تحليل تدفق العمليات وتوليد التلوث في البولي سيليكون

تحليل تدفق العمليات وتوليد التلوث في البولي سيليكون

عملية تحضير وتنقية الهيدروجين

يُنتج الهيدروجين في خلية التحليل الكهربائي عن طريق تحلية المياه بالتحليل الكهربائي. يُبرّد الهيدروجين الناتج ويُفصل بواسطة سائل، ثم يدخل إلى جهاز إزالة الأكسجين. تحت تأثير عامل حفاز، يتفاعل الأكسجين المتبقي في غاز الهيدروجين مع غاز الهيدروجين لإنتاج الماء الذي يُزال. يُجفف الهيدروجين منزوع الأكسجين بواسطة مجموعة من مجففات الامتزاز. يُرسل غاز الهيدروجين النقي والمجفف إلى خزان تخزين الهيدروجين، ثم يُرسل إلى عمليات تصنيع كلوريد الهيدروجين، واختزال ثلاثي كلورو الهيدروجين، وهدرجة السيليكون، وهدرجة رباعي كلوريد السيليكون.

يُرسل الأكسجين الناتج عن التحليل الكهربائي إلى خزان تخزين الأكسجين بعد تبريده وفصل السائل. أخرج الأكسجين من الخزان وضعه في الزجاجة.

يتم استعادة وإعادة استخدام كل من مادة الامتصاص النفاياتية التي يتم تصريفها بواسطة فاصل الغاز والسائل، ومحفز إزالة الأكسدة النفاياتي الذي يتم تصريفه بواسطة مزيل الأكسدة الهيدروجيني، ومادة الامتصاص النفاياتية التي يتم تصريفها بواسطة المجفف من قبل الموردين.

عملية تخليق كلوريد الهيدروجين

يُدخل الهيدروجين الناتج عن عملية تحضير وتنقية الهيدروجين، والهيدروجين المُعاد تدويره من عملية الفصل الجاف لغاز التخليق، على التوالي، إلى خزان الهيدروجين العازل الخاص بالعملية، حيث يُخلطان. يُضخ غاز الهيدروجين من خزان الهيدروجين العازل إلى فوهة الاحتراق في أسفل فرن تخليق كلوريد الهيدروجين. كما يُضخ غاز الكلور الناتج عن عملية تبخير الكلور السائل إلى فوهة الاحتراق في أسفل فرن تخليق كلوريد الهيدروجين عبر خزان غاز الكلور العازل. يُشعل خليط الهيدروجين والكلور عند مخرج فوهة الاحتراق، مُنتجًا غاز كلوريد الهيدروجين من خلال تفاعل الاحتراق. يُرسل غاز كلوريد الهيدروجين الخارج من فرن التخليق إلى عملية تخليق ثلاثي كلورو السيلان بعد مروره عبر مُبرد الهواء، ومُبرد الماء، والمُبرد العميق، وفاصل الضباب.

لضمان السلامة، زُوّد الجهاز بنظام امتصاص غاز كلوريد الهيدروجين، يتألف أساسًا من ماصّين غشائيين متساقطين لغاز كلوريد الهيدروجين، وقناة تدوير لحمض الهيدروكلوريك، ومضخة تدوير لحمض الهيدروكلوريك. يستطيع هذا النظام امتصاص غاز كلوريد الهيدروجين المتسرب نتيجةً لتعديل الحمل أو التفريغ الطارئ للجهاز بواسطة الماء. يعمل النظام باستمرار، ويمكنه استقبال وامتصاص غاز كلوريد الهيدروجين المتسرب من الجهاز في أي وقت.

لضمان السلامة، يتضمن نظام معالجة غازات النفايات المحتوية على الكلور مجموعة من المكونات الرئيسية، تشمل برج معالجة غازات العادم، وخزان تدوير السائل القلوي، ومضخة تدوير السائل القلوي، ومبرد تدوير السائل القلوي. عند الحاجة، يُضخ الكلور الموجود في خزان التخزين المؤقت وخط الأنابيب إلى برج معالجة غازات النفايات، حيث يُغسل الكلور ويُزال باستخدام محلول مائي من هيدروكسيد الصوديوم. يُحافظ على تشغيل نظام معالجة غازات النفايات بشكل مستمر لضمان استقبال ومعالجة الغازات المحتوية على الكلور في أي وقت.

عملية تخليق ثلاثي كلوروسيلان

يُعلق مسحوق السيليكون الخام ويُفرغ في قادوس استقبال مسحوق السيليكون عبر قادوس تفريغه. يُنقل مسحوق السيليكون من قادوس الاستقبال إلى القادوس الأوسط السفلي، حيث يُستبدل الغاز الموجود فيه بكلوريد الهيدروجين الساخن ويُضخ لموازنة الضغط مع ضغط القادوس السفلي، ثم يُنقل مسحوق السيليكون إلى قادوس التغذية السفلي. يُغذى مسحوق السيليكون الموجود في قادوس التغذية إلى أنبوب تغذية فرن تخليق ثلاثي كلورو السيلان بواسطة وحدة تغذية نجمية مثبتة في أسفل قادوس التغذية.

يتم خلط كلوريد الهيدروجين الناتج عن عملية تخليق كلوريد الهيدروجين مع كلوريد الهيدروجين المتداول من خزان التخزين المؤقت لكلوريد الهيدروجين المتداول، ثم يتم إدخال كلوريد الهيدروجين إلى أنبوب التغذية الخاص بفرن تخليق ثلاثي كلورو سيلان، ويتم نقل مسحوق السيليكون الموجود في أنبوب التغذية من قادوس تغذية مسحوق السيليكون، ويدخل مسحوق السيليكون إلى فرن تخليق ثلاثي كلورو سيلان من الأسفل.

في فرن تخليق ثلاثي كلورو سيلان، يشكل مسحوق السيليكون وغاز كلوريد الهيدروجين طبقةً مغليةً تتفاعل لتكوين ثلاثي كلورو هيدروجين السيليكون، وفي الوقت نفسه، تتولد منتجات أخرى مثل رباعي كلوريد السيليكون، وثنائي هيدروجين كلوريد السيليكون، وكلوريد المعدن، وبولي كلورو سيلان، وغاز الهيدروجين. يُطلق على الغاز الناتج اسم غاز تخليق ثلاثي كلورو هيدروجين السيليكون. كان التفاعل طاردًا للحرارة. يُزود الجدار الخارجي لفرن التخليق بغلاف مائي، حيث يمتص الماء الموجود في الغلاف الحرارة للحفاظ على درجة حرارة جدار الفرن.

يتم وضع الغاز الاصطناعي المحتوي على مسحوق السيليكون في الجزء العلوي من فرن التخليق، وبعد إزالة جزء من مسحوق السيليكون بواسطة نظام إزالة الغبار الجاف المكون من جامع غبار إعصاري ثلاثي المراحل، يتم إرسال مسحوق السيليكون إلى نظام إزالة الغبار الرطب، ويتم غسل سائل رباعي كلوريد السيليكون، ويتم غسل جزء من غبار السيليكون الناعم الموجود في الغاز.

في الوقت نفسه، يُضخ الهيدروجين الرطب ليتفاعل مع الغاز، فيتحلل جزء من أكسيد المعدن الموجود في الغاز ويُزال. ثم يُرسل الغاز المختلط، بعد تنقيته بإزالة مسحوق السيليكون، إلى عملية فصل الغازات التخليقية الجافة.

عملية الفصل الجاف للغاز الاصطناعي

يتم فصل غاز التخليق الناتج من خطوة تخليق الهيدروجين ثلاثي الكلوروسيلان إلى سائل الكلوروسيلان وغاز الهيدروجين وغاز كلوريد الهيدروجين في هذه الخطوة، ويتم إعادة تدويره إلى الجهاز لاستخدامه.

يُمرر تيار غاز ثلاثي كلوروسيلان الاصطناعي عبر خزان عازل للغازات المختلطة، ثم يدخل إلى برج غسيل بالرش، حيث يُغسل بسائل الكلوروسيلان منخفض الحرارة أسفل التدفق العلوي للبرج. يتكثف معظم الكلوروسيلان الموجود في الغاز ويختلط بسائل الغسيل. يُضغط الكلوروسيلان الموجود في أسفل البرج بواسطة مضخة، ويُعاد تدوير معظمه إلى أعلى البرج بعد تبريده لغسله بالغاز، بينما يُرسل الكلوروسيلان المتبقي إلى برج تحليل كلوريد الهيدروجين.

يُزال معظم غاز الكلوروسيلان من أعلى برج الرش والغسل، ويُضغط بواسطة ضاغط غاز مختلط، ثم يُبرد ويُرسل إلى برج امتصاص كلوريد الهيدروجين، حيث يُغسل بسائل الكلوروسيلان المبرد والمُرسل من أسفل برج تحليل كلوريد الهيدروجين. يمتص الكلوروسيلان معظم كلوريد الهيدروجين الموجود في الغاز، بينما يُغسل ويُكثف ما تبقى منه. يتكون الغاز العلوي للبرج من غاز الهيدروجين المحتوي على آثار من كلوريد الهيدروجين والكلوروسيلان. يُحصل على غاز الهيدروجين عالي النقاوة بعد إزالة كلوريد الهيدروجين والكلوروسيلان بواسطة مجموعة من أجهزة الامتزاز التي تُغير درجة الحرارة والضغط. يتدفق الهيدروجين عبر خزان عازل للهيدروجين، ثم يعود إلى عملية تصنيع كلوريد الهيدروجين ليشارك في تفاعلات تصنيعه. يحتوي غاز النفايات المُجدد من جهاز الامتزاز على الهيدروجين وكلوريد الهيدروجين والكلوروسيلان، ويتم إرساله إلى عملية معالجة غاز النفايات للمعالجة.

يُسخّن كلور سيلان المذاب في غاز كلوريد الهيدروجين في قاع برج امتصاص كلوريد الهيدروجين، ثم يُخلط مع فائض كلور سيلان من قاع برج الغسيل بالرش، ثم يُرسل إلى الجزء الأوسط من برج تحليل كلوريد الهيدروجين، ويُحصل على غاز كلوريد الهيدروجين النقي في أعلى البرج من خلال عملية التقطير بالتخفيف من الضغط. يتدفق غاز كلوريد الهيدروجين من البرج عبر خزان تخزين كلوريد الهيدروجين، ثم يُرسل إلى خزان تخزين كلوريد الهيدروجين المتداول الموجود في عملية تخليق ثلاثي كلورو سيلان. يقوم الجزء السفلي من البرج بإزالة كلوريد الهيدروجين للحصول على سائل الكلوروسيلان المُجدد، والذي يتم إرسال معظمه مرة أخرى إلى برج امتصاص كلوريد الهيدروجين بعد تبريده وتجميده وتبريده لاستخدامه كمادة ماصة، ويتم إرسال سائل الكلوروسيلان الفائض (أي الكلوروسيلان المفصول من غاز توليف ثلاثي الكلوروسيلان) إلى خزان تخزين الكلوروسيلان للمواد الخام في خطوة تخزين الكلوروسيلان بعد تبريده.

عملية فصل وتنقية الكلوروسيلان

يُغذّى سائل الكلوروسيلان، المفصول في خطوة الفصل الجاف لغاز التخليق، إلى خزان تخزين الكلوروسيلان الخاص بمرحلة تخزين المواد الخام. ويُغذّى سائل الكلوروسيلان، المفصول في خطوة الفصل الجاف لغاز الاختزال، إلى خزان تخزين الكلوروسيلان المختزل الخاص بمرحلة تخزين الكلوروسيلان. أما سائل الكلوروسيلان، المفصول في خطوة الفصل الجاف لغاز الهيدريد، فيُغذّى إلى خزان تخزين هيدروكلوروسيلان الخاص بمرحلة تخزين الكلوروسيلان. تُضخّ سوائل الكلوروسيلان الخام، وسوائل الكلوروسيلان المختزلة، وسوائل هيدروكلوروسيلان، كلٌّ على حدة، بواسطة مضخة، وتُرسل إلى أبراج التقطير المختلفة في عملية فصل وتنقية الكلوروسيلان.

عملية اختزال السيليكون بثلاثي كلوروهيدروجين إلى الهيدروجين

يتم تغذية ثلاثي كلوروسيلان المكرر من خلال عملية فصل وتنقية الكلوروسيلان إلى مبخر ثلاثي كلوروسيلان الخاص بالعملية، ويتم تسخينه وتبخيره بواسطة الماء الساخن؛ يتدفق غاز الهيدروجين المتداول العائد من عملية الفصل الجاف لتقليل غاز الذيل عبر خزان عازل للهيدروجين، ويتم تغذيته أيضًا إلى مبخر لتشكيل غاز مختلط مع بخار ثلاثي كلوروسيلان بنسبة معينة.

يُرسل الغاز المختلط من ثلاثي كلورو السيلان والهيدروجين الناتج من مبخر ثلاثي كلورو السيلان إلى فرن اختزال. على سطح قلب السيليكون الساخن/قضيب السيليكون المُكهرب في فرن الاختزال، يحدث تفاعل اختزال الهيدروجين لثلاثي كلورو السيلان، ويتولد السيليكون ويترسب، مما يؤدي إلى زيادة قطر قلب السيليكون/قضيب السيليكون تدريجيًا حتى يصل إلى الحجم المطلوب. ينتج عن تفاعل اختزال الهيدروجين ثنائي هيدروجين كلوريد السيليكون، ورباعي كلوريد السيليكون، وكلوريد الهيدروجين، والهيدروجين في آن واحد، ويُرسل هذا المزيج إلى فرن الاختزال مع ثلاثي هيدروجين كلوريد السيليكون غير المتفاعل والهيدروجين، ويُبرد بواسطة ماء التبريد المتداول في مبرد غازات الاختزال، ثم يُرسل مباشرةً إلى عملية الفصل الجاف لغازات الاختزال.

يُضخ الماء الساخن إلى غلاف أسطوانة فرن الاختزال لإزالة الحرارة المنبعثة من قلب السيليكون الساخن في الفرن إلى الجدار الداخلي للأسطوانة، والحفاظ على درجة حرارة هذا الجدار. يُرسل الماء الساخن ذو درجة الحرارة العالية من غلاف أسطوانة التفريغ إلى نظام استعادة الطاقة الحرارية، وبعد أن يُنتج البخار بواسطة غلاية استعادة الحرارة المهدرة ويُبرد، يُعاد تدوير الماء الساخن لاستخدامه في كل غلاف من أغلفة أفران الاختزال في هذا النظام.

بعد تركيب قلب السيليكون في فرن الاختزال، تُستخدم مضخة تفريغ الماء النفاثة لتفريغ الهواء قبل التشغيل، ويُستخدم النيتروجين لاستبدال الهواء في الفرن، ثم يُستخدم الهيدروجين لاستبدال النيتروجين (بعد تصريف النيتروجين)، ثم تبدأ عملية التسخين. وبالتالي، يُصرّف النيتروجين إلى الهواء المحيط في مرحلة التشغيل، وتُستخدم كمية قليلة من الماء لمضخة التفريغ (والتي يمكن تصريفها كماء نظيف). في مرحلة إيقاف تشغيل الفرن وإعادة تشغيله (تستغرق العملية من 5 إلى 7 أيام تقريبًا)، يُضغط الغاز المختلط المحتوي على الكلوروسيلان وكلوريد الهيدروجين والهيدروجين الموجود في فرن الاختزال أولًا إلى نظام استعادة غازات الاختزال الجافة لاستعادته بواسطة غاز الهيدروجين، ثم يُستبدل غاز النيتروجين ويُصرّف، ويُستخرج منتج البولي سيليكون، وتُزال نفايات قطب الجرافيت، ويُغسل الماء فائق النقاء الموجود في الفرن حسب الحاجة. وبالتالي، يتولد غاز النيتروجين ونفايات الجرافيت ومياه الصرف الناتجة عن التنظيف في مرحلة إيقاف تشغيل الفرن. غاز النيتروجين غاز غير ضار، لذا، في الظروف العادية، يكون فرن الاختزال مفتوحًا ولا تُصدر مرحلة الإيقاف أي غازات ضارة. يُستعاد الجرافيت المُستعمل من مصنع الإنتاج الأصلي، وتُرسل مياه الصرف الناتجة عن التنظيف إلى نظام معالجة مياه الصرف الحمضية القلوية المحتوية على الكلوريد.

عملية فصل جاف لتقليل غازات العادم

يتم فصل غاز الذيل الناتج عن خطوة اختزال الهيدروجين ثلاثي الكلوروسيلان إلى سائل الكلوروسيلان والهيدروجين وغاز كلوريد الهيدروجين من خلال هذه الخطوة، ويتم إعادة تدوير غاز الذيل على التوالي إلى الجهاز لاستخدامه.

يتشابه مبدأ وعملية الفصل الجاف لغازات العادم المختزلة إلى حد كبير مع عملية الفصل الجاف لثلاثي كلوريد السيليكون. يتدفق الهيدروجين عالي النقاوة، المُستخلص من مخرج جهاز الامتزاز ذي الضغط والحرارة المتغيرين، عبر خزان تخزين الهيدروجين، حيث يُعاد معظمه إلى عملية اختزال ثلاثي كلوريد الهيدروجين إلى السيليكون للمشاركة في تحضير متعدد السيليكون، بينما يُرسل الفائض منه إلى عملية هدرجة رباعي كلوريد السيليكون للمشاركة في عملية الهدرجة. يقوم جهاز الامتزاز بتجديد غازات العادم وإرسالها إلى عملية معالجة غازات العادم. يُستخلص غاز كلوريد الهيدروجين النقي من أعلى برج تحليل كلوريد الهيدروجين ويُرسل إلى خزان تخزين كلوريد الهيدروجين المُدوّر، والمُستخدم في عملية تخليق ثلاثي كلوريد الهيدروجين إلى السيليكون. يتم إرسال سائل الكلوروسيلان الإضافي (أي الكلوروسيلان المفصول من غاز ذيل اختزال ثلاثي كلوريد الهيدروجين) المستخرج من أسفل برج تحليل كلوريد الهيدروجين إلى خزان تخزين الكلوروسيلان المختزل في خطوة تخزين الكلوروسيلان.

عملية هدرجة رابع كلوريد السيليكون

يُغذّى رابع كلوريد السيليكون المكرر، بعد فصله وتنقيته باستخدام الكلوروسيلان، إلى مبخر رابع كلوريد السيليكون في العملية، حيث يُسخّن ويُبخر بواسطة الماء الساخن. يُخلط الهيدروجين الناتج عن عملية تحضيره وتنقيته مع الهيدروجين الفائض من عملية الفصل الجاف لغازات الاختزال في خزان عازل للهيدروجين، ثم يُدخل الهيدروجين إلى المبخر لتكوين نسبة معينة من الغاز المختلط مع بخار رابع كلوريد السيليكون.

يُضخّ الغاز المختلط من رابع كلوريد السيليكون والهيدروجين، الناتج من مبخر رابع كلوريد السيليكون، إلى فرن الهدرجة. ويحدث تفاعل هدرجة رابع كلوريد السيليكون بالقرب من سطح القطب الساخن المُكهرب داخل فرن الهدرجة، مُنتجًا في الوقت نفسه ثلاثي كلوروهيدريد السيليكون وكلوريد الهيدروجين. ثم يُرسل الغاز المختلط، الذي يحتوي على ثلاثي كلوروسيلان وكلوريد الهيدروجين ورابع كلوريد السيليكون غير المتفاعل والهيدروجين، إلى عملية فصل الهيدروجين الجاف.

يُضخ الماء الساخن إلى غلاف أسطوانة فرن الهدرجة لإزالة الحرارة المنبعثة من القطب الساخن داخل الفرن إلى الجدار الداخلي للأسطوانة، والحفاظ على درجة حرارة هذا الجدار. يُرسل الماء الساخن ذو درجة الحرارة العالية من غلاف أسطوانة التفريغ إلى وحدة استعادة الطاقة الحرارية، وبعد أن يُنتج البخار بواسطة غلاية استعادة الحرارة ويُبرد، يُعاد تدوير الماء الساخن إلى غلاف فرن الهدرجة.

عملية الفصل الجاف لغاز الهيدروجين

يتم فصل غاز الهيدروجين الناتج عن عملية هدرجة رباعي كلوريد السيليكون إلى سائل الكلوروسيلان وغاز الهيدروجين وغاز كلوريد الهيدروجين من خلال العملية، ويتم إعادة تدوير غاز الهيدروجين على التوالي إلى الجهاز لاستخدامه.

يتشابه مبدأ وعملية الفصل الجاف لغاز الهيدروجين إلى حد كبير مع مبدأ وعملية الفصل الجاف لثلاثي كلوريد السيليكون. يُعاد الهيدروجين عالي النقاوة، المُستخلص من مخرج جهاز الامتزاز ذي الضغط والحرارة المتغيرين، إلى عملية هدرجة رباعي كلوريد السيليكون بعد مروره عبر خزان تخزين الهيدروجين. يُرسل غاز النفايات المُعاد تدويره والممتص إلى وحدة معالجة غازات النفايات. يُستخلص غاز كلوريد الهيدروجين النقي من أعلى برج تحليل كلوريد الهيدروجين ويُرسل إلى خزان تخزين كلوريد الهيدروجين المُدوّر، والمُستخدم في عملية تخليق ثلاثي كلوريد السيليكون الهيدروجيني. يُغذى سائل الكلوروسيلان الزائد (أي الكلوروسيلان المفصول عن غاز الهيدريد) المُستخلص من أسفل برج تحليل كلوريد الهيدروجين إلى خزان تخزين هيدروكلوروسيلان في وحدة تخزين الكلوروسيلان.

عملية تخزين الكلوروسيلان

يتم ترتيب خزانات التخزين التالية في العملية: خزان تخزين الكلوروسيلان سعة 100 متر مكعب، وخزان تخزين ثلاثي الكلوروسيلان من الدرجة الصناعية سعة 100 متر مكعب، وخزان تخزين رباعي الكلوروسيلان من الدرجة الصناعية سعة 100 متر مكعب، وخزان تصريف طوارئ الكلوروسيلان سعة 100 متر مكعب، إلخ.

يتم تغذية سائل الكلوروسيلان الناتج من خطوة الفصل الجاف لغاز التخليق، وخطوة الفصل الجاف لغاز ذيل الاختزال، وخطوة الفصل الجاف لغاز الهدرجة، على التوالي، إلى خزان تخزين المواد الخام، وخزان الاختزال، وخزان تخزين هيدروكلوروسيلان، ثم يتم تغذية سائل الكلوروسيلان على التوالي كمادة خام إلى أبراج التقطير المختلفة لخطوة الفصل والتنقية للكلوروسيلان.

يتم إرسال السائل المختلط من ثلاثي كلوروسيلان وثنائي كلورو ثنائي هيدروسيلكون الذي تم الحصول عليه في الجزء العلوي من برج التقطير في المرحلة الأولى في عملية فصل وتنقية الكلوروسيلان، وسائل ثلاثي كلوروسيلان الذي تم الحصول عليه في الجزء السفلي من برج التقطير في المرحلة الرابعة وسائل ثلاثي كلوروسيلان الذي تم الحصول عليه في الجزء السفلي من برج التقطير في المرحلة السادسة وبرج التقطير في المرحلة الثامنة وبرج التقطير في المرحلة العاشرة إلى خزان تخزين ثلاثي كلوروسيلان من الدرجة الصناعية، ويتم خلط السائل في الخزان وبيعه كمنتجات ثلاثي كلوروسيلان من الدرجة الصناعية.

عملية تحضير لب السيليكون

تُستخدم تقنية السحب والقطع في أفران المناطق لمعالجة وتجهيز قلب السيليكون الموصل، الذي يُركّب في الفرن خلال مرحلة الإنتاج الأولية لفرن الاختزال. في عملية تجهيز قلب السيليكون، يُعرّض للتآكل بواسطة حمض الهيدروفلوريك وحمض النيتريك، ثم يُنظّف بالماء فائق النقاء، ويُجفّف. يتصاعد غاز فلوريد الهيدروجين وأكاسيد النيتروجين إلى الهواء أثناء عملية المعالجة بالتآكل الحمضي، لذا تُستخدم مروحة لسحب هذه الغازات عبر غطاء هوائي مُثبّت على الجزء العلوي من خزان المعالجة، ثم يُوجّه الغاز إلى جهاز معالجة غازات العادم، ويُصرّف وفقًا للمعايير.

عملية فرز المنتجات

يُستخرج قضيب البولي سيليكون المُصنّع في فرن الاختزال من الفرن، ويُقطع ويُكسّر إلى كتلة بولي سيليكون صلبة. تُعرّض كتلة البولي سيليكون للتآكل بواسطة حمض الهيدروفلوريك وحمض النيتريك، ثم تُنظف بالماء فائق النقاء، ثم تُجفف. يتسرب غاز فلوريد الهيدروجين وأكسيد النيتروجين إلى الهواء أثناء عملية معالجة التآكل الحمضي، لذا تُستخدم مروحة لسحب هذين الغازين عبر غطاء هوائي مُثبّت على الجزء العلوي من خزان معالجة التآكل الحمضي، ثم يُوجّه الغاز إلى جهاز معالجة غازات العادم، ويُصرّف وفقًا للمعايير. يُسلّم منتج البولي سيليكون السائب، الذي تم فحصه للتأكد من مطابقته لمؤشر الجودة المُحدد، للتعبئة والتغليف.

عملية معالجة الغازات والنفايات

1. تنقية الغازات العادمة المحتوية على كلوريد الهيدروجين

يتم إرسال غاز النفايات المنبعث في عملية تنقية SiHCl1، ​​وإيقاف تشغيل الفرن المختزل، والتفريغ العرضي لغاز النفايات، وغاز التفريغ الآمن لخزان عملية تخزين الكلوروسيلان وكلوريد الهيدروجين، وغاز النفايات الناتج عن امتزاز CDI، إلى برج ترشيح غاز النفايات عن طريق خطوط الأنابيب للغسل.

بعد غسل غاز العادم باستمرار بواسطة 10٪ NaOH في برج الترشيح، يتم ضخ سائل الغسيل الموجود في أسفل البرج إلى عملية معالجة النفايات التكنولوجية، ويتم تصريف غاز العادم بواسطة أسطوانة عادم بارتفاع 15 مترًا.

2. معالجة المخلفات

يتم إرسال السائل المتبقي من المفاعل والذي يحتوي بشكل أساسي على مركبات رباعي كلوريد السيليكون ومركبات البوليكلوروسيلان، والسائل المتبقي من الكلوروسيلان الذي يتم تصريفه من برج التقطير ويتم تصريفه بواسطة جهاز الإيقاف، إلى العملية للمعالجة.

يُضخ السائل المراد معالجته إلى خزان تجميع المخلفات. ثم يُضغط السائل بواسطة غاز النيتروجين ويُرسل إلى برج ترشيح السائل المتبقي للغسل. استُخدم محلول هيدروكسيد الصوديوم بتركيز 10% للمعالجة. يتفاعل الكلوروسيلان الموجود في السائل المُستعمل مع هيدروكسيد الصوديوم والماء، ويتحول إلى مواد غير ضارة (تعتمد آلية المعالجة على استخدام غاز مُستعمل يحتوي على كلوريد الهيدروجين والكلوروسيلان).

3. غاز النفايات الحمضي

يُضخ غاز النفايات الحمضي الناتج عن عملية تحضير قلب السيليكون وتشطيب المنتج إلى نظام معالجة غاز النفايات عبر غطاء تجميع الغاز. يُغسل غاز النفايات الحمضي بمحلول جيري بنسبة 10% في برج رش لإزالة غاز النفايات المحتوي على الفلور، وفي الوقت نفسه، يُضاف الأمونيا إلى سائل الغسيل لتقليل معظم أكاسيد النيتروجين إلى نيتروجين وبخار. بعد تجفيف الغاز عقب الغسيل، تُمتص أكاسيد النيتروجين المتبقية بواسطة مادة ماصة من نوع SDG باستخدام طريقة الامتزاز الصلب (باستخدام معدن غير نبيل كعامل مساعد)، ثم تُصرّف عبر أسطوانة عادم بارتفاع 20 مترًا.

معالجة مسحوق السيليكون النفايات

يُنقل مسحوق السيليكون الناتج من وحدة تجميع غبار مسحوق السيليكون الخام، ووحدة تجميع الغبار الإعصارية في ورشة تصنيع السيليكون ثلاثي كلوروهيدريد السيليكون، ومفاعل التصنيع، إلى قمع خبث النفايات عبر خزان نقل خبث النفايات، ثم يدخل إلى أنبوب غسيل حمضي مزود بمحرك تقليب، حيث يُزال القلوية من مسحوق السيليكون (الغبار) باستخدام حمض الهيدروكلوريك بنسبة 11%، مما يُذيب الشوائب مثل الألومنيوم والحديد والكالسيوم الموجودة في نفايات السيليكون. بعد انتهاء الغسيل، تُصفّى مخلفات النفايات بواسطة مكبس ترشيح، ثم تُرسل إلى مجفف للتجفيف، ويُعاد مسحوق السيليكون المجفف إلى دورة تصنيع ثلاثي كلوروسيلان لاستخدامه، بينما يُجمع السائل الناتج في نظام معالجة مياه الصرف الصحي التابع لنظام معالجة مخلفات الغازات، ويُعالج مع مياه الصرف الصحي.

يتم إرسال غاز النفايات المحتوي على حمض الهيدروكلوريك المنبعث من خزان التخليل وخزان الترشيح إلى نظام معالجة مخلفات العادم للمعالجة.

عملية معالجة النفايات

1. معالجة النفايات السائلة من الفئة الأولى

تُخلط السوائل الحمضية الناتجة عن معالجة سائل الغسيل في برج الغسيل مع مسحوق السيليكون، ثم تُعادَل وتُرسب خلال العملية، ثم تُرشَّح بواسطة مكبس ترشيح. تُنقل مخلفات الترشيح (المكونة أساسًا من ثاني أكسيد السيليكون) إلى مصنع الإسمنت لإنتاج الإسمنت (انظر الملحق). أما الرواسب والراشح، فهما في الغالب مياه صرف صحي ملحية عالية التركيز، تحتوي على 200 غ/لتر أو أكثر من كلوريد الصوديوم. لا تحتوي هذه المياه على أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم والكبريتات خلال عملية التشغيل والمعالجة، وتتوافق جودتها مع متطلبات إنتاج الكلور القلوي. لذلك، تُنقل مياه الصرف الصحي الملحية عبر الأنابيب إلى خط إنتاج الصودا الكاوية في شركة سيتشوان يونغشيانغ المحدودة، حيث تُستخدم كمادة خام لإعادة التدوير (انظر الملحق). يُعاد استخدام المكثف الناتج عن التبخر لتحضير محلول قلوي.

2. معالجة السوائل النفايات من الفئة الثانية

تُعادَل مخلفات حمض الهيدروفلوريك وحمض النيتريك ومياه غسل ​​الأحماض الناتجة عن عملية تحضير قلب السيليكون وعملية تشطيب المنتج، وتُرسب باستخدام مستحلب جير بنسبة 10%، ثم تُرشح بواسطة مكبس ترشيح، ويُرسل المتبقي من المرشح (معظمه فلوريد الكالسيوم) إلى مصنع أسمنت لإنتاج الأسمنت (انظر الملحق). يتكون محلول الترسيب والراشح بشكل أساسي من محلول نترات الكالسيوم، وبعد التبخير والتركيز، يُباع المحلول كمنتجات ثانوية (انظر الملحق). يُعاد استخدام المكثف الناتج عن التبخير لتحضير محلول قلوي.