[发明专利]多晶硅生产中的氯硅烷液体的处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅的生产，具体地说是一种多晶硅生产中的氯硅烷液体的处理方法及装置。

背景技术

多晶硅是当今发展微电子产业和太阳能产业的重要基础原材料，是跨化工、冶金、机械、电子等多学科、多领域的高新技术产品。

随着光伏产业的迅猛发展，对多晶硅的需求量迅速增长，中国作为全球最大的多晶硅消费地，在中国国内多晶硅一直供不应求。近年来中国国内兴建了许多较大规模的多晶硅项目，一些已经兴建的相对小规模的多晶硅项目也在不断扩建。多晶硅行业在近几年得到了飞速发展。

氯硅烷液体是在多晶硅的生产工艺中最重要的原料，氯硅烷主要在三个工序中生成，三氯氢硅合成工序、三氯氢硅还原工序及四氯化硅氢化工序，在这些工序被分离出来的氯硅烷液体分别被贮存在原料氯硅烷贮槽、还原氯硅烷贮槽及氢化氯硅烷贮槽中，然后用泵抽出，送入氯硅烷分离提纯工序的不同精馏塔中，分离提纯精制三氯氢硅，三氯氢硅是生成多晶硅的重要原料。

氯硅烷液体的主要成份是三氯氢硅TCS、四氯化硅STC、少量的氯化氢气体以及一些固体杂质，这些固体杂质主要是硅粉和FeCl₂。这些固体杂质的存在直接影响后序工艺的质量及提纯效率。

传统的处理工艺是在氯硅烷液体管线上安装袋式过滤器，用于过滤分离其中的固体杂质。但是由于液体中的固体杂质含量相对较多，即使袋式过滤器做的很大，滤袋也很快会被堵塞，需要频繁打开过滤器更换滤袋。含有硅粉的氯硅烷液体遇到空气就会迅速燃烧，而被过滤下来的固体杂质也会爆燃，很难处理，氯硅烷液体过滤工位经常出现危险事故，人员被烧伤现象也时有发生。所以氯硅烷液体的处理成了各多晶硅生产厂家需要攻克的生产难题。

现在有很多生产厂家采用多台设备并联安装，一用几备的方式操作，既一台袋式过滤器在线过滤，其它几台过滤器离线通入安全置换气体，对过滤器内部气体置换以后打开过滤器上盖，再空置一段时间，认为安全后人工更换滤袋，被过滤出来的渣体被密封填埋。这种操作方式较单台过滤器工作的方式安全了许多，但是这种配置设备数量多，占地空间大，设备维护人员增加，耗材消耗量大，维护费用高。这种方案有时也难免会出现问题。在这种化工厂，一点小火就可能引起大祸，这也是多晶硅厂经常出现事故的原因之一。

随着国内多晶硅产业飞速发展，规模、产量的不断扩大，随之而来的多晶硅生产过程中出现的安全和环保问题也日益突出。多晶硅生产中排出的污染物的治理也变得越来越重要。一些未经处理的氯硅烷是具有强腐蚀性的有毒有害液体或气体，对安全和环境危害很大。因此，氯硅烷液体的安全、有效、稳定的处理工艺已成为整个多晶硅产业链中急需解决的瓶颈之一。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种安全、环保的多晶硅生产中的氯硅烷液体的处理方法，为此，本发明还提供了一种应用该处理方法的装置。

按照本发明的技术方案：一种多晶硅生产中的氯硅烷液体的处理方法，氯硅烷液体被送入管式过滤器进行过滤，过滤后的氯硅烷液体进入多晶硅生产的后续工序，被管式过滤器拦截下来的固体杂质排入密闭式排渣罐，向排渣罐内通入适量空气并加热排渣罐，使排渣罐内的固体杂质发生化学反应生成二氧化硅粉末及氯化氢气体。

所述氯化氢气体被送入盐酸吸收池，循环吸收制成盐酸溶液。

一种多晶硅生产中的氯硅烷液体的处理装置，包括带有液体入口、液体出口及排渣口的管式过滤器，所述排渣口位于所述管式过滤器的底部，所述排渣口与位于所述管式过滤器下方的排渣罐相连通，所述排渣罐上设有空气入口、气体出口及固定排放口，所述固定排放口位于所述排渣罐的底部，所述排渣罐外设置有辅助加热系统。

所述排渣罐的气体出口与盐酸吸收池相通。

所述管式过滤器包括设置在过滤器筒体内的至少两根集液管，每根所述集液管上悬吊有至少两根过滤元件，每根所述过滤元件包括一根不钻孔的中心管及围绕所述中心管的六根钻孔的流通管，所述六根流通管的外围包裹有滤布。

所述管式过滤器与反冲洗系统相连，所述反冲洗系统包括设置在所述管式过滤器顶部的第一反洗阀、溢流阀及排气阀，以及安装在每根所述集液管出液管上的第二反洗阀，所述第二反洗阀与所述第一反洗阀并联后与反清洗气体入口相通。

所述集液管出液管与所述管式过滤器之间设置有差压变送器。

所述管式过滤器上设置有安全气体置换阀，所述安全气体置换阀与安全气体置换系统相连。

所述管式过滤器设置有两台，并联连接。

所述管式过滤器与全自动控制系统相连。