從還原尾氣中回收氯化氫的方法
2023-06-20 10:37:51
專利名稱：從還原尾氣中回收氯化氫的方法
技術領域：
本發明涉及從還原尾氣中回收氯化氫的方法。
背景技術：
在現有的西門子法幹法回收工藝中，副產物氯化氫絕大部分被損失。因而，目前從還原尾氣中回收氯化氫的工藝仍有待改進。
發明內容
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在於提出一種能夠有效從還原尾氣中回收氯化氫的方法。根據本發明的一些實施例，本發明提出了一種從還原尾氣中回收氯化氫的方法，所述還原尾氣含有氫氣、氯化氫和氯矽烷，其特徵在於，所述方法包括以下步驟利用淋洗液將所述還原尾氣進行淋洗處理，以便使得所述還原尾氣中的氯矽烷被淋洗液吸收，得到含有氯矽烷的淋洗液，以及含有氫氣和氯化氫的第一氣體混合物；利用吸收劑將所述第一氣體混合物進行吸收處理，以便使得所述第一氣體混合物中的氯化氫被吸收，得到含有氯化氫的吸收產物，以及氫氣；將所述含有氯化氫的吸收產物進行解吸處理，以便使得所述吸收產物中的氯化氫被析出；以及回收所述氯化氫。利用該方法，能夠有效地從還原尾氣中回收氯化氫，提高了氯化氫的回收效率，解決了多晶矽生產中日益增加的氯化氫循環利用問題。根據本發明的實施例，上述從還原尾氣中回收氯化氫的方法還可以包括下列附加技術特徵根據本發明的一個實施例，所述淋洗液為氯矽烷。由此，能夠有效地將還原尾氣中所包含的氯矽烷與氫氣和氯化氫氣體進行分離。根據本發明的一個實施例，所述淋洗處理為鼓泡淋洗處理。由此，能夠進一步提高淋洗處理的效果，從而提高從還原尾氣中回收氯化氫的效率。根據本發明的一個實施例，在將所述第一氣體混合物進行吸收處理之前，將所述第一氣體混合物進行冷凝處理，以便分離所述第一氣體混合物中殘餘的氯矽烷。由此，能夠進一步提高所得到氯化氫的純度，並提高氯矽烷的回收效率。根據本發明的一個實施例，所述冷凝處理為加壓冷凝處理。由此，能夠有效地實現氯矽烷的冷凝，並降低冷凝處理的成本，從而降低還原尾氣的工業成本。根據本發明的一個實施例，所述加壓冷凝處理是在0.9-1. 2MPa的壓力下，-35-45攝氏度的溫度下進行的。根據本發明的一個實施例，進一步包括將所分離的氯矽烷進行提純，以便獲得高純的溫度下。由此，能夠有效地實現氯矽烷的冷凝，並降低冷凝處理的成本，從而降低還原尾氣的工業成本。根據本發明的一個實施例，所述吸收劑為氯矽烷。由此，能夠有效地實現對氯化氫的吸收，從而提高對還原尾氣進行處理的效率。根據本發明的一個實施例，所述解吸處理是通過加壓蒸餾進行的。由此，能夠進一步提高回收氯化氫的效率。根據本發明的一個實施例，所述加壓蒸餾是在0. 8-0. 9MPa的壓力下，70_80攝氏度的溫度下進行的。由此，能夠進一步提高氯化氫解吸的效率，從而提高回收氯化氫的效率。根據本發明的一些實施例，本發明還提出了一種從還原尾氣中回收氯化氫的系統，所述還原尾氣含有氫氣、氯化氫和氯矽烷，所述系統包括淋洗裝置，所述淋洗裝置中設置有淋洗液，用於將所述還原尾氣進行淋洗處理，以便使得所述還原尾氣中的氯矽烷被所述淋洗液吸收，得到含有氯矽烷的淋洗液，以及含有氫氣和氯化氫的第一氣體混合物；吸收裝置，所述吸收裝置與所述淋洗裝置相連，並且所述吸收裝置中設置有吸收劑，以便從所述淋洗裝置接收所述第一氣體混合物並且利用所述吸收劑將所述第一氣體混合物進行吸收處理，使得所述第一氣體混合物中的氯化氫被吸收，得到含有氯化氫的吸收產物，以及氫氣；以及解吸裝置，所述解吸裝置與所述吸收裝置相連，以便從所述吸收裝置中接收所述含有氯化氫的吸收產物，將所述含有氯化氫的吸收產物進行解吸處理，以便使得所述吸收產物中的氯化氫被析出。利用根據本發明實施例的從還原尾氣中回收氯化氫的系統，能夠有效地實施前述的從還原尾氣中回收氯化氫的方法，從而有效地回收還原尾氣中的氯化氫。根據本發明的實施例，上述從還原尾氣中回收氯化氫的系統還可以包括下列附加技術特徵根據本發明的一個實施例，所述淋洗液為氯矽烷。由此，能夠有效地將還原尾氣中所包含的氯矽烷與氫氣和氯化氫氣體進行分離。根據本發明的一個實施例，所述淋洗裝置為適於進行鼓泡淋洗處理的裝置。由此，能夠進一步提高淋洗處理的效果，從而提高從還原尾氣中回收氯化氫的效率。根據本發明的一個實施例，進一步包括冷凝裝置，所述冷凝裝置分別與所述淋洗裝置和吸收裝置相連，在將所述第一氣體混合物進行吸收處理之前，將所述第一氣體混合物進行冷凝處理，以便分離所述第一氣體混合物中殘餘的氯矽烷。由此，能夠進一步提高所得到氯化氫的純度，並提高氯矽烷的回收效率。根據本發明的一個實施例，進一步包括將所分離的氯矽烷進行提純，以便獲得高純氯矽烷。由此，能夠進一步提高氯矽烷的純度和回收效率。根據本發明的一個實施例，所述冷凝設備為適於進行加壓冷凝的裝置。由此，能夠有效地實現氯矽烷的冷凝，並降低冷凝處理的成本，從而降低還原尾氣的工業成本。根據本發明的一個實施例，所述冷凝裝置內的溫度為-35-45攝氏度，壓力為
0.9-1. 2MPa。能夠有效地實現氯矽烷的冷凝，並降低冷凝處理的成本，從而降低還原尾氣的工業成本。根據本發明的一個實施例，進一步包括氯矽烷純化裝置，所述氯矽烷純化裝置分別與所述淋洗裝置和冷凝裝置相連，以便從所述淋洗裝置和冷凝裝置接收並純化氯矽烷。由此，能夠進一步提高氯矽烷的純度和回收效率。
根據本發明的一個實施例，所述吸收劑為氯矽烷。由此，能夠有效地實現對氯化氫的吸收，從而提高對還原尾氣進行處理的效率。
根據本發明的一個實施例，所述解吸裝置為適於進行加壓蒸餾的裝置。由此，能夠進一步提高回收氯化氫的效率。根據本發明的一個實施例，所述解 吸裝置內的壓力為0. 8-0. 9MPa，溫度為70_80攝氏度。由此，能夠進一步提高氯化氫解吸的效率，從而提高回收氯化氫的效率。本發明的附加方面和優點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，或通過本發明的實踐了解到。
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據本發明一個實施例的從還原尾氣中回收氯化氫的方法的流程示意圖。圖2是根據本發明又一個實施例的從還原尾氣中回收氯化氫的方法的流程示意圖。圖3是根據本發明一個實施例的從還原尾氣中回收氯化氫的系統的示意圖。圖4是根據本發明又一個實施例的從還原尾氣中回收氯化氫的系統的示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。此外，在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。下面參考圖I描述根據本發明實施例的從還原尾氣中回收氯化氫的方法。如圖I所示，根據本發明實施例的從還原尾氣中回收氯化氫的方法包括下列步驟SlOO淋洗處理首先，利用淋洗液將還原尾氣進行淋洗處理，以便使得還原尾氣中的氯矽烷被淋洗液吸收，得到含有氯矽烷的淋洗液，以及含有氫氣和氯化氫的第一氣體混合物。在本文中所使用的術語「還原尾氣」是指在多晶矽生產工業中所產生的含有氫氣、氯化氫和氯矽烷的氣體混合物。根據本發明的實施例，淋洗液的類型不受特別限制，只要能夠使得氯矽烷溶解在該淋洗液中，而氫氣和氯化氫不能溶解在其中即可。根據本發明的一個實施例，可以使用氯矽烷作為淋洗液。由此，能夠有效地將還原尾氣中所包含的氯矽烷與氫氣和氯化氫氣體進行分離，並且可以降低工業化成本。根據本發明的實施例，可以採用的淋洗處理的方式不受特別限制。根據一個具體的示例，可以採用鼓泡淋洗處理。由此，能夠進一步提高淋洗處理的效果，從而提高從還原尾氣中回收氯化氫的效率。在將氯矽烷進行分離之後，可以將第一氣體混合物進行吸收處理，以便將氫氣和氯化氫氣體進行分離。參考圖2，根據本發明的一個實施例，在將第一氣體混合物進行吸收處理之前，將第一氣體混合物進行冷凝處理(S400)，以便分離所述第一氣體混合物中殘餘的氯矽烷。由此，能夠進一步提高所得到氯化氫的純度，並提高氯矽烷的回收效率。根據本發明的一些示例，所述冷凝處理為加壓冷凝處理。由此，能夠有效地實現氯矽烷的冷凝，並降低冷凝處理的成本，從而降低還原尾氣的工業成本。根據本發明的一個具體示例，所述加壓冷凝處理是在0. 9-1. 2MPa的壓力下，-35—45攝氏度的溫度下進行的。由此，能夠有效地實現氯矽烷的冷凝，並降低冷凝處理的成本，從而降低還原尾氣的工業成本。
S20吸收處理接下來，利用吸收劑將第一氣體混合物進行吸收處理，以便使得第一氣體混合物中的氯化氫被吸收，得到含有氯化氫的吸收產物，以及氫氣。由於氯化氫和氫氣在吸收劑中的溶解度不同，因而，氯化氫會溶解在吸收劑中，而氫氣則可作為氣體排出，由此，實現了氯化氫與氫氣的分離。根據本發明的實施例，可以採用的吸收劑的類型不受特別限制。根據本發明的具體示例，可以採用氯矽烷作為吸收劑。由此，能夠有效地實現對氯化氫的吸收，從而提高對還原尾氣進行處理的效率。同時不會在吸收過程中引入其他多晶矽生產行業中不存在的物質。S300解吸處理將所述含有氯化氫的吸收產物進行解吸處理，以便使得所述吸收產物中的氯化氫被析出，並回收所述氯化氫。根據本發明的一些實施例，進行解吸處理的方法並不受特別限制。根據本發明的一個實施例，可以通過加壓蒸餾進行解吸處理。由此，能夠簡單、容易地對吸收氯化氫的吸收產物進行解析處理。根據本發明的一些示例，所述解吸處理是通過加壓蒸餾進行的。由此，能夠進一步提高回收氯化氫的效率。根據本發明的一個具體示例，所述加壓蒸餾是在0. 8-0. 9MPa的壓力下，70-80攝氏度的溫度下進行的。由此，能夠進一步提高氯化氫解吸的效率，從而提高回收氯化氫的效率。通過利用根據本發明實施例的從還原尾氣中回收氯化氫的方法，可以有效地從還原尾氣中回收氯化氫，提高了氯化氫的利用效率，降低了多晶矽行業的生產成本，避免了汙染問題。為了方便理解，下面對可以用於實施上述從還原尾氣中回收氯化氫的方法的系統進行描述。根據本發明的另一方面，本發明提出了一種從還原尾氣中回收氯化氫的系統。參考圖3，根據本發明實施例的從還原尾氣中回收氯化氫的系統1000包括淋洗裝置100、吸收裝置200、以及解吸裝置300。根據本發明的實施例，淋洗裝置100中設置有淋洗液，用於將還原尾氣進行淋洗處理，以便使得所述還原尾氣中的氯矽烷被所述淋洗液吸收，得到含有氯矽烷的淋洗液，以及含有氫氣和氯化氫的第一氣體混合物。根據本發明的實施例，淋洗液的類型不受特別限制，只要能夠使得氯矽烷溶解在該淋洗液中，而氫氣和氯化氫不能溶解在其中即可。根據本發明的一個實施例，可以使用氯矽烷作為淋洗液。由此，能夠有效地將還原尾氣中所包含的氯矽烷與氫氣和氯化氫氣體進行分離，並且可以降低工業化成本。根據本發明的實施例，可以採用的淋洗處理的方式不受特別限制。根據一個具體的示例，可以採用鼓泡淋洗處理。由此，能夠進一步提高淋洗處理的效果，從而提高從還原尾氣中回收氯化氫的效率。在將氯矽烷進行分離之後，可以將第一氣體混合物進行吸收處理，以便將氫氣和氯化氫氣體進行分離。參考圖4，根據本發明的一個實施例，進一步包括冷凝裝置400，冷凝裝置400分別與淋洗裝置100和吸收裝置200相連，以便分離第一氣體混合物中殘餘的氯矽烷。由此，能夠進一步提高所得到氯化氫的純度，並提高氯矽烷的回收效率。根據本發明的一些示例，冷凝設備400為適於進行加壓冷凝的裝置。由此，能夠 有效地實現氯矽烷的冷凝，並降低冷凝處理的成本，從而降低還原尾氣的工業成本。根據本發明的一個具體示例，冷凝裝置400內的溫度為-35—45攝氏度，壓力為0. 9-1. 2MPa。由此，能夠有效地實現氯矽烷的冷凝，並降低冷凝處理的成本，從而降低還原尾氣的工業成本。根據本發明的一個實施例，進一步包括氯矽烷純化裝置(圖中未示出)，氯矽烷純化裝置分別與淋洗裝置100和冷凝裝置200相連，以便從淋洗裝置100和冷凝裝置300接收從還原尾氣和第一氣體混合物中分離的氯矽烷，並且對所接受的氯矽烷進行純化。由此，能夠進一步提高氯矽烷的純度和回收效率。根據本發明的實施例，吸收裝置200與淋洗裝置100相連，並且吸收裝置200中設置有吸收劑，以便從淋洗裝置100接收第一氣體混合物並且利用吸收劑將所述第一氣體混合物進行吸收處理，使得所述第一氣體混合物中的氯化氫被吸收，得到含有氯化氫的吸收產物，以及氫氣。由於氯化氫和氫氣在吸收劑中的溶解度不同，因而，氯化氫會溶解在吸收劑中，而氫氣則可作為氣體排出，由此，實現了氯化氫與氫氣的分離。根據本發明的實施例，可以採用的吸收劑的類型不受特別限制。根據本發明的具體示例，可以採用氯矽烷作為吸收劑。由此，能夠有效地實現對氯化氫的吸收，從而提高對還原尾氣進行處理的效率。同時不會在吸收過程中引入其他多晶矽生產行業中不存在的物質。根據本發明的實施例，解吸裝置300與吸收裝置200相連，以便從吸收裝置200中接收含有氯化氫的吸收產物，將含有氯化氫的吸收產物進行解吸處理，以便使得吸收產物中的氯化氫被析出。利用根據本發明實施例的從還原尾氣中回收氯化氫的系統1000，能夠有效地實施前述的從還原尾氣中回收氯化氫的方法，從而有效地回收還原尾氣中的氯化氫。利用根據本發明實施例的一種從還原尾氣中回收氯化氫的系統，能夠有效地從多晶矽生產工藝中產生的還原尾氣中回收氯化氫，並且成本低、操作簡單，同時不會產生任何汙染，符合國家環保的要求。在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示意性實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解在不脫離本發明的原理和宗 旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種從還原尾氣中回收氯化氫的方法，所述還原尾氣含有氫氣、氯化氫和氯矽烷，其特徵在於，所述方法包括以下步驟 利用淋洗液將所述還原尾氣進行淋洗處理，以便使得所述還原尾氣中的氯矽烷被淋洗液吸收，得到含有氯矽烷的淋洗液，以及含有氫氣和氯化氫的第一氣體混合物； 利用吸收劑將所述第一氣體混合物進行吸收處理，以便使得所述第一氣體混合物中的氯化氫被吸收，得到含有氯化氫的吸收產物，以及氫氣； 將所述含有氯化氫的吸收產物進行解吸處理，以便使得所述吸收產物中的氯化氫被析出；以及回收所述氯化氫。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述淋洗液為氯矽烷。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述淋洗處理為鼓泡淋洗處理。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，在將所述第一氣體混合物進行吸收處理之前，將所述第一氣體混合物進行冷凝處理，以便分離所述第一氣體混合物中殘餘的氯矽燒。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述冷凝處理為加壓冷凝處理。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述加壓冷凝處理是在0.9-1. 2MPa的壓力下，-35-45攝氏度的溫度下進行的。
7.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，進一步包括將所分離的氯矽烷進行提純，以便獲得聞純氣娃燒。
8.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述吸收劑為氯矽烷。
9.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述解吸處理是通過加壓蒸餾進行的。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述加壓蒸餾是在0.8-0. 9MPa的壓力下，70-80攝氏度的溫度下進行的。
全文摘要
本發明提出了從還原尾氣中回收氯化氫的方法，還原尾氣含有氫氣、氯化氫和氯矽烷，方法包括以下步驟利用淋洗液將還原尾氣進行淋洗處理，使得還原尾氣中的氯矽烷被淋洗液吸收，得到含有氯矽烷的淋洗液，以及含有氫氣和氯化氫的第一氣體混合物；利用吸收劑將第一氣體混合物進行吸收處理，以便使得第一氣體混合物中的氯化氫被吸收，得到含有氯化氫的吸收產物，以及氫氣；將含有氯化氫的吸收產物進行解吸處理，以便使得吸收產物中的氯化氫被析出；以及回收氯化氫。利用該方法，能夠有效地從還原尾氣中回收氯化氫。
文檔編號B01D53/14GK102641646SQ201210105568
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者嚴大洲, 司文學, 楊永亮, 湯傳斌, 肖榮暉 申請人:中國恩菲工程技術有限公司