CN101966993A - 一种三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

综合利用废硅粉生产三氯氢硅的设备，包括三氯氢硅合成炉混合气出口管道连接高效旋风分离器，高效旋风分离器的出料口与硅粉回收罐连接；高效旋风分离器的出气口连接一级旋风分离器，一级旋风分离器的下方设有一级存渣罐，一级旋风分离器的出气口连接二级旋风分离器，二级旋风分离器的下方设有二级存渣罐；二级旋风分离器的出气口依次连接一级布袋除尘器和二级布袋除尘器，一级布袋除尘器和二级布袋除尘器出料口均通过吹渣管道与硅粉回收罐相连接，硅粉回收罐的出料口与三氯氢硅合成炉回收口连接。该设备具有节能效果显著、环保效益高、安全系数高、工艺独特，易于操作，设备简单，设备使用寿命长等特点。

Description

一种三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法
技术领域
本发明属于三氯氢硅生产技术领域，具体涉及一种三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法。
背景技术
从我国三氯氢硅产业发展情况看，大多数企业都未配套安装废硅粉回收装置。大多数企业生产中混合气体除尘后产生的废硅粉直接排往淋洗塔，有少数厂家采用将废硅粉排入一个大容积的存灰罐内，再由人工定期排出。
第一种方法相当于湿法除尘，由循环水泵将水分多层打入淋洗塔内，含硅粉气体从塔中下部进入，被从塔内多层喷淋装置喷淋下来的液体吸收，使硅粉沉积于塔底的池内。该方法可以保证除尘设备的再生效果，但是因粉尘气体含有少量三氯氢硅，而三氯氢硅遇水生成二氧化硅固体和氯化氢气体。二氧化硅会堵塞塔内喷淋装置的喷头，严重时会导致淋洗塔无水喷淋，硅粉直接从淋洗塔顶部排出，造成严重环境污染；生成的氯化氢气体溶于水即形成盐酸，淋洗塔喷淋液呈酸性，对循环水泵造成一定腐蚀，且生成的盐酸需要处理后再排放，产生了二次污染物。通过吹渣将废硅粉排往淋洗塔，不但污染环境，同时造成原材料的大量浪费。第二种方法是将废硅粉通过吹渣暂存于一个大容积的存灰罐内，再定期由人工排放。由于废硅粉表面沾有少量的氯化氢、三氯氢硅等气体，而三氯氢硅遇空气中水份又生成刺鼻的氯化氢气体，影响厂区的环境和职工的身体健康；由于废硅粉粒度细、有温度100~200℃、表面附着有三氯氢硅易燃气体等原因，废硅粉排放和堆放时易着火，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明的三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法，将合成炉中生成的混合气体通过高效旋风分离器，分离下来的硅粉颗粒进入硅粉回收罐，从高效旋风分离器出来的气体依次通过一级旋风分离器和二级旋风分离器，分离下来的硅粉颗粒分别进入一级存渣罐和二级存渣罐，然后通过吹渣管道进入硅粉回收罐；从二级旋风分离器出来的混合气体依次通过一级布袋除尘器和二级布袋除尘器，除尘后的混合气体由二级布袋除尘器的出气口排除，一级布袋除尘器和二级布袋除尘器上的硅粉通过吹渣管道进入硅粉回收罐，硅粉回收罐里的硅粉通过星形加料器进入合成炉回收口。
所述的高效旋风分离器的出口压力为30~35 Kpa。
所述的一级旋风分离器的出口压力28~33KPa。
所述的二级旋风分离器的出口压力为26~30 Kpa。
所述的一级布袋除尘器的出口压力为20~25Kpa。
所述的二级布袋除尘器的出口压力为15~20 Kpa。
本发明通过高效旋风分离器可以将反应生成的三氯氢硅、四氯化硅等混合气从合成炉顶部出来时携带的大量硅粉分离下来，沉积于高效旋风分离器下面的硅粉回收罐内，此工序为后序除尘减轻了负担，后序除尘设备中布袋除尘器负担减小后，有效增加了布袋的使用寿命。气体缓冲罐用于吹渣时储存带压气体（吹渣压力一般为180~200 Kpa），使多余气体有效缓冲，保证吹渣时的压力要求，以达到好的吹渣效果。星形加料器改变了重力加料的弊端，通过动力输送可将硅粉顺利加入合成炉内。管道补气、吹堵装置可解决管道堵塞的问题。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
1、节能效果显著：废硅粉得到回收利用，减少了硅粉消耗，降低了三氯氢硅生产成本，提高了企业经济效益。
 2、环保效益高：该项目的实施杜绝了硅粉和氯化氢气体的排放，减少了环境污染，改善了厂区的生产环境，提高了工艺技术水平，促进了企业进一步快速发展。
3、安全系数提高：回收的废硅粉颗粒很细且附着三氯氢硅易燃气体，吹离系统时温度有100~200℃，遇到空气极易燃烧，存在一定的安全隐患。回收项目实施后，废硅粉会在密闭系统内得到完全回收，重新参加反应生成三氯氢硅。杜绝了火灾等安全事故的发生。
4、减少职工劳动强度：原工艺是将废硅粉吹入存灰罐内，定期由人工放出然后装袋，现场工作环境差，劳动强度大。新工艺改进后，减轻了职工的劳动强度，保护了职工的职业健康。
5、该技术成果还具有工艺独特，易于操作，设备简单，设备使用寿命长等特点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图中， 1.合成炉；2.合成炉混合气出口管道；3.高效旋风分离器；4.一级旋风分离器；5.一级存渣罐；6.二级旋风分离器；7.二级存渣罐；8.一级布袋除尘器；9.二级布袋除尘器；10.纯净气排放口；11.吹渣管道；12.硅粉回收罐；13.星形加料器；14.平衡泄压管；15.氮气补压管；16.吹堵装置；17.气体缓冲罐；18.吹渣补气阀门。
具体实施方式
实施例1
合成炉中生成的混合气体通过合成炉混合气出口管道2进入高效旋风分离器3，高效旋风分离器3的出口压力为30~35 Kpa，分离下来的硅粉颗粒进入硅粉回收罐12。从高效旋风分离器3出来的气体依次通过一级旋风分离器4和二级旋风分离器6，一级旋风分离器的出口压力28~33Kpa，二级旋风分离器的出口压力为26~30 Kpa。分离下来的硅粉颗粒分别进入一级存渣罐5和二级存渣罐7，然后通过吹渣管道11进入硅粉回收罐12；从二级旋风分离器6出来的混合气体依次通过一级布袋除尘器8和二级布袋除尘器9，一级布袋除尘器的出口压力为20~25Kpa，二级布袋除尘器的出口压力为15~20 Kpa。除尘后的混合气体由二级布袋除尘器9的出气口10排除，一级布袋除尘器和二级布袋除尘器上的硅粉通过吹渣管道11进入硅粉回收罐12，硅粉回收罐里的硅粉通过星形加料器13进入合成炉回收口。
随着混合气体通过系列除尘设备，布袋除尘设备本身会因布袋上布满细小硅粉而影响除尘效果，另外在除尘设备下方的存渣罐5和7内也会沉积大量硅粉，为了保证正常生产，需要定期吹渣，减小系统阻力。操作步骤如下；
1、吹渣时主控将所需吹渣的生产线关闭，现场将进硅粉回收罐12的DN150球阀打开，关闭三楼高效旋风分离器3下方的DN100下渣阀门。
2、吹渣顺序：一级存渣罐（一级旋风分离器）、二级存渣罐（二级旋风分离器）、一级布袋除尘器、二级布袋除尘器。
3、充压   将吹渣设备充压至0.2Mpa。
4、均压   打开所需吹渣设备的下渣阀门，向硅粉回收罐12吹渣。
5、泄压   所需吹渣设备均压后高于正在生产的二级布袋压力时，打开二级布袋下渣阀与系统均压，每个设备重复吹三次。
6、正常生产时，将吹渣总管阀门关闭，进硅粉回收罐12的DN150球阀关闭，打开三楼旋风分离器3下方的DN100球阀，吹渣结束。
7、硅粉回收   吹渣结束后，所有废硅粉会进入硅粉回收罐12内，打开星型加料器13将废硅粉加入合成炉内。
气体缓冲罐17主要作用是吹渣时可将多余气体有效缓冲，保证吹渣时的压力够高，确保吹渣效果。星形加料器13改变了重力加料的弊端，通过动力输送可将硅粉顺利加入合成炉内。14平衡泄压管、15氮气补压管、16吹堵装置、18吹渣补气装置等主要是解决硅粉堵塞管道的问题。
实施例2
合成炉中生成的混合气体通过合成炉混合气出口管道2进入高效旋风分离器3，高效旋风分离器3的出口压力为30Kpa，分离下来的硅粉颗粒进入硅粉回收罐12。从高效旋风分离器3出来的气体依次通过一级旋风分离器4和二级旋风分离器6，一级旋风分离器的出口压力28Kpa，二级旋风分离器的出口压力为26Kpa。分离下来的硅粉颗粒分别进入一级存渣罐5和二级存渣罐7，然后通过吹渣管道11进入硅粉回收罐12；从二级旋风分离器6出来的混合气体依次通过一级布袋除尘器8和二级布袋除尘器9，一级布袋除尘器的出口压力为20Kpa，二级布袋除尘器的出口压力为15 Kpa。除尘后的混合气体由二级布袋除尘器9的出气口排除，一级布袋除尘器和二级布袋除尘器上的硅粉通过吹渣管道11进入硅粉回收罐12，硅粉回收罐里的硅粉通过星形加料器13进入合成炉回收口。
吹渣程序同实施例1。
实施例3
合成炉中生成的混合气体通过合成炉混合气出口管道2进入高效旋风分离器3，高效旋风分离器3的出口压力为35 Kpa，分离下来的硅粉颗粒进入硅粉回收罐12。从高效旋风分离器3出来的气体依次通过一级旋风分离器4和二级旋风分离器6，一级旋风分离器的出口压力33Kpa，二级旋风分离器的出口压力为30 Kpa。分离下来的硅粉颗粒分别进入一级存渣罐5和二级存渣罐7，然后通过吹渣管道11进入硅粉回收罐12；从二级旋风分离器6出来的混合气体依次通过一级布袋除尘器8和二级布袋除尘器9，一级布袋除尘器的出口压力为25Kpa，二级布袋除尘器的出口压力为20 Kpa。除尘后的混合气体由二级布袋除尘器9的出气口排除，一级布袋除尘器和二级布袋除尘器上的硅粉通过吹渣管道11进入硅粉回收罐12，硅粉回收罐里的硅粉通过星形加料器13进入合成炉回收口。
吹渣程序同实施例1。
实施例4
合成炉中生成的混合气体通过合成炉混合气出口管道2进入高效旋风分离器3，高效旋风分离器3的出口压力为32 Kpa，分离下来的硅粉颗粒进入硅粉回收罐12。从高效旋风分离器3出来的气体依次通过一级旋风分离器4和二级旋风分离器6，一级旋风分离器的出口压力30Kpa，二级旋风分离器的出口压力为28 Kpa。分离下来的硅粉颗粒分别进入一级存渣罐5和二级存渣罐7，然后通过吹渣管道11进入硅粉回收罐12；从二级旋风分离器6出来的混合气体依次通过一级布袋除尘器8和二级布袋除尘器9，一级布袋除尘器的出口压力为22Kpa，二级布袋除尘器的出口压力为18 Kpa。除尘后的混合气体由二级布袋除尘器9的出气口排除，一级布袋除尘器和二级布袋除尘器上的硅粉通过吹渣管道11进入硅粉回收罐12，硅粉回收罐里的硅粉通过星形加料器13进入合成炉回收口。
吹渣程序同实施例1。

Claims (6)

1.一种三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法，其特征在于：合成炉中生成的混合气体通过高效旋风分离器，分离下来的硅粉颗粒进入硅粉回收罐，从高效旋风分离器出来的气体依次通过一级旋风分离器和二级旋风分离器，分离下来的硅粉颗粒分别进入一级存渣罐和二级存渣罐，然后通过吹渣管道进入硅粉回收罐；从二级旋风分离器出来的混合气体依次通过一级布袋除尘器和二级布袋除尘器，除尘后的混合气体由二级布袋除尘器的出气口排除，一级布袋除尘器和二级布袋除尘器上的硅粉通过吹渣管道进入硅粉回收罐，硅粉回收罐里的硅粉通过星形加料器进入合成炉回收口。
2.根据权利要求1所述的三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法，其特征在于：所述的高效旋风分离器的出口压力为30～35 Kpa。
3.根据权利要求1或2所述的三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法，其特征在于：所述的一级旋风分离器的出口压力28～33KPa。
4.根据权利要求3所述的三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法，其特征在于：所述的二级旋风分离器的出口压力为26～30 Kpa。
5.根据权利要求4所述的三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法，其特征在于：所述的一级布袋除尘器的出口压力为20～25Kpa。
6.根据权利要求5所述的三氯氢硅生产过程中废硅粉的回收利用方法，其特征在于：所述的二级布袋除尘器的出口压力为15～20 Kpa。
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