CN110280098A - 一种含氢废气中氯硅烷的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种含氢废气中氯硅烷的回收方法。一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，包括：(1)收集各单元排放的含氢废气后，加压、降温，再采用活性炭吸附塔对氯硅烷进行吸附；(2)活性炭吸附塔氯硅烷吸附饱和后，对活性炭吸附柱加热、减压，由顶部通入氮气进行吹扫，将吸附在活性炭氯硅烷再生出来；(3)再生出来的氯硅烷降温冷凝到‑40℃后，进行气液分离，气相氯硅烷经升温后，返回到步骤(1)的加压过程；(4)分离出来的液态氯硅烷采用树脂吸附塔除杂后，可并入系统使用。本发明所述的一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，将含有微量氯硅烷的含氢废气，通过加压、吸附浓缩、升温减压、冷却降温，树脂吸附等工序，进行回收利用，可以变废为宝。

Description

一种含氢废气中氯硅烷的回收方法
技术领域
本发明属于多晶硅技术领域，具体涉及一种含氢废气中氯硅烷的回收方法。
背景技术
多晶硅生产过程中，各单元泄放的含氢废气中含有微量的氯硅烷，如果不对这部分氯硅烷进行回收利用，将导致多晶硅的制造成本增加。传统工艺对此部分含氯硅烷的气体的处理方式为，各单元产生的含氢废气先进入一级水洗塔，用工厂水喷淋水解，产生二氧化硅和氯化氢后，尾气再进入二级洗涤塔，尾气中的氯化氢吸收被水吸收变成盐酸，用PH为11-13的稀碱液，将盐酸中和，反应尾气经水封罐吸收后，在高点排入大气。其原理为先水解成氯化氢和二氧化硅后，用碱液对盐酸进行中和反应。
因此，传统工艺存在以下问题：(1)需消耗大量的工厂水和32％液碱，增加原材料消耗，增加固废物的产生量。(2)水解产生大量的二氧化硅，需通过压滤机压滤后，作为固废填埋，增加环保处置费用。(3)二氧化硅的粒径很小，常用的压滤机不能有效去除，导致出水中的悬浮物较高，不能达标排放，造成环境影响，增加处理难度。(4)氯硅烷作为废弃物进行处理，得不到有效的利用。
有鉴于此，本发明提出一种含氢废气中氯硅烷的回收方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，该回收方法对含有微量氯硅烷的含氢废气，通过加压、吸附浓缩、升温减压、冷却降温，树脂吸附等工序，进行回收利用，减少氯硅烷水解量，降低原材料消耗，减少固废排放量，可以实现变废为宝。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，包括以下步骤：
(1)收集各单元排放的含氢废气后，加压、降温，再采用活性炭吸附塔对氯硅烷进行吸附；
(2)活性炭吸附塔氯硅烷吸附饱和后，对活性炭吸附柱加热、减压，由顶部通入氮气进行吹扫，将吸附在活性炭氯硅烷再生出来；
(3)再生出来的氯硅烷降温冷凝到-40℃后，进行气液分离，气相氯硅烷经升温后，返回到步骤(1)的加压过程；
(4)分离出来的液态氯硅烷采用树脂吸附塔除杂后，可并入系统使用。
进一步的，所述的步骤(1)中，采用氢气压缩机加压到0.3-0.5MPa。
进一步的，所述的步骤(1)中，采用乙二醇降温至5-10℃。
进一步的，所述的步骤(1)中，活性炭吸附塔对氯硅烷进行吸附，剩余的氮气、氢气混合物送三废工段统一高点放空。
进一步的，所述的步骤(2)中，当活性炭吸附塔吸附到一定时间后，吸附能力下降，必须切换另一个塔吸附。
进一步的，所述的步骤(2)中，用热水给活性炭吸附柱加热、减压。
进一步的，所述的步骤(3)中，再生出来的氯硅烷，经循环水换热器、自身换热器、氟利昂换热器降温冷凝到-40℃。
进一步的，所述的步骤(4)中，采用树脂吸附塔除杂的具体操作步骤为：将液态氯硅烷用屏蔽泵加压，从树脂吸附塔底部进入，从顶部出来，经过滤器拦截树脂后进入物料缓冲罐储存。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
1、本发明所述的一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，回收含氢废气中的氯硅烷，降低多晶硅的制造成本。
2、本发明所述的一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，减少氯硅烷水解量，降低工厂水和32％液碱消耗；
3、本发明所述的一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，减少废水、固废排放量，实现变废为宝。
4、本发明所述的一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，采用多晶硅生产系统中现有的设备和原料，降低回收成本，且工艺难度低。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，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含氢废气中氯硅烷的回收方法，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1对本发明一种含氢废气中氯硅烷的回收方法做进一步的详细介绍：
本发明的技术方案包括以下步骤：
(1)收集各单元排放的含氢废气后，加压、降温，再采用活性炭吸附塔对氯硅烷进行吸附；
(2)活性炭吸附塔氯硅烷吸附饱和后，对活性炭吸附柱加热、减压，由顶部通入氮气进行吹扫，将吸附在活性炭氯硅烷再生出来；
(3)再生出来的氯硅烷降温冷凝到-40℃后，进行气液分离，气相氯硅烷经升温后，返回到步骤(1)的加压过程；
(4)分离出来的液态氯硅烷采用树脂吸附塔除杂后，可并入系统使用。
优选的，所述的步骤(1)中，采用氢气压缩机加压到0.3-0.5MPa，采用乙二醇降温至5-10℃。由于含氢废气压力只有10KPa左右，氯硅烷含量低于1.0％，氯硅烷分压低，采用传统的冷却降温，不能将氯硅烷进行分离除去。因此，经过氢气压缩机加压到0.3-0.5MPa后，降温，再通过活性炭吸附浓缩到一定程度，再加热吹扫，可以将吸附的氯硅烷解析出来。
由于常用的压缩机达不到0.3-0.5MPa的要求，因此采用氢气压缩机进行加压。
由于循环水不能使含氢废气降温到5-10℃，所以采用乙二醇对含氢废气进行降温处理。且乙二醇在多晶硅生产系统中就有，可降低成本。
优选的，所述的步骤(1)中，活性炭吸附塔对氯硅烷进行吸附，剩余的氮气、氢气混合物送三废工段统一高点放空。
优选的，所述的步骤(2)中，当活性炭吸附塔吸附到一定时间后，吸附能力下降，必须切换另一个塔吸附。
优选的，所述的步骤(2)中，用热水给活性炭吸附柱加热、减压。
优选的，所述的步骤(3)中，再生出来的氯硅烷，经循环水换热器、自身换热器、氟利昂换热器降温冷凝到-40℃。采用一个常规的换热器对氯硅烷进行降温处理，往往达不到降温所要求的温度，且处理时间长。采用一个庞大的换热器虽然可以达到降温所要求的温度，但是设备庞大，在实际生产中是不需要的，会增加处理成本。因此，本申请通过多级冷却降温，可以达到降温所要求的温度，且经济，降低工艺难度。
优选的，所述的步骤(4)中，采用树脂吸附塔除杂的具体操作步骤为：将液态氯硅烷用屏蔽泵加压，从树脂吸附塔底部进入，从顶部出来，经过滤器拦截树脂后进入物料缓冲罐储存。再生后的氯硅烷，通过多级冷却降温，进行气液分离，产生的氯硅烷杂质含量较高，不能直接补入生产系统使用，需通过专业树脂吸附除杂后回收利用。
实施例1.
结合图1，具体操作步骤如下：
(1)各单元排放的含氢废气经废气缓冲罐(V0712B)收集后，通过除尘器(X0209C1/C2)，去除固体杂质，然后通过氢气压缩机(C1001A/B)加压到0.3-0.5MPa，乙二醇(E1001)降温至5-10℃后，进入活性炭吸附塔(T1004)，氯硅烷逐渐被活性碳吸附浓缩，剩余的氮气、氢气混合物由吸附塔除去，送三废工段(807)统一高点放空。
(2)当活性炭吸附塔吸附到一定时间后，吸附能力下降，必须切换另一个塔吸附。活性炭吸附塔氯硅烷吸附饱和后，用热水给对活性炭吸附柱加热、减压，由顶部通入氮气进行吹扫，将吸附在活性炭氯硅烷再生出来。
(3)再生出来的氯硅烷环水换热器(E1002)、自身换热器(E1003)、氟利昂换热器(E1004)降温冷凝到-40℃，进入汽液分离罐(V1020)，将液态氯硅烷分离，气相氯硅烷经自身换热器(E1003)升温后，进入步骤(1)的氢气压缩机进口加压，如此循环往复。分离出来的液态氯硅烷暂时储存在缓存罐(V0203)中。
(4)分离出来的液态氯硅烷，硼和磷等杂质含量较高，不能直接补充到系统使用。需将氯硅烷用屏蔽泵加压，从树脂吸附塔底部进入，通过专业树脂吸附除杂后，从顶部出来，经过滤器拦截树脂后进入物料缓冲罐储存，再并入系统使用。
运行一段时间后，效果十分明显，氯硅烷可以重新利用。且采用现有设备，工作量小，操作简便，成本很低。
本发明所述的一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，借鉴多晶硅生产过程中，还原的反应尾气，经过多级冷却降温、汽液分离，除去氯硅烷后，尾气送还原循环使用，系统运行稳定、分离效果良好。
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 (8)

1.一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)收集各单元排放的含氢废气后，加压、降温，再采用活性炭吸附塔对氯硅烷进行吸附；
(2)活性炭吸附塔氯硅烷吸附饱和后，对活性炭吸附柱加热、减压，由顶部通入氮气进行吹扫，将吸附在活性炭氯硅烷再生出来；
(3)再生出来的氯硅烷降温冷凝到-40℃后，进行气液分离，气相氯硅烷经升温后，返回到步骤(1)的加压过程；
(4)分离出来的液态氯硅烷采用树脂吸附塔除杂后，可并入系统使用。
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，
所述的步骤(1)中，采用氢气压缩机加压到0.3-0.5MPa。
3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，
所述的步骤(1)中，采用乙二醇降温至5-10℃。
4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，
所述的步骤(1)中，活性炭吸附塔对氯硅烷进行吸附，剩余的氮气、氢气混合物送三废工段统一高点放空。
5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，
所述的步骤(2)中，当活性炭吸附塔吸附到一定时间后，吸附能力下降，必须切换另一个塔吸附。
6.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，
所述的步骤(2)中，用热水给活性炭吸附柱加热、减压。
7.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，
所述的步骤(3)中，再生出来的氯硅烷，经循环水换热器、自身换热器、氟利昂换热器降温冷凝到-40℃。
8.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，
所述的步骤(4)中，采用树脂吸附塔除杂的具体操作步骤为：将液态氯硅烷用屏蔽泵加压，从树脂吸附塔底部进入，从顶部出来，经过滤器拦截树脂后进入物料缓冲罐储存。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110743199A (zh) * 2019-11-12 2020-02-04 新疆东方希望新能源有限公司 用于降低氯硅烷中硼、磷杂质含量的吸附设备
CN110981732A (zh) * 2020-01-03 2020-04-10 凯瑞环保科技股份有限公司 一种煤制乙二醇副产碳酸二甲酯的精制装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102058992A (zh) * 2010-11-13 2011-05-18 天津大学 去除氯硅烷体系中硼杂质的隔板吸附装置及方法
WO2015030394A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Hanwha Chemical Corporation Method for purification of off-gas and device for the same
JP6179246B2 (ja) * 2012-07-31 2017-08-16 三菱マテリアル株式会社 多結晶シリコン製造方法及び製造装置
CN108569699A (zh) * 2017-03-09 2018-09-25 西安优庆商贸有限公司 一种尾气回收方法
CN109607547A (zh) * 2018-11-21 2019-04-12 亚洲硅业（青海）有限公司 一种制备高纯氯硅烷的方法
CN208771124U (zh) * 2018-08-01 2019-04-23 新疆大全新能源股份有限公司 一种多晶硅生产中的废气回收装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102058992A (zh) * 2010-11-13 2011-05-18 天津大学 去除氯硅烷体系中硼杂质的隔板吸附装置及方法
JP6179246B2 (ja) * 2012-07-31 2017-08-16 三菱マテリアル株式会社 多結晶シリコン製造方法及び製造装置
WO2015030394A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Hanwha Chemical Corporation Method for purification of off-gas and device for the same
CN108569699A (zh) * 2017-03-09 2018-09-25 西安优庆商贸有限公司 一种尾气回收方法
CN208771124U (zh) * 2018-08-01 2019-04-23 新疆大全新能源股份有限公司 一种多晶硅生产中的废气回收装置
CN109607547A (zh) * 2018-11-21 2019-04-12 亚洲硅业（青海）有限公司 一种制备高纯氯硅烷的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
关文吉: "《供暖通风空调设计手册》", 31 January 2016, 中国建材工业出版社 *
刘绍力等: "《液压与气动》", 31 August 2017, 华中科技大学出版社 *
李殿家等: "《设备润滑技术》", 31 January 2006, 兵器工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110743199A (zh) * 2019-11-12 2020-02-04 新疆东方希望新能源有限公司 用于降低氯硅烷中硼、磷杂质含量的吸附设备
CN110981732A (zh) * 2020-01-03 2020-04-10 凯瑞环保科技股份有限公司 一种煤制乙二醇副产碳酸二甲酯的精制装置及方法

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