CN110314515A - 一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统和处理方法。一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统，包括：收集罐、喷淋塔、液封罐、压滤机给料泵、废液回流泵、废液缓冲罐、水流喷射泵、阻火器、板框式压滤机；所述的收集罐上方设置有所述的喷淋塔；所述的喷淋塔与所述的液封罐连通；所述的废液缓冲罐底部通过所述的废液回流泵与所述的水流喷射泵连通；所述的液封罐与所述的水流喷射泵连通；所述的水流喷射泵与所述的废液缓冲罐连通；所述的收集罐通过所述的压滤机给料泵与所述的板框式压滤机连通。本发明所述的一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统和处理方法，解决排放过程中环境污染问题和劳动强度大的问题。

Description

一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统和处理方法

技术领域

本发明具体涉及一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统和处理方法。

背景技术

无论是传统的三氯氢硅生产装置，还是新兴的冷氢化三氯氢硅生产装置，硅粉都是不可缺少的原料之一。在反应器内，硅粉借助原料气的动力达到沸腾状态，以达到充分反应的目的。随着反应的进行，硅粉粒度不断减小，以致形成超细硅粉，在未反应完全时，就被合成气带出了合成炉。因此合成气中的硅粉残渣必须经过除尘净化。合成气的除尘方法有干法除尘和湿法除尘。

干法除尘原理是利用硅粉残渣的重力沉降特性经过一系列沉降器、旋风分离器、过滤器、冷凝器后达到除尘目的。湿法除尘是利用氯硅烷的互溶性，用低温四氯化硅对合成气进行急冷洗涤，将合成气中的硅粉残渣及高沸物杂质洗涤下来。无论是干法除尘还是湿法除尘，硅粉残渣内都含有少量的氯硅烷、高沸物杂质，必须经过处理后才能直接外排。

传统的排放方式有：

在干法除尘中，一种处理方法是将截流下来的硅粉杂质直接排出系统，然后人工袋装外运处理。由于是含有少量氯硅烷的超细硅粉残渣，所以操作强度大，大量的粉尘容易散发至空气中，污染环境，且包装好的硅粉残渣容易潮解、燃烧，造成火灾事故。另一种方法是通过管道，用气体输送的方式将硅粉残渣排出系统后去露天水封池，该法简单易于操作，但由于置换不可能完全，硅粉残渣内含有少量的氯硅烷和高沸物杂质，氯硅烷和高沸物杂质遇水反应生成大量的氯化氢气体和氢气，散发到空气中，腐蚀和污染周边环境，并且后期打捞含水硅渣劳动强度大。

湿法除尘截流下来的硅粉残渣排放方式与干法除尘中第二种硅粉残渣排放方式相类似。

有鉴于此，本发明提出一种新的三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理方法，可彻底解决硅粉残渣排放造成的环境污染问题，及劳动强度大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统，主要针对以上排放方式的缺点和硅粉残渣自生的特性，着重解决硅粉残渣排放过程中环境污染问题和劳动强度大的问题；且该处理系统的利用率高。

为了实现上述目的，所采用的技术方案为：

一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统，所述的处理系统包括：收集罐、喷淋塔、液封罐、压滤机给料泵、废液回流泵、废液缓冲罐、水流喷射泵、阻火器、板框式压滤机；

所述的收集罐设置有硅粉残渣、杂质氯硅烷和絮凝剂的进口，所述的收集罐上方设置有所述的喷淋塔，用于将所述的收集罐中生成的酸性气体，输送到所述的喷淋塔进行洗涤；

所述的喷淋塔与所述的液封罐连通，所述的喷淋塔中洗涤后的气体输送到所述的液封罐中进行进一步的洗涤；所述的液封罐顶部设置有新鲜水的进口；

所述的废液缓冲罐设置有新鲜水、碱性液体的进口，所述的废液缓冲罐底部通过所述的废液回流泵与所述的水流喷射泵连通，将所述的废液缓冲罐中的液体，通过所述的废液回流泵输送至所述的水流喷射泵，形成负压；

所述的液封罐与所述的水流喷射泵连通，所述的水流喷射泵中形成的负压，使所述的液封罐中洗涤后的气体输送至所述的水流喷射泵中，与所述的水流喷射泵中的碱性液体进行进一步的洗涤净化；

所述的水流喷射泵与所述的废液缓冲罐连通，所述的水流喷射泵中洗涤后的气体随水流进入所述的废液缓冲罐，气液分离；

所述的废液缓冲罐通过高点放空管与所述的阻火器连接，所述的废液缓冲罐中分离后的气体，通过所述的高点放空管和所述的阻火器安全放空；

所述的收集罐通过所述的压滤机给料泵与所述的板框式压滤机连通，所述的收集罐中的液体通过所述的压滤机给料泵，输送至所述的板框式压滤机进行压滤。

进一步的，所述的收集罐的内部设置有搅拌器。

进一步的，所述的废液缓冲罐的内部设置有搅拌器。

进一步的，所述的液封罐与所述的收集罐连通，所述的液封罐洗涤气体后的液体可以输送到所述的收集罐中。

进一步的，所述的收集罐通过泵与所述的喷淋塔连通，所述的收集罐中的液体过滤后，通过泵输送至所述的喷淋塔用于洗涤气体。

进一步的，所述的废液缓冲罐底部通过所述的废液回流泵与所述的喷淋塔连通，将所述的废液缓冲罐中的液体，通过所述的废液回流泵输送至所述的喷淋塔，用于洗涤气体。

进一步的，所述的板框式压滤机通过泵与所述的喷淋塔连通，所述的板框式压滤机压滤后产生的滤液，可以输送至所述的喷淋塔中，用于洗涤气体。

进一步的，所述的板框式压滤机与所述的废液缓冲罐连通，所述的板框式压滤机压滤后产生的滤液，可以输送至所述的废液缓冲罐。

本发明的另一个目的在于提供一种三氯氢硅生产中硅粉残渣处理方法，主要针对以上排放方式的缺点和硅粉残渣自生的特性，着重解决硅粉残渣排放过程中环境污染问题和劳动强度大的问题。

为了实现上述目的，所采用的技术方案为：

一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理方法，包括以下步骤：

将硅渣排放系统的硅粉残渣和杂质氯硅烷进入装有碱性液体的收集罐进行反应，有酸性气体生成；

将所述的酸性气体依次用碱性液体或新鲜水、新鲜水、碱性液体洗涤净化后，经高点放空管安全放空；

将所述的收集罐内反应后的液体过滤，得滤液和滤饼；滤饼干燥后外运填埋处理。

进一步的，所述的过滤前，向所述的收集罐内反应后的液体加入絮凝剂，进行絮凝处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、处理过程中产生的气体经多次与碱液接触，从而将气体中粉尘和酸性气体充分洗涤下来，使排放尾气达标排放。

2、在废液中加入絮凝剂，使压滤机压滤效果更好，减少劳动强度。

3、废液循环利用，节能降耗，每天加碱量由一天五次降至一天一次，废液排放量减低四分之一。

附图说明

图1为本发明一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统，图中，1为收集罐，2为喷淋塔，3为液封罐，4为压滤机给料泵，5为废液回流泵，6为废液缓冲罐，7为水流喷射泵，8为阻火器，9为板框式压滤机，10为卡车。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统和处理方法，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统和处理方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

下面将结合具体实施例和图对本发明一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统和处理方法做进一步的详细介绍：

实施例1.

一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统，结合图1，包括：收集罐1、喷淋塔2、液封罐3、压滤机给料泵4、废液回流泵5、废液缓冲罐6、水流喷射泵7、阻火器8、板框式压滤机9、卡车10。

收集罐1设置有硅粉残渣、杂质氯硅烷和絮凝剂的进口，收集罐1上方设置有喷淋塔2，用于将收集罐1中生成的酸性气体，输送到喷淋塔2进行洗涤。为了洗涤干法除尘排放的硅粉粉尘，以及氯硅烷和高沸物反应生成的气体，在收集罐1上部设置喷淋塔2，收集罐1相当于喷淋塔2的塔釜。硅粉残渣和杂质氯硅烷进入收集罐1，与新鲜水或碱性废水反应，大部分粉尘被溶液润湿后沉积下来，少部分粉尘随生成的酸性气体进入洗涤塔2洗涤。

喷淋塔2与液封罐3连通，喷淋塔2中洗涤后的气体输送到液封罐3中进行进一步的洗涤；液封罐3顶部设置有新鲜水的进口。气体进入液封罐3，进一步洗涤夹带的粉尘和酸性物质。

废液缓冲罐6设置有新鲜水、碱性液体(30％NaOH)的进口，废液缓冲罐6底部通过废液回流泵5与水流喷射泵7连通，将废液缓冲罐6中的液体，通过废液回流泵5输送至水流喷射泵7，形成负压，作水流喷射泵7喷射动力。

液封罐3与水流喷射泵7连通，水流喷射泵7中形成的负压，使液封罐3中洗涤后的气体输送至水流喷射泵7中，与水流喷射泵7中的碱性液体进行进一步的洗涤净化。为了增加反应气相动力，在液封罐3后设置水流喷射泵7，抽吸负压，使反应系统更加安全可靠；进入水流喷射泵7的气体，再一次与洗涤液接触，进一步被净化，从而保证了反应尾气达标排放。

水流喷射泵7与废液缓冲罐6连通，水流喷射泵7中洗涤后的气体随水流进入废液缓冲罐6，气液分离。

废液缓冲罐6通过高点放空管与阻火器8连接，废液缓冲罐6中分离后的气体，通过高点放空管和阻火器8安全放空。

收集罐1通过压滤机给料泵4与板框式压滤机9连通，收集罐1中的液体通过压滤机给料泵4，输送至板框式压滤机9进行压滤。为了减少劳动强度，特设一板框式压滤机，将特殊收集装置内的硅粉残渣泵送至压滤机除水干燥。

压滤后产生滤液和滤饼，滤液回流作喷淋用，滤饼干燥后，通过卡车10外运填埋处理。

作为上述实施例的优选，收集罐1和废液缓冲罐6的内部设置有搅拌器。一方面是为了使硅粉残渣中的氯硅烷和高沸物充分与碱性废液反应，另一方面是使收集装置内硅粉残渣不至于沉积，便于排放。

收集罐1和废液缓冲罐6中设置的氮气口起到检修置换的作用。

作为上述实施例的优选，液封罐3与收集罐1连通，液封罐洗涤气体后的液体可以输送到收集罐中。洗涤废液去收集罐，可以防止粉尘污染后续系统，且废液循环利用，节能降耗。

作为上述实施例的优选，收集罐1通过泵与喷淋塔2连通，收集罐1中的液体过滤后，通过泵，输送至喷淋塔2用于洗涤气体。经过滤后的废液作喷淋液，循环利用，节能降耗。

作为上述实施例的优选，废液缓冲罐6底部通过废液回流泵5与喷淋塔2连通，将废液缓冲罐6中的液体，通过废液回流泵5输送至喷淋塔2，用于洗涤气体。废液缓冲罐6中的液体，用废液回流泵5升压后，一部分作喷淋塔喷淋液，一部分作喷射泵喷射动力，如果有富余，则富余废液去三废处理系统再处理，达到循环利用，节能降耗的效果。

作为上述实施例的优选，板框式压滤机9通过泵与喷淋塔2连通，板框式压滤机9压滤后产生的滤液，可以输送至喷淋塔2中，用于洗涤气体。

作为上述实施例的优选，板框式压滤机9与废液缓冲罐6连通，板框式压滤机9压滤后产生的滤液，可以输送至废液缓冲罐6。为了减少新鲜水耗，特设置废液缓冲罐6，收集板框式压滤机9滤液，用废液回流泵5升压后，一部分作喷淋塔喷淋液，一部分作喷射泵喷射动力，如果有富余，则富余废液去三废处理系统再处理。

本发明实施例所述的一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统，处理过程中产生的气体经多次与碱液接触，从而将气体中粉尘和酸性气体充分洗涤下来，使排放尾气达标排放。且废液循环利用，节能降耗，每天加碱量由一天五次降至一天一次，废液排放量减低四分之一。

实施例2.

一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理方法，具体操作步骤如下：

采用实施例1的处理系统，来自硅渣排放系统的硅粉残渣和杂质氯硅烷进入收集罐1，与碱性废水反应，大部分粉尘被溶液润湿后沉积下来，少部分粉尘随生成的酸性气体进入洗涤塔2洗涤，用碱性液体进行喷淋洗涤后，气体进入液封罐3，用新鲜水进一步洗涤夹带的粉尘和酸性物质。

被净化的气体再进入水流喷射泵7，与水流喷射泵7中废液充分混合，进一步被洗涤净化，然后随水流进入废液缓冲罐6(废液缓冲罐6中为碱性液体)分离后，经高点放空管安全放空。

将收集罐1内反应后的液体过滤，得滤液和滤饼；滤饼干燥后外运填埋处理。

作为上述实施例的优选，在收集罐内加入适量的絮凝剂，增加废液的可滤性，然后用浆料泵送入板框式压滤机压滤，滤液回流进入废液缓冲罐再利用，滤饼经干燥后外运填埋处理。

为了使板框式压力机9达到理想的过滤效果，需添加一种絮凝剂，并适当加入氢氧化钠溶液，保持循环喷淋液成弱碱性，从而保证反应气体中酸性物质完全被喷淋液洗涤下来，有效地解决了环境污染问题。

本发明实施例所述的一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理方法，处理过程中产生的气体经多次与碱液接触，从而将气体中粉尘和酸性气体充分洗涤下来，使排放尾气达标排放。且在废液中加入絮凝剂，使压滤机压滤效果更好，减少劳动强度。还有废液循环利用，节能降耗。

以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理系统，其特征在于，

所述的处理系统包括：收集罐、喷淋塔、液封罐、压滤机给料泵、废液回流泵、废液缓冲罐、水流喷射泵、阻火器、板框式压滤机；

所述的收集罐设置有硅粉残渣、杂质氯硅烷和絮凝剂的进口，所述的收集罐上方设置有所述的喷淋塔，用于将所述的收集罐中生成的酸性气体，输送到所述的喷淋塔进行洗涤；

所述的喷淋塔与所述的液封罐连通，所述的喷淋塔中洗涤后的气体输送到所述的液封罐中进行进一步的洗涤；所述的液封罐顶部设置有新鲜水的进口；

所述的废液缓冲罐设置有新鲜水、碱性液体的进口，所述的废液缓冲罐底部通过所述的废液回流泵与所述的水流喷射泵连通，将所述的废液缓冲罐中的液体，通过所述的废液回流泵输送至所述的水流喷射泵，形成负压；

所述的液封罐与所述的水流喷射泵连通，所述的水流喷射泵中形成的负压，使所述的液封罐中洗涤后的气体输送至所述的水流喷射泵中，与所述的水流喷射泵中的碱性液体进行进一步的洗涤净化；

所述的水流喷射泵与所述的废液缓冲罐连通，所述的水流喷射泵中洗涤后的气体随水流进入所述的废液缓冲罐，气液分离；

所述的废液缓冲罐通过高点放空管与所述的阻火器连接，所述的废液缓冲罐中分离后的气体，通过所述的高点放空管和所述的阻火器安全放空；

所述的收集罐通过所述的压滤机给料泵与所述的板框式压滤机连通，所述的收集罐中的液体通过所述的压滤机给料泵，输送至所述的板框式压滤机进行压滤。

2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，

所述的收集罐的内部设置有搅拌器。

3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，

所述的废液缓冲罐的内部设置有搅拌器。

4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，

所述的液封罐与所述的收集罐连通，所述的液封罐洗涤气体后的液体可以输送到所述的收集罐中。

5.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，

所述的收集罐通过泵与所述的喷淋塔连通，所述的收集罐中的液体过滤后，通过泵输送至所述的喷淋塔用于洗涤气体。

6.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，

所述的废液缓冲罐底部通过所述的废液回流泵与所述的喷淋塔连通，将所述的废液缓冲罐中的液体，通过所述的废液回流泵输送至所述的喷淋塔，用于洗涤气体。

7.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，

所述的板框式压滤机通过泵与所述的喷淋塔连通，所述的板框式压滤机压滤后产生的滤液，可以输送至所述的喷淋塔中，用于洗涤气体。

8.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，

所述的板框式压滤机与所述的废液缓冲罐连通，所述的板框式压滤机压滤后产生的滤液，可以输送至所述的废液缓冲罐。

9.一种三氯氢硅生产中硅粉残渣的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

将硅渣排放系统的硅粉残渣和杂质氯硅烷进入装有碱性液体的收集罐进行反应，有酸性气体生成；

将所述的酸性气体依次用碱性液体或新鲜水、新鲜水、碱性液体洗涤净化后，经高点放空管安全放空；

将所述的收集罐内反应后的液体过滤，得滤液和滤饼；滤饼干燥后外运填埋处理。

10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，

所述的过滤前，向所述的收集罐内反应后的液体加入絮凝剂，进行絮凝处理。