本发明专利技术公开了一种多晶硅废气处理与余热利用装置及工艺，废气处理与余热利用装置包括废气冷凝回收罐、废气淋洗塔A、废气淋洗塔B、碱液池和液封水槽，所述的废气冷凝回收罐串接在用于废气汇总的废气管中，废气管末端连接所述的废气淋洗塔A，废气淋洗塔A的底部设置在碱液池中，废气淋洗塔A通过连通管连接废气淋洗塔B，废气淋洗塔B的底部设置在碱液池中，废气淋洗塔B通过排气管连接设置在液封水槽的放空管；所述的碱液池还通过碱液管分别连接至废气淋洗塔A和废气淋洗塔B的底部，并在碱液管管路中设置有碱液泵；所述的废气淋洗塔A的反应区设置有余热利用机构。通过本发明专利技术，氯硅烷得到有效的回收利用，解决环境污染，降低能耗。
【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅废气处理与余热利用装置及工艺
本专利技术属于多晶硅生产制造
，具体涉及一种多晶硅废气处理与余热利用装置及工艺。
技术介绍
随着太阳能光伏产业的迅速发展，多晶硅的需求将持续增长。多晶硅生产中产生的废气大多属于易燃易爆、有毒有害物质，主要来源于精馏工序、还原工序、尾气回收工序(CDI)、氢化工序和合成工序等。目前，多晶硅生产企业基本上都采用碱液淋洗法对多晶硅废气进行处理，具有工艺简单、投资和运行成本较低等优点。但随着近几年多晶硅厂产能和规模的快速扩大，产生的废气量也随之激增，原废气处理工艺呈现出很多问题：1、工艺过于简单，容易造成资源浪费。多晶硅生产工艺主要由精馏工序、还原工序、CDI工序、氢化工序等组成，来自这些工序的废气中含有一定量的氯硅烷(主要为SiHCl3、SiCl4和SiH2Cl2)，如果直接进入废气处理工艺，不仅会造成氯硅烷物料的白白浪费，还会消耗大量的碱液，同时固体废渣的处理成本也会大大增加。2、适用能力较差。多晶硅生产工艺是一个连续、完整的闭路循环过程，如果生产过程中的某一工序或某一个环节出现了问题，都有可能会对多晶硅生产系统的稳定性造成影响，从而造成废气量剧增，例如：①由于天然气压力的波动，水蒸汽压力的可能会瞬间升高，导致精馏工序精馏塔塔顶温度和压力升高而出现“跑料”现象；②由多种原因引起的CDI工序超负荷运行，造成废气量剧增；③设备故障、检修等也会产生大量的废气。3、环境污染严重。容易因废气处理不充分而导致大量白色烟雾的产生，不仅造成资源浪费，还对环境造成了严重的污染。4、安全性差。在多晶硅尾气处理实际生产过程中，尾气处理装置及放空气体时常发生着火和爆炸事故，不仅对多晶硅生产的正常运行产生影响，还对生产安全造成了极大的威胁。发生着火和爆炸主要原因：①由于废气中所含的SiHCl3、SiH2Cl2、H2均属于易燃易爆物质，其中SiH2Cl2的自燃点为44±3℃，属于极易燃烧的物质；②在废气处理工艺过程中，碱液和废气反应后会产生大量的热量，温度会迅速升高；③在一定的温度下，SiHCl3、SiH2Cl2、H2可燃物与空气中的助燃剂O2接触容易着火和发生爆炸。5、多晶硅生产系统的稳定性和产品质量受到影响。由于着火和爆炸事故的发生过于频繁，多晶硅生产系统的稳定性受到严重的影响，时常需要对各工序进行减量调整，因此，多晶硅产量和产品质量均受到较大的影响。6、热量损失较大。多晶硅废气中主要含有SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、H2、N2、HCl等，在尾气处理过程中，SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、HCl等会与碱液发生化学反应，会产生大量的热量，这部分热量一部分随液固反应物带入碱液池损失掉，另一部分随气体带入液封水槽和空气损耗掉，不仅容易引起放空气体着火或爆炸，还会造成了大量热量浪费。针对上述的问题，需要提出解决这一系列问题的有效办法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述现有技术中存在的问题，提供一种多晶硅废气处理与余热利用装置及工艺，将多晶硅生产过程中的废气经过废气处理后排放，环境污染得到根本性解决；同时将废气处理过程中的热量回收，减少资源的浪费。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种多晶硅废气处理与余热利用装置，包括废气冷凝回收罐、废气淋洗塔A、废气淋洗塔B、碱液池和液封水槽，所述的废气冷凝回收罐串接在用于废气汇总的废气管中，废气管末端连接所述的废气淋洗塔A，废气淋洗塔A的底部设置在碱液池中，废气淋洗塔A通过连通管连接废气淋洗塔B，废气淋洗塔B的底部设置在碱液池中，废气淋洗塔B通过排气管连接设置在液封水槽的放空管；所述的碱液池还通过碱液管分别连接至废气淋洗塔A和废气淋洗塔B的底部，并在碱液管管路中设置有碱液泵；所述的废气淋洗塔A的反应区设置有余热利用机构，所述的余热利用机构的一端设置有进水口，另外一端设置有出水口，进水口与流入冷水的水泵、水管连接。优选地，所述的余热利用机构包括包裹在废气淋洗塔A的反应区和封头的外层的保温层，废气淋洗塔A的反应区采用夹套结构，夹套的底部设有所述的进水口，顶部设有所述的出水口，进水口与出水口通过导流槽连接。优选地，所述的余热利用机构包括包裹在废气淋洗塔A的反应区和封头的外层的保温层，废气淋洗塔A的反应区内部设置有若干根换热管，换热管的底部设有所述的进水口，换热管的顶部设置有所述的出水口。优选地，所述的液封水槽中的放空管采用蛇形曲管结构。优选地，所述的废气淋洗塔A的顶部设置有用于通入保护N2的N2管道。本专利技术还提供一种多晶硅废气处理与余热利用工艺，包括以下步骤：步骤一，多晶硅生产过程中产生的废气汇总到废气管后，进入废气冷凝回收罐，采用低温介质对废气冷凝罐进行冷却，从控制压力在0.3～0.5MPa范围内，温度-15℃以下，使99％以上的氯硅烷冷凝为液体并回收利用；步骤二，残余废气进入废气冷凝塔A中，同时，碱液泵将碱液池中的碱液通过碱液管输送至废气淋洗塔A和废气淋洗塔B的顶部，废气在废气淋洗塔A的反应区中与碱液充分混合并发生剧烈反应，反应生成的固液混合物和未反应完全的碱液经废气淋洗塔A的底部流入到碱液池中；反应生成的气体和未反应完全的废气通入到废气淋洗塔B中；步骤三，在废气淋洗塔B中废气与碱液发生反应，反应物和过量的碱液经废气淋洗塔B的底部进入碱液池中，未参与反应的气体通过排气管进入盛放在液封水槽中的放空管，然后排入空气中；步骤四，废气淋洗塔A在反应时产生的热量传递至设置在废气淋洗塔A的反应区的余热利用机构中，冷水经过水泵、水管流入余热利用机构的进水口，吸收热量后，从出水口流出，热水回收利用。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用一种多晶硅废气处理与余热利用装置及工艺，氯硅烷得到有效的回收利用，碱液的消耗量大大减少，环境污染问题得到根本性的解决，基本上杜绝了尾气处理装置及放空气体时常发生着火和爆炸事故，保证了多晶硅生产系统的稳定性，废气处理时，因反应产生的大量热量被水吸收回收利用后，能有效的应用于多晶硅实际生产中，因此节约了能耗。附图说明图1为本专利技术的多晶硅废气处理与余热利用装置结构示意图。图2为本专利技术的放空管的结构示意图。图3为本专利技术的余热利用机构结构示意图。图4为本专利技术的另一实施方式的余热利用机构结构示意图。附图标记：1、来自精馏工序的废气；2、来自还原工序的废气；3、来自CDI工序的废气；4、氢化工序的废气；5、其它工序的废气；6、废气管；7、废气冷凝回收罐；8、低温介质进；9、低温介质出；10、氯硅烷回收；11、废气淋洗塔A；12、反应区；13、冷水；14、水泵；15、水管；16、进水口；17、出水口；18、还原炉蒸发器；19、精馏塔预热器；20、碱液；21、碱液池；22、连通管；23、废气淋洗塔B；24、氮气管；25、排气管；26、液封水槽；27、放空管；28、放空气体；29、冷却水进；30、冷却水出；31、冷却水；32、碱液管；33、碱液泵；34、夹套；35、导流槽；36、换热管。具体实施方式参照图1-4，一种多晶硅废气处理与余热利用装置，包括废气冷凝回收罐7、废气淋洗塔A11、废气淋洗塔B23、碱液池21和液封水槽26，所述的废气冷凝回收罐7串接在用于废气汇总的废气管6中，废气管6末端连接所述的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多晶硅废气处理与余热利用装置，其特征在于，包括废气冷凝回收罐、废气淋洗塔A、废气淋洗塔B、碱液池和液封水槽，所述的废气冷凝回收罐串接在用于废气汇总的废气管中，废气管末端连接所述的废气淋洗塔A，废气淋洗塔A的底部设置在碱液池中，废气淋洗塔A通过连通管连接废气淋洗塔B，废气淋洗塔B的底部设置在碱液池中，废气淋洗塔B通过排气管连接设置在液封水槽的放空管；所述的碱液池还通过碱液管分别连接至废气淋洗塔A和废气淋洗塔B的底部，并在碱液管管路中设置有碱液泵；所述的废气淋洗塔A的反应区设置有余热利用机构，所述的余热利用机构的一端设置有进水口，另外一端设置有出水口，进水口与流入冷水的水泵、水管连接。
【技术特征摘要】
1.一种多晶硅废气处理与余热利用装置，其特征在于，包括废气冷凝回收罐、废气淋洗塔A、废气淋洗塔B、碱液池和液封水槽，所述的废气冷凝回收罐串接在用于废气汇总的废气管中，废气管末端连接所述的废气淋洗塔A，废气淋洗塔A的底部设置在碱液池中，废气淋洗塔A通过连通管连接废气淋洗塔B，废气淋洗塔B的底部设置在碱液池中，废气淋洗塔B通过排气管连接设置在液封水槽的放空管；所述的碱液池还通过碱液管分别连接至废气淋洗塔A和废气淋洗塔B的底部，并在碱液管管路中设置有碱液泵；所述的废气淋洗塔A的反应区设置有余热利用机构，所述的余热利用机构的一端设置有进水口，另外一端设置有出水口，进水口与流入冷水的水泵、水管连接。2.根据权利要求1所述的多晶硅废气处理与余热利用装置，其特征在于，所述的余热利用机构包括包裹在废气淋洗塔A的反应区和封头的外层的保温层，废气淋洗塔A的反应区采用夹套结构，夹套的底部设有所述的进水口，顶部设有所述的出水口，进水口与出水口通过导流槽连接。3.根据权利要求1所述的多晶硅废气处理与余热利用装置，其特征在于，所述的余热利用机构包括包裹在废气淋洗塔A的反应区和封头的外层的保温层，废气淋洗塔A的反应区内部设置有若干根换热管，换热管的底部设有所述的进水口，换热管的顶部设置有所述的出水口。4.根据权利要求1所述的多...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡小东，姜希猛，崔明现，贾曦，张东，
申请(专利权)人：乐山职业技术学院，乐山太阳能研究院，四川友新能拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51
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