氧化鈉溶液，通過化學反應生成無汙染的矽酸鹽和微量的氫氣，避免了矽烷淨化提純工藝尾氣的無組織排放或採用具有危險性的工藝尾氣處理方式，安全且無汙染的處理矽烷淨化提純工藝尾氣，提高了矽烷精餾工藝過程的安全性和環保性。為了進一步優化技術方案，本發明一具體實施方法中，矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，在步驟步驟S12和步驟步驟S13之間還包括以下步驟步驟S121，檢測吸收液濃度取樣檢測第一吸收裝置中鹼性吸收液的濃度。步驟S122，停止尾氣輸送當第一吸收裝置中鹼性吸收液的濃度低於8%_10%時，關閉輸送矽烷淨化提純工藝尾氣的閥門，停止尾氣輸送。
本發明實施例所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，利用具有一定濃度的鹼性吸收液對矽烷淨化提純工藝尾氣進行吸收處理，但是當鹼性吸收液濃度過低時，吸收效率會降低，同時會影響吸收效果，因此，在矽烷淨化提純工藝尾氣的吸收方法中增加了對鹼性吸收液濃度進行檢測的步驟，可以保證鹼性吸收液對矽烷淨化提純工藝尾氣吸收效果的穩定性。為了保證對工藝尾氣吸收處理的連續性，本發明一具體實施例中，矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，在步驟步驟S13之後還包括以下步驟步驟S14，當停止向第一吸收裝置輸送矽烷淨化提純工藝尾氣後，打開通向第二吸收裝置的閥門，將矽烷淨化提純工藝尾氣輸送至第二吸收裝置中進行尾氣吸收，直至取樣檢測吸收液濃度低於8%-10%時，停止尾氣輸送，將第二吸收裝置內液體排出，再向第二吸收裝置中填充濃度為20%-45%的鹼性吸收液；步驟S15，將矽烷淨化提純工藝尾氣輸送至第一吸收裝置中，第一吸收裝置填充有濃度為20%-45%的鹼性吸收液。本發明實施例所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法中，同時設置有兩個矽烷淨化提純工藝尾氣的吸收裝置，當其中一個吸收裝置中鹼性吸收液的濃度，降低到不能保證對矽烷淨化提純工藝尾氣的吸收效果時，停止對吸收裝置的尾氣輸送，同時將尾氣連通至另一吸收裝置中，繼續進行對矽烷淨化提純工藝尾氣的吸收處理，兩個吸收裝置交替工作，保證了對矽烷淨化提純工藝尾氣進行吸收處理的連續性。請結合圖2，圖2為本發明所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置的結構示意圖。本發明實施例所提供的用於用於實施上述方法的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，包括反應器1、攪拌器2、排氣管路3、工藝尾氣進氣裝置、取樣裝置和廢液排放裝置。其中反應器I中盛裝有鹼性吸收液，為工藝尾氣的吸收提供了場所，攪拌器2設置於反應器I上，用於攪拌鹼性吸收液，促進了矽烷淨化提純工藝尾氣中的矽烷與鹼性吸收液的充分反應。為了避免將反應後生成的氫氣直接排放於大氣中對環境造成的影響，排氣管路3設置於反應器I的頂部且與氮氣輸送管道31連通，將反應後生成的氫氣通過氮氣輸送管道輸送的氮氣稀釋後再排放於大氣中。工藝尾氣進氣裝置與反應器I相連，取樣裝置設置於反應器I上，用於取樣檢測鹼性吸收液的濃度，廢液排放裝置設置於反應器I的底部。本發明實施例所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，為矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法的實施提供了基礎。為了進一步優化技術方案，本發明實施例所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置的取樣裝置包括取樣管線51和第二閥門52。其中，取樣管線51與反應器I連通，第二閥門52設置於取樣管線51上，用於切斷和接通管路。優選的，將取樣管線51與反應器I的底部連通。本發明實施例所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，將取樣管線51設置於反應器I的底部，方便工作人員的取樣操作，每隔兩個小時對反應器I中的吸收液取樣檢測一次，當檢測到鹼性吸收液的濃度低於8%-10%時，停止對矽烷淨化提純工藝尾氣的輸送。為了更進一步優化技術方案，本發明一具體實施例中，矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置的進氣裝置與排氣管路3對應設置於反應器I的頂部。其中，進氣裝置包括進氣管41和第一閥門42。進氣管41用於向反應器I中輸送矽烷淨化提純工藝尾氣，且進氣管41伸入到反應器I中所盛裝的鹼性吸收液的液面以下，從而保證了矽烷淨化提純工藝尾氣能夠通過進氣裝置直接進入鹼性吸收液中，保證了矽烷淨化提純工藝尾氣的完全吸收，第一閥門42設置於進氣管41上用於接通和切斷輸送氣路。廢液排放裝置包括排放管路61和設置於排放管路61上的第三閥門62。當檢測到鹼性吸收液的濃度低於8%_10%時，相應的吸收裝置不再進行矽烷淨化提純工藝尾氣的吸收工作，並停止向該裝置中輸送矽烷淨化提純工藝尾氣，然後廢液排放裝置通過打開第三閥門62，將反應器I中吸收矽烷淨化提純工藝尾氣後生成的矽酸鹽由排放管路61排放，以便重新加入滿足要求濃度的鹼性吸收液後繼續進行對矽烷淨化提純工藝尾氣的吸收。以上對本發明所提供的一種矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法及裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，其特徵在於，包括以下步驟11)將矽烷淨化提純工藝尾氣通過工藝管道，輸送到第一吸收裝置中，第一吸收裝置中填充有濃度為20%-45%的鹼性吸收液；12)通過第一吸收裝置中攪拌器的攪拌使矽烷淨化提純工藝尾氣被鹼性吸收液充分吸收；13)將矽烷淨化提純工藝尾氣和鹼性吸收液反應後的生成物排出。
2.根據權利要求1所述的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，其特徵在於，在步驟12) 和步驟13)之間還包括以下步驟121)取樣檢測第一吸收裝置中鹼性吸收液的濃度；122)當第一吸收裝置中鹼性吸收液的濃度低於8%-10%時，關閉輸送矽烷淨化提純工藝尾氣的閥門，停止尾氣輸送。
3.根據權利要求1所述的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，其特徵在於，在步驟13) 之後還包括以下步驟14)當停止向第一吸收裝置輸送矽烷淨化提純工藝尾氣後，打開通向第二吸收裝置的閥門，將矽烷淨化提純工藝尾氣輸送至第二吸收裝置中進行尾氣吸收，直至取樣檢測吸收液濃度低於8%-10%時，停止尾氣輸送，將第二吸收裝置內液體排出，再向第二吸收裝置中填充濃度為20%-45%的鹼性吸收液；15)將矽烷淨化提純工藝尾氣輸送至第一吸收裝置中，第一吸收裝置填充有濃度為 20%-45%的鹼性吸收液。
4.根據權利要求1所述的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，其特徵在於，所述鹼性吸收液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氫氧化韓溶液。
5.一種用於實現上述方法的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，其特徵在於，包括反應器(1)，所述反應器(I)中盛裝有鹼性吸收液；設置於所述反應器(I)上，用於攪拌鹼性吸收液的攪拌器(2)；設置於所述反應器(I)的頂部且與氮氣輸送管道(31)連通的排氣管路(3)；與所述反應器(I)相連的矽烷淨化提純工藝尾氣的進氣裝置；設置於所述反應器(I)上，用於取樣檢測鹼性吸收液濃度的取樣裝置；設置於所述反應器(I)的底部的廢液排放裝置。
6.根據權利要求5所述的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，其特徵在於，所述進氣裝置與所述排氣管路(3 )對應設置於所述反應器(I)的頂部。
7.根據權利要求5所述的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，其特徵在於，所述進氣裝置包括用於向所述反應器(I)中輸送矽烷淨化提純工藝尾氣的進氣管(41)，且所述進氣管 (41)伸入到鹼性吸收液的液面以下；設置於所述進氣管(41)上用於接通和切斷輸送氣路的第一閥門(42)。
8.根據權利要求5所述的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，其特徵在於，所述取樣裝置設置於所述反應器(I)的底部。
9.根據權利要求5所述的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，其特徵在於，所述取樣裝置包括與所述反應器(I)連通的取樣管線(51);設置於所述取樣管線(51)上，用於切斷和接通管路的第二閥門(52 )。
10.根據權利要求5所述的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理裝置，其特徵在於，所述廢液排放裝置包括排放管路(61)和設置於所述排放管路(61)上的第三閥門(62 )。
全文摘要
本發明公開了一種矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法包括以下步驟11)將矽烷淨化提純工藝尾氣通過工藝管道，輸送到第一吸收裝置中，第一吸收裝置中填充有濃度為20%-45%的鹼性吸收液；12)通過第一吸收裝置中攪拌器的攪拌使矽烷淨化提純工藝尾氣被鹼性吸收液充分吸收；13)將矽烷淨化提純工藝尾氣和鹼性吸收液反應後的生成物排出。本發明所提供的矽烷淨化提純工藝尾氣的處理方法，利用鹼性溶液吸收矽烷淨化提純工藝過程中產生的工藝尾氣中的矽烷，安全且無汙染的處理矽烷淨化提純工藝尾氣，提高矽烷精餾工藝過程的安全性和環保性。
文檔編號B01D53/72GK103041684SQ20131003237
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月28日 優先權日2013年1月28日
發明者桑豔青, 耿金成, 史東旭, 於偉 申請人:六九矽業有限公司