多晶硅生產(chǎn)中氯硅烷殘液的資源化處理與利用.pdf

1、目前,國內(nèi)多晶硅行業(yè)在生產(chǎn)過程中,冷氫化尾氣急冷工序與精餾工序、合成尾氣精餾工序、還原尾氣精餾工序中都會(huì)不可避免產(chǎn)生部分氯硅烷殘液。這部分殘液主要由以四氯化硅為主的氯硅烷、硅粉為主的固體雜質(zhì)、含有高附加值組分六氯二硅烷等構(gòu)成。目前國內(nèi)大部分企業(yè)采用粗放式的水解方式處理此殘液,原料浪費(fèi)嚴(yán)重、水解操作環(huán)境惡劣并對(duì)設(shè)備、成本需求高。部分不良企業(yè)甚至直接排放至環(huán)境,對(duì)環(huán)境造成了極大的破壞。目前國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氯硅烷殘液的處理問題已成為

2、限制多晶硅發(fā)展的瓶頸之一,國外對(duì)多晶硅氯硅烷殘液中存在的高附加值組分如六氯二硅烷的回收的研究相當(dāng)熱門而國內(nèi)此方面的研究仍處于空白階段。針對(duì)這些問題本文旨在提出并建立一種適用于高附加值組分回收的綠色環(huán)保型氯硅烷殘液回收提純工藝。
　　本文的主要研究工作及結(jié)果如下:
　　(1)介紹多晶硅殘液處理工藝存在問題,分析并討論了多晶硅殘液一般組成,采用流程模擬軟件AspenPlus提出并建立了一種氯硅烷殘液回收提純工藝,模擬結(jié)果取得了高

3、純度的回收產(chǎn)品,四氯化硅純度達(dá)99.6％,六氯二硅烷純度達(dá)99.59%。此外,采用了年總成本與經(jīng)濟(jì)效益對(duì)工藝進(jìn)行了性能評(píng)估,表明了本工藝潛在巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
　　(2)通過利用AspenPlus軟件的靈敏度分析模塊對(duì)氯硅烷殘液回收提純工藝進(jìn)行了模擬與優(yōu)化,確定了最優(yōu)操作參數(shù),最優(yōu)化結(jié)果為:T1塔摩爾回流比0.5,進(jìn)料位置20塊塔板,塔頂采出量2300kg/h;T2塔質(zhì)量回流量2000kg/h,進(jìn)料位置20塊塔板,塔頂采出量75kg

4、/h;T3塔摩爾回流比8,進(jìn)料位置52塊塔板,塔底采出量130kg/h;T4塔質(zhì)量回流量3500kg/h,進(jìn)料位置45塊塔板,塔頂采出量20kg/h;T5塔摩爾回流比8,進(jìn)料位置42快塔板,塔底采出量100kg/h。
　　(3)使用差壓熱耦合技術(shù)對(duì)氯硅烷殘液回收提純工藝進(jìn)行改造,對(duì)比了差壓熱耦合氯硅烷殘液回收提純工藝與常規(guī)氯硅烷殘液回收提純工藝的塔內(nèi)組成分布、能耗、產(chǎn)品純度等。結(jié)果表明差壓熱耦合工藝與常規(guī)工藝節(jié)能分離性能接近,能節(jié)