多晶硅生产中氯硅烷残液的资源化处理与利用
发布时间：2024-04-18 21:17
目前，国内多晶硅行业在生产过程中，冷氢化尾气急冷工序与精馏工序、合成尾气精馏工序、还原尾气精馏工序中都会不可避免产生部分氯硅烷残液。这部分残液主要由以四氯化硅为主的氯硅烷、硅粉为主的固体杂质、含有高附加值组分六氯二硅烷等构成。目前国内大部分企业采用粗放式的水解方式处理此残液，原料浪费严重、水解操作环境恶劣并对设备、成本需求高。部分不良企业甚至直接排放至环境，对环境造成了极大的破坏。目前国内多晶硅生产过程中产生的氯硅烷残液的处理问题已成为限制多晶硅发展的瓶颈之一，国外对多晶硅氯硅烷残液中存在的高附加值组分如六氯二硅烷的回收的研究相当热门而国内此方面的研究仍处于空白阶段。针对这些问题本文旨在提出并建立一种适用于高附加值组分回收的绿色环保型氯硅烷残液回收提纯工艺。 本文的主要研究工作及结果如下： (1)介绍多晶硅残液处理工艺存在问题，分析并讨论了多晶硅残液一般组成，采用流程模拟软件Aspen Plus提出并建立了一种氯硅烷残液回收提纯工艺，模拟结果取得了高纯度的回收产品，四氯化硅纯度达99.6%，六氯二硅烷纯度达99.59%。此外，采用了年总成本与经济效益对工艺进行了性能评估，表明了本工艺潜...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 研究背景
1.1.1 多晶硅发展现状
1.1.2 多晶硅行业存在问题
1.2 多晶硅氯硅烷残液介绍
1.2.1 氯硅烷残液的组成
1.2.2 氯硅烷残液中具有附加值组分
1.2.3 氯硅烷残液的危害
1.3 国内外氯硅烷残液回收处理方法及工艺
1.3.1 水解法
1.3.2 过滤法
1.3.3 干燥法
1.3.4 燃烧法
1.3.5 结晶法
1.3.6 高沸物回收法
1.4 化工过程流程的模拟
1.4.1 化工过程流程模拟的发展
1.4.2 化工流程模拟软件 Aspen Plus 介绍
1.5 化工操作单元过程的应用
1.5.1 精馏操作单元的应用及优化
1.5.2 刮板薄膜蒸发器的应用
1.5.3 喷雾干燥技术的应用
1.5.4 旋转闪蒸干燥器的应用
1.6 精馏过程的节能
1.6.1 热泵精馏
1.6.2 设置中间再沸器和冷凝器的精馏
1.6.3 差压热耦合精馏技术
1.7 本文的研究目的
第二章 氯硅烷残液回收提纯工艺的建立与模拟
2.1 氯硅烷残液回收提纯工艺的建立
2.1.1 目前残液处理工艺存在的问题
2.1.2 进料及组成
2.1.3 新工艺的提出
2.2 氯硅烷残液回收提纯工艺的模拟
2.2.1 热力学模型的选择
2.2.2 工艺模型选择
2.2.3 工艺模型建立
2.2.4 精馏模型数据输入
2.2.5 工艺模拟结果分析
2.3 氯硅烷残液回收提纯工艺的性能评价
2.3.1 年总成本
2.3.2 经济效益
2.4 本章小结
第三章 氯硅烷残液回收提纯工艺的优化
3.1 预分精馏塔模拟优化
3.1.1 T1 塔摩尔回流比的影响
3.1.2 T1 塔进料位置的影响
3.1.3 T1 塔塔顶采出量的影响
3.2 四氯化硅脱轻塔模拟优化
3.2.1 T2 塔顶回流量的影响
3.2.2 T2 塔进料位置的影响
3.2.3 T2 塔塔顶采出量的影响
3.3 四氯化硅脱重塔模拟优化
3.3.1 T3 摩尔回流比的影响
3.3.2 T3 塔进料位置的影响
3.3.3 T3 塔塔底采出量的影响
3.4 六氯二硅烷脱轻塔模拟优化
3.4.1 T4 塔顶回流量的影响
3.4.2 T4 塔进料位置的影响
3.4.3 T4 塔塔顶采出量的影响
3.5 六氯二硅烷脱重塔模拟优化
3.5.1 T5 摩尔回流比的影响
3.5.2 T5 塔进料位置的影响
3.5.3 T5 塔塔底采出量的影响
3.6 优化结果分析
3.7 本章小结
第四章 差压热耦合技术在氯硅烷残液回收提纯工艺中的应用
4.1 差压热耦合精馏工艺的建立
4.1.1 再沸器冷凝器热负荷匹配
4.1.2 再沸器冷凝器温度匹配
4.1.3 差压热耦合精馏工艺的流程
4.2 差压热耦合精馏工艺的模拟优化
4.2.1 差压热耦合精馏工艺模型的建立
4.2.2 差压热耦合精馏工艺模型的数据输入
4.3 差压热耦合工艺的性能评价
4.3.1 差压热耦合工艺与原工艺精馏塔内浓度分布
4.3.2 节约能耗及设备成本分析
4.3.3 差压热耦合工艺产品的收率与纯度分析
4.4 本章小结
第五章 冷氢化渣浆无水处理工艺
5.1 喷雾干燥法
5.1.1 喷雾干燥流程的建立
5.1.2 喷雾干燥流程的主要工艺参数
5.1.3 投资与能耗指标
5.1.4 喷雾干燥法的分析
5.2 旋转闪蒸干燥法
5.2.1 旋转闪蒸干燥法的建立
5.2.2 旋转闪蒸干燥法流程的主要工艺参数
5.2.3 投资与能耗指标
5.2.4 旋转闪蒸工艺的分析
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3957753
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 研究背景
1.1.1 多晶硅发展现状
1.1.2 多晶硅行业存在问题
1.2 多晶硅氯硅烷残液介绍
1.2.1 氯硅烷残液的组成
1.2.2 氯硅烷残液中具有附加值组分
1.2.3 氯硅烷残液的危害
1.3 国内外氯硅烷残液回收处理方法及工艺
1.3.1 水解法
1.3.2 过滤法
1.3.3 干燥法
1.3.4 燃烧法
1.3.5 结晶法
1.3.6 高沸物回收法
1.4 化工过程流程的模拟
1.4.1 化工过程流程模拟的发展
1.4.2 化工流程模拟软件 Aspen Plus 介绍
1.5 化工操作单元过程的应用
1.5.1 精馏操作单元的应用及优化
1.5.2 刮板薄膜蒸发器的应用
1.5.3 喷雾干燥技术的应用
1.5.4 旋转闪蒸干燥器的应用
1.6 精馏过程的节能
1.6.1 热泵精馏
1.6.2 设置中间再沸器和冷凝器的精馏
1.6.3 差压热耦合精馏技术
1.7 本文的研究目的
第二章 氯硅烷残液回收提纯工艺的建立与模拟
2.1 氯硅烷残液回收提纯工艺的建立
2.1.1 目前残液处理工艺存在的问题
2.1.2 进料及组成
2.1.3 新工艺的提出
2.2 氯硅烷残液回收提纯工艺的模拟
2.2.1 热力学模型的选择
2.2.2 工艺模型选择
2.2.3 工艺模型建立
2.2.4 精馏模型数据输入
2.2.5 工艺模拟结果分析
2.3 氯硅烷残液回收提纯工艺的性能评价
2.3.1 年总成本
2.3.2 经济效益
2.4 本章小结
第三章 氯硅烷残液回收提纯工艺的优化
3.1 预分精馏塔模拟优化
3.1.1 T1 塔摩尔回流比的影响
3.1.2 T1 塔进料位置的影响
3.1.3 T1 塔塔顶采出量的影响
3.2 四氯化硅脱轻塔模拟优化
3.2.1 T2 塔顶回流量的影响
3.2.2 T2 塔进料位置的影响
3.2.3 T2 塔塔顶采出量的影响
3.3 四氯化硅脱重塔模拟优化
3.3.1 T3 摩尔回流比的影响
3.3.2 T3 塔进料位置的影响
3.3.3 T3 塔塔底采出量的影响
3.4 六氯二硅烷脱轻塔模拟优化
3.4.1 T4 塔顶回流量的影响
3.4.2 T4 塔进料位置的影响
3.4.3 T4 塔塔顶采出量的影响
3.5 六氯二硅烷脱重塔模拟优化
3.5.1 T5 摩尔回流比的影响
3.5.2 T5 塔进料位置的影响
3.5.3 T5 塔塔底采出量的影响
3.6 优化结果分析
3.7 本章小结
第四章 差压热耦合技术在氯硅烷残液回收提纯工艺中的应用
4.1 差压热耦合精馏工艺的建立
4.1.1 再沸器冷凝器热负荷匹配
4.1.2 再沸器冷凝器温度匹配
4.1.3 差压热耦合精馏工艺的流程
4.2 差压热耦合精馏工艺的模拟优化
4.2.1 差压热耦合精馏工艺模型的建立
4.2.2 差压热耦合精馏工艺模型的数据输入
4.3 差压热耦合工艺的性能评价
4.3.1 差压热耦合工艺与原工艺精馏塔内浓度分布
4.3.2 节约能耗及设备成本分析
4.3.3 差压热耦合工艺产品的收率与纯度分析
4.4 本章小结
第五章 冷氢化渣浆无水处理工艺
5.1 喷雾干燥法
5.1.1 喷雾干燥流程的建立
5.1.2 喷雾干燥流程的主要工艺参数
5.1.3 投资与能耗指标
5.1.4 喷雾干燥法的分析
5.2 旋转闪蒸干燥法
5.2.1 旋转闪蒸干燥法的建立
5.2.2 旋转闪蒸干燥法流程的主要工艺参数
5.2.3 投资与能耗指标
5.2.4 旋转闪蒸工艺的分析
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3957753
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/hetongwenben/3957753.html
