多晶硅生产产生的四氯化硅输送至气相二氧化硅项目生产, 产出产品的同时产生副产物盐酸, 通过盐酸解析装置将氯化氢进行脱水处理, 合格氯化氢产品送至三氯氢硅合成工序, 形成一个循环经济产业链, 降低了多晶硅生产的成本。
1 现状分析
盐酸解析装置产生的氯化氢含水量普遍在1000ppm以上, 但三氯氢硅合成要求的原料氯化氢含水量在50ppm以下, 对生产造成以下不良结果:1、HCL合成转化率减低;2、三氯氢硅合成炉堵塞;3、管道腐蚀。
2 解决措施
采用一套装置来有效吸附HCL气体中的水分, 达到多晶硅工艺生产需要。该干燥吸附装置包括吸附塔、加热设备, 冷却设备、废气吸收设备, 气体循环设备。选择丝光沸石作为干燥过程的吸附剂。丝光沸石是一种新型分子筛, 主要用于如:H2S、HCl、Cl2等酸性气体干燥。它是一种具有二维孔道体系的硅铝沸石, 硅铝比高, 吸水性高, 耐酸、耐热性好。
干燥吸附HCL气体水分过程主要是在两个分子筛干燥吸附柱中进行, 在干燥吸附柱里装有丝光沸石, 可以将HCl中少量水吸附下来, 使流出吸附器的HCl中的水分含量小于50ppm, 满足要求。两个分子筛干燥床切换工作, 当A床处于吸附状态时, B床处于脱附状态。两吸附床之间的切换是通过DCS自控系统来实现的, 具体工艺流程图如图1所示:
含有微量水的氯化氢气体由盐酸脱吸系统送入吸附系统。吸附系统有两台固定床吸附柱及控制阀组成, 两个吸附柱具体过程如下:原料气首先进入吸附柱A中进行吸附, 控制阀K107、K101;吸附柱B处于循环热风多级吹扫解吸状态, 首先, 阀门K113、K104、K106、K114处于打开的状态, 气泵启动, 氮气或仪表空气进入循环解吸系统, 吸附柱B加热器同时开始加热, 加热温度控制在150o C, 当循环气量达到空速为200 h-1时, 阀门K113关闭, 气体流量稳定, 通过循环流动, 可以起到吹扫解吸及导热的作用, 吹扫30分钟后, 阀门K114关闭, K111、K113打开, 因吹扫气中含有少量的HCl, 富水的循环吹扫气冷却后, 送入吸收塔后排放到大气, 此时, 循环吹扫气更新, 当气体更新完毕后, 阀门K113、K111关闭, K114打开, 重新进行循环吹扫, 当吸附器B床层温度达到设定值后, 在循环吹扫1小时后, 完成循环热风解吸, 气泵关闭。然后进入真空解吸状态, 此时, 控制阀K104、K114关闭, K106、K112打开, 真空泵启动, 对吸附器B进行真空解吸, 解吸30分钟后, 真空泵关闭, 阀门K112关闭, K113、K104、K110打开, 加热器停止加热, 循环气体对吸附器进行降温, 当温度降到常温后, 气泵及阀门K104、K113、K110关闭, 真空泵、阀门K112打开, 再对吸附柱进行真空解吸。当吸附柱A完成吸附后, 吸附柱B停止真空解吸。两个吸附柱进行均压, 此时, 控制阀K105、K106处于打开的状态, 其余各方处于关闭的状态, 吸附柱A完成均压降, 吸附柱B完成均压升。然后, 吸附柱B开始吸附, 吸附器A开始解吸, 完成一个周期的操作。
3 实施效果
项目实施后, 氯化氢中水含量由1000ppm以上下降至50ppm以下, 且能够长期保持, 满足生产需求。
4 经济效益
除去盐酸解析装置每月设备折旧费、每月人工成本、外购盐酸成本, 全年共计降低生产成本205.46万元。
摘要：生产气相二氧化硅的同时产生副产物盐酸, 通过盐酸解析装置将氯化氢与水进行分离, 含水量达标的氯化氢送至三氯氢硅合成工序。本文通过一种干燥吸附装置, 可有效降低氯化氢中水含量, 充分实现循环经济生产。
关键词：氯化氢,含水量,降低