大多數(shù)多晶硅采用改良西門子法生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量化學(xué)廢氣和殘液。硅烷和硅粉是化工廢水中的主要成分。硅烷容易被水分解。在實(shí)際生產(chǎn)中，用低濃度氫氧化鈉溶液和含氯硅烷的殘液來噴淋廢氣。鹽酸、氯硅烷和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，得到多晶硅生產(chǎn)廢水。廢水將通過污水處理裝置，形成硅膠和含氯廢水。硅膠可通過固液分離進(jìn)行分離，然后放入固體廢物堆集中處理。硅膠分離后，剩余的含氯廢水即鹽廢水可以利用廢水蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮結(jié)晶，然后分離晶體，留下液體重復(fù)使用，降低企業(yè)成本。

1.蒸發(fā)器的工作原理及含鹽廢水的蒸發(fā)特性

1.1工作原理

由于含鹽廢水不能自行揮發(fā)，只能用蒸發(fā)器處理。鹽廢水是飽和液體，它的水分會(huì)通過蒸發(fā)器蒸發(fā)，而廢水的濃度會(huì)上升。當(dāng)其濃度達(dá)到當(dāng)前溫度下的溶解度臨界點(diǎn)時(shí)，溶質(zhì)將不再溶解而沉淀。

在蒸發(fā)過程中，溶液中的水分會(huì)被蒸發(fā)，產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣必須被引到其他地方，因?yàn)樗魵鈺?huì)與溶液牽連，不飽和液體又變成飽和液體，氯化鈉無法結(jié)晶析出。然后，水蒸氣被引入冷凝裝置并冷凝。如果直接進(jìn)行這個(gè)冷凝步驟，這個(gè)過程就是單效蒸發(fā)。那么多效蒸發(fā)的過程就是二次蒸汽被引向下一個(gè)蒸發(fā)器，起加熱作用。

蒸發(fā)實(shí)際上是一個(gè)傳熱的過程，液體達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)汽化的過程就是溶液與冷凝蒸汽之間的熱傳導(dǎo)。

1.2蒸發(fā)特性

傳熱

傳熱是溶液蒸發(fā)的特征之一。溶液的表面是界面，表面以上的溶液汽化，表面以下的溶液液化，決定了其狀態(tài)的沸點(diǎn)。當(dāng)溶液達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，它會(huì)蒸發(fā)，當(dāng)空氣變冷時(shí)，它會(huì)變成水蒸氣。在沸點(diǎn)的臨界點(diǎn)，傳熱壁的兩側(cè)都在不斷變化。這個(gè)過程可以看作是:溶液被加熱-沸騰-達(dá)到沸點(diǎn)-汽化-水蒸氣被冷-冷凝液化。所以這個(gè)過程也是一個(gè)傳熱過程。

沸點(diǎn)的變化

沒有其他溶質(zhì)的溶液稱為H2O(水)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是99.975攝氏度。當(dāng)其他溶質(zhì)加入水中時(shí)，水的沸點(diǎn)會(huì)改變。含鹽廢水中含有Nacl，所以在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，含鹽廢水的沸點(diǎn)也會(huì)升高。如果含鹽廢水的濃度較高，其沸點(diǎn)與純水的沸點(diǎn)差異會(huì)較大。

解決方案性能增強(qiáng)

在加熱蒸發(fā)的過程中，溶液的濃度會(huì)增加，所以溶液的酸堿特性會(huì)變強(qiáng)。比如，如果腐蝕性液體本身濃度不高，在蒸發(fā)過程中含水量會(huì)降低，參與稀釋的水量會(huì)繼續(xù)減少，而液體濃度增加，其腐蝕性能就會(huì)增加。因此，操作人員應(yīng)特別注意有害廢水的蒸發(fā)。

產(chǎn)生固體廢物

在水分蒸發(fā)的過程中，含鹽廢水濃度增加，鹽結(jié)晶析出，同時(shí)形成水垢和泡沫。如果不及時(shí)將泡沫從溶液中分離出來，泡沫會(huì)隨溶液漂浮到溢流管等設(shè)備中，從而造成設(shè)備污染。

二、用于處理多晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鹽廢水的裝置

2.1薄膜蒸發(fā)器

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，污水處理設(shè)備越來越先進(jìn)。薄膜蒸發(fā)器是一種能在真空環(huán)境下處理廢水的現(xiàn)代蒸發(fā)器。它由一組可加熱的圓筒組成，每個(gè)圓筒都有一個(gè)帶旋轉(zhuǎn)功能的刮膜器。溶液在缸內(nèi)不斷加熱濃縮，加熱到一定濃度后，輸送到澆注槽冷卻結(jié)晶。結(jié)晶過程完成后，送至壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，液體再次送至生產(chǎn)車間循環(huán)使用。

2.2三效蒸發(fā)器

三效蒸發(fā)器與一效蒸發(fā)器和二效蒸發(fā)器串聯(lián)。由第一蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽向下一級(jí)供熱。通過控制設(shè)備內(nèi)部的大氣壓和沸點(diǎn)，蒸汽被引導(dǎo)至下一個(gè)蒸發(fā)器的入口。進(jìn)入第一蒸發(fā)器的過程為第一效，以此類推，第二效和第三效為二次蒸汽進(jìn)入后蒸發(fā)器的第二效。

2.3四效蒸發(fā)器

四效蒸發(fā)器以三效蒸發(fā)器為基礎(chǔ)，與另一個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)。其工作原理與三效蒸發(fā)器類似，只是蒸汽需要進(jìn)入另一個(gè)蒸發(fā)器。四效蒸發(fā)器工作時(shí)，廢水在蒸發(fā)器上端處理，進(jìn)入各級(jí)蒸發(fā)管。廢水在蒸發(fā)管中自上而下流出，形成薄膜，同時(shí)與蒸汽發(fā)生熱交換反應(yīng)，廢液蒸發(fā)。每個(gè)蒸發(fā)器中的二次蒸汽方向一致，傳熱效率大大提高。

三。結(jié)論。

含鹽廢水不經(jīng)處理直接排放會(huì)影響水資源和環(huán)境污染。企業(yè)要用蒸發(fā)器把鹽分離出來處理，剩下的液體回收到多晶硅生產(chǎn)中使用。三效和四效蒸發(fā)器采用二次蒸汽加熱，既提高了蒸發(fā)效率，又節(jié)約了能源。多晶硅生產(chǎn)企業(yè)可以多加利用，節(jié)約運(yùn)營成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。(來源:青海黃河上游水電開發(fā)有限公司新能源分公司)

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容來源網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的，并不意味贊成其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容真實(shí)性。轉(zhuǎn)載稿涉及版權(quán)等問題，請(qǐng)立即聯(lián)系網(wǎng)站編輯，我們會(huì)予以更改或刪除相關(guān)文章，保證您的權(quán)利。
標(biāo)簽:  蒸發(fā)器在多晶硅生產(chǎn)處理鹽類廢水中的運(yùn)用