DE1185593B

DE1185593B - Verfahren zur Aufarbeitung von Wasserstoff, Silane und Chlorwasserstoff enthaltenden Abgasen aus Silicium-Abscheidungsanlagen

Info

Publication number: DE1185593B
Application number: DEW34465A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Otto Harbich; Helmut Stulnig; Dipl-Ing Rupprecht Fritzweiler
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1963-05-10
Filing date: 1963-05-10
Publication date: 1965-01-21

Description

Verfahren zur Aufarbeitung von Wasserstoff; Silane und Chlorwasserstoff enthaltenden Abgasen aus Silicium-Abscheidungsanlagen Die aus den Silicium-Abscheidungsanlagen kommenden Abgase enthalten Wasserstoff, Silane und Chlorwasserstoff. Zur Aufarbeitung dieser Abgase werden Reinigungsverfahren, beispielsweise Auswaschung bzw. Naßreinigung, Kondensation :durch Abkühlung, Absorption mittels geeigneter Waschmittel, sowie die Adsorption an Feststoffen mit großer Oberfläche angewandt. Meistenteils erfolgt die Auswaschung mittels Wasser, wobei der Chlorwasserstoff gelöst und die Silane unter- Bildung von Hydrolyseprodukten ausgeschieden werden. Dabei treten jedoch Störungen durch Abscheidungen von gelartiger Kieselsäure, die zur Klumpenbildung neigt, auf.
Es wurde nun ein Verfahren gefunden zur Aufarbeitung von Wasserstoff, Silane und Chlorwasserstoff enthaltenden Abgasen aus Silicium-Abscheidungsanlagen durch Auswaschen unter Verwendung mehrerer Wasservorhänge im Gegenstrom. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem durch mit Hilfe des Waschwassers gebildete Verschlüsse von der Außenluft abgeschlossenen Wäscher mit abgewinkelten überlaufkanten durch Zacken an diesen Kanten öffnungen in dem Wasservorhang gebildet werden, der Wasserstoff durch den oberen Wasserverschluß abgeführt und das anfallende Waschwasser mit den bei dem Waschprozeß entstandenen Hydrolyseprodukten gesammelt und in einer -nachgeschalteten Mischstrecke zur Nachreaktion gebracht wird.
Um das Mischen von atmosphärischem Sauerstoff mit dem zu waschenden Wasserstoff im Wäscher zu verhindern, wird letzterer oben und unten durch einen Verschluß versperrt, der durch das Waschwasser gebildet wird. Dadurch wird die Entstehung explosiver Gemische in dem Waschraum vermieden.
Nun wird bei Wäschern, bei denen geschlossene Wasservorhänge zur Auswaschung eines Gasstromes verwendet werden, der Wasservorhang durch den Gasstrom häufig entweder umgeschlagen oder durchgerissen, weil das Energiepotential des Gasstromes, das durch Menge und Geschwindigkeit gegeben ist, meistenteils so groß ist, daß das Umschlagen des Wasservorhanges bzw. das Durchreißen desselben bewirkt wird. Damit ist d'em Gasstrom die Möglichkeit gegeben, beim Umschlagen des Wasservorhanges frei durch den Wäscher zu strömen, und er nimmt in diesem Falle eine willkürliche Strömung an, wodurch aber der Auswaschungseffekt in Frage gestellt wird.
Durch die Zahl der Zacken kann man an den abgewinkelten überlaufkanten die jeweils günstigste Größe der Reaktions- bzw. Berührungsfläche des Wassers mit dem Gasstrom einstellen. Es muß jedoch dafür Sorge getragen werden, daß man die Geschwindigkeit des Gasstromes in den gewählten CSffnungen so wählt, daß das Umbiegen, Verwirren und Forttragen der einzelnen Wasserströme durch die Reibung des Gasstromes vermieden wird. Durch diese Maßnahmen wird dem Gasstrom der Weg vorgeschrieben, den er durch den Wasservorhang zu gehen hat, und gleichzeitig werden die Druckverluste des Gasstromes gering gehalten.
Das Verfahren wird wie folgt durchgeführt: Durch Leitung 4 wird dem Gaswäscher das Waschwasser zugeführt. Mittels des Überfallwehres 10 wird ein konstanter Wasserspiegel gehalten, der mit der Glocke 11 den Abschluß an der Gasaustrittsseite gegen die Atmosphäre bildet. Das Wasser fällt über das Überfallwehr 10 und bildet durch die untere Kante des Überfallwehres 10 und, die Öffnungen 5 einen weiteren. Gasabschluß, der einen höheren Sperrwiderstand aufweist als der in der Gasaustrittsseite erwähnte. Damit ist das Gas gezwungen, an der dafür vorgesehenen Stelle unterhalb der Glocke 11 auszutreten.
# Das Waschwasser fließt durch die Öffnungen 5 in den eigentlichen Wäscherraum. Darin befinden sich gegenläufig angeordnet die einzelnen schiefen Ebenen mit überlaufkanten. Über letztere fließt das Wasser in durchbrochenem Wasservorhang. An den jeweils tiefsten Stellen der Wasserkammern sind Leerlauföffnungen 6 angebracht, durch die dauernd eine geringe Menge des Waschwassers strömt. Außerdem erfolgt dadurch beim Abstellen die Entleerung des Wäschers. Der zu reinigende Gasstrom tritt bei. 7 in den unteren Teil des Wäschers ein und strömt dem Waschwasser entgegen, wobei die Anordnung so gewählt wird, daß sie spritzwasserfrei gehalten ist, wodurch Verlegungen durch die Hydrolyseprodukte verhindert werden.
Damit das zu reinigende Gas nicht nach unten durchschlägt, ist das Unterteil des Wäschers - als Wasserverschluß 8 ausgebaut. In diesem sammeln sich das Waschwasser und entstandene Hydrolyseprodukte, die über einen überlauf 12 ausgetragen werden. Die Hydrolyseprodukte werden in einer nachgeschalteten Mischstrecke 9 zur Nachreaktion gebracht. Dabei besteht die Mischstrecke 9 aus mehreren überfallwehren, durch deren Wirkung die Hydrolyseprodukte zerkleinert und mit Wasser nochmals innig vermischt werden. Eine Fernhaltung der Außenluft ist dabei nicht erforderlich. Das ablaufende Gemisch wird in einem Abscheider getrennt.
Die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Vorrichtung besteht aus einem rohrförmigen Wäscher 1 mit rechteckigem Querschnitt mit den Verschlüssen 3 und 8, den abgewinkelten überlaufkanten 2 und einer nachgeschalteten Mischstrecke 9. Dabei weisen die überlaufkanten Ausschnitte auf, die zur Bildung der definierten, d. h. nach Weite und Länge einstellbaren Öffnungen im Wasservorhang dienen. Der als Doppelsiphon ausgebildete obere Verschluß 3 enthält die Wasserzuleitung 4, die überströmöffnungen 5, die Leerlauföffnungen 6 und die Gaszuleitung 7. Der Verschluß 8 ist ebenfalls als Siphon ausgebildet, an den die zweite Waschanlage 9 angeschlossen ist.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Aufarbeitung von Wasserstoff, Silane und Chlorwasserstoff enthaltenden Abgasen aus Silicium-Abscheidungsanlagen durch Auswaschen unter Verwendung mehrerer Wasservorhänge im Gegenstrom, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß in einem durch mit Hilfe des Waschwassers gebildete Verschlüsse von der Außenluft abgeschlossenen Wäscher mit abgewinkelten überlaufkanten durch Zacken an diesen Kanten Öffnungen in dem Wasservorhang gebildet werden, der Wasserstoff durch den oberen Wasserverschluß abgeführt und das anfallende Waschwasser mit den bei. dem Waschprozeß entstandenen Hydrolyseprodukten gesammelt und in einer nachgeschalteten Mischstrecke zur Nachreaktion gebracht wird.