[發明專利]一種多晶硅廢氣處理與余熱利用裝置及工藝

在審

• 申請號: 201710016760.5
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106731611A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 胡小東;姜希猛;崔明現;賈曦;張東
• 申請（專利權）人: 樂山職業技術學院;樂山太陽能研究院;四川友新能拓科技有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/00;C01B33/107;F28B1/02;F28C3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于多晶硅生產制造技術領域，具體涉及一種多晶硅廢氣處理與余熱利用裝置及工藝。

背景技術

隨著太陽能光伏產業的迅速發展，多晶硅的需求將持續增長。多晶硅生產中產生的廢氣大多屬于易燃易爆、有毒有害物質，主要來源于精餾工序、還原工序、尾氣回收工序(CDI)、氫化工序和合成工序等。

目前，多晶硅生產企業基本上都采用堿液淋洗法對多晶硅廢氣進行處理，具有工藝簡單、投資和運行成本較低等優點。但隨著近幾年多晶硅廠產能和規模的快速擴大，產生的廢氣量也隨之激增，原廢氣處理工藝呈現出很多問題：

1、工藝過于簡單，容易造成資源浪費。

多晶硅生產工藝主要由精餾工序、還原工序、CDI工序、氫化工序等組成，來自這些工序的廢氣中含有一定量的氯硅烷(主要為SiHCl₃、SiCl₄和SiH₂Cl₂)，如果直接進入廢氣處理工藝，不僅會造成氯硅烷物料的白白浪費，還會消耗大量的堿液，同時固體廢渣的處理成本也會大大增加。

2、適用能力較差。

多晶硅生產工藝是一個連續、完整的閉路循環過程，如果生產過程中的某一工序或某一個環節出現了問題，都有可能會對多晶硅生產系統的穩定性造成影響，從而造成廢氣量劇增，例如：①由于天然氣壓力的波動，水蒸汽壓力的可能會瞬間升高，導致精餾工序精餾塔塔頂溫度和壓力升高而出現“跑料”現象；②由多種原因引起的CDI工序超負荷運行，造成廢氣量劇增；③設備故障、檢修等也會產生大量的廢氣。

3、環境污染嚴重。

容易因廢氣處理不充分而導致大量白色煙霧的產生，不僅造成資源浪費，還對環境造成了嚴重的污染。

4、安全性差。

在多晶硅尾氣處理實際生產過程中，尾氣處理裝置及放空氣體時常發生著火和爆炸事故，不僅對多晶硅生產的正常運行產生影響，還對生產安全造成了極大的威脅。

發生著火和爆炸主要原因：①由于廢氣中所含的SiHCl₃、SiH₂Cl₂、H₂均屬于易燃易爆物質，其中SiH₂Cl₂的自燃點為44±3℃，屬于極易燃燒的物質；②在廢氣處理工藝過程中，堿液和廢氣反應后會產生大量的熱量，溫度會迅速升高；③在一定的溫度下，SiHCl₃、SiH₂Cl₂、H₂可燃物與空氣中的助燃劑O₂接觸容易著火和發生爆炸。

5、多晶硅生產系統的穩定性和產品質量受到影響。

由于著火和爆炸事故的發生過于頻繁，多晶硅生產系統的穩定性受到嚴重的影響，時常需要對各工序進行減量調整，因此，多晶硅產量和產品質量均受到較大的影響。

6、熱量損失較大。

多晶硅廢氣中主要含有SiHCl₃、SiCl₄、SiH₂Cl₂、H₂、N₂、HCl等，在尾氣處理過程中，SiHCl₃、SiCl₄、SiH₂Cl₂、HCl等會與堿液發生化學反應，會產生大量的熱量，這部分熱量一部分隨液固反應物帶入堿液池損失掉，另一部分隨氣體帶入液封水槽和空氣損耗掉，不僅容易引起放空氣體著火或爆炸，還會造成了大量熱量浪費。

針對上述的問題，需要提出解決這一系列問題的有效辦法。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述現有技術中存在的問題，提供一種多晶硅廢氣處理與余熱利用裝置及工藝，將多晶硅生產過程中的廢氣經過廢氣處理后排放，環境污染得到根本性解決；同時將廢氣處理過程中的熱量回收，減少資源的浪費。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種多晶硅廢氣處理與余熱利用裝置，包括廢氣冷凝回收罐、廢氣淋洗塔A、廢氣淋洗塔B、堿液池和液封水槽，所述的廢氣冷凝回收罐串接在用于廢氣匯總的廢氣管中，廢氣管末端連接所述的廢氣淋洗塔A，廢氣淋洗塔A的底部設置在堿液池中，廢氣淋洗塔A通過連通管連接廢氣淋洗塔B，廢氣淋洗塔B的底部設置在堿液池中，廢氣淋洗塔B通過排氣管連接設置在液封水槽的放空管；所述的堿液池還通過堿液管分別連接至廢氣淋洗塔A和廢氣淋洗塔B的底部，并在堿液管管路中設置有堿液泵；