[發明專利]一種多晶硅生產中廢氣廢液處理方法

有效

• 申請號: 201110330401.X
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102500213A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 趙純源
• 申請（專利權）人: 內蒙古鋒威硅業有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/68;C01B33/03;C01F11/24
• 代理公司: 北京東正專利代理事務所(普通合伙) 11312
• 代理人: 劉瑜冬

技術領域

本發明涉及多晶硅技術領域，具體涉及一種多晶硅生產中廢氣廢液處理方法。

背景技術

在現有多晶硅生產過程中，產生的廢氣中含有氯硅烷和氯化氫等成分。氯硅烷的組成為三氯氫硅、四氯化硅和二氯二氫硅。其中，三氯氫硅在常溫常壓下為具有刺激性惡臭氣味、易流動易揮發的無色透明液體，空氣中極易燃燒，在-18℃以下也有著火的危險，遇明火則強烈燃燒，燃燒時發出紅色火焰和白色煙，生成SiO₂．HCl和Cl₂；四氯化硅為無色或淡黃色發煙液體，有刺激性氣味，易潮解；二氯二氫硅在常溫常壓下為具有刺激性窒息氣味和腐蝕性的無色有毒氣體，空氣中易燃，100℃以上能自燃。

通常淋洗殘液及廢氣的傳統處理工藝中，將生產產生的廢氣送入廢氣洗滌塔，然后通過泵將洗滌液送到廢氣洗滌塔塔頂，由噴淋器噴淋而下與尾氣進行充分的水解和中和反應，除去廢氣中的氯硅烷和氯化氫，最后將達到排放標準的廢氣放空。當洗滌液pH值達到工藝要求時，將洗滌液送至地管污水井，然后進行污水處理。此工藝中通常采用氫氧化鈉（NaOH）作為洗滌液進行中和、水解反應，在此過程中，由于生成結晶物SiO₂和NaCl，經常會發生洗滌塔及其管道堵塞的現象，如果生產量大時，洗滌塔及其管道一天會堵四、五次，從而無形中加大了檢修工作量，給正常生產帶來嚴重的影響。且氫氧化鈉的消耗量大，市場價格高。

隨著多晶硅行業的增多與生產規模的不斷擴大，節能降耗成了多晶硅領域急待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種操作方便、節能降耗的多晶硅生產中廢氣廢液處理方法。

本發明的技術方案如下：本發明方法以電石渣為原料，經過水洗除去碎渣后，進行乳化得到氫氧化鈣溶液，將氫氧化鈣溶液作為洗滌液淋洗多晶硅生產中的廢氣廢液，中和前述廢氣廢液中的氯化氫氣體后，將所得到的混合溶液進行壓濾得到固體硅酸鈣和二氧化硅的混合物，壓濾后的清液進行蒸發、結晶、烘干后得到固體氯化鈣。

所述乳化溫度≥50℃。

所述氫氧化鈣溶液的濃度為30—39°Be′。

所述壓濾壓力為0.5-0.7MPa。

本發明方法的積極效果如下：本發明利用氯堿行業中產生的廢料電石渣為原料，變廢為寶，提高了環保效益。傳統方法用NaOH作原料，NaOH的市場價格為：50﹪濃度為2000元/噸；30℅濃度為1750-2000元∕噸，淋洗每月使用量大約為200噸，原料成本每月在40萬元以上，電石渣原料不用花錢，并且容易得到，另外回用水也廢水再利用，節約了成本，最后還能將產生的CaCl2出售，可以增加新的資金收入，提高了經濟效益。同時避免使用容易燒傷人員的堿液，操作安全、方便。同等溫度下，氯化鈣的溶解度大于氯化鈉的溶解度，例如：20℃時，氯化鈉在20℃的溶解度是36g/100gH2O，氯化鈣在20℃的溶解度是74.5g/100gH2O，這樣飽和溶液中析出的結晶物減少了，改善了堵塔、堵管道的情況，減少了檢修工作量，減輕勞動強度。

附圖說明

圖1為本發明的方法流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

如圖1所示，為本發明方法的流程示意圖，首先將氯堿行業中產生的廢料電石渣利用回用水經過水洗，將產生的碎渣直接送到排渣場。水洗后的溶液送入乳化池采用機械攪拌乳化，乳化溫度≥50℃，得到氫氧化鈣溶液，氫氧化鈣溶液的濃度為30—39°Be′，將其送入洗滌塔淋洗多晶硅生產工藝中排出的廢氣廢液，廢氣氯化氫與氫氧化鈣溶液發生中和反應，廢液中的四氯化硅和三氯氫硅與氫氧化鈣溶液反應生成主要含有二氧化硅和硅酸鈣固體物的混合溶液，主要反應如下：

2HCl+?Ca﹙OH）₂→CaCl₂+H₂O

SiCl₄?+2Ca﹙OH）₂→H₄SiO₃↓+2CaCl₂

SiHCl₃+2H₂O?→SiO₂↓+3HCl+H₂↑

SiCl₄+2H₂O→SiO₂↓+4HCl