CN202542834U

CN202542834U - 一种多晶硅废酸回收装置及采用该装置的pac生产装置

Info

Publication number: CN202542834U
Application number: CN 201220136585
Authority: CN
Inventors: 李仙寿; 李仕杨; 沈伟; 雷嵩; 孙明炳
Original assignee: SICHUAN RENESOLA SILICON MATERIAL CO Ltd
Current assignee: SICHUAN RENESOLA SILICON MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2012-03-31
Filing date: 2012-03-31
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2022-03-31

Abstract

本实用新型公开了一种多晶硅废酸回收装置及采用该装置的PAC生产装置，属于多晶硅技术领域。所述多晶硅废酸回收装置主要由洗涤装置、过滤装置Ⅰ、储槽Ⅰ顺次相连组成，所述PAC生产装置主要由所述多晶硅废酸回收装置与反应装置、聚合池和储槽Ⅱ顺次相连组成。本实用新型提供了一种结构简单、成本低廉的多晶硅废气废液回收浓缩盐酸的装置，同时还提供了一种采用该装置的PAC生产装置。解决了多晶硅生产中废气废液污染环境，传统酸碱中和消耗烧碱成本高，处理中和反应生成的盐污染大等难题，回收所得的符合工艺要求的盐酸还为后续PAC生产提供一种价格便宜的原料酸，进一步提高了经济和环保效益。

Description

一种多晶硅废酸回收装置及采用该装置的PAC生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种废酸回收装置及采用该装置的PAC生产装置，特别是一种多晶硅废酸回收装置及采用该装置的PAC生产装置。

背景技术

近几年，在国家的大力支持下，太阳能产业在国内得到了飞速发展，国内多晶硅的产能呈现爆炸性的增长。目前国内多晶硅主要采用“改良西门子”法生产，此方法具有高能耗、高污染的特点，它产生的废气、液和废渣对环境的危害都较大。废气含有大量的氮气、氢气、氯化氢和氯硅烷气体；废液主要有强腐蚀性的氯硅烷液体、废盐酸、废氢氟酸、废硝酸等；废渣主要有硅渣、二氧化硅等。所以，对多晶硅生产的三废进行合理分类处理，加以回收利用，具有重要意义。

盐酸是处理多晶硅废气废液过程中氯硅烷水解生成的产物，现有工艺中水解生成的盐酸主要用烧碱进行中和，但这需要消耗大量的烧碱，不但增加了多晶硅的总体生产成本，而且中和反应生成大量的盐处理困难，造成二次污染，环保压力很大。

聚合氯化铝（Polyaluminium Chloride，简称PAC），是一种无机高分子混凝剂。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种多晶硅生产过程废酸回收浓缩的装置，并利用回收浓缩的酸生产PAC，这对多晶硅生产的三废合理分类利用，减少环境污染，降低多晶硅生产成本有着重要意义。

本实用新型的一种多晶硅废酸回收装置采用的技术方案如下：

本实用新型的多晶硅废酸回收装置,主要由洗涤装置、过滤装置Ⅰ和储槽Ⅰ顺次相连组成。

由于采用了上述结构，洗涤装置连接于多晶硅生产系统废气废液排放管道上用于废气的喷淋洗涤和吸收，废气经过所述洗涤装置内洗涤液的喷淋洗涤后，其中大部分酸性气体得到充分吸收，水解形成低浓度的盐酸和生成的二氧化硅随洗涤液进入洗涤装置下部的洗涤池中，废气中的氢气、氮气和极少量未完全吸收的氯化氢气体和氯硅烷气体经后续处理后排空。所述洗涤装置下部有洗涤池，是洗涤液的储存场所。所述过滤装置Ⅰ主要用于洗涤液中盐酸、二氧化硅和其他固体杂质的固液分离。所述储槽Ⅰ用于进一步澄清所述过滤装置Ⅰ过滤所得的盐酸，并作为盐酸的储存场所。

本实用新型的多晶硅废酸回收装置，所述洗涤装置包含至少2个洗涤塔，所述洗涤塔之间相互串联。

由于采用了上述结构，至少2个串联的洗涤塔大大增了所述洗涤装置中洗涤液和废气的相互接触时间和接触面积，使得废气在所述洗涤塔中得到充分的吸收，减少了废酸原料的浪费和未吸收的有害气体对环境的污染。所述串联，是指洗涤液通过各个洗涤塔顶部的管道进入塔体内部进行喷淋洗涤吸收，废气从一个洗涤塔上部或下部进入塔内进行喷淋后，未吸收气体通过管道进入下一个洗涤塔的下部或上部继续进行喷淋洗涤吸收，依次类推。

本实用新型的多晶硅废酸回收装置，所述洗涤装置还连接有泵Ⅰ，泵Ⅰ的出口连接到各个洗涤塔的顶部。

由于采用了上述结构，在洗涤液进行一次喷淋洗涤吸收后，其中酸浓度不能达到工艺要求的情况下，用所述泵Ⅰ将洗涤液循环输送到各个洗涤塔的顶部进行循环喷淋洗涤吸收以增加废酸浓度，在泵Ⅰ连接洗涤塔的管路上也设置有阀门便于控制洗涤液进入洗涤塔的量。同时泵Ⅰ还可作为洗涤池内盐酸浓度合格的洗涤液的采出泵。

本实用新型的多晶硅废酸回收装置，所述泵Ⅰ连接到洗涤塔顶部的管路还与过滤装置Ⅰ连接，且该管路与过滤装置Ⅰ之间连接的管道上设置有采出阀。

由于采用了上述结构，所述泵Ⅰ连接到洗涤塔顶部的管路和过滤装置Ⅰ之间的管道作为盐酸浓度合格的洗涤液采出管道，所述采出阀作为洗涤液采出的控制阀。从泵Ⅰ输送出的洗涤液一部分进入洗涤塔顶部对多晶硅废气进行喷淋洗涤吸收，另一部分通过采出管道上的采出阀实现对洗涤装置中盐酸浓度合格的洗涤液的采出，采出阀与去洗涤塔管路上的阀门配合来控制洗涤液的采出量。在本实用新型中不对阀门的类型和控制方式作进一步的限定，可以根据生产具体情况决定采用何种阀门或者何种控制方式。

本实用新型的多晶硅废酸回收装置，所述储槽Ⅰ上还连接有泵Ⅱ。

由于采用了上述结构，通过泵Ⅱ可以实现符合工艺要求的回收盐酸的输送。

本实用新型的多晶硅废酸回收装置，所述过滤装置Ⅰ为板框式压滤机。结合生产实际，优先选用板框式压滤机，板框式压滤机具有结构简单，成本低廉，可靠性高，分离效果好等优点。

本实用新型的晶硅废酸回收装置，对多晶硅生产中排放的废气废液采用洗涤装置循环喷淋洗涤吸收进行盐酸回收浓缩，并能通过采出阀控制盐酸的浓度，通过过滤装置Ⅰ过滤得到一定浓度的澄清盐酸。解决了目前生产中酸碱中和消耗烧碱量大，成本高，污染大等问题。

本实用新型的一种采用所述多晶硅废酸回收装置的PAC生产装置采用的技术方案如下：

本实用新型的采用所述多晶硅废酸回收装置的PAC生产装置，主要由所述多晶硅废酸回收装置与反应装置、聚合池和储槽Ⅱ顺次相连组成。

由于采用了上述结构，所述多晶硅废酸回收装置与PAC生产装置相连接，为PAC生产装置提供原料盐酸进行PAC生产，在所述反应装置中，盐酸与外加原料氢氧化铝反应生成氯化铝，再向氯化铝液中加入铝酸钙来调节PH值，将反应并调节好PH值的反应液送入所述聚合池进行静置聚合生成PAC，所述储槽Ⅱ与聚合池相连用于储存PAC。

本实用新型的PAC生产装置，所述反应装置主要由一级反应釜和二级反应釜顺次相连组成。

由于采用了上述结构，所述一级反应釜为盐酸和外加氢氧化铝提供反应场所生成氯化铝，生成的氯化铝液通过一级反应釜下部的阀门送入所述二级反应釜，在二级反应釜中加入铝酸钙粉调节PH值，调节好PH值的反应液通过二级反应釜下部的阀门送入聚合池。这样的结构便于分步控制氯化铝反应和PH值调节，在一定程度上还保证了生产过程的连续性。

本实用新型的PAC生产装置，所述聚合池和储槽Ⅱ之间还连接有过滤装置Ⅱ，所述过滤装置Ⅱ为板框式压滤机。

由于采用了上述结构，来自聚合池的粗制PCA通过所述过滤装置Ⅱ的过滤，进一步去除了所述多晶硅废酸回收装置提供的盐酸中过滤不完全的二氧化硅和在PAC生产中引入的其他固体杂质，进一步提高了产品质量。板框式压滤机具有结构简单，成本低廉，可靠性高，分离效果好等优点。

本实用新型的PAC生产装置，所述聚合池和过滤装置Ⅱ之间还连接有泵Ⅲ，所述储槽Ⅱ上还连接有泵Ⅳ。

由于采用了上述结构，通过所述泵Ⅲ和泵Ⅳ来实现系统中物料的输送。

本实用新型一种采用所述多晶硅废酸回收装置的PAC生产装置，由所述多晶硅废酸回收装置与PAC生产装置顺次相连接而成，将回收的澄清的盐酸作为原料酸生产PAC，实现了回收盐酸的二次利用，产品PAC又成为一个新的利润增长点。

综上所述，本实用新型的优点在于：提供了一种结构简单、成本低廉的多晶硅废气废液水解生成的盐酸回收装置，并将回收所得盐酸用于PAC生产。解决了多晶硅生产中废气废液污染环境，传统酸碱中和工艺成本高，处理中和反应所生成的盐污染大等难题，同时回收所得盐酸为后续PAC生产提供了一种价格低廉的原料盐酸，产品PAC又成为一个新的利润增长点，提高了经济和环保效益。

附图说明

图1是本实用新型的多晶硅废酸回收装置示意图；

图2是本实用新型的PAC生产装置示意图；

图3是本实用新型的多晶硅废酸回收装置及采用该装置的PAC生产装置示意框图。

图中标记：1—洗涤装置，2—洗涤塔，3—泵Ⅰ，4—采出阀，5—过滤装置Ⅰ，6—储槽Ⅰ，7—泵Ⅱ，8—一级反应釜，9—二级反应釜，10—聚合池，11—泵Ⅲ，12—过滤装置Ⅱ，13—储槽Ⅱ，14—泵Ⅳ。

具体实施方式

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

本实用新型的多晶硅废酸回收装置，如图1所示。将多晶硅各工序废气废液排放点的废气废液送入所述洗涤装置1，通过2个串联的洗涤塔2塔顶洗涤液喷淋洗涤吸收后，形成的低浓度盐酸和二氧化硅进入洗涤装置1下部洗涤池中，其中氢气、氮气、极少量氯化氢气体和氯硅烷气体经后续处理后排空；洗涤池中的含低浓度盐酸的洗涤液通过所述泵Ⅰ3循环回各个洗涤塔2顶部进行喷淋洗涤吸收；当洗涤液盐酸浓度达到10%时，通过所述的采出阀4将其送入过滤装置Ⅰ5中，将其中的盐酸与二氧化硅等固体杂质进行分离过滤，得到的澄清的10%盐酸送至所述储槽Ⅰ6中储存。

实施例2

本实用新型的多晶硅废酸回收装置，如图1所示。将所述洗涤装置1的洗涤塔2的个数增加到3个，提高废气的洗涤效率，减少原料废酸的浪费和尾气对环境的污染。将多晶硅各工序废气废液排放点的废气废液送入所述洗涤装置1，通过3个或4个串联的洗涤塔2塔顶洗涤液喷淋洗涤吸收后，形成的低浓度盐酸和二氧化硅进入洗涤装置1下部洗涤池中，其中氢气、氮气、极少量氯化氢气体和氯硅烷气体经后续处理后排空；洗涤池中的含低浓度盐酸的洗涤液通过所述泵Ⅰ3循环回各个洗涤塔2顶部进行喷淋洗涤吸收；当洗涤液盐酸浓度达到10%时，通过所述的采出阀4将其送入过滤装置Ⅰ5中，将其中的盐酸与二氧化硅等固体杂质进行分离过滤，得到的澄清的10%盐酸送至所述储槽Ⅰ6中储存。

实施例3

本实用新型的多晶硅废酸回收装置，在实施例1或实施例2的基础上，当洗涤液中盐酸浓度到达12%时，通过采出阀4采出洗涤液，送入所述过滤装置Ⅰ5进行固液分离后得到不同浓度的盐酸，将盐酸输送至所述储槽Ⅰ6中储存。

实施例4

本实用新型的采用所述多晶硅废酸回收装置的PAC生产装置，如图1、图2、图3所示。在图1所示的多晶硅废酸回收装置的基础上连接图2所示的PAC生产装置，将多晶硅各工序废气废液排放点的废气废液送入所述洗涤装置1，通过2或2个以上串联的洗涤塔2塔顶洗涤液喷淋洗涤吸收后，形成的低浓度盐酸和二氧化硅进入洗涤装置1下部洗涤池中，其中氢气、氮气、极少量氯化氢气体和氯硅烷气体经后续处理后排空；洗涤池中的含低浓度盐酸的洗涤液通过所述泵Ⅰ3循环回各个洗涤塔2顶部进行喷淋；当洗涤液盐酸浓度达到10%时，通过所述的采出阀4将洗涤液送入过滤装置Ⅰ5中，将其中的盐酸与二氧化硅等固体杂质进行分离过滤，得到的澄清的10%盐酸送至所述储槽Ⅰ6中储存。储槽Ⅰ6中浓度为10%的盐酸通过所述泵Ⅱ7送入一级反应釜8中，向该一级反应釜中加入适量的氢氧化铝，采用搅拌的方式使得反应更加充分，反应并冷却后得到氯化铝液通过一级反应釜8下部的阀门送入所述二级反应釜9中，采用搅拌方式加入铝酸钙粉调节PH值，待PH值合格后，反应液通过二级反应釜9下部阀门送入所述聚合池10进行聚合，得到PAC粗产品，将该产品通过泵Ⅲ11送入所述储槽Ⅱ13中储存，待检测合格后通过泵Ⅳ14将成品PAC外送。

实施例5

本实用新型的采用所述多晶硅废酸回收装置的PAC生产装置，在所述泵Ⅲ11和储槽Ⅱ13之间添加过虑装置Ⅱ12来提高产品质量。在图1所示的多晶硅废酸回收装置的基础上连接图2所示的PAC生产装置，将多晶硅各工序废气废液排放点的废气废液送入所述洗涤装置1，通过2或2个以上串联的洗涤塔2塔顶洗涤液喷淋洗涤吸收后，形成的低浓度盐酸和二氧化硅进入洗涤装置1下部洗涤池中，其中氢气、氮气、极少量氯化氢气体和氯硅烷气体经后续处理后排空；洗涤池中的含低浓度盐酸的洗涤液通过所述泵Ⅰ3循环回各个洗涤塔2顶部进行喷淋；当洗涤液盐酸浓度达到10%时，通过所述的采出阀4将洗涤液送入过滤装置Ⅰ5中，将其中的盐酸与二氧化硅等固体杂质进行分离过滤，得到的澄清的10%盐酸送至所述储槽Ⅰ6中储存。储槽Ⅰ6中浓度为10%的盐酸通过所述泵Ⅱ7送入一级反应釜8中，向该一级反应釜中加入适量的氢氧化铝，采用搅拌的方式使得反应更加充分，反应并冷却后得到氯化铝液通过一级反应釜8下部的阀门送入所述二级反应釜9中，采用搅拌方式加入铝酸钙粉调节PH值，待PH值合格后，反应液通过二级反应釜9下部阀门送入所述聚合池10进行聚合，得到PAC粗产品，通过泵Ⅲ11将粗制PAC送入所述过滤装置Ⅱ12进行固液分离得到精制PAC产品，将该产品送入所述储槽Ⅱ13中储存，待检测合格后通过泵Ⅳ14将成品PAC外送。

实施例6

本实用新型的采用所述多晶硅废酸回收装置的PAC生产装置，通过控制采出阀4采出盐酸浓度为12%的洗涤液，来生产不同浓度的PAC产品。在图1所示的多晶硅废酸回收装置的基础上连接图2所示的PAC生产装置，将多晶硅各工序废气废液排放点的废气废液送入所述洗涤装置1，通过2或2个以上串联的洗涤塔2塔顶洗涤液喷淋洗涤吸收后，形成的低浓度盐酸和二氧化硅进入洗涤装置1下部洗涤池中，其中氢气、氮气、极少量氯化氢气体和氯硅烷气体经后续处理后排空；洗涤池中的含低浓度盐酸的洗涤液通过所述泵Ⅰ3循环回各个洗涤塔2顶部进行喷淋；当洗涤液盐酸浓度达到12%时，通过所述的采出阀4将洗涤液送入过滤装置Ⅰ5中，将洗涤液送入过滤装置Ⅰ5进行固液分离，将其中的盐酸与二氧化硅等固体杂质进行分离过滤，得到澄清的12%盐酸送至所述储槽Ⅰ6中储存。再通过泵Ⅱ7将储槽Ⅰ6中的12%盐酸送入所述一级反应釜8，向一级反应釜8中加入适量的氢氧化铝，采用搅拌的方式使得反应更加充分，反应并冷却后得到氯化铝液通过一级反应釜8下部的阀门送入所述二级反应釜9中，采用搅拌方式加入铝酸钙粉调节PH值，待PH值合格后，反应液通过二级反应釜9下部阀门送入所述聚合池10进行聚合，得到与实施例4、实施例5浓度不同的聚合氯化铝粗产品，用泵Ⅲ11将粗制PAC送入所述过滤装置Ⅱ12进行固液分离，得到精制PAC产品，将该产品送入所述储槽Ⅱ13中储存，待检测合格后通过泵Ⅳ14将成品PAC外送。

本实用新型提供了一种结构简单、成本低廉的多晶硅废气废液回收浓缩盐酸的装置，同时提供了一种采用该装置的PAC生产装置，解决了多晶硅生产中废气废液污染环境，传统酸碱中和消耗烧碱成本高，处理中和反应所生成的盐污染大等难题，回收所得的符合工艺要求的盐酸还能为后续PAC生产提供了一种价格便宜的原料酸，进一步提高了环保和经济效益。

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

1.一种多晶硅废酸回收装置,其特征在于：主要由洗涤装置（1）、过滤装置Ⅰ（5）和储槽Ⅰ（6）顺次相连组成。

2.如权利要求1所述的多晶硅废酸回收装置，其特征在于：所述洗涤装置（1）包含至少2个洗涤塔（2），所述洗涤塔（2）之间相互串联。

3.如权利要求2所述的多晶硅废酸回收装置，其特征在于：所述洗涤装置（1）还连接有泵Ⅰ（3），泵Ⅰ（3）的出口连接到各个洗涤塔（2）的顶部。

4.如权利要求3所述的多晶硅废酸回收装置，其特征在于：所述泵Ⅰ（3）连接到洗涤塔顶部的管路还与过滤装置Ⅰ（5）连接，且该管路与过滤装置Ⅰ（5）之间连接有采出阀（4）。

5.如权利要求1至4任一项所述的多晶硅废酸回收装置，其特征在于：所述储槽Ⅰ（6）上还连接有泵Ⅱ（7）。

6.如权利要求5所述的多晶硅废酸回收装置，其特征在于：所述过滤装置Ⅰ（5）为板框式压滤机。

7.一种采用权利要求1至6任一项所述的多晶硅废酸回收装置的PAC生产装置，其特征在于：主要由所述多晶硅废酸回收装置与反应装置、聚合池（10）和储槽Ⅱ（13）顺次相连组成。

8.如权利要求7所述的PAC生产装置，所述反应装置主要由一级反应釜（8）和二级反应釜（9）顺次相连组成。

9.如权利要求7或8所述的PAC生产装置，其特征在于：所述聚合池（10）和储槽Ⅱ（13)之间还连接有过滤装置Ⅱ（12），所述过滤装置Ⅱ（12）为板框式压滤机。

10.如权利要求9所述的PAC生产装置，其特征在于：所述聚合池（10）和过滤装置Ⅱ（12）之间还连接有泵Ⅲ（11），所述储槽Ⅱ（13）上还连接有泵Ⅳ（14）。