[发明专利]一种处理多晶硅生产中尾气的方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种处理多晶硅生产中尾气的方法及系统。

背景技术

随着近年来我国环境政策的不断提升，国内多晶硅企业通过不断发展和改进，实现了多晶硅生产过程中绝大部分尾气、废液和固渣的回收再利用和无害化处理。但是，随着市场对多晶硅中杂质浓度要求的不断提高，为不断提升多晶硅产品质量，多晶硅生产过程中势必产生的大量酸性尾气。为了处理这部分尾气，绝大多数企业仍采取碱液淋洗的方式进行处理，这种方法既消耗大量碱液，又增加了多晶硅生产过程中的硅耗、氯耗和碱耗。行业中也有企业采用焚烧的方式处理多晶硅生产中尾气和废液，但是这种方式处理的流程复杂，无法将尾气、废液中的氯硅烷进行回收再利用，副产物在个别地区属于产能过剩产品，不能实现企业效益的增加。

多晶硅生产过程中产生的尾气主要含有N₂、H₂、SiH₂Cl₂、SiHCl₃、HCl等，其中绝大部分为N₂、H₂不凝气体，占比在80％左右，剩余部分为物料系统泄放的氯硅烷类酸性气体，组成中主要含有SiH₂Cl₂、SiHCl₃、HCl。由于SiH₂Cl₂、SiHCl₃的挥发度相对较高，易冷凝为液相，可以使用液态的四氯化硅在低温下对多晶硅生产过程中产生的尾气进行冷凝并淋洗，去除尾气中的杂质并吸收部分的氯化氢和氯硅烷。但是，由于尾气中的不凝气的占比较高，气相氯硅烷的冷凝效果较差。另外，淋洗后的尾气中气相氯硅烷的占比较低，且不易被冷凝下来，使得后续工艺的碱液淋洗装置进行碱液淋洗处理的压力依然较大，后续工艺的碱液淋洗装置的碱液消耗量依旧居高不下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种处理多晶硅生产中尾气的方法及系统，解决了现有的低温冷凝技术无法实现尾气中氯硅烷的有效回收，同时继续降低冷凝温度增加冷却介质消耗及设备投资的缺陷问题。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种处理多晶硅生产中尾气的方法，所述多晶硅生产中尾气包括氮气、氢气、二氯二氢硅、三氯氢硅和氯化氢，所述方法包括以下步骤：

对多晶硅生产中尾气进行吸附，吸附多晶硅生产中尾气中的二氯二氢硅、三氯氢硅、氯化氢，得到经过吸附后的多晶硅生产中尾气，所述经过吸附后的多晶硅生产中尾气包括氮气和氢气；

将被吸附的物质进行脱附，得到脱附出来的多晶硅生产中尾气，所述脱附出来的多晶硅生产中尾气包括二氯二氢硅、三氯氢硅和氯化氢；

使用含有液态的四氯化硅的淋洗液冷凝并淋洗所述脱附出来的多晶硅生产中尾气，得到经过淋洗的淋洗液和经过淋洗的多晶硅生产中尾气，所述经过淋洗的淋洗液包括四氯化硅、二氯二氢硅、三氯氢硅和氯化氢。

通过处理多晶硅生产中尾气的方法后，经过吸附后的多晶硅生产中尾气主要组分为氮气和氢气，经过后续工艺的碱液淋洗后可直接放空；经过淋洗后的多晶硅生产中尾气主要组分为氮气和氢气，其中氯硅烷占比为1～5wt％，经过后续工艺的碱液淋洗后可直接放空，经过淋洗的淋洗液进入后续工艺的精馏装置分离后投入到再利用中。

优选的是，所述吸附步骤还可以吸附多晶硅生产中尾气中含有硼、磷的杂质。

优选的是，所述吸附步骤使用吸附剂进行吸附，所述吸附剂为改性活性炭。

优选的是，所述吸附步骤的温度为0～70℃。

优选的是，所述脱附步骤的温度为100～180℃。

优选的是，所述淋洗步骤的温度为-40～0℃。由于经过吸附脱附后，使得脱附出来的多晶硅生产中尾气中的不凝气的含量大大降低，这样可以大大提高冷凝点，使得脱附出来的多晶硅生产中尾气更容易进行冷凝。本发明的方法可以在相对高的冷凝温度下，进行淋洗吸收脱附出来的多晶硅生产中尾气中的氯硅烷和氯化氢，实现了对尾气中氯硅烷的有效回收，减少冷却介质消耗和设备投资。

优选的是，所述将被吸附的物质进行脱附的步骤具体为：利用得到的经过吸附后的多晶硅生产中尾气对被吸附的物质进行脱附。

优选的是，所述的处理多晶硅生产中尾气的方法，还包括以下步骤：

对进行吸附前的多晶硅生产中尾气进行增压到0.1～0.5Mpa。