تحلیل جریان فرآیند و تولید آلودگی پلیسیلیکون
تحلیل جریان فرآیند و تولید آلودگی پلی سیلیکون
فرآیند تهیه و خالصسازی هیدروژن
هیدروژن در یک سلول الکترولیتی با استفاده از روش نمکزدایی الکترولیز تولید میشود. هیدروژن تولید شده توسط الکترولیز، خنک شده و توسط مایع جدا میشود، سپس وارد دیاریتور میشود، تحت عمل کاتالیزور، اکسیژن ناچیز موجود در گاز هیدروژن با گاز هیدروژن واکنش داده و آب تولید میکند و حذف میشود. هیدروژن بدون اکسیژن توسط مجموعهای از خشککنهای جذبی خشک میشود. گاز هیدروژن تصفیه و خشک شده به مخزن ذخیره هیدروژن ارسال میشود و سپس به فرآیندهای سنتز کلرید هیدروژن، کاهش تریکلروهیدروژن و هیدروژن سیلیکون و هیدروژناسیون تتراکلرید سیلیکون ارسال میشود.
اکسیژن تولید شده توسط الکترولیز پس از خنک شدن و جدا شدن مایع، به مخزن ذخیره اکسیژن فرستاده میشود. اکسیژن را از مخزن خارج کرده و داخل بطری قرار دهید.
جاذب ضایعات تخلیه شده توسط جداکننده گاز-مایع، کاتالیزور دفع اکسیداسیون ضایعات تخلیه شده توسط دی اکسید کننده هیدروژن و جاذب ضایعات تخلیه شده توسط خشک کن، همگی توسط تأمین کنندگان بازیابی و دوباره استفاده می شوند.
فرآیند سنتز کلرید هیدروژن
هیدروژن حاصل از فرآیند آمادهسازی و تصفیه هیدروژن و هیدروژن در گردش برگشتی از فرآیند جداسازی خشک گاز سنتز به ترتیب وارد مخزن بافر هیدروژن فرآیند شده و در مخزن مخلوط میشوند. گاز هیدروژن حاصل از مخزن بافر گاز هیدروژن به تفنگ احتراق در پایین کوره سنتز کلرید هیدروژن وارد میشود. گاز کلر حاصل از فرآیند تبخیر کلر مایع نیز از طریق مخزن بافر گاز کلر به تفنگ احتراق در پایین کوره سنتز کلرید هیدروژن وارد میشود. گاز مخلوط هیدروژن و کلر در خروجی تفنگ احتراق مشتعل میشود و گاز کلرید هیدروژن از طریق واکنش احتراق تولید میشود. گاز کلرید هیدروژن خارج شده از کوره سنتز پس از عبور از خنککننده هوا، خنککننده آب، خنککننده عمیق و جداکننده مه به فرآیند سنتز تریکلروسیلان ارسال میشود.
به منظور اطمینان از ایمنی، دستگاه مجهز به یک سیستم جذب گاز کلرید هیدروژن است که عمدتاً از دو جاذب فیلم ریزشی کلرید هیدروژن، دو شیار گردش اسید هیدروکلریک و یک پمپ گردش اسید هیدروکلریک تشکیل شده است و میتواند گاز کلرید هیدروژن تخلیه شده به دلیل تنظیم بار یا تخلیه اضطراری دستگاه توسط آب را جذب کند. این سیستم به طور مداوم کار میکند و میتواند گاز کلرید هیدروژن تخلیه شده توسط دستگاه را در هر زمانی دریافت و جذب کند.
به منظور تضمین ایمنی، در فرآیند کار، مجموعهای از سیستم پردازش گازهای زائد حاوی کلر ارائه میشود که عمدتاً از یک برج پردازش گازهای خروجی، یک مخزن گردش مایع قلیایی، یک پمپ گردش مایع قلیایی و یک خنککننده گردش مایع قلیایی تشکیل شده است. در صورت لزوم، کلر موجود در مخزن بافر کلر و خط لوله میتواند به برج تصفیه گازهای زائد ارسال شود و کلر میتواند توسط محلول آبی هیدروکسید سدیم شسته و حذف شود. سیستم تصفیه گازهای زائد به طور مداوم در حال کار است تا اطمینان حاصل شود که گازهای حاوی کلر در هر زمانی دریافت و تصفیه میشوند.
فرآیند سنتز تری کلروسیلان
پودر سیلیکون خام به صورت معلق درآمده و از طریق قیف تخلیه پودر سیلیکون به داخل قیف دریافت پودر سیلیکون تخلیه میشود. پودر سیلیکون از قیف دریافت کننده به داخل قیف میانی پایینی ریخته میشود، گاز موجود در قیف با کلرید هیدروژن داغ جایگزین شده و برای متعادل شدن با فشار قیف پایینی افزایش مییابد و پودر سیلیکون به داخل قیف تامین پودر سیلیکون پایینی ریخته میشود. پودر سیلیکون موجود در قیف تغذیه توسط یک تغذیه کننده ستارهای که در پایین قیف تغذیه نصب شده است، به لوله تغذیه کوره سنتز تری کلروسیلان تغذیه میشود.
کلرید هیدروژن حاصل از فرآیند سنتز کلرید هیدروژن با کلرید هیدروژن در گردش از مخزن بافر کلرید هیدروژن در گردش مخلوط میشود، سپس کلرید هیدروژن به لوله تغذیه کوره سنتز تری کلروسیلان وارد میشود، پودر سیلیکون در لوله تغذیه از قیف تغذیه پودر سیلیکون حمل و منتقل میشود و پودر سیلیکون از پایین وارد کوره سنتز تری کلروسیلان میشود.
در یک کوره سنتز تری کلروسیلان، پودر سیلیکون و گاز کلرید هیدروژن یک بستر جوش تشکیل میدهند و برای تولید تری کلروهیدروژن سیلیکون واکنش میدهند و همزمان محصولاتی مانند تتراکلرید سیلیکون، دی هیدروژن کلرید سیلیکون، کلرید فلزی، پلی کلروسیلان و گاز هیدروژن تولید میشوند و گاز مخلوط، گاز سنتز تری کلروهیدروژن سیلیکون نامیده میشود. واکنش گرمازا بود. دیواره بیرونی کوره مصنوعی دارای یک ژاکت آب است و گرما توسط آب موجود در ژاکت گرفته میشود تا دمای دیواره کوره حفظ شود.
گاز مصنوعی حاوی پودر سیلیکون در بالای کوره سنتز قرار میگیرد، پس از اینکه بخشی از پودر سیلیکون توسط یک سیستم حذف گرد و غبار خشک متشکل از یک گردآورنده گرد و غبار سیکلون سه مرحلهای حذف شد، پودر سیلیکون به یک سیستم حذف گرد و غبار مرطوب فرستاده میشود و مایع تتراکلرید سیلیکون شسته میشود و بخشی از گرد و غبار سیلیکون ریز موجود در گاز شسته میشود.
همزمان، هیدروژن مرطوب در تماس با گاز قرار میگیرد و بخشی از اکسید فلز موجود در گاز هیدرولیز و حذف میشود. گاز مخلوط که با حذف پودر سیلیکون خالصسازی شده است، به فرآیند جداسازی خشک گاز سنتز ارسال میشود.
فرآیند جداسازی خشک گاز مصنوعی
گاز سنتز حاصل از مرحله سنتز هیدروژن تری کلروسیلان در این مرحله به مایع کلروسیلان، گاز هیدروژن و گاز کلرید هیدروژن تفکیک شده و برای استفاده به دستگاه بازگردانده میشود.
جریان گاز مصنوعی تری کلروسیلان از یک مخزن بافر گاز مخلوط عبور داده میشود، سپس وارد یک برج شستشوی اسپری میشود و توسط مایع کلروسیلان با دمای پایین در زیر جریان بالای برج شسته میشود. بیشتر کلروسیلان موجود در گاز متراکم شده و با مایع شستشو مخلوط میشود. کلروسیلان در پایین برج توسط یک پمپ تحت فشار قرار میگیرد، بیشتر کلروسیلان پس از خنک شدن و خنک شدن برای شستشوی گاز، به بالای برج برگردانده میشود و کلروسیلان باقیمانده به برج آنالیز کلرید هیدروژن ارسال میشود.
بیشتر گاز کلروسیلان از بالای برج پاشش و شستشو خارج میشود، توسط یک کمپرسور گاز مخلوط فشرده، خنک و سرد میشود، به برج جذب کلرید هیدروژن فرستاده میشود، توسط مایع کلروسیلان که خنک و سرد شده و از پایین برج تجزیه کلرید هیدروژن ارسال میشود، شسته میشود. بیشتر کلرید هیدروژن موجود در گاز توسط کلروسیلان جذب میشود و بیشتر کلروسیلان باقی مانده در گاز شسته و متراکم میشود. گاز بالای برج گاز هیدروژن است که حاوی مقدار کمی کلرید هیدروژن و کلروسیلان است و گاز هیدروژن با خلوص بالا پس از حذف بیشتر کلرید هیدروژن و کلروسیلان توسط گروهی از جاذبهای تغییر دهنده دما و تغییر دهنده فشار به دست میآید. هیدروژن از مخزن بافر هیدروژن عبور میکند و سپس به فرآیند سنتز کلرید هیدروژن باز میگردد تا در واکنش سنتز کلرید هیدروژن شرکت کند. گاز زائد بازسازی شده جاذب حاوی هیدروژن، کلرید هیدروژن و کلروسیلان است و برای تصفیه به فرآیند تصفیه گاز زائد ارسال میشود.
سیلان کلر حل شده در گاز کلرید هیدروژن در پایین برج جذب کلرید هیدروژن تخلیه، گرم میشود، سپس با سیلان کلر مازاد از پایین برج شستشوی اسپری ترکیب میشود، سپس به قسمت میانی برج تجزیه کلرید هیدروژن فرستاده میشود و گاز کلرید هیدروژن تصفیه شده در بالای برج از طریق عملیات تقطیر رفع فشار به دست میآید. گاز کلرید هیدروژن برج از مخزن بافر کلرید هیدروژن عبور میکند و سپس به مخزن بافر کلرید هیدروژن در گردش که در فرآیند سنتز تری کلروسیلان قرار دارد، فرستاده میشود. پایین برج، کلرید هیدروژن را حذف میکند تا مایع کلروسیلان احیا شده به دست آید که بیشتر آن پس از خنک شدن، انجماد و خنک شدن به عنوان جاذب به برج جذب کلرید هیدروژن فرستاده میشود و مایع کلروسیلان مازاد (یعنی کلروسیلان جدا شده از گاز سنتز تری کلروسیلان) پس از خنک شدن به مخزن ذخیره کلروسیلان مواد اولیه مرحله ذخیره کلروسیلان ارسال میشود.
فرآیند جداسازی و خالصسازی کلروسیلان
مایع کلروسیلان جدا شده توسط مرحله جداسازی خشک گاز سنتز، به مخزن ذخیره کلروسیلان ماده اولیه مرحله ذخیره کلروسیلان تغذیه میشود. مایع کلروسیلان جدا شده توسط مرحله جداسازی خشک گاز انتهایی احیا، به مخزن ذخیره کلروسیلان احیا شده مرحله ذخیره کلروسیلان ارسال میشود. مایع کلروسیلان جدا شده توسط مرحله جداسازی خشک گاز هیدرید، به مخزن ذخیره هیدروکلروسیلان مرحله ذخیره کلروسیلان تغذیه میشود. مایع کلروسیلان ماده اولیه، مایع کلروسیلان احیا کننده و مایع هیدروکلروسیلان به ترتیب توسط یک پمپ پمپ شده و به برجهای اصلاح مختلف فرآیند جداسازی و خالصسازی کلروسیلان ارسال میشوند.
فرآیند کاهش هیدروژن سیلیکون تری کلروهیدروژن
تریکلروسیلان تصفیهشده از طریق فرآیند جداسازی و خالصسازی کلروسیلان، به بخارساز تریکلروسیلان این فرآیند تغذیه میشود و توسط آب داغ گرم و تبخیر میشود؛ گاز هیدروژن در گردش برگشتی از فرآیند جداسازی خشک گاز انتهایی احیا، از طریق یک مخزن بافر هیدروژن جریان مییابد و همچنین به یک بخارساز تغذیه میشود تا گاز مخلوط با بخار تریکلروسیلان را با نسبت مشخصی تشکیل دهد.
گاز مخلوط تری کلروسیلان و هیدروژن از بخارساز تری کلروسیلان به کوره احیا فرستاده میشود. روی سطح هسته سیلیکونی/میله سیلیکونی داغ که در کوره احیا برقرسانی میشود، واکنش احیا هیدروژن به تری کلروسیلان رخ میدهد و سیلیکون تولید و رسوب میکند، به طوری که قطر هسته سیلیکونی/میله سیلیکونی به تدریج بزرگتر میشود تا به اندازه تعیین شده برسد. واکنش احیا هیدروژن، دی هیدروژن کلرید سیلیکون، تتراکلرید سیلیکون، هیدروژن کلرید و هیدروژن را به طور همزمان تولید میکند و به همراه تری هیدروژن کلرید سیلیکون و هیدروژن واکنش نداده به کوره احیا فرستاده میشود و توسط آب خنککننده در گردش خنککننده گاز انتهایی احیا خنک میشود و سپس مستقیماً به فرآیند جداسازی خشک گاز انتهایی احیا ارسال میشود.
آب گرم به داخل پوشش محفظه کوره احیا وارد میشود تا گرمای ساطع شده از هسته سیلیکونی داغ کوره به دیواره داخلی محفظه کوره را دفع کرده و دمای دیواره داخلی محفظه کوره را حفظ کند. آب گرم با دمای بالای پوشش محفظه سیلندر تخلیه به واحد بازیابی انرژی حرارتی ارسال میشود و پس از تولید بخار توسط دیگ بخار گرمای تلف شده و خنک شدن آن، آب گرم برای استفاده توسط هر پوشش کوره احیا در واحد عملیاتی بازیافت میشود.
پس از نصب هسته سیلیکون در کوره احیا، از پمپ خلاء جت آب برای پمپاژ خلاء قبل از حرکت کوره استفاده میشود، نیتروژن برای جایگزینی هوای داخل کوره، هیدروژن برای جایگزینی نیتروژن داخل کوره (تخلیه نیتروژن) استفاده میشود و سپس عملیات گرمایش انجام میشود. بنابراین، نیتروژن در مرحله حرکت کوره به هوای محیط تخلیه میشود و مقدار کمی آب برای پمپ خلاء (که میتواند به عنوان آب تمیز تخلیه شود) مورد نیاز است. در مرحله خاموش کردن و باز کردن کوره (حدود 5-7 روز برای یک بار)، گاز مخلوط حاوی کلروسیلان، کلرید هیدروژن و هیدروژن در کوره احیا ابتدا برای بازیابی توسط گاز هیدروژن به سیستم بازیابی خشک گاز انتهایی احیا فشار داده میشود، سپس گاز نیتروژن جایگزین و سپس تخلیه میشود، محصول پلی سیلیکون خارج میشود، الکترود گرافیتی ضایعاتی برداشته میشود و آب فوق خالص داخل کوره با توجه به شرایط شسته میشود، بنابراین، گاز نیتروژن، گرافیت ضایعاتی و آب فاضلاب تمیزکننده در مرحله خاموش کردن کوره تولید میشوند. گاز نیتروژن گازی بیضرر است، بنابراین، در شرایط عادی، کوره احیا باز است و مرحله توقف هیچ تخلیه گاز مضری ندارد. گرافیت زائد از کارخانه تولید اصلی بازیابی میشود و پساب حاصل از تصفیه برای تصفیه به سیستم تصفیه فاضلاب اسیدی-قلیایی حاوی کلرید ارسال میشود.
فرآیند جداسازی خشک برای کاهش گاز زائد
گاز انتهایی حاصل از مرحله کاهش هیدروژن تریکلروسیلان، از طریق این مرحله به مایع کلروسیلان، هیدروژن و گاز کلرید هیدروژن تفکیک میشود و گاز انتهایی به ترتیب برای استفاده به دستگاه بازگردانده میشود.
اصل و فرآیند جداسازی خشک گاز زائد احیاکننده بسیار شبیه به جداسازی خشک تریکلروسیلان است. هیدروژن با خلوص بالا که از خروجی جاذب تغییر دهنده دما و فشار به دست میآید، از طریق مخزن بافر هیدروژن جریان مییابد و بیشتر هیدروژن به فرآیند کاهش هیدروژن تریکلرید هیدروژن سیلیکون بازگردانده میشود تا در تهیه پلیسیلیکون شرکت کند و هیدروژن مازاد به فرآیند هیدروژناسیون سیلیکون تتراکلرید فرستاده میشود تا در هیدروژناسیون سیلیکون تتراکلرید شرکت کند. جاذب، گاز زائد را احیا کرده و آن را برای تصفیه به فرآیند تصفیه گاز زائد میفرستد. گاز کلرید هیدروژن تصفیه شده از بالای برج آنالیز کلرید هیدروژن به دست میآید و به یک مخزن بافر کلرید هیدروژن در گردش که در فرآیند سنتز تریکلرید هیدروژن سیلیکون قرار دارد، ارسال میشود. مایع کلروسیلان اضافی (یعنی کلروسیلان جدا شده از گاز زائد کاهش تریکلرید هیدروژن) که از پایین برج آنالیز کلرید هیدروژن استخراج شده است، به مخزن ذخیره کلروسیلان احیا شده در مرحله ذخیره کلروسیلان ارسال میشود.
فرآیند هیدروژناسیون تتراکلرید سیلیکون
تتراکلرید سیلیکون تصفیه شده از طریق فرآیند جداسازی و خالصسازی کلروسیلان، به بخارساز تتراکلرید سیلیکون این فرآیند وارد میشود و توسط آب داغ گرم و تبخیر میشود. هیدروژن حاصل از فرآیند آمادهسازی و خالصسازی هیدروژن و هیدروژن مازاد حاصل از فرآیند جداسازی خشک گاز انتهایی احیا در یک مخزن بافر هیدروژن مخلوط میشوند و سپس هیدروژن نیز به یک بخارساز وارد میشود تا نسبت مشخصی از گاز مخلوط با بخار تتراکلرید سیلیکون تشکیل شود.
گاز مخلوط تتراکلرید سیلیکون و هیدروژن از بخارساز تتراکلرید سیلیکون به کوره هیدروژناسیون فرستاده میشود. واکنش هیدروژناسیون تتراکلرید سیلیکون در نزدیکی سطح الکترود داغ که در کوره هیدروژناسیون الکتریکی شده است، رخ میدهد تا همزمان تری کلروهیدرید سیلیکون و کلرید هیدروژن تولید شود. گاز مخلوط حاوی تری کلروسیلان، کلرید هیدروژن، تتراکلرید سیلیکون واکنش نداده و هیدروژن به فرآیند جداسازی خشک هیدروژن فرستاده میشود.
آب داغ به داخل پوشش بدنه کوره هیدروژناسیون وارد میشود تا گرمای ساطع شده از الکترود داغ کوره به دیواره داخلی بدنه کوره را حذف کرده و دمای دیواره داخلی بدنه کوره را حفظ کند. آب داغ با دمای بالا در پوشش سیلندر تخلیه به فرآیند بازیابی انرژی گرمایی ارسال میشود و پس از تولید بخار توسط دیگ بخار گرمای زائد و خنک شدن، آب داغ دوباره به پوشش کوره هیدروژناسیون فرآیند بازیافت میشود.
فرآیند جداسازی خشک گاز هیدروژناسیون
گاز هیدروژن حاصل از فرآیند هیدروژناسیون تتراکلرید سیلیکون از طریق این فرآیند به مایع کلروسیلان، گاز هیدروژن و گاز کلرید هیدروژن تفکیک میشود و گاز هیدروژن به ترتیب برای استفاده به دستگاه بازگردانده میشود.
اصول و فرآیند جداسازی خشک گاز هیدروژن بسیار شبیه به جداسازی خشک تری کلروسیلان است. هیدروژن با خلوص بالا که از خروجی جاذب تغییر دهنده دما و فشار به دست میآید، پس از عبور از مخزن بافر هیدروژن، به فرآیند هیدروژناسیون تتراکلرید سیلیکون بازگردانده میشود تا در هیدروژناسیون تتراکلرید سیلیکون شرکت کند. گاز زائد جذب شده و احیا شده برای تصفیه به فرآیند تصفیه گاز زائد ارسال میشود. گاز کلرید هیدروژن تصفیه شده از بالای برج آنالیز کلرید هیدروژن به دست میآید و به یک مخزن بافر کلرید هیدروژن در گردش که در فرآیند سنتز سیلیکون هیدروژن تری کلرو قرار دارد، ارسال میشود. مایع کلروسیلان اضافی (یعنی کلروسیلان جدا شده از گاز هیدرید) که از پایین برج آنالیز کلرید هیدروژن استخراج شده است، به مخزن ذخیره هیدروکلروسیلان مرحله ذخیره کلروسیلان تغذیه میشود.
فرآیند ذخیره سازی کلروسیلان
مخازن ذخیرهسازی زیر در این فرآیند چیده شدهاند: مخزن ذخیرهسازی کلروسیلان ۱۰۰ متر مکعبی، مخزن ذخیرهسازی تریکلروسیلان ۱۰۰ متر مکعبی با درجه صنعتی، مخزن ذخیرهسازی تتراکلروسیلان ۱۰۰ متر مکعبی با درجه صنعتی، مخزن تخلیه اضطراری کلروسیلان ۱۰۰ متر مکعبی و غیره.
مایع کلروسیلان بهدستآمده از مرحله جداسازی خشک گاز سنتز، مرحله جداسازی خشک گاز انتهایی احیا و مرحله جداسازی خشک گاز هیدروژناسیون به ترتیب به یک مخزن ذخیره مواد اولیه، یک مخزن احیا و یک مخزن ذخیرهسازی هیدروکلروسیلان تغذیه میشود و سپس مایع کلروسیلان به ترتیب به عنوان ماده اولیه به برجهای اصلاح مختلف مرحله جداسازی و خالصسازی کلروسیلان تغذیه میشود.
مایع مخلوط تری کلروسیلان و دی کلرودی هیدروسیلیکون که در بالای برج اصلاح مرحله اول در فرآیند جداسازی و خالصسازی کلروسیلان به دست میآید، مایع تری کلروسیلان که در پایین برج اصلاح مرحله چهارم به دست میآید و مایع تری کلروسیلان که در پایین برج اصلاح مرحله ششم و برج اصلاح مرحله هشتم و برج اصلاح مرحله دهم به دست میآید، به مخزن ذخیرهسازی تری کلروسیلان با درجه صنعتی ارسال میشوند و مایع در مخزن مخلوط شده و به عنوان محصولات تری کلروسیلان با درجه صنعتی فروخته میشود.
فرآیند آمادهسازی هسته سیلیکونی
فناوری کشش و برش کوره منطقهای برای پردازش و آمادهسازی هسته سیلیکون رسانا که باید در طول تولید اولیه کوره احیا در کوره نصب شود، اتخاذ شده است. در فرآیند آمادهسازی هسته سیلیکون، هسته سیلیکون باید توسط اسید هیدروفلوئوریک و اسید نیتریک خورده شود، سپس هسته سیلیکون با آب فوق خالص تمیز میشود و سپس هسته سیلیکون خشک میشود. گاز هیدروژن فلوراید و اکسید نیتروژن در طول فرآیند تصفیه خوردگی اسیدی به هوا آزاد میشوند، بنابراین از فن برای مکش هوای هیدروژن فلوراید و اکسید نیتروژن از طریق پوشش باد که روی قسمت بالایی مخزن تصفیه خوردگی اسیدی پوشانده شده است، استفاده میشود و سپس گاز برای تصفیه به دستگاه تصفیه گاز خروجی ارسال میشود و گاز خروجی طبق استانداردها تخلیه میشود.
عملیات مرتب سازی محصول
میله پلی سیلیکون ساخته شده در کوره احیا از کوره خارج شده و برش داده شده و به پلی سیلیکون عظیم شکسته میشود. بلوک پلی سیلیکون توسط اسید هیدروفلوئوریک و اسید نیتریک خورده شده، سپس با آب فوق خالص تمیز و سپس خشک میشود. گاز هیدروژن فلوراید و اکسید نیتروژن در طول فرآیند تصفیه خوردگی اسیدی به هوا آزاد میشوند، بنابراین از فن برای مکش هوای هیدروژن فلوراید و اکسید نیتروژن از طریق پوشش باد که روی قسمت بالایی مخزن تصفیه خوردگی اسیدی پوشانده شده است، استفاده میشود و سپس گاز برای تصفیه به دستگاه تصفیه گاز خروجی ارسال میشود و گاز خروجی طبق استانداردها تخلیه میشود. یک محصول پلی سیلیکون فلهای که مطابق با شاخص کیفیت مشخص شده تشخیص داده شده است، برای بستهبندی تحویل داده میشود.
فرآیند تصفیه گاز و پسماندهای زائد
۱. تصفیه گاز زائد حاوی کلرید هیدروژن
گاز زائد تخلیه شده در فرآیند تصفیه SiHCl1، خاموش شدن کوره احیا، تخلیه تصادفی گاز زائد، گاز تخلیه ایمن مخزن فرآیند ذخیره سازی کلروسیلان و کلرید هیدروژن و گاز زائد جذب CDI، همگی توسط خطوط لوله برای شستشو به برج شستشوی گاز زائد ارسال میشوند.
پس از اینکه گاز خروجی به طور مداوم توسط 10٪ NaOH برج شستشو شسته شد، مایع شستشو در پایین برج به فرآیند پردازش زبالههای تکنولوژیکی پمپ میشود و گاز دم توسط یک سیلندر اگزوز با ارتفاع 15 متر تخلیه میشود.
2. تصفیه پس مانده
مایع باقیمانده راکتور که عمدتاً حاوی ترکیبات تتراکلرید سیلیکون و پلی کلروسیلان است و مایع باقیمانده کلروسیلان که از برج یکسوسازی خارج شده و توسط دستگاه متوقف کننده تخلیه میشود، برای تصفیه به فرآیند ارسال میشوند.
مایعی که قرار است تصفیه شود به مخزن جمعآوری پسماند وارد میشود. سپس مایع توسط گاز نیتروژن فشرده شده و برای شستشو به برج شستشوی پسماند فرستاده میشود. از محلول قلیایی NaOH با غلظت 10% برای تصفیه استفاده شد. کلروسیلان موجود در مایع پسماند با NaOH و آب واکنش داده و به مواد بیضرر تبدیل میشود (اصول تصفیه با گاز پسماند حاوی کلرید هیدروژن و کلروسیلان انجام میشود).
۳. گاز زائد اسیدی
گاز زائد اسیدی تولید شده در فرآیند آمادهسازی هسته سیلیکونی و تکمیل محصول، از طریق یک پوشش جمعآوری گاز به سیستم پردازش گاز زائد پمپ میشود. گاز زائد اسیدی در یک برج پاشش با شیر آهک 10٪ شسته میشود تا گاز زائد حاوی فلوئور موجود در گاز حذف شود و همزمان، آمونیاک به مایع شستشو اضافه میشود تا بیشتر NOx به N2 و H2O کاهش یابد. پس از رطوبتگیری گاز پس از شستشو، NOx باقیمانده در گاز توسط جاذب SDG از طریق روش جذب جامد (با استفاده از فلز غیرنجیب به عنوان کاتالیزور) جذب میشود و سپس توسط سیلندر اگزوز با ارتفاع 20 متر تخلیه میشود.
تصفیه پودر سیلیکون ضایعاتی
پودر سیلیکون تخلیه شده از یک جمع کننده گرد و غبار شارژ پودر سیلیکون مواد اولیه، یک جمع کننده گرد و غبار سیکلون از یک کارگاه سنتز سیلیکون تری کلروهیدرید سیلیکون و یک راکتور سنتز، از طریق مخزن حمل سرباره زباله به یک قیف سرباره زباله منتقل میشود، با همزن وارد لوله شستشوی اسید میشود، پودر سیلیکون زباله (گرد و غبار) را از طریق اسید هیدروکلریک 11٪ قلیایی میکند و ناخالصیهایی مانند آلومینیوم، آهن و کلسیم را در سیلیکون زباله حل میکند. پس از اتمام شستشو، پسماند زباله توسط یک فیلتر پرس فیلتر میشود، برای خشک کردن به خشک کن فرستاده میشود، پودر سیلیکون خشک شده برای استفاده به چرخه سنتز تری کلروسیلان بازگردانده میشود و مایع زباله در سیستم تصفیه پسماند گاز زباله، فاضلاب، جمعآوری و با هم تصفیه میشوند.
گاز زائد حاوی HCl که از مخزن اسیدشویی و مخزن فیلتراسیون تخلیه میشود، برای تصفیه به سیستم تصفیه پسماندههای خروجی فرستاده میشود.
فرآیند تصفیه ضایعات فرآیندی
۱. تصفیه فاضلاب کلاس Ⅰ
مایع پسماند حاوی اسید که توسط مایع شستشوی برج شستشو و پودر سیلیکون پسماند تصفیه میشود، در این فرآیند مخلوط، خنثی و تهنشین میشود و سپس توسط یک فیلتر پرس فیلتر میشود. باقیمانده فیلتر (عمدتاً SiO2) برای تولید سیمان به کارخانه سیمان تحویل داده میشود (به پیوست مراجعه کنید). مایع رسوبی و محلول فیلتر شده عمدتاً فاضلاب حاوی نمک با غلظت بالا هستند که حاوی NaCl 200 گرم در لیتر یا بیشتر است، بخشی از آب در طول عملیات و تصفیه فرآیند، یون کلسیم منیزیم و یون سولفات را وارد نمیکند و کیفیت آب مطابق با الزامات تولید کلر-قلیا است، بنابراین خط لوله فاضلاب حاوی نمک به عنوان ماده اولیه تولید برای بازیافت به خط تولید سود سوزآور شرکت سیچوان یونگشیانگ منتقل میشود (به پیوست مراجعه کنید). میعانات تبخیر شده برای تشکیل مایع قلیایی مورد استفاده مجدد قرار میگیرد.
۲. تصفیه فاضلاب کلاس Ⅱ
اسید هیدروفلوئوریک زائد، اسید نیتریک زائد و پساب شستشوی اسیدی حاصل از فرآیند آمادهسازی هسته سیلیکونی و فرآیند تکمیل محصول، توسط امولسیون آهک 10٪ خنثی و تهنشین میشوند، توسط یک فیلتر پرس فیلتر میشوند و باقیمانده فیلتر (عمدتاً CaF2) برای تولید سیمان به کارخانه سیمان ارسال میشود (به پیوست مراجعه کنید). محلول تهنشینی و فیلتراسیون عمدتاً محلول نیترات کلسیم هستند و پس از تبخیر و تغلیظ، محلول به عنوان محصول جانبی فروخته میشود (به پیوست مراجعه کنید). میعانات تبخیر شده برای تشکیل مایع قلیایی مورد استفاده مجدد قرار میگیرند.
