三氯氫矽合成氣除塵系統的製作方法

2023-06-20 23:34:56 1

專利名稱：三氯氫矽合成氣除塵系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及三氯氫矽合成氣的處理系統，特別涉及三氯氫矽合成氣的除塵系統。
背景技術：
二氣氧娃是生廣有機娃、娃燒偶聯劑和製備多晶娃的重要原材料，隨著近兩年光伏市場的不斷發展，多晶矽產量的不斷攀升，三氯氫矽的需求量也急速上升。目前，主要是通過將矽粉和氯化氫氣體在流化床反應爐中進行反應得到三氯氫矽合成氣；所述三氯氫矽合成氣的成分非常複雜，主要成分有三氯氫娃、四氯化娃、二氯二氫娃、氫氣和未反應的氯化氫、金屬氯化物(如氯化鋁、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鈣等)，以及氯矽烷發生聚合反應生成的聚氯矽烷。·傳統的三氯氫矽合成氣除塵系統包括通過依次經管道連接的氣固分離器、噴淋塔、蒸發釜、高濃度渣漿水解處理裝置，所述氣固分離器的輸出端連接有廢渣水解處理裝置。此種傳統的三氯氫矽合成氣除塵系統在工業實施時，為了減少經噴淋塔得到的渣漿中氯矽烷的排放，蒸發釜工作溫度會設置地較高，大量的氯矽烷被蒸發成氣體送入噴淋塔內，使得經蒸發釜處理後的渣漿固含量高，為高濃度渣漿。所述高濃度渣漿除了含有四氯化矽和三氯氫矽液體物質外，還含有大量粒徑較小的固體物質；所述粒徑較小的固體物質主要包括氯矽烷的高聚化合物、矽粉末，氯化鋁、氯化鐵等金屬氯化物。使得此種三氯氫矽合成氣除塵系統存在以下問題由於所述高濃度渣漿中含有氯矽烷高聚化合物以及氯化鋁等金屬氯化物，在溶液中容易析出、附著在管道和/或設備內壁，形成凹凸不平的內壁，使所述高濃度渣漿中含有粒徑較小且量較多的固體物質極容易附著在管道和/或設備內壁，從而在送往高濃度渣漿水解處理裝置之前的管道和/或高濃度渣漿水解處理裝置中容易被堵塞，且極難清除，給三氯氫矽合成氣除塵系統的連續和安全運行帶來了嚴重的困難。對上述問題，目前改進的系統是在上述三氯氫矽合成氣除塵系統中的蒸發釜與高濃度渣漿水處理裝置之間增設液固過濾器，以分離高濃度渣漿中的大部分固體物質，解決高濃度渣漿中固體物質容易沉積到管道壁，對管道造成堵塞的問題。但這種改進系統只是將堵塞從送往對高濃度渣漿進行水解處理裝置之前的管道和/或水解處理裝置中轉移到了液固過濾器中，並沒有從根本上解決高濃度渣漿中固體物質引起堵塞的問題。由於高濃度渣漿中固體物質主要為具有顆粒細密且粘度大的氯矽烷的高聚化合物和金屬氯化物，經濾網過濾後易粘附板結在濾網上，使濾餅密實，從而造成(I)、濾網內外壓差很快升高，導致液固過濾器的自動反吹頻繁進行，不僅增加能耗，還容易對過濾元件造成破損，需要較頻繁地更換過濾元件；(2)、濾餅與濾網粘附性強，很難將濾餅清除，使液固過濾器的連續運行時間短，進而這種改進同樣還是給三氯氫矽合成氣除塵系統的連續和安全運行帶來嚴重的困難，難以在實際生產中被應用
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在於克服現有技術中三氯氫矽合成氣除塵系統中高濃度渣漿容易對管道和/設備造成堵塞，從而嚴重影響三氯氫矽合成氣除塵系統連續和安全運行的不足，提供能連續和安全運行的三氯氫矽合成氣除塵系統。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為三氯氫娃合成氣除塵系統，包括氣固分離器、噴淋塔、蒸發爸、液固過濾器，氣固分離器的氣體輸出端、蒸發釜的輸入端和蒸發釜的氣相輸出端分別與噴淋塔底部連接；所述除塵系統還包括廢渣液收集裝置，氣固分離器的廢渣輸出端和蒸發釜的渣漿輸出端分別與所述廢渣液收集裝置的輸入端連接，廢渣液收集裝置的輸出端與液固過濾器的輸入端連接。為了有效利用經上述液固過濾器分離得到的氯矽烷清液，優選在上述液固過濾器的液體輸出端與上述噴淋塔塔頂連接。 為了使經上述液固過濾器分離得到的氯矽烷清液較順暢地輸送至上述噴淋塔內，對噴淋塔工作時所需要的噴淋液給予補給，上述液固過濾器的液體輸出端與上述噴淋塔塔頂之間還設置了輸送泵，輸送泵輸入端與上述液固過濾器的液體輸出端連接，輸送泵輸出端與上述噴淋塔塔頂連接。為了使經氣固分離器的廢渣輸出端輸出的廢渣和蒸發釜的渣漿輸出端輸出的渣漿混合均勻，上述廢渣液收集裝置優選為具有攪拌功能的廢渣液收集裝置。為了使用於分離渣漿中氯矽烷的上述液固過濾器具有自清潔能力，上述液固過濾器優選為具有自動反吹功能的液固過濾器。所述自動反吹功能為根據液固過濾器濾網內外壓差變化，啟動對濾網進行反吹以卸載濾餅。上述氣固分離器用於對三氯氫矽合成氣進行粗除塵，為了使除塵效果更佳，上述氣固分離器優選由多級氣固分離器構成。考慮到除塵效果和設備成本，上述氣固分離器進一步優選兩級氣固分離器構成。進一步考慮到除塵效果和設備成本，所述氣固分離器優選為旋風除塵器或布袋除塵器，以旋風除塵器為最佳。為了使經上述液固過濾器分離氯矽烷後的濾餅便於運輸到濾餅水解處理裝置，優選在上述液固過濾器的固體輸出端連接儲罐。綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是本實用新型三氯氫矽合成氣除塵系統，在氣固分離器廢渣輸出端與蒸發釜渣漿輸出端連接了廢渣液收集裝置，系統在運行時，將經氣固分離器粗除塵得到的廢渣(所含的固體物質主要成分為矽粉，粒度較大，為粗顆粒物質)和經噴淋塔與蒸發釜溼法噴淋得到的渣漿(所含的固體物質主要成分為矽粉，氯化鋁高聚化合物和氯矽烷高聚化合物，粒度較細，主要為細顆粒物質)混合成為混合渣漿，再進入液固過濾器進行過濾，對混合渣漿中的氯矽烷進行分離回收。所述含有較多粗顆粒物質的混合渣漿在經過液固過濾器的濾網時形成較厚的疏鬆多孔、不易板結的濾餅，使本實用新型具有如下優點(I)、因濾餅粘附性不強，易於從濾網上剝離，使液固過濾器濾網上的濾餅能順利地被清除，濾網乾淨通暢，從而解決了因濾餅與濾網粘附性強，很難將濾餅清除，容易使液固過濾器堵塞的問題，極大延長液固過濾器連續運行時間，使三氯氫矽合成氣除塵系統能連續、安全地運行；(2)、因濾餅具備疏鬆多孔的結構，並且厚度較大，也可以對混合渣漿進行過濾，使液固過濾器過濾元件由濾網和所述濾餅組成，提高了對氯矽烷的過濾精度，從而提高了氯矽烷回收率，減少了氯矽烷排放；(3)、經氣固分離器粗除塵得到的含有較多粗顆粒物質的廢渣應用於從噴淋塔和蒸發釜溼法噴淋處理得到的渣漿中分離氯矽烷，不僅使本實用新型具有如上優點，還對所述廢渣和所述渣漿合併進行處理，減少了單獨對廢渣進行水解處理的水解處理裝置，在本實用新型系統使用時，也簡化了操作工序。

圖I是本實用新型三氯氫矽合成氣除塵系統示意圖；圖2是利用圖I所示系統除塵的工藝流程圖；圖3是本實用新型三氯氫矽合成氣除塵系統的第二種示意圖；圖4是利用圖3所示系統除塵的工藝流程圖。圖中標記I-氣固分離器，101-氣固分離器進氣口，102-氣固分離器的氣體輸 出端，103-氣固分離器的廢渣輸出端，2-噴淋塔，201-氣體排出口，202-噴淋液第一輸入口，203-噴淋液第二輸入口，3-蒸發釜，301-蒸發釜的輸入端，302-蒸發釜的氣相輸出端，303-蒸發釜的渣漿輸出端，4-廢渣液收集裝置，401-廢渣液收集裝置的廢渣第一輸入端，402-廢渣液收集裝置的廢渣第二輸入端，403-廢渣液收集裝置的渣漿輸入端，404-廢渣液收集裝置的輸出端，5-液固過濾器，501-氮氣進口，502-液固過濾器的輸入端,503-液固過濾器的液體輸出端,504-液固過濾器的固體輸出端,6-儲罐,7-輸送泵，701-輸送泵輸入端,702-輸送泵輸出端,8-第二氣固分離器,801-第二氣固分離器進氣口，802-第二氣固分離器的氣體輸出端,803-第二氣固分離器的廢洛輸出端。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。實施例I參照圖1，三氯氫矽合成氣除塵系統，包括氣固分離器I、噴淋塔2、蒸發釜3、具有攪拌功能的廢渣液收集裝置4、液固過濾器5和儲罐6，氣固分離器的氣體輸出端102、蒸發釜的輸入端301和蒸發釜的氣相輸出端302分別與噴淋塔2底部連接，氣固分離器的廢渣輸出端103和蒸發釜的渣漿輸出端303分別與廢渣液收集裝置4的輸入端連接，廢渣液收集裝置的輸出端404與液固過濾器的輸入端502連接，液固過濾器的液體輸出端503與所述噴淋塔2的塔頂連接，液固過濾器的固體輸出端504與儲罐6連接。本例廢渣液收集裝置4的輸入端可以為一個，當然，為了便於通過氣固分離器的廢渣輸出端103和蒸發釜的渣漿輸出端303分別向廢渣液收集裝置4內輸入廢渣和渣漿，還可設置兩個物料輸入端，如在廢渣液收集裝置4上分別設置廢渣液收集裝置的廢渣第一輸入端401和廢渣液收集裝置的渣漿輸入端402，廢渣液收集裝置的廢渣第一輸入端401與氣固分離器的廢渣輸出端103相連接，廢渣液收集裝置的渣漿輸入端402與蒸發釜的渣漿輸出端303相連接。參見圖2，本例三氯氫矽合成氣除塵系統在工作時，按如下步驟進行(I)、三氯氫矽合成氣經過氣固分離器進氣口 101通入氣固分離器I粗除塵，分離出合成氣中大部分固體顆粒；(2)、氣固分離器I粗除塵的氣體經過氣固分離器的氣體輸出端102從噴淋塔2底部通入噴淋塔2內，使用經噴淋液第二輸入口 203進入噴淋塔2內的氯矽烷液體對進入噴淋塔2內的合成氣降溫、淋洗，被淋洗後的液體經蒸發釜的輸入端301進入蒸發釜3蒸發，氣相組分通過蒸發釜的氣相輸出端輸出並從噴淋塔2底部進入噴淋塔2內再一次被氯矽烷液體淋洗，除去合成氣中的高沸雜質以及氣固分離器I中未能除盡的固體粉末，被除塵後的三氯氫矽合成氣從噴淋塔2氣體排出口 201排出，蒸發釜3的工作溫度為30°C，工作壓力為 O. 2MPa ；(3)、從氣固分離器的廢渣輸出端103輸出的廢渣通過廢渣液收集裝置的第一廢渣輸入端401通入廢渣液收集裝置4，從蒸發釜的渣漿輸出端303輸出的渣漿通過廢渣液收集裝置的渣漿輸入端403通入廢渣液收集裝置4，廢渣與渣漿在廢渣液收集裝置4內混合、攪拌均勻，得混合渣漿，所述混合渣漿的固含量為52%w (本實用新型中「%w」表示重量百分含量)； (4)、混合渣漿從廢渣液收集裝置的輸出端404輸出並通過液固過濾器的輸入端502送入液固過濾器5，過濾、分離氯矽烷；(5)、從液固過濾器的液體輸出端503輸出的氯娃燒清液送至噴淋液第一輸入口202，進入噴淋塔2頂部內，用於補給噴淋處理合成氣所需的氯矽烷液體；(6)、從液固過濾器的固體輸出端504輸出的濾餅進入儲罐6，待儲罐6內濾餅滿後，密閉送至濾餅水解處理裝置進行水解處理。本例三氯氫矽合成氣除塵系統在工作時，步驟(5)在從液固過濾器的液體輸出端503輸出的氯矽烷清液送至噴淋液第一輸入口 202過程中，考慮到輸送成本和輸送難度，可以使用泵將從液固過濾器的液體輸出端503輸出的氯矽烷清液送至噴淋液第一輸入口202，當然，也可以通過其它方式將從液固過濾器的液體輸出端503輸出的氯矽烷清液送至噴淋液第一輸入口 202。經本例三氯氫矽合成氣除塵系統對三氯氫矽合成氣進行處理，系統管道和設備無堵塞情況出現，系統連續、安全運行，連續運行時間長達68天才需要對液固過濾器5進行清掃；與不包括將氣固分離器I和蒸發釜3連接的廢渣液收集裝置4的三氯氫矽合成氣除塵系統相比較，減少了三氯氫矽合成氣除塵系統廢渣水解處理裝置，提高了氯矽烷回收率，減少約58%V (本實用新型中「％V」表述體積百分含量)的氯矽烷排放。實施例2參照圖3,三氯氫娃合成氣除塵系統,包括氣固分離器I、第二氣固分離器8、噴淋塔2、蒸發釜3、具有攪拌功能的廢渣液收集裝置4、具有自動反吹功能的液固過濾器5、儲罐6和輸送泵7,氣固分離器的氣體輸出端102與第二氣固分離器進氣口 801連接，第二氣固分離器的氣體輸出端802、蒸發爸的輸入端301和蒸發爸的氣相輸出端302分別與噴淋塔2底部連接，氣固分離器的廢渣輸出端103、第二氣固分離器的廢渣輸出端803和蒸發釜的渣漿輸出端303分別與廢渣液收集裝置的廢渣第一輸入端401、廢渣液收集裝置的廢渣第二輸入端402和廢渣液收集裝置的渣漿輸入端403連接，廢渣液收集裝置的輸出端404與液固過濾器的輸入端502連接，液固過濾器的液體輸出端503與噴淋塔2的塔頂連接，在液固過濾器的液體輸出端503與噴淋塔2塔頂之間設置了輸送泵7，輸送泵輸入端701與液固過濾器的液體輸出端503連接，輸送泵輸出端702與噴淋塔2塔頂連接，液固過濾器的固體輸出端504與儲罐6連接。本例用於對三氯氫矽合成氣進行粗除塵的裝置為氣固分離器I和第二氣固分離器8構成，當然，為了使粗除塵效果更佳，用於粗除塵的氣固分離器還可以使用由多級氣固分離器構成；考慮到除塵效果和設備成本，氣固分離器I和第二氣固分離器可以為旋風除塵器。參見圖4，本例三氯氫矽合成氣除塵系統在工作時，按如下步驟進行(I)、三氯氫矽合成氣經過氣固分離器進氣口 101通入氣固分離器I進行第一級粗除塵，經氣固分離器的氣體輸出端102輸出的氣體再通過第二氣固分離器進氣口 801進入第二氣固分離器8進行第二級粗除塵，經兩級粗除塵後分離出合成氣中大部分固體顆粒，氣固分離器I和第二氣固分離器8的工作溫度為180°C，工作壓力為O. 2MPa ；(2)、粗除塵的氣體經過第二氣固分離器的氣體輸出端802從噴淋塔2底部通入噴 淋塔2內，使用經噴淋液第二輸入口 203進入噴淋塔2內的氯矽烷液體對進入噴淋塔2內的合成氣降溫、淋洗，被淋洗後的液體經蒸發釜的輸入端301進入蒸發釜3蒸發，氣相組分通過蒸發釜的氣相輸出端輸出並從噴淋塔2底部進入噴淋塔2內再一次被氯矽烷液體淋洗，除去合成氣中的高沸雜質以及氣固分離器I中未能除盡的固體粉末，被除塵後的三氯氫矽合成氣從噴淋塔2氣體排出口 201排出，蒸發釜3的工作溫度為20°C、工作壓力為O. IMPa ；(3)、從氣固分離器的廢渣輸出端103輸出的廢渣通過廢渣液收集裝置的第一廢渣輸入端401通入廢渣液收集裝置4，從第二氣固分離器的廢渣輸出端803輸出的廢渣通過廢渣液收集裝置的第二廢渣輸入端402通入廢渣液收集裝置4，從蒸發釜的渣漿輸出端303輸出的渣漿通過廢渣液收集裝置的渣漿輸入端403通入廢渣液收集裝置4，廢渣與渣漿在廢渣液收集裝置4內混合、攪拌均勻，得混合渣漿，所述混合渣漿的固含量為46%w ；(4)、混合洛眾從廢洛液收集裝置的輸出端404輸出並通過液固過濾器的輸入端502送入液固過濾器5，過濾、分離氯矽烷，液固過濾器5的工作溫度為30°C ;液固過濾器5通過氮氣進口 501通入氮氣對液固過濾器5的濾網進行反吹，以卸載濾餅；(5)、從液固過濾器的液體輸出端503輸出的氯矽烷清液通過輸送泵7輸送至噴淋液第一輸入口 202，進入噴淋塔2頂部內，用於補給噴淋處理合成氣所需的氯矽烷液體；(6)、從液固過濾器的固體輸出端504輸出的濾餅進入儲罐6，待儲罐6內濾餅滿後，密閉送至濾餅水解處理裝置進行水解處理。經本例三氯氫矽合成氣除塵系統對三氯氫矽合成氣進行處理，系統管道和設備無堵塞情況出現，系統連續、安全運行，連續運行時間長達72天才對液固過濾器5進行清掃；與不包括將氣固分離器I、第二氣固分離器8和蒸發釜3連接的廢渣液收集裝置4的三氯氫矽合成氣除塵系統相比較，減少了三氯氫矽合成氣除塵系統廢渣水解處理裝置，提高了氯矽烷回收率，減少約64%V的氯矽烷排放。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.三氯氫矽合成氣除塵系統，包括氣固分離器(I)、噴淋塔(2)、蒸發釜(3)、液固過濾器(5),氣固分離器的氣體輸出端(102)、蒸發爸的輸入端(301)和蒸發爸的氣相輸出端(302)分別與噴淋塔(2)底部連接，其特徵在於，所述除塵系統還包括廢渣液收集裝置(4)，氣固分離器的廢渣輸出端(103)和蒸發釜的渣漿輸出端(303)分別與所述廢渣液收集裝置(4)的輸入端連接，廢渣液收集裝置的輸出端(404)與液固過濾器的輸入端(502)連接。
2.根據權利要求I所述的三氯氫矽合成氣除塵系統，其特徵在於，液固過濾器的液體輸出端(503)與所述噴淋塔(2)的塔頂連接。
3.根據權利要求2所述的三氯氫矽合成氣除塵系統，其特徵在於，所述液固過濾器的液體輸出端(503)與所述噴淋塔(2)塔頂之間還設置了輸送泵(7)，輸送泵輸入端(701)與所述液固過濾器的液體輸出端(503)連接，輸送泵輸出端(702)與所述噴淋塔(2)塔頂連接。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的三氯氫矽合成氣除塵系統，其特徵在於，所述廢渣液收集裝置(4)為具有攪拌功能的廢渣液收集裝置。
5.根據權利要求4所述的三氯氫矽合成氣除塵系統，其特徵在於，所述液固過濾器(5)為具有自動反吹功能的液固過濾器。
6.根據權利要求1-3任意一項所述的三氯氫矽合成氣除塵系統，其特徵在於，所述液固過濾器(5)為具有自動反吹功能的液固過濾器。
7.根據權利要求1-3任意一項所述的三氯氫矽合成氣除塵系統，其特徵在於，所述氣固分離器(I)由多級氣固分離器構成。
8.根據權利要求7所述的三氯氫矽合成氣除塵系統，其特徵在於，所述氣固分離器(I)由兩級氣固分離器構成。
9.根據權利要求1-3任意一項所述的三氯氫矽合成氣除塵系統，其特徵在於，所述氣固分離器(I)為旋風除塵器。
10.根據權利要求1-3任意一項所述的三氯氫矽合成氣除塵系統，其特徵在於，液固過濾器的固體輸出端(504 )還連接有儲罐(6 )。
專利摘要本實用新型公開了三氯氫矽合成氣除塵系統，包括氣固分離器(1)、噴淋塔(2)、蒸發釜(3)、液固過濾器(5)，氣固分離器的氣體輸出端(102)、蒸發釜的輸入端(301)和蒸發釜的氣相輸出端(302)分別與噴淋塔(2)底部連接，所述除塵系統還包括廢渣液收集裝置(4)，氣固分離器的廢渣輸出端(103)和蒸發釜的渣漿輸出端(303)分別與所述廢渣液收集裝置(4)的輸入端連接，廢渣液收集裝置的輸出端(404)與液固過濾器的輸入端(502)連接。本實用新型系統連續運行時間長，減少了單獨對廢渣進行水解處理的水解處理裝置，在使用本實用新型系統時，工序簡單，氯矽烷回收率提高，減少了氯矽烷排放。
文檔編號B01D50/00GK202516455SQ20122019091
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者吳海濤, 崔萍, 王嶺, 蒲曉東 申請人:四川新光矽業科技有限責任公司