CN206359242U - 一种利用氯硅烷残液制取气相氯化氢的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用氯硅烷残液制取气相氯化氢的装置，属于多晶硅残液处理领域；本实用新型所述装置包括搅拌反应釜、渣浆泵、压滤机、酸泵、硫酸滤液回收槽、冷凝器、高压分离器，搅拌反应釜的上端与氯硅烷残液储存装置连通，下端通过渣浆泵与压滤机连通，压滤机与硫酸滤液回收槽连通，硫酸滤液回收槽的下端通过酸泵与搅拌反应釜连通；硫酸滤液回收槽、搅拌反应釜的上端均与冷凝器连通，冷凝器的下端与搅拌反应釜连通，冷凝器与高压分离器连通，搅拌反应釜中装有硫酸溶液。本实用新型所述装置简单合理，能够解决氯硅烷残液的资源化利用问题，高效回收氯化氢。
Description
技术领域
本实用新型公开了一种利用氯硅烷残液制气相取氯化氢的方法，属于多晶硅残液处理领域。
背景技术
改良西门子法是当今国内生产多晶硅主流工艺，在改良西门子法生产多晶硅过程中三氯氢硅合成、三氯氢硅的精馏提纯、三氯氢硅还原和冷（热）氢化工序都会有氯硅烷残液产生。主要成分：聚氯硅烷、SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、HCl、少量的硅粉和金属氯化物。目前国内大部分多晶硅厂氯硅烷残液的处理是以残液与氮气混合后，进入吸收塔被碱液吸收，最终得到硅酸钠与氯化钠混合溶液，分离难度大、分离纯度低，产品使用范围窄，造成氯硅烷残液的资源浪费，甚至造成了对环境的氯污染。
氯化氢是现代工业生产中应用很广的一类化学品，作为溶液酸碱度的调节剂，在染料、香料、药物等领域作为原料，能进行有机合成催化剂、溶剂、腐蚀剂等作用。现代氯碱工业对氯化氢的生产大多是以副产品的身份产出的，而副产品中含杂质种类多、杂质量大，需经过大量提纯分离得到满足工业生产的氯化氢产品。
氯硅烷残液水解时参与反应的主要是SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2三种物质，主要生成二氧化硅、氯化氢气体、氢气三种物质。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种利用氯硅烷残液制取气相氯化氢的装置，包括搅拌反应釜1、渣浆泵2、压滤机3、酸泵4、硫酸滤液回收槽5、冷凝器6、高压分离器7，搅拌反应釜1的上端与氯硅烷残液储存装置连通，下端通过渣浆泵2与压滤机3连通，压滤机3与硫酸滤液回收槽5连通，硫酸滤液回收槽5的下端通过酸泵4与搅拌反应釜1连通；硫酸滤液回收槽5、搅拌反应釜1的上端均与冷凝器6连通，冷凝器6的下端与搅拌反应釜1连通，冷凝器6与高压分离器7连通，搅拌反应釜1中装有硫酸溶液。
本实用新型的使用过程：将氯硅烷残液缓慢滴加到装有硫酸溶液的搅拌反应釜1中，不断搅拌使反应物混合均匀；随着氯硅烷残液的不断加入，反应釜中产生的气体（主要成分是氯化氢气体、氢气、气相氯硅烷残液）进入冷凝器6中，冷凝出的液相物质回到搅拌反应釜1中，气相物质进入高压分离器7中，对分离出的液相物质与气相物质分别进行回收，液化的氯化氢在常温常压下变成气相的氯化氢；水解反应生成的二氧化硅胶体因密度小于硫酸而上浮，通过渣浆泵2将搅拌反应釜上部的渣浆抽到压滤机3进行压滤，滤液进入硫酸滤液回收槽5中工业补水调整硫酸滤液的浓度后经过酸泵4后回到搅拌反应釜1中。
本实用新型的有益效果：
（1）本实用新型所述装置产生的氯化氢以气体形式溢出纯度高达94%-97%，经过分离提纯后获得的气体回收率在85%以上，连续水解时氯化氢始终会以气体的形式溢出，能够高效收集高质量的氯化氢气体。
（2）本实用新型所述装置简单易行、收集到的H2和HCl可直接返回多晶硅生产系统，达到氯硅烷残液资源化利用与零排放的目的。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构示意图。
图1中：1-搅拌反应釜；2-渣浆泵；3-压滤机；4-酸泵；5-硫酸滤液回收槽；6-冷凝器；7-高压分离器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
本实施例所述一种利用氯硅烷残液制取气相氯化氢的装置，包括搅拌反应釜1、渣浆泵2、压滤机3、酸泵4、硫酸滤液回收槽5、冷凝器6、高压分离器7，搅拌反应釜1的上端与氯硅烷残液储存装置连通，下端通过渣浆泵2与压滤机3连通，压滤机3与硫酸滤液回收槽5连通，硫酸滤液回收槽5的下端通过酸泵4与搅拌反应釜1连通；硫酸滤液回收槽5、搅拌反应釜1的上端均与冷凝器6连通，冷凝器6的下端与搅拌反应釜1连通，冷凝器6与高压分离器7连通，搅拌反应釜1中装有硫酸溶液，如图1所示。
本实施所述装置的使用过程具体包括以下步骤：利用工业浓硫酸配制20%的硫酸1000g置于搅拌反应釜1中，缓慢滴加3200g氯硅烷残液（主要成分质量百分比是93%的SiCl4、4.8%的SiHCl3、2.1%的SiH2Cl2、0.1%其他杂质）并不断搅拌，反应生成的混合气体进入冷凝器6中，调节冷凝器的温度在-15℃，冷凝液态并返回到搅拌反应釜1中继续水解，气相物质进入高压分离器7中，调节分离器的压强在2.4Mpa，利用真空耐酸瓶收集高压分离器分离出的液态物质，同时利用氢气存储器收集分离出来的氢气，收集完毕后称量耐酸瓶增重2501.3g，计算可知氯化氢回收率为86.6%，经气体纯度测定仪检测其纯度为95.4%。通过渣浆泵2将搅拌反应釜上部的渣浆抽到压滤机3进行压滤，滤液进入硫酸滤液回收槽5中，向硫酸滤液回收槽5中补充工业水调整硫酸浓度在20%-60%之间，经过酸泵4后回到搅拌反应釜1中，进行后续的水解反应。
Claims (1)
1.一种利用氯硅烷残液制取气相氯化氢的装置，其特征在于：包括搅拌反应釜（1）、渣浆泵（2）、压滤机（3）、酸泵（4）、硫酸滤液回收槽（5）、冷凝器（6）、高压分离器（7），搅拌反应釜（1）的上端与氯硅烷残液储存装置连通，下端通过渣浆泵（2）与压滤机（3）连通，压滤机（3）与硫酸滤液回收槽（5）连通，硫酸滤液回收槽（5）的下端通过酸泵（4）与搅拌反应釜（1）连通；硫酸滤液回收槽（5）、搅拌反应釜（1）的上端均与冷凝器（6）连通，冷凝器（6）的下端与搅拌反应釜（1）连通，冷凝器（6）与高压分离器（7）连通，搅拌反应釜（1）中装有硫酸溶液。
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