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          光伏廢氣處理有哪些工藝

          作者: 發布時間:2021-12-23 09:13:24點擊:653

          信息摘要:

          多晶硅主要的生產工藝,是通過工業硅與氣態氯化氫的反應,將其轉化為由三氯氫硅、四氯化硅、二氯氫硅、聚氯硅烷、金屬雜質等組成的混合蒸汽并將其冷凝,用精餾的方法從冷凝液中分離出高純度的三氯氫硅,再將汽化的三氯氫硅,與氫氣按一定比例混合引入多晶硅還原爐。在置于還原爐內的棒狀硅芯兩端加以電壓,產生高溫。在高溫硅芯表面,三氯氫硅被氫氣還原成元素硅,并沉積在硅芯表面,逐漸生成所需規格的多晶硅棒。

          一、多晶硅生產工藝中廢氣與來源


          多晶硅主要的生產工藝,是通過工業硅與氣態氯化氫的反應,將其轉化為由三氯氫硅、四氯化硅、二氯氫硅、聚氯硅烷、金屬雜質等組成的混合蒸汽并將其冷凝,用精餾的方法從冷凝液中分離出高純度的三氯氫硅,再將汽化的三氯氫硅,與氫氣按一定比例混合引入多晶硅還原爐。在置于還原爐內的棒狀硅芯兩端加以電壓,產生高溫。在高溫硅芯表面,三氯氫硅被氫氣還原成元素硅,并沉積在硅芯表面,逐漸生成所需規格的多晶硅棒。


          (1)含氯空氣:主要來源是從液氯鋼瓶或汽化系統設備、管線泄漏出來的氯氣


          入廢氣處理塔的含氯空氣,在填料層與自上而下的堿液逆流接觸,氯氣與堿液中的NaOH反應生成NaClO、NaCl和H2O而被吸收。因反應放熱,塔內液體和氣體的溫度均有升高。用事故風機抽出塔頂經處理達標的氣體放空;出塔底的液體靠位差流入堿液循環槽,再用堿液循環泵抽出,經堿液循環冷卻器用循環冷卻水冷卻后,送入廢氣處理塔頂用作吸收劑。當循環堿液中NaOH濃度降至2~3%(w)時,停止使用工作槽中的堿液,切換至堿液循環備用泵,將備用槽中貯存的濃度為15%(w)的新鮮NaOH溶液送入廢氣處理塔吸收氯氣。在備用泵、備用槽系統作吸收操作期間,原工作泵、工作槽系統需完成以下工作:用泵將槽內含10%NaClO的液體排至次氯酸鈉溶液貯槽貯存,然后將配制好的NaOH溶液送入槽內貯存,以備隨后用于氯氣的吸收次氯酸鈉溶液貯槽內貯存的10%NaClO溶液,用泵裝車,作為商品外售。必要時,亦可將其送至工藝廢料處理工序處理。15%NaOH溶液的配制,是將從35%NaOH貯槽送來的濃堿液放入15%堿液配制槽內。向槽中通入一次水,將堿液稀釋至所需濃度。事故風機、廢氣處理塔、堿液循環系統保持連續運轉。

          (2)三氯氫硅合成系統廢氣:


          出三氯氫硅合成爐的夾帶有硅粉的汽氣混合氣依次進入一、二、三級旋風除塵器,氣體中的大部分硅粉被分離下來,隨即落入安裝于下方的三個小集塵罐。定期把硅塵從小集塵罐中卸到集塵罐中。定期將罐中硅粉卸出,送去處理。

          經“干法”除塵后的汽氣混合氣進入濕氫處理塔頂部,與同樣從頂部注入的四氯化硅液體混合,自上而下流動。從塔下部送入用脫鹽水增濕的氫氣,與塔內的氣液混合物接觸,促使汽氣混合氣中所含的金屬氯化物發生部分水解,同時,汽氣混合氣中的部分細小硅塵被液體四氯化硅洗下,混合氣亦被四氯化硅冷卻。

          從濕氫處理塔下部出來,含固態雜質的汽氣液混合物進入鼓泡蒸餾釜并被引至液下。氣體鼓泡溢出,隨后由下而上進入泡塔,與從塔頂流下的液體四氯化硅逆流接觸,被進一步冷卻并最終除去細小的硅塵和金屬雜質。

          出鼓泡塔,除去了固態雜質的冷卻汽氣混合氣,壓力為0.2~0.25MPa,溫度為50~90℃,被送入汽氣混合氣分離系統(CDI-3)。在該系統內,汽氣混合氣中的氯硅烷被冷凝分離出來,送入三氯氫硅儲槽(氯硅烷儲槽),然后被送往三氯氫硅提純工序粗精餾部分的一級精餾塔。同時,氫氣和氯化氫氣體也從CDI-3系統中分離出來,兩種氣體分別被送回氯化氫合成工序的氫氣緩沖罐和氯化氫緩沖罐,循環用于氯化氫合成和三氯氫硅合成。

          鼓泡塔底引出的含四氯化硅、三氯氫硅、聚氯硅烷、硅渣和其它雜質的液體,被泵送至三氯氫硅提純工序粗精餾部分六級精餾塔。

          貯存于四氯化硅儲槽的四氯化硅,由泵送至濕氫處理塔和鼓泡塔頂,用作濕法除塵的洗滌液。

          (3)提純工藝中的廢氣處理


          三氯氫硅提純工序各精餾塔頂排放的含氯硅烷、氮氣的廢氣,及含氯硅烷、氫氣、氮氣、氯化氫的多晶硅還原爐置換吹掃氣和多晶硅還原爐事故排放氣,被送進尾氣洗滌塔,用10%石灰水洗滌,廢氣中的氯硅烷(以SiHCl3為例)和氯化氫與石灰水中的CaO發生以下反應而被除去:

          SiHCl3+3H2O=H2SiO3+3HCl+H2

          H2SiO3+CaO=CaSiO3+ H2O

          2HCl+CaO=CaCl2+H2O

          出塔底洗滌液用泵送入帶攪拌的石灰漿液槽,隨后用泵送回尾氣洗滌塔頂循環使用。當槽內的石灰漿濃度下降至2%時,將含有CaCl2、CaSiO3和未反應CaO的部分液體抽出送往工藝廢料處理工序處理,隨即向槽內補充新鮮石灰漿。


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