專利名稱：一種多晶硅尾氣處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種尾氣處理方法，特別是涉及一種多晶硅尾氣的處理方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著太陽能行業(yè)的興起，多晶硅產(chǎn)業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展，但多晶硅尾氣處理及資源化利用幾近空白。由于多晶硅的水解物主要為二氧化硅，而二氧化硅的分離技術(shù)沒有得到很好的解決，因此對多晶硅尾氣的資源化利用也不很成功。多晶硅尾氣水解后實際上是一種粘稠的漿液，回收代價太大而沒有實際意義。只能用寶貴的堿中和鹽酸后，再處理二氧化硅，處理出來較多的氧化鈣，氫氧化鈣，二氧化硅的混合物，因此很難得到較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。這樣處理的結(jié)果是造成了大量的含鹽(氯化鈉)廢水的排放，實際上是把較大的污染經(jīng)過處理變成了較小的污染，而污染數(shù)量沒有明顯的減少，污染沒有徹底解決。因此每年有數(shù)百萬噸的相當(dāng)于海水的含鹽廢水進(jìn)入污水處理廠，增加了污水處理廠的處理成本和處理難度。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可對多晶硅尾氣資源化利用的多晶硅尾氣處理方法。技術(shù)方案本發(fā)明所述的一種多晶硅尾氣處理方法，包括以下步驟(1)利用吸收液將多晶硅尾氣吸收；(2)降低吸收液中二氧化硅的活性，增大二氧化硅的顆粒直徑；(3) 分離吸收液中的二氧化硅，并對二氧化硅進(jìn)行壓榨、烘干、粉碎；(4)回收吸收液中的鹽酸。為提高吸收液的吸收效果，步驟(1)中，多晶硅尾氣與吸收液的運動方向相反；采用親水型聚丙烯多孔填料作為多晶硅尾氣和吸收液的接觸介質(zhì)。為進(jìn)一步提高吸收液的吸收效果，所述填料的孔徑均在IOmm以上；所述多晶硅尾氣與吸收液的接觸時間為3-20秒，接觸環(huán)境溫度不超過^°C。較佳的，步驟(2)中，將二氧化硅的平均粒徑增大到4、微米。為保證后續(xù)回收鹽酸的工藝中，回收裝置不結(jié)垢，步驟(4)中，先對吸收液進(jìn)行精密過濾處理，使濾液中的顆粒直徑小于0. 3微米，然后再回收鹽酸。較佳的，回收鹽酸的工藝包括以下步驟a、對過濾后的吸收液進(jìn)行預(yù)熱至 35^400C ；b、對吸收液進(jìn)行脫析處理；C、對吸收液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理，制得工業(yè)鹽酸。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是本發(fā)明可有效回收二氧化硅和鹽酸，實現(xiàn)多晶硅尾氣的資源化利用，大大降低污染。另一方面，在回收二氧化硅和鹽酸的過程中，相比現(xiàn)有技術(shù)，堿的用量降低了 90%，因此回收成本非常低。


圖1為本發(fā)明一具體實施方式
的工藝流程圖；圖2為本發(fā)明回收二氧化硅專用設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2的俯視圖； 圖4是圖2中I處的局部放大圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實施例。已知多晶硅尾氣成分為四氯化硅5% ；三氯氫硅30% ；二氯二氫硅15% ；氮氣 50%，以重量百分?jǐn)?shù)計。如圖1所示，一種多晶硅尾氣處理方法，包括以下步驟
(1)將多晶硅尾氣依次經(jīng)過2級吸收塔吸收，1級堿吸塔吸收后放空；采用親水型聚丙烯多孔填料作為多晶硅尾氣和吸收液的接觸介質(zhì)，利用吸收液將多晶硅尾氣吸收，晶硅尾氣與吸收液逆向接觸，即多晶硅尾氣與吸收液的運動方向相反。本實施例中，吸收液的主要成分為二氧化硅和鹽酸的混合物，此為現(xiàn)有技術(shù)。吸收塔和堿吸塔為現(xiàn)有技術(shù)。其中，吸收塔的技術(shù)參數(shù)為0=300mm;H=1200mm; 填料層500mm ；數(shù)量為2個。堿吸塔的技術(shù)參數(shù)為Φ=300πιπι ；H=1200mm ；填料層500mm ；數(shù)量為1個。尾氣進(jìn)入吸收塔的流速為1L/S，吸收液的噴淋量為0. 2L/S。經(jīng)過處理后，堿吸塔頂部出口氣體的HCL濃度為1PPM，吸收塔吸收液中HCL的平衡濃度為19%，吸收液的平均粒徑為0.4微米。(2)對吸收液進(jìn)行老化或熟化處理，以降低吸收液中二氧化硅的活性，增大二氧化
硅的顆粒直徑。老化或熟化處理為現(xiàn)有技術(shù)，通常采用以下一種或幾種方法恒電壓或脈沖電壓法、恒電流或脈沖電流法、超聲波法、化學(xué)藥劑法。本實施例中，采用超聲波法老化。圖1中的老化機(jī)組包括老化儲罐、50L塑料桶、50W超聲波發(fā)生器。老化處理時，在老化儲罐中存入40L的吸收液，接入超聲波發(fā)生器，啟動30分鐘， 因此得到平均粒徑為6. 8微米的吸收液。(3)分離吸收液中的二氧化硅，并對二氧化硅進(jìn)行壓榨、烘干、粉碎； (4)回收吸收液中的鹽酸。步驟(1)中，填料的孔徑均在IOmm以上；多晶硅尾氣與吸收液的接觸時間為3_20 秒，接觸環(huán)境溫度不超過^°C。步驟(4)中，先對吸收液進(jìn)行精密過濾處理，使濾液中的顆粒直徑小于0. 3微米， 然后再回收鹽酸。回收鹽酸的工藝包括以下步驟a、對過濾后的吸收液進(jìn)行預(yù)熱至37°C ； b、對吸收液進(jìn)行脫析處理；C、對吸收液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理，制得工業(yè)鹽酸。對工業(yè)鹽酸可經(jīng)過精酸蒸發(fā)器制得試劑鹽酸。圖1中的吸收塔、堿吸塔、事故池、調(diào)節(jié)池、中間調(diào)節(jié)池、精密過濾器、預(yù)熱器、脫析塔、濃縮蒸發(fā)器和精酸蒸發(fā)器等裝置及處理工藝為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。步驟(3 )中，對二氧化硅的回收可采用如下專用設(shè)備，如圖2、圖3和圖4所示，一種多晶硅尾氣處理機(jī)組，包括首尾相接的真空濃縮段1和壓榨脫水段2。真空濃縮段1包括真空濾盤組件12、真空段濾帶清洗裝置3和真空段濾帶4，真空段濾帶4的一部分設(shè)置在真空段濾帶清洗裝置3中。因此機(jī)組工作時，真空段濾帶4在運動的過程中，其全部都將進(jìn)入真空段濾帶清洗裝置3中被清洗。真空濾盤組件12和真空段濾帶清洗裝置3為現(xiàn)有技術(shù)。真空段濾帶清洗裝置3中設(shè)置有用于振動真空段濾帶4的凸輪運動機(jī)構(gòu)5，凸輪運動機(jī)構(gòu)的凸輪51設(shè)置在真空段濾帶4的下方。壓榨脫水段2包括下濾帶清洗裝置6，下濾帶清洗裝置6與脈沖超聲裝置8連接。壓榨脫水段2的下游設(shè)置有熱風(fēng)系統(tǒng)7。熱風(fēng)系統(tǒng)7和機(jī)組的其他部分為現(xiàn)有技術(shù)。機(jī)組工作時，物料經(jīng)過進(jìn)料口 N2進(jìn)入進(jìn)料裝置14，然后從進(jìn)料裝置14送入真空濾盤組件12進(jìn)行濃縮處理，濃縮后二氧化硅含水量在50-60%左右。濃縮后的物料進(jìn)入真空段卸料斗31，進(jìn)而被輸送至壓榨脫水段2 ；同時，含有鹽酸的濾液從排液口 m中排除。真空段的濾帶4進(jìn)入真空段濾帶清洗裝置3。該裝置中，高壓反沖洗與凸輪運動機(jī)構(gòu)一起進(jìn)行動作。振動時，由高壓清洗劑產(chǎn)生不同方向的剪切力，使濾帶4的濾孔在不同的深度、不同的方向得到較好的清洗。真空段卸料斗31的物料由輸送帶送至壓榨輥35、36進(jìn)行壓榨脫水，壓榨后二氧化硅的含水量在30-40%之間。壓榨脫水段的輸送帶9在進(jìn)入下濾帶清洗裝置6進(jìn)行清洗時， 由于該裝置與脈沖超聲裝置8連接，因此在清洗的時候，脈沖超聲產(chǎn)生強(qiáng)烈的空泡效應(yīng)，數(shù)百至數(shù)千兆的空泡壓強(qiáng)使輸送帶9得到了很好的清洗。本實施例中，脈沖超聲裝置8的功率可調(diào)。振動與脈沖超聲的使用，可使濾帶每次壓濾時保持較小的阻力，濾液滲出較快，保證了系統(tǒng)的正常運行。壓榨后的二氧化硅濾餅進(jìn)入熱風(fēng)系統(tǒng)7進(jìn)一步脫水，然后進(jìn)入螺旋壓輥(圖中未示出)進(jìn)行粗碎，出料。同時，壓榨所得含有鹽酸的液體從壓榨排液口 N3排除。最終二氧化硅的含水量在30%以下。機(jī)組的所有滾筒，及其他傳動機(jī)構(gòu)均采用防腐設(shè)計，防腐材料可以是四氟橡膠， 氯丁橡膠，丁氰橡膠，玻璃鋼等，也可以是其幾種的組合。設(shè)備支撐架及軸承等部分外置于密封罩殼外部，軸承與密封罩殼設(shè)置有防腐密封機(jī)構(gòu)，里面采用防腐油膏使罩殼、軸承、密封罩殼之間得到較好的密封隔離作用。同時機(jī)組可外接風(fēng)機(jī)、風(fēng)管和調(diào)節(jié)閥(圖中未示出)， 以使機(jī)組內(nèi)部保持微負(fù)壓，防止內(nèi)部稀鹽酸氣(氯化氫)外泄。顯然，采用本發(fā)明的多晶硅尾氣處理方法，可有效回收二氧化硅和鹽酸，將其資源化處理，并能大大降低污染。如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種多晶硅尾氣處理方法，包括以下步驟(1)利用吸收液將多晶硅尾氣吸收；(2)對吸收液進(jìn)行老化或熟化處理，以降低吸收液中二氧化硅的活性，增大二氧化硅的顆粒直徑；(3)分離吸收液中的二氧化硅，并對二氧化硅進(jìn)行壓榨、烘干、粉碎；(4)回收吸收液中的鹽酸。
2.如權(quán)利要求1所述的多晶硅尾氣處理方法，其特征是步驟(1)中，多晶硅尾氣與吸收液逆向接觸；采用親水型聚丙烯多孔填料作為多晶硅尾氣和吸收液的接觸介質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的多晶硅尾氣處理方法，其特征是所述填料的孔徑均在IOmm以上；所述多晶硅尾氣與吸收液的接觸時間為3-20秒，接觸環(huán)境溫度不超過^°C。
4.如權(quán)利要求1所述的多晶硅尾氣處理方法，其特征是步驟(2)中，將二氧化硅的平均粒徑增大到4、微米。
5.如權(quán)利要求1所述的多晶硅尾氣處理方法，其特征是步驟(4)中，先對吸收液進(jìn)行精密過濾處理，使濾液中的顆粒直徑小于0. 3微米，然后再回收鹽酸。
6.如權(quán)利要求5所述的多晶硅尾氣處理方法，其特征是回收鹽酸的工藝包括以下步驟a、對過濾后的吸收液進(jìn)行預(yù)熱至35、0°C ；b、對吸收液進(jìn)行脫析處理；C、對吸收液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理，制得工業(yè)鹽酸。
全文摘要
本發(fā)明公開一種多晶硅尾氣處理方法，包括以下步驟(1)利用吸收液將多晶硅尾氣吸收；(2)降低吸收液中二氧化硅的活性，增大二氧化硅的顆粒直徑；(3)分離吸收液中的二氧化硅，并對二氧化硅進(jìn)行壓榨、烘干、粉碎；(4)回收吸收液中的鹽酸。這種處理方法可有效回收二氧化硅和鹽酸，實現(xiàn)多晶硅尾氣的資源化利用，大大降低污染。另一方面，在回收二氧化硅和鹽酸的過程中，由于堿的用量非常少，因此回收成本非常低。
文檔編號C01B33/12GK102228771SQ20111019368
公開日2011年11月2日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者蔣國津, 陳力, 陳小祥 申請人:江蘇省振興節(jié)水工程技術(shù)設(shè)備有限公司