CN202516455U - 三氯氢硅合成气除尘系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了三氯氢硅合成气除尘系统，包括气固分离器（1）、喷淋塔（2）、蒸发釜（3）、液固过滤器（5），气固分离器的气体输出端（102）、蒸发釜的输入端（301）和蒸发釜的气相输出端（302）分别与喷淋塔（2）底部连接，所述除尘系统还包括废渣液收集装置（4），气固分离器的废渣输出端（103）和蒸发釜的渣浆输出端（303）分别与所述废渣液收集装置（4）的输入端连接，废渣液收集装置的输出端（404）与液固过滤器的输入端（502）连接。本实用新型系统连续运行时间长，减少了单独对废渣进行水解处理的水解处理装置，在使用本实用新型系统时，工序简单，氯硅烷回收率提高，减少了氯硅烷排放。

Description

三氯氢硅合成气除尘系统

技术领域

本实用新型涉及三氯氢硅合成气的处理系统，特别涉及三氯氢硅合成气的除尘系统。

背景技术

三氯氢硅是生产有机硅、硅烷偶联剂和制备多晶硅的重要原材料，随着近两年光伏市场的不断发展，多晶硅产量的不断攀升，三氯氢硅的需求量也急速上升。目前，主要是通过将硅粉和氯化氢气体在流化床反应炉中进行反应得到三氯氢硅合成气；所述三氯氢硅合成气的成分非常复杂，主要成分有三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅、氢气和未反应的氯化氢、金属氯化物（如氯化铝、氯化铁、氯化亚铁、氯化钙等），以及氯硅烷发生聚合反应生成的聚氯硅烷。

传统的三氯氢硅合成气除尘系统包括通过依次经管道连接的气固分离器、喷淋塔、蒸发釜、高浓度渣浆水解处理装置，所述气固分离器的输出端连接有废渣水解处理装置。此种传统的三氯氢硅合成气除尘系统在工业实施时，为了减少经喷淋塔得到的渣浆中氯硅烷的排放，蒸发釜工作温度会设置地较高，大量的氯硅烷被蒸发成气体送入喷淋塔内，使得经蒸发釜处理后的渣浆固含量高，为高浓度渣浆。所述高浓度渣浆除了含有四氯化硅和三氯氢硅液体物质外，还含有大量粒径较小的固体物质；所述粒径较小的固体物质主要包括氯硅烷的高聚化合物、硅粉末，氯化铝、氯化铁等金属氯化物。使得此种三氯氢硅合成气除尘系统存在以下问题：由于所述高浓度渣浆中含有氯硅烷高聚化合物以及氯化铝等金属氯化物，在溶液中容易析出、附着在管道和/或设备内壁，形成凹凸不平的内壁，使所述高浓度渣浆中含有粒径较小且量较多的固体物质极容易附着在管道和/或设备内壁, 从而在送往高浓度渣浆水解处理装置之前的管道和/或高浓度渣浆水解处理装置中容易被堵塞，且极难清除，给三氯氢硅合成气除尘系统的连续和安全运行带来了严重的困难。

对上述问题，目前改进的系统是在上述三氯氢硅合成气除尘系统中的蒸发釜与高浓度渣浆水处理装置之间增设液固过滤器，以分离高浓度渣浆中的大部分固体物质，解决高浓度渣浆中固体物质容易沉积到管道壁，对管道造成堵塞的问题。但这种改进系统只是将堵塞从送往对高浓度渣浆进行水解处理装置之前的管道和/或水解处理装置中转移到了液固过滤器中，并没有从根本上解决高浓度渣浆中固体物质引起堵塞的问题。由于高浓度渣浆中固体物质主要为具有颗粒细密且粘度大的氯硅烷的高聚化合物和金属氯化物，经滤网过滤后易粘附板结在滤网上，使滤饼密实，从而造成：（1）、滤网内外压差很快升高，导致液固过滤器的自动反吹频繁进行，不仅增加能耗，还容易对过滤元件造成破损，需要较频繁地更换过滤元件；（2）、滤饼与滤网粘附性强，很难将滤饼清除，使液固过滤器的连续运行时间短，进而这种改进同样还是给三氯氢硅合成气除尘系统的连续和安全运行带来严重的困难，难以在实际生产中被应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服现有技术中三氯氢硅合成气除尘系统中高浓度渣浆容易对管道和/设备造成堵塞，从而严重影响三氯氢硅合成气除尘系统连续和安全运行的不足，提供能连续和安全运行的三氯氢硅合成气除尘系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

三氯氢硅合成气除尘系统，包括气固分离器、喷淋塔、蒸发釜、液固过滤器，气固分离器的气体输出端、蒸发釜的输入端和蒸发釜的气相输出端分别与喷淋塔底部连接；

所述除尘系统还包括废渣液收集装置，气固分离器的废渣输出端和蒸发釜的渣浆输出端分别与所述废渣液收集装置的输入端连接，废渣液收集装置的输出端与液固过滤器的输入端连接。

为了有效利用经上述液固过滤器分离得到的氯硅烷清液，优选在上述液固过滤器的液体输出端与上述喷淋塔塔顶连接。

为了使经上述液固过滤器分离得到的氯硅烷清液较顺畅地输送至上述喷淋塔内，对喷淋塔工作时所需要的喷淋液给予补给，上述液固过滤器的液体输出端与上述喷淋塔塔顶之间还设置了输送泵，输送泵输入端与上述液固过滤器的液体输出端连接，输送泵输出端与上述喷淋塔塔顶连接。

为了使经气固分离器的废渣输出端输出的废渣和蒸发釜的渣浆输出端输出的渣浆混合均匀，上述废渣液收集装置优选为具有搅拌功能的废渣液收集装置。

为了使用于分离渣浆中氯硅烷的上述液固过滤器具有自清洁能力，上述液固过滤器优选为具有自动反吹功能的液固过滤器。所述自动反吹功能为根据液固过滤器滤网内外压差变化，启动对滤网进行反吹以卸载滤饼。

上述气固分离器用于对三氯氢硅合成气进行粗除尘，为了使除尘效果更佳，上述气固分离器优选由多级气固分离器构成。考虑到除尘效果和设备成本，上述气固分离器进一步优选两级气固分离器构成。进一步考虑到除尘效果和设备成本，所述气固分离器优选为旋风除尘器或布袋除尘器，以旋风除尘器为最佳。

为了使经上述液固过滤器分离氯硅烷后的滤饼便于运输到滤饼水解处理装置，优选在上述液固过滤器的固体输出端连接储罐。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型三氯氢硅合成气除尘系统,在气固分离器废渣输出端与蒸发釜渣浆输出端连接了废渣液收集装置，系统在运行时，将经气固分离器粗除尘得到的废渣（所含的固体物质主要成分为硅粉，粒度较大，为粗颗粒物质）和经喷淋塔与蒸发釜湿法喷淋得到的渣浆（所含的固体物质主要成分为硅粉，氯化铝高聚化合物和氯硅烷高聚化合物，粒度较细，主要为细颗粒物质）混合成为混合渣浆，再进入液固过滤器进行过滤，对混合渣浆中的氯硅烷进行分离回收。所述含有较多粗颗粒物质的混合渣浆在经过液固过滤器的滤网时形成较厚的疏松多孔、不易板结的滤饼，使本实用新型具有如下优点：（1）、因滤饼粘附性不强，易于从滤网上剥离，使液固过滤器滤网上的滤饼能顺利地被清除，滤网干净通畅，从而解决了因滤饼与滤网粘附性强，很难将滤饼清除，容易使液固过滤器堵塞的问题，极大延长液固过滤器连续运行时间，使三氯氢硅合成气除尘系统能连续、安全地运行；（2）、因滤饼具备疏松多孔的结构，并且厚度较大，也可以对混合渣浆进行过滤，使液固过滤器过滤元件由滤网和所述滤饼组成，提高了对氯硅烷的过滤精度，从而提高了氯硅烷回收率，减少了氯硅烷排放；（3）、经气固分离器粗除尘得到的含有较多粗颗粒物质的废渣应用于从喷淋塔和蒸发釜湿法喷淋处理得到的渣浆中分离氯硅烷，不仅使本实用新型具有如上优点，还对所述废渣和所述渣浆合并进行处理，减少了单独对废渣进行水解处理的水解处理装置，在本实用新型系统使用时，也简化了操作工序。

附图说明

图1是本实用新型三氯氢硅合成气除尘系统示意图；

图2是利用图1所示系统除尘的工艺流程图；

图3是本实用新型三氯氢硅合成气除尘系统的第二种示意图；

图4是利用图3所示系统除尘的工艺流程图。

图中标记：1-气固分离器，101-气固分离器进气口，102-气固分离器的气体输出端，103-气固分离器的废渣输出端，2-喷淋塔，201-气体排出口，202-喷淋液第一输入口，203-喷淋液第二输入口， 3-蒸发釜，301-蒸发釜的输入端，302-蒸发釜的气相输出端，303-蒸发釜的渣浆输出端，4-废渣液收集装置，401-废渣液收集装置的废渣第一输入端,402-废渣液收集装置的废渣第二输入端, 403-废渣液收集装置的渣浆输入端,404-废渣液收集装置的输出端，5-液固过滤器，501-氮气进口，502-液固过滤器的输入端，503-液固过滤器的液体输出端，504-液固过滤器的固体输出端，6-储罐，7-输送泵,701-输送泵输入端，702-输送泵输出端，8-第二气固分离器，801-第二气固分离器进气口，802-第二气固分离器的气体输出端，803-第二气固分离器的废渣输出端。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1  参照图1，三氯氢硅合成气除尘系统，包括气固分离器1、喷淋塔2、蒸发釜3、具有搅拌功能的废渣液收集装置4、液固过滤器5和储罐6，气固分离器的气体输出端102、蒸发釜的输入端301和蒸发釜的气相输出端302分别与喷淋塔2底部连接，气固分离器的废渣输出端103和蒸发釜的渣浆输出端303分别与废渣液收集装置4的输入端连接，废渣液收集装置的输出端404与液固过滤器的输入端502连接，液固过滤器的液体输出端503与所述喷淋塔2的塔顶连接，液固过滤器的固体输出端504与储罐6连接。

本例废渣液收集装置4的输入端可以为一个，当然，为了便于通过气固分离器的废渣输出端103和蒸发釜的渣浆输出端303分别向废渣液收集装置4内输入废渣和渣浆，还可设置两个物料输入端，如在废渣液收集装置4上分别设置废渣液收集装置的废渣第一输入端401和废渣液收集装置的渣浆输入端402, 废渣液收集装置的废渣第一输入端401与气固分离器的废渣输出端103相连接，废渣液收集装置的渣浆输入端402与蒸发釜的渣浆输出端303相连接。

参见图2，本例三氯氢硅合成气除尘系统在工作时，按如下步骤进行：

（1）、三氯氢硅合成气经过气固分离器进气口101通入气固分离器1粗除尘，分离出合成气中大部分固体颗粒；

（2）、气固分离器1粗除尘的气体经过气固分离器的气体输出端102从喷淋塔2底部通入喷淋塔2内，使用经喷淋液第二输入口203进入喷淋塔2内的氯硅烷液体对进入喷淋塔2内的合成气降温、淋洗，被淋洗后的液体经蒸发釜的输入端301进入蒸发釜3蒸发，气相组分通过蒸发釜的气相输出端输出并从喷淋塔2底部进入喷淋塔2内再一次被氯硅烷液体淋洗，除去合成气中的高沸杂质以及气固分离器1中未能除尽的固体粉末，被除尘后的三氯氢硅合成气从喷淋塔2气体排出口201排出，蒸发釜3的工作温度为30℃，工作压力为0.2MPa；

（3）、从气固分离器的废渣输出端103输出的废渣通过废渣液收集装置的第一废渣输入端401通入废渣液收集装置4，从蒸发釜的渣浆输出端303输出的渣浆通过废渣液收集装置的渣浆输入端403通入废渣液收集装置4，废渣与渣浆在废渣液收集装置4内混合、搅拌均匀，得混合渣浆，所述混合渣浆的固含量为52%w（本实用新型中“%w”表示重量百分含量）；

（4）、混合渣浆从废渣液收集装置的输出端404输出并通过液固过滤器的输入端502送入液固过滤器5，过滤、分离氯硅烷；

（5）、从液固过滤器的液体输出端503输出的氯硅烷清液送至喷淋液第一输入口202，进入喷淋塔2顶部内，用于补给喷淋处理合成气所需的氯硅烷液体；

（6）、从液固过滤器的固体输出端504输出的滤饼进入储罐6，待储罐6内滤饼满后，密闭送至滤饼水解处理装置进行水解处理。

本例三氯氢硅合成气除尘系统在工作时，步骤（5）在从液固过滤器的液体输出端503输出的氯硅烷清液送至喷淋液第一输入口202过程中，考虑到输送成本和输送难度，可以使用泵将从液固过滤器的液体输出端503输出的氯硅烷清液送至喷淋液第一输入口202，当然，也可以通过其它方式将从液固过滤器的液体输出端503输出的氯硅烷清液送至喷淋液第一输入口202。

经本例三氯氢硅合成气除尘系统对三氯氢硅合成气进行处理，系统管道和设备无堵塞情况出现，系统连续、安全运行，连续运行时间长达68天才需要对液固过滤器5进行清扫；与不包括将气固分离器1和蒸发釜3连接的废渣液收集装置4的三氯氢硅合成气除尘系统相比较，减少了三氯氢硅合成气除尘系统废渣水解处理装置，提高了氯硅烷回收率，减少约58%V（本实用新型中“%V”表述体积百分含量）的氯硅烷排放。

实施例2 参照图3，三氯氢硅合成气除尘系统，包括气固分离器1、第二气固分离器8、喷淋塔2、蒸发釜3、具有搅拌功能的废渣液收集装置4、具有自动反吹功能的液固过滤器5、储罐6和输送泵7，气固分离器的气体输出端102与第二气固分离器进气口801连接，第二气固分离器的气体输出端802、蒸发釜的输入端301和蒸发釜的气相输出端302分别与喷淋塔2底部连接，气固分离器的废渣输出端103、第二气固分离器的废渣输出端803和蒸发釜的渣浆输出端303分别与废渣液收集装置的废渣第一输入端401、废渣液收集装置的废渣第二输入端402和废渣液收集装置的渣浆输入端403连接，废渣液收集装置的输出端404与液固过滤器的输入端502连接，液固过滤器的液体输出端503与喷淋塔2的塔顶连接，在液固过滤器的液体输出端503与喷淋塔2塔顶之间设置了输送泵7，输送泵输入端701与液固过滤器的液体输出端503连接，输送泵输出端702与喷淋塔2塔顶连接，液固过滤器的固体输出端504与储罐6连接。

本例用于对三氯氢硅合成气进行粗除尘的装置为气固分离器1和第二气固分离器8构成，当然，为了使粗除尘效果更佳，用于粗除尘的气固分离器还可以使用由多级气固分离器构成；考虑到除尘效果和设备成本，气固分离器1和第二气固分离器可以为旋风除尘器。

参见图4，本例三氯氢硅合成气除尘系统在工作时，按如下步骤进行：

（1）、三氯氢硅合成气经过气固分离器进气口101通入气固分离器1进行第一级粗除尘，经气固分离器的气体输出端102输出的气体再通过第二气固分离器进气口801进入第二气固分离器8进行第二级粗除尘，经两级粗除尘后分离出合成气中大部分固体颗粒，气固分离器1和第二气固分离器8的工作温度为180℃，工作压力为0.2MPa；

（2）、粗除尘的气体经过第二气固分离器的气体输出端802从喷淋塔2底部通入喷淋塔2内，使用经喷淋液第二输入口203进入喷淋塔2内的氯硅烷液体对进入喷淋塔2内的合成气降温、淋洗，被淋洗后的液体经蒸发釜的输入端301进入蒸发釜3蒸发，气相组分通过蒸发釜的气相输出端输出并从喷淋塔2底部进入喷淋塔2内再一次被氯硅烷液体淋洗，除去合成气中的高沸杂质以及气固分离器1中未能除尽的固体粉末，被除尘后的三氯氢硅合成气从喷淋塔2气体排出口201排出，蒸发釜3的工作温度为20℃、工作压力为0.1MPa；

（3）、从气固分离器的废渣输出端103输出的废渣通过废渣液收集装置的第一废渣输入端401通入废渣液收集装置4，从第二气固分离器的废渣输出端803输出的废渣通过废渣液收集装置的第二废渣输入端402通入废渣液收集装置4，从蒸发釜的渣浆输出端303输出的渣浆通过废渣液收集装置的渣浆输入端403通入废渣液收集装置4，废渣与渣浆在废渣液收集装置4内混合、搅拌均匀，得混合渣浆，所述混合渣浆的固含量为46%w；

（4）、混合渣浆从废渣液收集装置的输出端404输出并通过液固过滤器的输入端502送入液固过滤器5，过滤、分离氯硅烷，液固过滤器5的工作温度为30℃；液固过滤器5通过氮气进口501通入氮气对液固过滤器5的滤网进行反吹，以卸载滤饼；

（5）、从液固过滤器的液体输出端503输出的氯硅烷清液通过输送泵7输送至喷淋液第一输入口202，进入喷淋塔2顶部内，用于补给喷淋处理合成气所需的氯硅烷液体；

（6）、从液固过滤器的固体输出端504输出的滤饼进入储罐6，待储罐6内滤饼满后，密闭送至滤饼水解处理装置进行水解处理。

经本例三氯氢硅合成气除尘系统对三氯氢硅合成气进行处理，系统管道和设备无堵塞情况出现，系统连续、安全运行，连续运行时间长达72天才对液固过滤器5进行清扫；与不包括将气固分离器1、第二气固分离器8和蒸发釜3连接的废渣液收集装置4的三氯氢硅合成气除尘系统相比较，减少了三氯氢硅合成气除尘系统废渣水解处理装置，提高了氯硅烷回收率，减少约64%V的氯硅烷排放。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.三氯氢硅合成气除尘系统，包括气固分离器（1）、喷淋塔（2）、蒸发釜（3）、液固过滤器（5），气固分离器的气体输出端（102）、蒸发釜的输入端（301）和蒸发釜的气相输出端（302）分别与喷淋塔（2）底部连接，其特征在于，所述除尘系统还包括废渣液收集装置（4），气固分离器的废渣输出端（103）和蒸发釜的渣浆输出端（303）分别与所述废渣液收集装置（4）的输入端连接，废渣液收集装置的输出端（404）与液固过滤器的输入端（502）连接。

2.根据权利要求1所述的三氯氢硅合成气除尘系统，其特征在于，液固过滤器的液体输出端（503）与所述喷淋塔（2）的塔顶连接。

3.根据权利要求2所述的三氯氢硅合成气除尘系统，其特征在于,所述液固过滤器的液体输出端（503）与所述喷淋塔（2）塔顶之间还设置了输送泵（7），输送泵输入端（701）与所述液固过滤器的液体输出端（503）连接，输送泵输出端（702）与所述喷淋塔（2）塔顶连接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的三氯氢硅合成气除尘系统，其特征在于，所述废渣液收集装置（4）为具有搅拌功能的废渣液收集装置。

5.根据权利要求4所述的三氯氢硅合成气除尘系统，其特征在于,所述液固过滤器（5）为具有自动反吹功能的液固过滤器。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的三氯氢硅合成气除尘系统，其特征在于,所述液固过滤器（5）为具有自动反吹功能的液固过滤器。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的三氯氢硅合成气除尘系统，其特征在于,所述气固分离器（1）由多级气固分离器构成。

8.根据权利要求7所述的三氯氢硅合成气除尘系统，其特征在于,所述气固分离器（1）由两级气固分离器构成。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的三氯氢硅合成气除尘系统，其特征在于,所述气固分离器（1）为旋风除尘器。

10.根据权利要求1-3任意一项所述的三氯氢硅合成气除尘系统，其特征在于,液固过滤器的固体输出端（504）还连接有储罐（6）。

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