【技术实现步骤摘要】
本技术涉及多晶硅生产，具体涉及一种多晶硅渣浆资源化处理的装置系统。
技术介绍
1、当前，对多晶硅的需求因电子信息产业的持续发展而快速增长，现有主流的多晶硅生产工艺为改良西门子法，其涉及的原料种类繁多，整个生产过程的工序较多，同时会伴随着大量渣浆副产物的生成，其构成包括氢气、三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、二氧化硅、金属氯化物等。
2、渣浆副产物的主要产生原因有三类：一、在合成三氯氢硅的冷氢化反应过程中副反应的发生，产生包含硅粉、三氯氢硅和四氯化硅的固渣浆料；二、整个生产工艺系统存在泄漏，部分水蒸气渗透入系统内与三氯氢硅发生反应，产生氯化氢和二氧化硅等物质混入渣浆；三、在多晶硅还原炉内，三氯氢硅还原后的晶体硅沉积不彻底，随炉底部排出系统。渣浆在过滤后可回收部分三氯硅烷、四氯硅烷，但仍有部分液相副产物附着在固态硅粉表面，渣浆污染物极易与水和空气接触反应，生成大量易燃易爆的有毒气体，需要妥善保存，采取必要的措施进行无害化处理，并对部分副产物进行资源化回收利用。
3、目前主要的渣浆处理工艺是水解中和工艺，将渣浆直接导入装有石灰水溶液的水解中和池内，其中的三氯氢硅、四氯化硅、氯化铝等先发生水解产生氯化氢，再与石灰水发生中和反应，过程中产生的废气、废液和废渣均需进一步处理方可无害化；不但三氯氢硅、四氯化硅、硅粉等冷氢化原料无法回收，而且水解中和反应生成的大量中和热也无法利用。此外，为充分中和渣浆、防止爆沸，该工艺需加入过量水和石灰水溶液来冷却，造成原料浪费。
4、针对以上问题，cn 110834031a提出采
5、因此，针对现有技术的不足，亟需提供一种能够有效回收硅粉与其他副产物、充分利用中和热的多晶硅渣浆资源化处理的装置系统。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种多晶硅渣浆资源化处理的装置系统，显著提高了换热效率，延长了设备使用寿命，充分利用水解中和热以降低能耗成本，并提高了多晶硅渣浆中各组分的资源化回收利用率。
2、为达到此技术目的，本技术采用以下技术方案：
3、本技术提供了一种多晶硅渣浆资源化处理的装置系统，所述装置系统包括沿物料流向依次连接的混合器、预热器、氮气加热器、硅粉除杂器、尾气过滤器、换热器以及尾气喷淋装置；所述硅粉除杂器连接有吨袋；所述尾气喷淋装置连接有碱液储存装置；所述尾气喷淋装置排出的循环氮气进入氮气储存装置，所述氮气储存装置中的循环氮气部分回用于所述混合器，部分输送至所述吨袋中。
4、本技术提供的多晶硅渣浆资源化处理的装置系统，利用预热器与氮气加热器形成高温氮气，然后在硅粉除杂器中将多晶硅渣浆流态化或鼓泡化，且过程中多晶硅渣浆与高温氮气直接接触，强化高效换热，大幅提高了换热效率，减少了每批次渣浆的处理时间，较已有的夹套间壁式换热方式有极大提高；利用尾气过滤器将附着在多晶硅渣浆中硅粉表面的三氯氢硅、四氯化硅以及氯化铝气化脱离，再分别处理，大幅提高了回收硅粉的纯度，减少了尾气喷淋装置占地和用碱负荷，所得硅粉作为硅源返回前端工艺回用，既节省大量生产原料，也免去作为废渣处理所产生的成本；另外，本技术中的氮气有多项作用：硅粉除杂器的流化载气；硅粉除杂器内渣浆的加热热源；尾气喷淋装置中水解中和反应的保护气；硅粉在吨袋运输中的保护气；氮气不断进行热量与动量的循环输送，使得整体工艺的反应速率显著提高、能量物料消耗显著降低。
5、优选地，所述混合器设置有氮气进口。
6、优选地，所述氮气加热器与硅粉除杂器的底部连接。
7、优选地，所述硅粉除杂器设置有多晶硅渣浆进口。
8、优选地，所述尾气过滤器设置有过滤粉体出口，所述过滤粉体出口排出的硅粉返回至所述硅粉除杂器中。
9、优选地，所述尾气喷淋装置设置有排液口与排渣口。
10、优选地，所述尾气喷淋装置设置有加热夹套，所述加热夹套的进口与所述预热器的壳程出口连接，加热夹套的出口与所述换热器的壳程进口连接，所述换热器的壳程出口与预热器的壳程进口连接。
11、本技术采用循环水余热回收工艺，循环水自尾气喷淋装置的加热夹套进口流入，再自尾气喷淋装置的加热夹套出口流出，然后导入换热器的壳程吸收混合气体的热量变为循环蒸汽，所述循环蒸汽再导入预热器的壳程与混合氮气换热，换热后冷凝成循环水再进入尾气喷淋装置的加热夹套进行循环。该循环水余热回收工艺可大幅降低氮气加热器的能耗成本。
12、优选地，所述尾气喷淋装置包括尾气喷淋中和塔。
13、优选地，所述碱液储存装置包括碱液储罐。
14、优选地，所述氮气储存装置包括氮气储罐。
15、本技术还提供了一种多晶硅渣浆资源化处理的方法，所述方法通过所述装置系统进行，所述方法包括如下步骤：
16、(1)氮气与循环氮气混合后依次经预热处理与加热处理，得到热氮气；
17、(2)将步骤(1)所得热氮气通入多晶硅渣浆中，得到硅粉与三氯氢硅、四氯化硅以及三氯化铝的混合气体；所得硅粉中通入循环氮气，得到硅粉副产品；
18、(3)步骤(2)所得混合气体依次经过滤处理、换热处理以及喷淋中和处理，得到废液与废渣；所述喷淋中和处理后排出的循环氮气分别回用于步骤(1)所述混合与步骤(2)所述硅粉中。
19、所述多晶硅渣浆资源化处理的方法，将氮气升温后直接接触多晶硅渣浆并对其进行流态化或鼓泡化，大幅提高了换热效率，同时利用氮气的高温将附着在多晶硅渣浆中硅粉表面的三氯氢硅、四氯化硅以及氯化铝气化脱离，再分别处理，大幅提高了回收硅粉的纯度，并充分提取分离了四氯化硅、三氯氢硅以及三氯化铝，实现了资源化处理多晶硅渣浆并回收再利用的目的。
20、优选地，步骤(1)所述加热处理的温度为300-500℃，例如可以是300℃、350℃、400℃、450℃或500℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
21、加热处理的温度限定在合理范围内，可以使得氮气升温后发挥其作为热源、保护气或载气等多项作用，温度过高或过低，对多晶硅渣浆资源化处理的过程带来不利影响。
22、优选地，步骤(2)所述多晶硅渣浆经热氮气吹扫后呈鼓泡态或流化态。
23、优选地，步骤(3)所述过滤处理后得到粒度≤100μm的硅粉返回本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多晶硅渣浆资源化处理的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括沿物料流向依次连接的混合器、预热器、氮气加热器、硅粉除杂器、尾气过滤器、换热器以及尾气喷淋装置；所述硅粉除杂器连接有吨袋；所述尾气喷淋装置连接有碱液储存装置；所述尾气喷淋装置排出的循环氮气进入氮气储存装置，所述氮气储存装置中的循环氮气部分回用于所述混合器，部分输送至所述吨袋中。
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述混合器设置有氮气进口。
3.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述氮气加热器与硅粉除杂器的底部连接。
4.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述硅粉除杂器设置有多晶硅渣浆进口。
5.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述尾气过滤器设置有过滤粉体出口，所述过滤粉体出口排出的硅粉返回至所述硅粉除杂器中。
6.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述尾气喷淋装置设置有排液口与排渣口。
7.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述尾气喷淋装置设置有加热夹套，所述加热夹套的进口与所述预热器的壳
8.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述尾气喷淋装置包括尾气喷淋中和塔。
9.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述碱液储存装置包括碱液储罐。
10.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述氮气储存装置包括氮气储罐。
...【技术特征摘要】
1.一种多晶硅渣浆资源化处理的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括沿物料流向依次连接的混合器、预热器、氮气加热器、硅粉除杂器、尾气过滤器、换热器以及尾气喷淋装置；所述硅粉除杂器连接有吨袋；所述尾气喷淋装置连接有碱液储存装置；所述尾气喷淋装置排出的循环氮气进入氮气储存装置，所述氮气储存装置中的循环氮气部分回用于所述混合器，部分输送至所述吨袋中。
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述混合器设置有氮气进口。
3.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述氮气加热器与硅粉除杂器的底部连接。
4.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述硅粉除杂器设置有多晶硅渣浆进口。
5.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏新，吴维涛，王军，袁自伟，何松，
申请(专利权)人：江苏中圣高科技产业有限公司，
类型：新型
国别省市：
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