大多數(shù)多晶硅采用改良西門子法生產，生產過程中會產生大量化學廢氣和殘液。硅烷和硅粉是化工廢水中的主要成分。硅烷容易被水分解。在實際生產中，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)生化學反應，得到多晶硅生產廢水。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)器進行濃縮結晶，然后分離晶體，留下液體重復使用，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，它的水分會通過蒸發(fā)器蒸發(fā)，而廢水的濃度會上升。當其濃度達到當前溫度下的溶解度臨界點時，溶質將不再溶解而沉淀。

在蒸發(fā)過程中，溶液中的水分會被蒸發(fā)，產生水蒸氣，水蒸氣必須被引到其他地方，因為水蒸氣會與溶液牽連，不飽和液體又變成飽和液體，氯化鈉無法結晶析出。然后，水蒸氣被引入冷凝裝置并冷凝。如果直接進行這個冷凝步驟，這個過程就是單效蒸發(fā)。那么多效蒸發(fā)的過程就是二次蒸汽被引向下一個蒸發(fā)器，起加熱作用。

蒸發(fā)實際上是一個傳熱的過程，液體達到沸點時汽化的過程就是溶液與冷凝蒸汽之間的熱傳導。

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。當溶液達到沸點時，它會蒸發(fā)，當空氣變冷時，它會變成水蒸氣。在沸點的臨界點，傳熱壁的兩側都在不斷變化。這個過程可以看作是:溶液被加熱-沸騰-達到沸點-汽化-水蒸氣被冷-冷凝液化。所以這個過程也是一個傳熱過程。

沸點的變化

沒有其他溶質的溶液稱為H2O(水)。在標準大氣壓下，水的沸點是99.975攝氏度。當其他溶質加入水中時，水的沸點會改變。含鹽廢水中含有Nacl，所以在標準大氣壓下，含鹽廢水的沸點也會升高。如果含鹽廢水的濃度較高，其沸點與純水的沸點差異會較大。

解決方案性能增強

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

產生固體廢物

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

二、用于處理多晶硅生產過程中產生的含鹽廢水的裝置

2.1薄膜蒸發(fā)器

隨著科學技術的發(fā)展，污水處理設備越來越先進。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，每個圓筒都有一個帶旋轉功能的刮膜器。溶液在缸內不斷加熱濃縮，加熱到一定濃度后，輸送到澆注槽冷卻結晶。結晶過程完成后，送至壓濾機進行固液分離，液體再次送至生產車間循環(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)器產生的二次蒸汽向下一級供熱。通過控制設備內部的大氣壓和沸點，蒸汽被引導至下一個蒸發(fā)器的入口。進入第一蒸發(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，與另一個蒸發(fā)器串聯(lián)。其工作原理與三效蒸發(fā)器類似，只是蒸汽需要進入另一個蒸發(fā)器。四效蒸發(fā)器工作時，廢水在蒸發(fā)器上端處理，進入各級蒸發(fā)管。廢水在蒸發(fā)管中自上而下流出，形成薄膜，同時與蒸汽發(fā)生熱交換反應，廢液蒸發(fā)。每個蒸發(fā)器中的二次蒸汽方向一致，傳熱效率大大提高。

三。結論。

含鹽廢水不經處理直接排放會影響水資源和環(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。多晶硅生產企業(yè)可以多加利用，節(jié)約運營成本，提高企業(yè)經濟效益。(來源:青海黃河上游水電開發(fā)有限公司新能源分公司)

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標簽:  蒸發(fā)器在多晶硅生產處理鹽類廢水中的運用