CN103041684A - 一种硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法包括以下步骤：11）将硅烷净化提纯工艺尾气通过工艺管道，输送到第一吸收装置中，第一吸收装置中填充有浓度为20%-45%的碱性吸收液；12）通过第一吸收装置中搅拌器的搅拌使硅烷净化提纯工艺尾气被碱性吸收液充分吸收；13）将硅烷净化提纯工艺尾气和碱性吸收液反应后的生成物排出。本发明所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，利用碱性溶液吸收硅烷净化提纯工艺过程中产生的工艺尾气中的硅烷，安全且无污染的处理硅烷净化提纯工艺尾气，提高硅烷精馏工艺过程的安全性和环保性。
Description
技术领域
本发明涉及硅烷的净化提纯技术领域，特别是涉及一种硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，本发明还涉及一种用于实施上述方法的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置。
背景技术
硅烷的净化提纯工艺中，需要通过精馏的净化方式将硅烷中的杂质去除掉，进而得到纯净硅烷。但是使用精馏的净化方式，在将硅烷中的杂质去除掉的同时，少量硅烷也连同杂质一起被释放出来，形成了硅烷净化提纯工艺过程中产生的废气或废液，这部分含有杂质的硅烷无法回收，但又不能无组织排放，因此需要采用一定的方法来处理硅烷净化提纯工艺中的尾气。
在硅烷净化提纯工艺中所产生的尾气，可以采取燃烧的方式将工艺尾气直接点燃，但是，硅烷气体是一种爆炸极限很广的气体，在空气中能够发生爆炸的含量范围是1%-99%，即硅烷遇到空气就具有可燃性或者形成爆炸混合物，如果采取燃烧的方式，这部分与空气混合的硅烷会形成安全隐患。
特别是，硅烷净化提纯的工艺尾气中，其杂质气体大部分是可燃的气体或液体，尾气中的杂质液体不适宜长距离输送，采用燃烧的方式进行尾气处理，虽然能够达到将尾气处理的效果，但是处理过程中的危险性较大，而且燃烧产物中的二氧化硅同样会造成环境污染。
综上所述，如何安全且无污染的处理硅烷净化提纯工艺尾气，提高硅烷精馏工艺过程的安全性和环保性，成为本领域技术人员目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，本发明的另一目的是提供一种实施上述方法的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，能够安全且无污染的处理硅烷净化提纯工艺中的尾气，进而提高硅烷精馏工艺过程的安全性和环保性。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，包括以下步骤：
11）将硅烷净化提纯工艺尾气通过工艺管道，输送到第一吸收装置中，第一吸收装置中填充有浓度为20%-45%的碱性吸收液；
12）通过第一吸收装置中搅拌器的搅拌使硅烷净化提纯工艺尾气被碱性吸收液充分吸收；
13）将硅烷净化提纯工艺尾气和碱性吸收液反应后的生成物排出。
优选的，上述硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法中，在步骤12）和步骤13）之间还包括以下步骤：
121）取样检测第一吸收装置中碱性吸收液的浓度；
122）当第一吸收装置中碱性吸收液的浓度低于8%-10%时，关闭输送硅烷净化提纯工艺尾气的阀门，停止尾气输送。
优选的，上述硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法中，在步骤13）之后还包括以下步骤：
14）当停止向第一吸收装置输送硅烷净化提纯工艺尾气后，打开通向第二吸收装置的阀门，将硅烷净化提纯工艺尾气输送至第二吸收装置中进行尾气吸收，直至取样检测吸收液浓度低于8%-10%时，停止尾气输送，将第二吸收装置内液体排出，再向第二吸收装置中填充浓度为20%-45%的碱性吸收液；
15）将硅烷净化提纯工艺尾气输送至第一吸收装置中，第一吸收装置填充有浓度为20%-45%的碱性吸收液。
优选的，上述硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法中，所述碱性吸收液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钙溶液。
本发明还提供了用于实现上述方法的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，其特征在于，包括：
反应器，所述反应器中盛装有碱性吸收液；
设置于所述反应器上，用于搅拌碱性吸收液的搅拌器；
设置于所述反应器的顶部且与氮气输送管道连通的排气管路；
与所述反应器相连的硅烷净化提纯工艺尾气的进气装置；
设置于所述反应器上，用于取样检测碱性吸收液浓度的取样装置；
设置于所述反应器的底部的废液排放装置。
优选的，上述硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置中，所述进气装置与所述排气管路对应设置于所述反应器的顶部。
优选的，上述硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置中，所述进气装置包括：
用于向所述反应器中输送硅烷净化提纯工艺尾气的进气管，且所述进气管伸入到碱性吸收液的液面以下；
设置于所述进气管上用于接通和切断输送气路的第一阀门。
优选的，上述硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置中，所述取样装置设置于所述反应器的底部。
优选的，上述硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置中，所述取样装置包括：
与所述反应器连通的取样管线；
设置于所述取样管线上，用于切断和接通管路的第二阀门。
优选的，上述硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置中，所述废液排放装置包括排放管路和设置于所述排放管路上的第三阀门。
相对上述背景技术，本发明所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，利用碱性溶液吸收硅烷净化提纯工艺过程中产生的工艺尾气中的硅烷，生成无污染的硅酸盐和微量的氢气，避免了工艺尾气的无组织排放或采用具有危险性的工艺尾气处理方式，安全且无污染的处理硅烷净化提纯工艺尾气，提高硅烷精馏工艺过程的安全性和环保性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法的流程图；
图2为本发明所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法及实施上述方法的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，能够安全且无污染的处理硅烷净化提纯工艺中的尾气，进而提高硅烷精馏工艺过程的安全性和环保性。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请结合图1，图1为本发明所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法的流程图。
本发明实施例所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，包括以下步骤：
步骤S11，输送尾气：
将硅烷净化提纯工艺尾气通过工艺管道，输送到第一吸收装置中，第一吸收装置中填充有浓度为20%-45%的碱性吸收液。
步骤S12，搅拌吸收：
通过第一吸收装置中搅拌器的搅拌使硅烷净化提纯工艺尾气充分溶解于碱性吸收液中，从而促进硅烷净化提纯工艺尾气与碱性吸收液的充分反应，保证硅烷净化提纯工艺尾气被充分吸收。
步骤S13，排放生成物：
将硅烷净化提纯工艺尾气和碱性吸收液反应后的生成物排出。
本发明实施例所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，利用碱性溶液吸收硅烷净化提纯工艺过程中产生的工艺尾气中的硅烷，碱性吸收液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钙溶液，由于氢氧化钾的化学性质活泼，氢氧化钙溶于水后的粘度较大，不利于搅拌，因此，优选的，本发明实施例中采用的碱性溶液为氢氧化钠溶液，通过化学反应生成无污染的硅酸盐和微量的氢气，避免了硅烷净化提纯工艺尾气的无组织排放或采用具有危险性的工艺尾气处理方式，安全且无污染的处理硅烷净化提纯工艺尾气，提高了硅烷精馏工艺过程的安全性和环保性。
为了进一步优化技术方案，本发明一具体实施方法中，硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，在步骤步骤S12和步骤步骤S13之间还包括以下步骤：
步骤S121，检测吸收液浓度：
取样检测第一吸收装置中碱性吸收液的浓度。
步骤S122，停止尾气输送：
当第一吸收装置中碱性吸收液的浓度低于8%-10%时，关闭输送硅烷净化提纯工艺尾气的阀门，停止尾气输送。
本发明实施例所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，利用具有一定浓度的碱性吸收液对硅烷净化提纯工艺尾气进行吸收处理，但是当碱性吸收液浓度过低时，吸收效率会降低，同时会影响吸收效果，因此，在硅烷净化提纯工艺尾气的吸收方法中增加了对碱性吸收液浓度进行检测的步骤，可以保证碱性吸收液对硅烷净化提纯工艺尾气吸收效果的稳定性。
为了保证对工艺尾气吸收处理的连续性，本发明一具体实施例中，硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，在步骤步骤S13之后还包括以下步骤：
步骤S14，当停止向第一吸收装置输送硅烷净化提纯工艺尾气后，打开通向第二吸收装置的阀门，将硅烷净化提纯工艺尾气输送至第二吸收装置中进行尾气吸收，直至取样检测吸收液浓度低于8%-10%时，停止尾气输送，将第二吸收装置内液体排出，再向第二吸收装置中填充浓度为20%-45%的碱性吸收液；
步骤S15，将硅烷净化提纯工艺尾气输送至第一吸收装置中，第一吸收装置填充有浓度为20%-45%的碱性吸收液。
本发明实施例所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法中，同时设置有两个硅烷净化提纯工艺尾气的吸收装置，当其中一个吸收装置中碱性吸收液的浓度，降低到不能保证对硅烷净化提纯工艺尾气的吸收效果时，停止对吸收装置的尾气输送，同时将尾气连通至另一吸收装置中，继续进行对硅烷净化提纯工艺尾气的吸收处理，两个吸收装置交替工作，保证了对硅烷净化提纯工艺尾气进行吸收处理的连续性。
请结合图2，图2为本发明所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置的结构示意图。
本发明实施例所提供的用于用于实施上述方法的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，包括：反应器1、搅拌器2、排气管路3、工艺尾气进气装置、取样装置和废液排放装置。
其中反应器1中盛装有碱性吸收液，为工艺尾气的吸收提供了场所，搅拌器2设置于反应器1上，用于搅拌碱性吸收液，促进了硅烷净化提纯工艺尾气中的硅烷与碱性吸收液的充分反应。
为了避免将反应后生成的氢气直接排放于大气中对环境造成的影响，排气管路3设置于反应器1的顶部且与氮气输送管道31连通，将反应后生成的氢气通过氮气输送管道输送的氮气稀释后再排放于大气中。
工艺尾气进气装置与反应器1相连，取样装置设置于反应器1上，用于取样检测碱性吸收液的浓度，废液排放装置设置于反应器1的底部。
本发明实施例所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，为硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法的实施提供了基础。
为了进一步优化技术方案，本发明实施例所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置的取样装置包括：取样管线51和第二阀门52。
其中，取样管线51与反应器1连通，第二阀门52设置于取样管线51上，用于切断和接通管路。
优选的，将取样管线51与反应器1的底部连通。
本发明实施例所提供的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，将取样管线51设置于反应器1的底部，方便工作人员的取样操作，每隔两个小时对反应器1中的吸收液取样检测一次，当检测到碱性吸收液的浓度低于8%-10%时，停止对硅烷净化提纯工艺尾气的输送。
为了更进一步优化技术方案，本发明一具体实施例中，硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置的进气装置与排气管路3对应设置于反应器1的顶部。
其中，进气装置包括：进气管41和第一阀门42。进气管41用于向反应器1中输送硅烷净化提纯工艺尾气，且进气管41伸入到反应器1中所盛装的碱性吸收液的液面以下，从而保证了硅烷净化提纯工艺尾气能够通过进气装置直接进入碱性吸收液中，保证了硅烷净化提纯工艺尾气的完全吸收，第一阀门42设置于进气管41上用于接通和切断输送气路。
废液排放装置包括排放管路61和设置于排放管路61上的第三阀门62。当检测到碱性吸收液的浓度低于8%-10%时，相应的吸收装置不再进行硅烷净化提纯工艺尾气的吸收工作，并停止向该装置中输送硅烷净化提纯工艺尾气，然后废液排放装置通过打开第三阀门62，将反应器1中吸收硅烷净化提纯工艺尾气后生成的硅酸盐由排放管路61排放，以便重新加入满足要求浓度的碱性吸收液后继续进行对硅烷净化提纯工艺尾气的吸收。
以上对本发明所提供的一种硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
11）将硅烷净化提纯工艺尾气通过工艺管道，输送到第一吸收装置中，第一吸收装置中填充有浓度为20%-45%的碱性吸收液；
12）通过第一吸收装置中搅拌器的搅拌使硅烷净化提纯工艺尾气被碱性吸收液充分吸收；
13）将硅烷净化提纯工艺尾气和碱性吸收液反应后的生成物排出。
2.根据权利要求1所述的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，其特征在于，在步骤12）和步骤13）之间还包括以下步骤：
121）取样检测第一吸收装置中碱性吸收液的浓度；
122）当第一吸收装置中碱性吸收液的浓度低于8%-10%时，关闭输送硅烷净化提纯工艺尾气的阀门，停止尾气输送。
3.根据权利要求1所述的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，其特征在于，在步骤13）之后还包括以下步骤：
14）当停止向第一吸收装置输送硅烷净化提纯工艺尾气后，打开通向第二吸收装置的阀门，将硅烷净化提纯工艺尾气输送至第二吸收装置中进行尾气吸收，直至取样检测吸收液浓度低于8%-10%时，停止尾气输送，将第二吸收装置内液体排出，再向第二吸收装置中填充浓度为20%-45%的碱性吸收液；
15）将硅烷净化提纯工艺尾气输送至第一吸收装置中，第一吸收装置填充有浓度为20%-45%的碱性吸收液。
4.根据权利要求1所述的硅烷净化提纯工艺尾气的处理方法，其特征在于，所述碱性吸收液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钙溶液。
5.一种用于实现上述方法的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，其特征在于，包括：
反应器（1），所述反应器（1）中盛装有碱性吸收液；
设置于所述反应器（1）上，用于搅拌碱性吸收液的搅拌器（2）；
设置于所述反应器（1）的顶部且与氮气输送管道（31）连通的排气管路（3）；
与所述反应器（1）相连的硅烷净化提纯工艺尾气的进气装置；
设置于所述反应器（1）上，用于取样检测碱性吸收液浓度的取样装置；
设置于所述反应器（1）的底部的废液排放装置。
6.根据权利要求5所述的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，其特征在于，所述进气装置与所述排气管路（3）对应设置于所述反应器（1）的顶部。
7.根据权利要求5所述的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，其特征在于，所述进气装置包括：
用于向所述反应器（1）中输送硅烷净化提纯工艺尾气的进气管（41），且所述进气管（41）伸入到碱性吸收液的液面以下；
设置于所述进气管（41）上用于接通和切断输送气路的第一阀门（42）。
8.根据权利要求5所述的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，其特征在于，所述取样装置设置于所述反应器（1）的底部。
9.根据权利要求5所述的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，其特征在于，所述取样装置包括：
与所述反应器（1）连通的取样管线（51）；
设置于所述取样管线（51）上，用于切断和接通管路的第二阀门（52）。
10.根据权利要求5所述的硅烷净化提纯工艺尾气的处理装置，其特征在于，所述废液排放装置包括排放管路（61）和设置于所述排放管路（61）上的第三阀门（62）。
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