【技术实现步骤摘要】
钙中和多晶硅尾废处理方法
[0001]西门子法多晶硅、电石法乙炔，尾气、尾液无害化处理。
技术介绍
[0002]西门子法多晶硅生产工艺，其尾气、尾液，以氢氧化钠中和。也称作钠中和法。中和后的废液返回，去电解盐工艺，继续得到氯气及氢氧化钠。在实践中，钠中和废液含有硅酸钠及硅酸胶体，该胶体附着在电解离子膜上，对离子膜伤害严重，离子膜平凡更换造成了运行成本偏高。而且片碱价格走高，购买成本增加。双重压力造成运营成本过高，企业效益下降。
技术实现思路
[0003]本案是西门子法、改良西门子法多晶硅尾气、尾液的无害化处理技术，利用了电石法乙炔生产时产生的废液，以废治废，达到无害化尾气、尾液处理的目的。降低生产成本，增加企业效益。
[0004]现以反应原理，阐述本方案技术特征。西门子法与改良西门子法多晶硅生产都以单质金属硅为原料，与氯和氢反应，其反应物质包含：单质硅Si；硅烷SiH4；氯硅烷Si H3Cl；二氯硅烷SiH2Cl2；三氯氢硅SiHCl3；四氯化硅SiCl4。西门子法、改良西门子法多晶硅尾气、尾液，可以包含上述所有成份。电石法乙炔生产废液，主要成份是溶解的氢氧化钙和悬浮的氢氧化钙，在持续搅拌条件下是氢氧化钙水溶悬浮液，包含：氢氧化钙Ga(OH)2和水H2O。二者相溶，有以下反应：Si＋Ga(OH)2＋H2O＝GaSiO3＋2H2↑
（加热条件）SiH4＋Ga(OH)2＋H2O＝GaSiO3＋4H2↑
2Si H3Cl＋3Ga(OH)2＝GaCl2＋2GaSiO3＋6H2↑>SiH2Cl2＋2Ga(OH)2＝GaCl2＋GaSiO3＋H2O＋2H2↑
2SiHCl3＋5Ga(OH)2＝3GaCl2＋2GaSiO3＋4H2O ＋2H2↑
SiCl4＋3Ga(OH)2＝2GaCl2＋GaSiO3＋3H2O其中硅烷SiH4；氯硅烷Si H3Cl；二氯硅烷SiH2Cl2；三氯氢硅SiHCl3；四氯化硅SiCl4与氢氧化钙的反应速度很快，但，单质硅与氢氧化钙反应需要加热为条件，明显反应不充分。由此，反应后物质包括：硅酸钙、氯化钙、单质硅。其反应完成条件是pH值为7。
[0005]设计了如图1所示流程，其中：冷却罐的作用是使硅烷外的各种气体尽可能液化，中和罐完成上述反应，经固、液分离实现三废无害化处理。
[0006]进一步优化，钙中和多晶硅尾废处理方法，其特征是：多晶硅生产各工艺段尾气、液集中入温度3~15℃的冷却罐，中和罐内通入10%~30%的氢氧化钙水溶悬浮液，持续搅拌，冷却罐高液位溢出的气、液体，涌入中和罐底部与氢氧化钙水溶悬浮液接触、反应，以氢氧化钙水溶悬浮液通入量，控制中和罐内pH值为7，中和罐高位溢出的浆体流去固液分离设备，经固、液分离，排出无害化处理的普通固废。所述多晶硅生产，其特征是：西门子法、改良
西门子法多晶硅生产工艺。所述氢氧化钙水溶悬浮液，其特征是：电石法乙炔产生的废液，或是电石渣、熟石灰、消石灰、氧化钙、氢氧化钙与水的混合液。
[0007]综合处理后固废中包含：硅酸钙、氯化钙和单质硅，均为无害化物质，存储、运输以大宗工业固废执行。
附图说明
[0008]图1：钙中和多晶硅尾废处理工艺及设备、控制示意图
具体实施例1
以具体生产为例，结合附图，详细阐述钙中和多晶硅尾气、尾液的无害化处理；如图1，将多晶硅生产工艺中各段尾气、尾液引入冷却罐，制冷机将冷量用盘管引入冷却罐，控制冷却罐温度在3~15℃，电石法乙炔产生的废液储存在废液罐，废液罐持续搅拌，废液罐中氢氧化钙水溶悬浮液通入中和罐，中和罐持续搅拌，同时冷却罐高液位溢出气体、液体流入中和罐底部与氢氧化钙反应，中和罐中有pH值传感器， pH值传感器与废液罐中流入的氢氧化钙水溶悬浮液电磁阀形成闭环控制，控制中和罐pH值为7。中和罐高位出口直通真空皮带固液分离设备，经固、液分离，排出无害化处理的固体物。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.钙中和多晶硅尾废处理方法，其特征是：多晶硅生产各工艺段尾气、液集中入温度3~15℃的冷却罐，中和罐内通入10%~30%的氢氧化钙水溶悬浮液，持续搅拌，冷却罐高液位溢出的气、液体涌入中和罐底部，与氢氧化钙水溶悬浮液接触、反应，以氢氧化钙水溶悬浮液通入量控制中和罐内pH值为7，中和罐高位溢出...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏强，龚小平，
申请(专利权)人：乌鲁木齐利固科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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