CN201744105U

CN201744105U - 四氯化硅低温水解装置

Info

Publication number: CN201744105U
Application number: CN2010201821173U
Authority: CN
Inventors: 李平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2020-05-07

Abstract

本实用新型公开了一种四氯化硅低温水解装置，属硅的化合物技术领域。它包括低温水解、酸尾气回收和水循环三个部分；低温水解部分由四氯化硅加料器、配料器、水解反应釜、加料罐和沉化反应器组成；酸尾气回收部分由水罐、水泵、一级酸回收釜、二级酸回收釜、真空泵A、真空泵B和储酸罐组成；水循环部分由水泵A、水泵B、水泵C和水罐组成。它不需要消耗燃料，生产成本低，安全可靠，反应速度快，产品质量稳定。

Description

四氯化硅低温水解装置

(一)技术领域：本实用新型涉及一种四氯化硅低温水解装置，属硅的化合物技术领域。

(二)背景技术：多晶硅生产过程中产生大量的副产物——四氯化硅。四氯化硅是一种具有强腐蚀性的有毒有害液体，会给环境带来巨大的污染，并严重威胁着人类的生命安全。无害化处理四氯化硅是我国多晶硅行业节能减排、安全生产、保护环境的重要环节，是该行业健康发展的关键。

目前，国内企业主要采用气相法白炭黑生产工艺处理四氯化硅。该工艺使用的主要装置为高温水解炉。四氯化硅与一定量的氢和氧在1000-1200℃的高温水解炉内进行气相水解反应。该装置需消耗大量燃料，加热器热效率低，反应速度慢，产品质量不稳定，投资大，对生产安全要求高。因此，研究一种在低温条件下进行四氯化硅水解反应的环保装置，既符合节能减排的政策要求，也对我国多晶硅行业的清洁生产和可持续发展有着重要意义。

(三)发明内容：

1、发明目的：本实用新型的目的在于提供一种结构合理、能耗小、处理量大、无污染、安全可靠的四氯化硅低温水解装置。

2、技术方案本实用新型的技术方案是：一种四氯化硅低温水解装置，其特征在于，它包括低温水解、酸尾气回收和水循环三个部分；所述的低温水解部分由四氯化硅加料器1、配料器2、水解反应釜3、加料罐4和沉化反应器5组成；所述的酸尾气回收部分由水罐6、水泵7、一级酸回收釜8、二级酸回收釜9、真空泵A10、真空泵B11和储酸罐16组成；所述的水循环部分由水泵A12、水泵B13、水泵C14和水罐15组成。

低温水解部分的四氯化硅加料器1连接水解反应釜3进液口；配料器2出液口连接水解反应釜3进液口；水解反应釜3出液口连接沉化反应器5进液口；加料罐4出液口连接沉化反应器5进液口。

酸尾气回收部分的水罐6出液口连接水泵7进液口；水泵7出液口分别连接一级酸回收釜8进液口和二级酸回收釜9进液口；一级酸回收釜8出液口和二级酸回收釜9出液口同时连接储酸罐16进液口；真空泵10进气口连接低温水解系统的水解反应釜3出气口；真空泵10出气口连接一级酸回收釜8进气口；真空泵11进气口连接一级酸回收釜8出气口；真空泵11出气口连接二级酸回收釜9进气口。

水循环部分的水泵12出液口连接一级酸回收釜8的进液口；水泵12进液口连接一级酸回收釜8出液口和储酸罐16进液口；水泵13出液口连接二级酸回收釜9的进液口；水泵13进液口连接二级酸回收釜9的出液口和储酸罐16进液口；水泵14出液口同时连接水解反应釜3夹层、一级酸回收釜8夹层和二级酸回收釜9夹层的进液口；水泵14的进液口连接水罐15出液口；水罐15进液口连接水解反应釜3夹层、一级酸回收釜8夹层和二级酸回收釜9夹层的出液口。

水解反应釜3的外壁为夹层结构，内部安装有搅拌器；沉化反应器5的内部安装有搅拌器；一级酸回收釜8和二级酸回收釜9的外壁为夹层结构；水解反应釜3夹层、一级酸回收釜8夹层和二级酸回收釜9夹层的特征是水泵14将水罐15中的水抽入夹层中，并让水在夹层和水罐15之间循环流动，起到降温作用。

本实用新型的工作原理如下：

氯化钠和水在配料器2中配制成分散剂，将分散剂加入水解反应釜3，用加料器1将四氯化硅加入水解反应釜3中进行水解反应。四氯化硅水解反应生成聚硅酸、氯化氢气体和少量氯气。聚硅酸由水解反应釜3的出液口排放进沉化反应器5中，将加料罐4中的氢氧化钠溶液加入沉化反应器5，与沉化反应器5中的聚硅酸反应，生成二氧化硅沉淀和水。

水泵7将水罐6中的水分别加入一级酸反应釜8和二级酸反应釜9中；然后水解反应釜3中的氯化氢气体和氯气由真空泵10抽入一级酸反应釜8中，氯化氢气体被水吸收、溶解，生成盐酸；少量残留氯化氢气体和氯气由真空泵11抽入二级酸回收釜9中，残留氯化氢气体被水吸收、溶解，生成盐酸；剩余氯气进入尾气净化塔处理，尾气被吸收转化成次氯酸钠溶液。

一级酸反应釜8中的盐酸被水泵12不断地由底部抽入顶部循环流动，在盐酸不断吸收氯化氢气体浓度达到工艺要求后，由出液口排入储酸罐16中。二级酸反应釜9中的盐酸被水泵13不断地由底部抽入顶部循环流动，在盐酸不断吸收氯化氢气体浓度达到工艺要求后，由出液口排入储酸罐16中。因为四氯化硅在水解反应时会不断放热，所以水解反应釜3、一级酸回收釜8和二级酸回收釜9的外壁为夹层设计，水泵14将水罐15中的水抽入夹层中，并让水在夹层和水罐15之间循环流动，起到降温作用。

3、有益效果：本实用新型由于不存在高温加热系统，所以不需要消耗燃料，符合节能减排的要求，生产成本也就更低；同时，本装置在低温条件下运行，更加安全可靠，而且，反应速度快，产品质量稳定。

(四)附图说明：本实用新型还可结合实施例作进一步说明。说明书附图是本实用新型的一个实施例的结构图。图中1为四氯化硅加料器，2为配料器，3为水解反应釜，4为加料罐，5、沉化反应器，6为水罐，7为水泵，8为一级酸回收釜，9、二级酸回收釜，10为真空泵A，11为真空泵B，12为水泵A，13为水泵B，14为水泵C，15为水罐，16为储酸罐。

(五)具体实施方式：本实用新型的具体实施方式如说明书附图所示。四氯化硅低温水解装置包括低温水解、酸尾气回收和水循环三个部分。低温水解部分由四氯化硅加料器1、配料器2、水解反应釜3、加料罐4和沉化反应器5组成；酸尾气回收部分由水罐6、水泵7、一级酸回收釜8、二级酸回收釜9、真空泵A10、真空泵B11和储酸罐16组成；水循环部分由水泵A12、水泵B13、水泵C14和水罐15组成。

低温水解系统的四氯化硅加料器1连接水解反应釜3进液口，配料器2出液口连接水解反应釜3进液口，水解反应釜3出液口连接沉化反应器5进液口，加料罐4出液口连接沉化反应器5进液口。

酸尾气回收系统的水罐6出液口连接水泵7进液口，水泵7出液口分别连接一级酸回收釜8进液口和二级酸回收釜9进液口，一级酸回收釜8出液口和二级酸回收釜9出液口同时连接储酸罐16进液口。真空泵10进气口连接低温水解系统的水解反应釜3出气口，真空泵10出气口连接一级酸回收釜8进气口；真空泵11进气口连接一级酸回收釜8出气口，真空泵11出气口连接二级酸回收釜9进气口。

水循环系统的水泵12出液口连接一级酸回收釜8的进液口，水泵12进液口连接一级酸回收釜8出液口和储酸罐16进液口。水泵13出液口连接二级酸回收釜9的进液口，水泵13进液口连接二级酸回收釜9的出液口和储酸罐16进液口。水泵14出液口同时连接水解反应釜3夹层、一级酸回收釜8夹层和二级酸回收釜9夹层的进液口，水泵14的进液口连接水罐15出液口，水罐15进液口连接水解反应釜3夹层、一级酸回收釜8夹层和二级酸回收釜9夹层的出液口。

水解反应釜3的外壁为夹层结构，内部安装有搅拌器。沉化反应器5的内部安装有搅拌器。一级酸回收釜8和二级酸回收釜9的外壁为夹层结构。因为四氯化硅在水解反应时会不断放热，所以水解反应釜3、一级酸回收釜8和二级酸回收釜9的外壁为夹层设计，水泵14将水罐15中的水抽入夹层中，并让水在夹层和水罐15之间循环流动，起到降温作用。加料器1选用市售空压机。水泵7、水泵A12、水泵B13和水泵C14选用市售耐酸碱水泵；真空泵A10和真空泵B11：选用市售耐腐蚀真空泵。

Claims

1.一种四氯化硅低温水解装置，其特征在于，它包括低温水解、酸尾气回收和水循环三个部分；所述的低温水解部分由四氯化硅加料器(1)、配料器(2)、水解反应釜(3)、加料罐(4)和沉化反应器(5)组成；所述的酸尾气回收部分由水罐(6)、水泵(7)、一级酸回收釜(8)、二级酸回收釜(9)、真空泵A(10)、真空泵B(11)和储酸罐(16)组成；所述的水循环部分由水泵A(12)、水泵B(13)、水泵C(14)和水罐(15)组成。