在生產(chǎn)多晶硅的過程中,通常會產(chǎn)生大量的廢氣和殘液。廢氣中主要含有大量的HCl、SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4、H2、N2等氣體,而殘液中主要含有氯化烷和微量硅粉。由于氯硅烷極易容易水解,通常采用稀的氫氧化鈉溶液淋洗氯硅烷殘液和氯硅烷氣體,還有少量的氯化氫,使氯硅烷和氯化氫全部水解中和,生成氯化鈉和硅膠的混合物。硅膠在經(jīng)過攪拌機(jī)攪拌后經(jīng)過渣漿泵被送去壓濾機(jī)實(shí)施固液分離操作,濾渣運(yùn)送到渣場統(tǒng)一堆放。分離出的硅膠經(jīng)刮板機(jī)刮出后送入污泥搜集池,之后再用潛水式污泥泵將沉底的硅膠打入到攪拌池內(nèi),經(jīng)攪拌后被送入到壓濾機(jī)再實(shí)施固液的分離。
去除掉硅膠的工業(yè)廢水是鹽類廢水,這些廢水普通呈酸性,酸堿度值大約為2。廢水經(jīng)過酸堿中和,之后經(jīng)蒸發(fā),結(jié)晶,過濾把鹽類提取出來。經(jīng)過處置后的水會返回到生產(chǎn)中循環(huán)運(yùn)用。目前國內(nèi)的很多企業(yè)并沒有思索到將鹽回收,而將其集中堆放。
1、蒸發(fā)器的工作原理
蒸發(fā)過程是指對含有不揮發(fā)溶劑的溶液實(shí)施加熱,使水分蒸發(fā)出來,剩下的溶劑濃度會不時增加。在此蒸發(fā)過程中會用到蒸發(fā)器。在蒸發(fā)過程中會產(chǎn)生大量的二次蒸汽,將二次蒸汽不時移出使溶液和蒸汽處于動態(tài)均衡,在這種均衡態(tài)下蒸發(fā)過程無法實(shí)施。假如將二次蒸汽直接冷凝移出,這種操作稱為單效蒸發(fā)。若將二次蒸汽直接引去第二級的蒸發(fā)器入口處,使二次蒸汽作為第二級蒸發(fā)器的加熱源,這種將二次蒸汽潛熱有效應(yīng)用的辦法稱之為多效蒸發(fā)。
蒸發(fā)過程有如下幾個特性:
(1)傳熱性質(zhì)
傳熱壁面的兩側(cè)都發(fā)作相變過程,一側(cè)為溶液沸騰,另一側(cè)為蒸汽冷凝,這種蒸發(fā)過程屬于恒溫傳熱過程。
(2)溶液沸點(diǎn)的改動
普通狀況下含有不蒸發(fā)溶質(zhì)的溶液,其飽和蒸汽壓比擬高溫度下純水的飽和蒸汽壓要低。也就是說,在相同的壓力下,純水的沸點(diǎn)要比溶液的沸點(diǎn)低。因而,當(dāng)加熱蒸汽的量相同時,蒸發(fā)純水的溫差要比蒸發(fā)溶液的大。通常溶質(zhì)組成含量越高,這種現(xiàn)象越明顯。
(3)溶液性質(zhì)
溶液的粘度隨著蒸發(fā)過程的實(shí)施會越來越大,同時腐蝕性溶質(zhì)的腐蝕性能也越來越大。在蒸發(fā)過程中析出晶體,在高溫下容易聚合或者合成。有時會隨著過程的實(shí)施生成泡沫或者會結(jié)垢。
(4)泡沫夾帶
由于夾帶液沫容易損失物料和污染冷凝設(shè)備。因而在二次蒸汽冷凝時必需將其夾帶的液沫除掉。
(5)能源應(yīng)用在蒸發(fā)過程中通常會產(chǎn)生二次蒸汽,其潛熱宏大,需求有效發(fā)揮其應(yīng)用價值。
2、多晶硅生產(chǎn)過程中用于處置鹽類廢水的各種蒸發(fā)器
目前國內(nèi)在多晶硅生產(chǎn)過程中普通可采用薄膜蒸發(fā)器,三效蒸發(fā)器和四效蒸發(fā)器等設(shè)備用于處置鹽類廢水。它們都是應(yīng)用蒸發(fā)濃縮的原理將廢水中的水蒸發(fā)進(jìn)來,NaCl冷凝結(jié)晶出來以完成廢水的有效分離。
2.1 薄膜蒸發(fā)器工作原理
薄膜蒸發(fā)器是一種現(xiàn)代化的高效蒸發(fā)器,需求真空操作,經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的刮膜器強(qiáng)迫成膜,并在高流速下實(shí)施活動。這種辦法停留時間短,傳熱效率高。在此過程中,連續(xù)進(jìn)料在加熱面被刮膜器持續(xù)不時的刮成厚度平均的液膜,隨之液膜向下挪動,在向下活動的過程中殘留物從底部被排出,而低沸點(diǎn)的組分就會被蒸發(fā)出,進(jìn)入大氣中。
2.2 三效蒸發(fā)器的工作原理
三效蒸發(fā)器采用串聯(lián)的方式。第一個蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽為應(yīng)用其蒸發(fā)潛熱,將熱量引入到第二個蒸發(fā)器的入口處。第一個蒸發(fā)器的二次蒸汽冷凝處即為第二個蒸發(fā)器的進(jìn)口加熱處。只需控制好各蒸發(fā)器的壓力分配,即可完成這種操作。通入加熱蒸汽的第一個蒸發(fā)器為一效,二次蒸汽通入的第一個蒸發(fā)器為二效,依次下一次二次蒸汽通入的蒸發(fā)器為三效。
2.3 四效蒸發(fā)器工作原理
四效蒸發(fā)器是指將四個蒸發(fā)器串聯(lián),每一級蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽依次進(jìn)入下一級蒸發(fā)器中作為加熱蒸汽的過程。在四效蒸發(fā)器實(shí)施蒸發(fā)時,物料在蒸發(fā)器頂部經(jīng)過火配盤被平均散布在各蒸發(fā)管內(nèi)。物料在重力的作用下經(jīng)蒸發(fā)管由上至下流出,在管內(nèi)壁構(gòu)成薄膜,內(nèi)壁的薄膜與外側(cè)的加熱蒸汽實(shí)施熱交流,薄膜液體實(shí)施蒸發(fā)。由于二次蒸汽的流向在各蒸發(fā)器中方向堅(jiān)持分歧,很容易使料液沿著蒸發(fā)管內(nèi)壁散布成薄膜狀態(tài),提升了傳熱效率。
3、結(jié)語
多效蒸發(fā)器提升了蒸發(fā)效率,即二次蒸汽的應(yīng)用率。從上文剖析來看,蒸發(fā)相同水量采用多效蒸發(fā)器更為節(jié)能,需求耗費(fèi)的蒸汽和循環(huán)水量更少。所以在工業(yè)廢水處理中,普通多采用多效蒸發(fā)器如四效蒸發(fā)器,其蒸發(fā)效率更高,應(yīng)用更為普遍。