[發明專利]一種多晶硅生產中吸附塔再生過程排放尾氣的凈化回收方法

無效

• 申請號: 201310054173.7
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103111157A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 陳自力;楊云;王航舟;唐偉博;孫曉龍;李蘭勵;韓太宇
• 申請（專利權）人: 陜西天宏硅材料有限責任公司;四川天一科技股份有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;C01B3/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種多晶硅生產中吸附塔再生過程排放尾氣的凈化回收方法，特別涉及一種多晶硅生產中吸附塔再生過程排放尾氣的吸附分離凈化回收方法。

二、背景技術

目前國內基本都采用改良西門子法生產多晶硅。改良西門子法的多晶硅還原尾氣中含有大量的H₂、HCL、SiHCl₃、SiCL₄等有用成分，這部分還原尾氣均通過CDI干法回收系統，經過冷凝、壓縮、吸收、脫吸、活性炭吸附等工序分別將氯硅烷、HCL、H₂分離提純后循環利用。但在活性炭吸附工序，當活性炭床層吸附飽和之后，就需要消耗一部分產品氫氣作為再生氣來反吹床層對吸附塔進行再生，使之重新具備吸附能力。吸附塔再生過程中所產生的尾氣(亦稱再生氫氣)中就含有了較高濃度的氯硅烷、HCl、N₂、CH₄等雜質氣體，不能直接利用，只能排廢。

而再生氫氣的排廢引發下列問題：

(1)打破了系統氫氣平衡，就需同等氣量的新鮮氫氣補入系統，增加了生產成本。

(2)再生氫氣中含有大量有害物質，為不造成環境污染，廢氣需經過后續工段的尾氣琳洗塔進行淋洗處理，廢氣在淋洗過程中，主要發生如下反應：

SiCL₄+2H₂O-SiO₂+4HCL??????????(1)

SiHCL₃+2H₂O-SiO₂+3HCL+H₂??????(2)

SiH₂CL₂+2H₂O-SiO₂+2HCL+2H₂????(3)

由于SiCL₄、SiHCL₃、SiH₂CL₂特別容易水解，在尾氣淋洗塔內SiCL₄、SiHCL₃、SiH₂CL₂基本都與水反應生成了漂浮在水面的SiO₂白沫子，氯化氫則溶于水生成鹽酸廢水。未被水解的H₂、N₂、O₂和微量的HCL氣體經淋洗塔排氣筒排到大氣中，影響生態環境，同時增加了廢氣處理的難度和成本。

如果采用變溫、變壓吸附技術建成一套再生氫氣回收裝置將再生氫氣經過凈化處理后回收利用，將會達到了節能降耗、環保及綜合利用的效果。

三、發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中多晶硅尾氣中的再生氫氣含有大量雜質，無法滿足化工生產要求的不足，提供一種多晶硅生產中吸附塔再生過程排放尾氣的凈化回收方法。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種多晶硅尾氣中的再生氫氣的凈化方法，包括以下步驟：

A、壓縮冷凝：將再生過程中的排放尾氣由界外引入，經加壓至1.6MPa、冷凝、氣液分離，將其中的氯硅烷以液體的方式去除；

B、變溫吸附：將壓縮冷凝處理后的氣體預熱至常溫并送往活性炭吸附床進行變溫吸附，脫除氣體中的少量氯硅烷氣體；

C、精脫氯：將變溫吸附處理后的氣體經過精脫氯吸附床脫除氣體中少量的HCL氣體；

D、變壓吸附：將精脫氯處理后的氣體經過分子篩和活性碳為主的吸附床進行變壓吸附，脫除N₂、CH₄等其他雜質氣體，得到高純度的H₂，一部分H₂用于自身床層的解吸，大部分做為產品氣供用氣單元，解吸氣返回變溫吸附做為活性炭吸附床的再生氣排廢。

所述的壓縮冷凝中采用多級往復式活塞壓縮機對尾氣加壓，輸送，具備主動吹掃填料，氮氣保護功能；

所述的變溫吸附：吸附床為3～9個活性炭吸附床，2～3個吸附床同時吸附，變溫吸附在吸附床內周期性循環進行，壓力為0.01～2.1Mpa、常溫下吸附、升溫至50～150℃，再生溫度為50～150℃；

所述的精脫氯吸附床層內吸附劑以活性炭為載體，負載有Cu的化合物；

所述變壓吸附吸附床為4～12個分子篩吸附床，變壓吸附在吸附床內周期性循環進行；

再生過程中的排放尾氣主要含有：氫氣、氮氣、甲烷、三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅、氯化氫氣體等。