太陽能光伏多晶硅行業(yè)生產(chǎn)中的廢氣處理

時(shí)間：2015-08-01 來源：龍?zhí)┉h(huán)保設(shè)備關(guān)鍵詞：多晶硅,廢氣處理,環(huán)保,副產(chǎn)品回收, 瀏覽：

導(dǎo)讀：太陽能光伏多晶硅行業(yè)生產(chǎn)中的廢氣處理,隨著綠色能源太陽能的大規(guī)模開發(fā)利用，光伏電池原料多晶硅的用途越來越廣泛，隨著我國多晶硅總產(chǎn)量的逐年增多，多晶硅生產(chǎn)的副產(chǎn)物四氯化硅的安全和環(huán)保問題日益突出，如何安全處理四氯化硅已成為關(guān)系到多晶硅產(chǎn)業(yè)能否健康發(fā)展的關(guān)鍵問題。...

光伏板組件是一種暴露在陽光下便會(huì)產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置，由幾乎全部以半導(dǎo)體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒有活動(dòng)的部分，故可以長時(shí)間操作而不會(huì)導(dǎo)致任何損耗。簡單的光伏電池可為手表及計(jì)算器提供能源，較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明，并為電網(wǎng)供電。光伏板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以產(chǎn)生更多電力。天臺(tái)及建筑物表面均會(huì)使用光伏板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。

太陽能光伏多晶硅行業(yè)生產(chǎn)中的廢氣處理

2006—2007年，陸續(xù)共有10家中國光伏企業(yè)在海外上市。見表1。其中8家在美國上市公司的市值已達(dá)到200億美元。2007年，我國已有500多家光伏企業(yè)和研發(fā)單位。但產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)差別較大，行業(yè)主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈中下游。

國內(nèi)多晶硅原材料生產(chǎn)技術(shù)落后，且產(chǎn)量供應(yīng)不足，多依賴國外進(jìn)口，多晶硅制造業(yè)是光伏產(chǎn)業(yè)鏈的首端，是影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模的重要環(huán)節(jié)，也是目前限制我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
我國多晶硅生產(chǎn)技術(shù)主要基于改良的西門子法，由于工藝落后，能耗比高于世界先進(jìn)水平。國內(nèi)多晶硅原材料生產(chǎn)產(chǎn)量嚴(yán)重不足，如2006年全國需求量5000噸，實(shí)際產(chǎn)量不足300噸，遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需求。同時(shí)，多晶硅原材料生產(chǎn)是典型的規(guī)模化產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)能超過1000t/a才能顯示規(guī)模效益。但我國已投產(chǎn)的多晶硅企業(yè)產(chǎn)能不足，規(guī)模效益不明顯。

隨著綠色能源太陽能的大規(guī)模開發(fā)利用，光伏電池原料多晶硅的用途越來越廣泛，隨著我國多晶硅總產(chǎn)量的逐年增多，多晶硅生產(chǎn)的副產(chǎn)物四氯化硅的安全和環(huán)保問題日益突出，如何安全處理四氯化硅已成為關(guān)系到多晶硅產(chǎn)業(yè)能否健康發(fā)展的關(guān)鍵問題。

龍?zhí)┉h(huán)保深入加工現(xiàn)場(chǎng)通過搜集資料了解到多晶硅，是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成多晶硅。利用價(jià)值：從目前國際太陽電池的發(fā)展過程可以看出其發(fā)展趨勢(shì)為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。

為解決多晶硅生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染和能耗問題，需對(duì)生產(chǎn)中的廢氣進(jìn)行無害化處理。生產(chǎn)工藝及廢氣傳統(tǒng)處理方式，重點(diǎn)探討了廢氣焚燒工藝，給出了廢氣焚燒工藝的特點(diǎn)、原理、流程、副產(chǎn)品及用途。廢氣焚燒工藝不僅可降低處理成本，將對(duì)環(huán)境的影響降至最低，還能夠回收副產(chǎn)物，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

龍?zhí)┉h(huán)保研究開發(fā)的新一代廢氣四氯化硅凈化設(shè)備，四氯化硅是多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生量最大的副產(chǎn)物，未經(jīng)處理回收的四氯化硅是一種具有強(qiáng)腐蝕性的有毒有害液體，對(duì)安全和環(huán)境危害很大。我公司科技人員廢氣處理專題組經(jīng)過多年的刻苦攻關(guān)，成功地將多晶硅生產(chǎn)線的副產(chǎn)物三氯氫硅、二氯二氫硅和四氯化硅，采用濕法回收成沉淀型二氧化硅和鹽酸，既解決了環(huán)保問題，又將廢物回收進(jìn)行了再利用。

1、處理?xiàng)l件
主要成份為四氯化硅、三氯氫硅和二氯二氫硅。
2、處理結(jié)果
回收二氧化硅和鹽酸，排放廢氣達(dá)到GB16297-1996排放標(biāo)準(zhǔn)。
3、本回收處理系統(tǒng)突出優(yōu)勢(shì)
我公司生產(chǎn)的本設(shè)備所轉(zhuǎn)產(chǎn)的二氧化硅經(jīng)國家有關(guān)權(quán)威檢測(cè)部門檢測(cè)，SiO2純度達(dá)到99.65%。本項(xiàng)技術(shù)已獲得國內(nèi)獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，專利證號(hào)；ZL200920101267.4。

工藝組成
由蒸發(fā)分離工段、水解工段、吸收工段、壓濾工段、干燥工段組成。

多晶硅行業(yè)廢氣處理裝置工作原理
（1）蒸發(fā)分離工段
液態(tài)的四氯化硅經(jīng)加壓泵從儲(chǔ)罐泵入蒸發(fā)釜，釜下設(shè)蒸發(fā)器和再沸器，釜上為分離塔。蒸發(fā)器和再沸器外設(shè)夾套內(nèi)設(shè)盤管，蒸汽在夾套和盤管內(nèi)加熱，四氯化硅在釜內(nèi)氣化。氣態(tài)的四氯化硅通過再沸器的出口排出，經(jīng)管道進(jìn)入水解塔。
（2）水解工段
四氯化硅氣體進(jìn)入水解塔內(nèi)與來自壓濾系統(tǒng)的濾液進(jìn)行反應(yīng)。液相經(jīng)霧化器霧化向下噴淋，與進(jìn)入噴淋塔內(nèi)的氣態(tài)四氯化硅發(fā)生水解反應(yīng)，生成硅酸、鹽酸以及未完全吸收的氯化氫氣體。硅酸與稀鹽酸的固液混合物流到水解塔底部進(jìn)入料漿池，經(jīng)管道分批送至壓濾系統(tǒng)；大量氯化氫氣體及少量硅酸去分離釜，使氯化氫氣體能夠形成穩(wěn)定的氣流，去降膜吸收系統(tǒng)。
（3）吸收工段
自分離釜來的氯化氫氣體進(jìn)入降膜吸收系統(tǒng)及填料吸收系統(tǒng)，吸收為不同濃度的鹽酸。
（4）壓濾工段
四氯化硅水解反應(yīng)生成的二氧化硅和稀鹽酸固液混合物經(jīng)攪拌洗滌后進(jìn)入壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾，最后濾餅送干燥系統(tǒng)。
（6）干燥工段
在干燥工段將含有大量水蒸氣及少量物料顆粒的濾餅進(jìn)入干燥系統(tǒng)的旋風(fēng)分離器和布袋除塵器。經(jīng)過旋風(fēng)分離器，固體物料進(jìn)入儲(chǔ)料池中，熱空氣向上運(yùn)動(dòng)再通過脈沖袋式除塵器回收小部分物料后達(dá)標(biāo)排放。