一种四氯化硅无害化处置方法与流程

1.本发明涉及危险废物处理技术领域，更具体的说是涉及一种四氯化硅无害化处置方法。


背景技术：

2.在多晶硅的生产过程中会产生大量的四氯化硅。例如，采用三氯氢硅氢还原工艺(改良西门子工艺)生产多晶硅时，每生产1吨多晶硅会产生15吨四氯化硅副产物。目前，处置该种物料的主要手段是，产废企业将四氯化硅溶液送至危废处置企业，危废处置企业采用回转窑焚烧炉，进行焚烧处置。然而，由于四氯化硅焚烧过程中会产生大量的hcl气体，因此危废处置企业会消耗大量的液碱，同时产生大量的高盐废水，加大了污水处置难度和成本，并且对设备腐蚀较重。从而，导致产废企业危废处置成本高，也导致危废处置企业生产成本高。
3.四氯化硅处置通常采用危险废物焚烧处置，该处置方式会采用进料泵抽取四氯化硅液体，通过空气雾化后，喷入回转窑内燃烧，该处置方式有很多的难点以及痛点：
4.1.因为四氯化硅在管道输送过程中，会与原来附着于管内的水以及空气中的水发生反应，会产生粘附性的硅胶，堵塞管道；
5.2.四氯化硅在高温焚烧过程中会产生大量的hcl气体，该气体会对设备造成永久性损伤，且导致烟气治理困难，污染大气；
6.3.四氯化硅在高温焚烧过程中会与其他焚烧物料的na离子、ca离子、al离子等结合，产生粘附性硅酸钠、硅酸铝等，附着在锅炉水冷壁上，导致锅炉换热不均，有爆管的安全风险；
7.4.hcl气体在烟气治理过程中，会与naoh溶液反应，产生大量的高盐废水，增大污水治理难度及成本。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种四氯化硅无害化处置方法，以期解决背景技术中产生的问题。
9.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
10.一种四氯化硅无害化处置方法，包括以下步骤：
11.步骤1：水解：将四氯化硅逐步少量的加入第一水池中；所述第一水池位于第一密闭负压房中；
12.步骤2：hcl吸收：将第一负压房内抽出的空气通入第二水池中，所述第二水池位于第二负压房内，hcl部分溶解于水中，产生盐酸溶液，未溶解部分的hcl进入喷淋塔；
13.步骤3：喷淋吸收：喷淋塔中使用ca(oh)2溶液，采用雾化喷淋，将空气中的hcl全部吸收，得到液态除氟剂；使废气达标排放。
14.所述步骤1中，水解完成后，产生的固体为硅酸，填埋处置。将四氯化硅溶液缓慢加
入到水中，产生大量h4sio4、h2sio3颗粒，并释放出大量hcl气体；2.h4sio4、h2sio3颗粒可采取填埋处置。
15.所述步骤2中，盐酸溶液的浓度为20-30％。
16.所述步骤3中，ca(oh)2溶液的ph维持于8-10。
17.所述步骤1中，水温度控制为15-35℃。
18.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
19.根据此方法处置的四氯化硅溶液，可不经过焚烧过程，减少了设备损耗，能耗低、成本低，且能产生副产物，具有良好的经济性。
附图说明
20.图1为四氯化硅处置流程图
具体实施方式
21.下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
22.实施例1
23.如图1所示，水解：取sicl4溶液5kg，缓慢加入1kg水中，水温度控制为15℃；反应现象：产生大量白雾，液体放热，并产生黄色颗粒；反应完成后，对残余液体检测分析，剩余cl离子含量为：4.3％；
24.hcl吸收：将产生的白雾通入水中，清水ph逐步降低至0，缓慢添加新水，排放盐酸溶液(副产物1)，排放出的盐酸溶液收集后测得hcl浓度为23.5％；
25.喷淋吸收：水中未完全吸收的hcl从水面挥发出来，进入喷淋装置，喷淋塔中使用ca(oh)2溶液，采用雾化喷淋，将空气中的hcl全部吸收，则可得到副产物2(液态除氟剂)。喷淋塔采用联锁控制，控制ph始终维持于8，使得废气达标排放；缓慢排放出cacl2、ca(oh)2混合溶液(副产物2)。
26.实施例2
27.水解：取sicl4溶液5kg，缓慢加入1kg水中，水温度控制为20℃；反应现象：产生大量白雾，液体放热，并产生黄色颗粒；反应完成后，对残余液体检测分析，剩余cl离子含量为：3.8％；
28.hcl吸收：将产生的白雾通入水中，清水ph逐步降低至0，缓慢添加新水，排放盐酸溶液(副产物1)，排放出的盐酸溶液收集后测得hcl浓度为24.7％；
29.喷淋吸收：水中未完全吸收的hcl从水面挥发出来，进入喷淋装置，喷淋塔中使用ca(oh)2溶液，采用雾化喷淋，将空气中的hcl全部吸收，则可得到副产物2(液态除氟剂)。喷淋塔采用联锁控制，控制ph始终维持于9，使得废气达标排放；缓慢排放出cacl2、ca(oh)2混合溶液(副产物2)。
30.实施例3：
31.水解：取sicl4溶液5kg，缓慢加入1kg水中，水温度控制为25℃；反应现象：产生大量白雾，液体放热，并产生黄色颗粒；反应完成后，对残余液体检测分析，剩余cl离子含量
为：2.8％；
32.hcl吸收：将产生的白雾通入水中，清水ph逐步降低至0，缓慢添加新水，排放盐酸溶液(副产物1)，排放出的盐酸溶液收集后测得hcl浓度为27.3％；
33.喷淋吸收：水中未完全吸收的hcl从水面挥发出来，进入喷淋装置，喷淋塔中使用ca(oh)2溶液，采用雾化喷淋，将空气中的hcl全部吸收，则可得到副产物2(液态除氟剂)。喷淋塔采用联锁控制，控制ph始终维持于10，使得废气达标排放；缓慢排放出cacl2、ca(oh)2混合溶液(副产物2)。
34.实施例4：
35.水解：取sicl4溶液5kg，缓慢加入1kg水中，水温度控制为30℃；反应现象：产生大量白雾，液体放热，并产生黄色颗粒；反应完成后，对残余液体检测分析，剩余cl离子含量为：3.3％；
36.hcl吸收：将产生的白雾通入水中，清水ph逐步降低至0，缓慢添加新水，排放盐酸溶液(副产物1)，排放出的盐酸溶液收集后测得hcl浓度为26.4％；
37.喷淋吸收：水中未完全吸收的hcl从水面挥发出来，进入喷淋装置，喷淋塔中使用ca(oh)2溶液，采用雾化喷淋，将空气中的hcl全部吸收，则可得到副产物2(液态除氟剂)。喷淋塔采用联锁控制，控制ph始终维持于9，使得废气达标排放；缓慢排放出cacl2、ca(oh)2混合溶液(副产物2)。
38.实施例5：
39.水解：取sicl4溶液5kg，缓慢加入1kg水中，水温度控制为35℃；反应现象：产生大量白雾，液体放热，并产生黄色颗粒；反应完成后，对残余液体检测分析，剩余cl离子含量为：4.3％；
40.hcl吸收：将产生的白雾通入水中，清水ph逐步降低至0，缓慢添加新水，排放盐酸溶液(副产物1)，排放出的盐酸溶液收集后测得hcl浓度为25.2％；
41.喷淋吸收：水中未完全吸收的hcl从水面挥发出来，进入喷淋装置，喷淋塔中使用ca(oh)2溶液，采用雾化喷淋，将空气中的hcl全部吸收，则可得到副产物2(液态除氟剂)。喷淋塔采用联锁控制，控制ph始终维持于10，使得废气达标排放；缓慢排放出cacl2、ca(oh)2混合溶液(副产物2)。
42.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种四氯化硅无害化处置方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：水解：将四氯化硅逐步少量的加入第一水池中；所述第一水池位于第一密闭负压房中；步骤2：hcl吸收：将第一负压房内抽出的空气通入第二水池中，所述第二水池位于第二负压房内，hcl部分溶解于水中，产生盐酸溶液，未溶解部分的hcl进入喷淋塔；步骤3：喷淋吸收：喷淋塔中使用ca(oh)2溶液，采用雾化喷淋，将空气中的hcl全部吸收，得到液态除氟剂；使废气达标排放。2.根据权利要求1所述的一种四氯化硅无害化处置方法，其特征在于，所述步骤1中，水解完成后，产生的固体为硅酸，填埋处置。3.根据权利要求1所述的一种四氯化硅无害化处置方法，其特征在于，所述步骤2中，盐酸溶液的浓度为20-30％。4.根据权利要求1所述的一种四氯化硅无害化处置方法，其特征在于，所述步骤3中，ca(oh)2溶液的ph维持于8-10。5.根据权利要求1所述的一种四氯化硅无害化处置方法，其特征在于，所述步骤1中，水温度控制为15-35℃。

技术总结
本发明公开了一种四氯化硅无害化处置方法，包括以下步骤：步骤1：水解：将四氯化硅逐步少量的加入第一水池中；所述第一水池位于第一密闭负压房中；步骤2：HCl吸收：将第一负压房内抽出的空气通入第二水池中，所述第二水池位于第二负压房内，HCl部分溶解于水中，产生盐酸溶液，未溶解部分的HCl进入喷淋塔；步骤3：喷淋吸收：喷淋塔中使用Ca(OH)2溶液，采用雾化喷淋，将空气中的HCl全部吸收，得到液态除氟剂；使废气达标排放。根据此方法处置的四氯化硅溶液，可不经过焚烧过程，减少了设备损耗，能耗低、成本低，且能产生副产物，具有良好的经济性。具有良好的经济性。具有良好的经济性。


技术研发人员：袁树勇 张桂华 蒙波 林兴松 朱小雷 龙武涛 程凯
受保护的技术使用者：四川格润中天环保科技有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/13