[发明专利]一种三氯氢硅尾气变压吸附设备及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种三氯氢硅尾气处理设备及其处理工艺，具体的说涉及一种 三氯氢硅尾气变压吸附设备及其工艺，属化工技术领域。

背景技术

在三氯氢硅工艺中，尾气处理是困扰三氯氢硅行业的难题，三氯氢硅合成 尾气各主要成分的体积分数分别为，HCl 10％；H₂85％；SIHCl₃2％；SICl₄2％；其他 1％。，虽然三氯氢硅的沸点为31.8℃，很易被冷凝，但是它在尾气中的体积分数 仅为5.4％，按照道尔分压定律，气体混合物的总压等于混合气体中每种气体的 分压之和，经计算，在尾气压力为0.11-0.12MPa时，其分压仅为 0.00594-0.00648MPa，如此低的分压在常温或不太低的温度下，很难被冷凝。 其对应的温度为-28～-30℃。可见，如果想将尾气中大部分三氯氢硅冷凝下来， 就要有很低的温度，这样就必定会消耗大量的能源，并且回收装置体积也较大。 此外这些尾气直接排空会严重污染环境，同时会带来很大的安全隐患。目前三 氯氢硅厂家对尾气采取的措置：

一是综合回收方法：未冷凝的氯化氢、氢气返回氯化氢合成系统，氢气与 氯气按一定比例混合，燃烧生成氯化氢，循环使用。采用该方法使合成工序开 路工艺流程变为闭路循环，提高原材料利用率，除低了原材料单耗，实现了无 废气排出，彻底解决了环境污染问题。但是，尾气中含有的微量氯硅烷容易与 氯化氢中的水反应生成固体二氧化硅堵塞管道，另外三氯氢硅进入合成炉会导 致三氯氢硅的收率降低。

二是淋洗中和处理方法：氯化氢、氢气和少量的未冷凝的氯硅烷送尾气淋 洗塔，用大量水进行喷淋吸收，氯化氢溶解于水中，三氯氢硅等氯硅烷水解生 成二氧化硅和溶于水的氯化氢，氯化氢水溶液经氢氧化钠中和达标后排放。该 方法工艺简单，技术成熟，投资少，通过控制喷淋系统的水量和中和池的氢氧 化钠的投入量，也可以很好地实现合格排放。缺点是没有对氯化氢和氢气进行 二次利用，使消耗增高。另外尾气中的氯硅烷与水反应生成不溶于水的二氧化 硅和盐酸，同时氯化氢溶于水也形成盐酸，三废处理量大。

三是尾气吸附处理方法：利用活性炭等吸附剂对氯硅烷的吸附作用。当尾 气中氯化氢、氢气及少量未液化的氯硅烷经过活性炭后，其中的氯硅烷就被活 性炭吸附，当活性炭吸附饱和后，由蒸汽加热，脱出吸附的氯硅烷，与合成产 品一同送分离系统进行分离。未被吸附的氯化氢经水吸收后，变为副产品盐酸 外售。剩余的氢气送氯化氢合成系统按一定比例与氯气燃烧生成氯化氢循环使 用。在回收少量的氯硅烷的基础上，尾气中的氯化氢被水吸收后成为盐酸， 不但解决了酸性水排放的问题，同时增加了副产品盐酸，增加了经济效益。该 方法对活性炭的要求较高，蒸汽用量较大，经济性较差。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种能够实现尾气的零排放、减少环境污染的 三氯氢硅尾气变压吸附设备，能够使三氯氢硅反应的副产物氢气得到循环利用， 节省成本，提高经济效益。

为解决上述问题，本发明所采用以下技术方案：

一种三氯氢硅尾气变压吸附设备，包括解析气换热器，所述解析气换热器 上设有原料气进气管和出气管，在出气管上连接有吸附装置。

以下是发明对上述方案的进一步改进：

所述吸附装置包括四台并联安装的吸附器，所述吸附器上设有净化气管道 和解析气管道，所述解析气管道与解析气换热器连通。

进一步改进：

所述出气管上位于解析气换热器和吸附器之间的位置设有加热器。

更进一步改进：

所述净化气管道上设有均压罐。

进一步改进：

所述解析气管道上设有真空泵。

进一步改进：

所述解析气换热器上设有解析气出管，在解析气出管上安装有解析气缓冲 罐，解析气缓冲罐上设有解析气输出管。

更进一步改进：

在解析气输出管上设有冷却器和压缩机，压缩机设置在冷却器与解析气缓冲 罐之间。

本发明还提供一种三氯氢硅尾气变压吸附工艺，该工艺包括以下步骤：

A原料尾气首先进入解析气换热器，换热后进入加热器加热后温度控制在70 ℃±2℃：

B然后再进入四台吸附器进行吸附；

C吸附后的净化氢气由净化气管道出来，由管道送至HCL合成系统重新参加 HCL合成；