《氯硅烷副产物综合利用成套技术及装置》

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1.技术领域:制造业中的新材料技术。

2.主要内容:

有机硅和多晶硅行业副产物氯硅烷的处理问题是掣肘两个行业发展的重要瓶颈,该项目针对有机硅和多晶硅行业的副产物氯硅烷(主要为四氯化硅、甲基三氯硅烷)综合利用的问题,通过对氯硅烷高温水解工艺,气相二氧化硅粒子的聚集与分离技术、纳米粒子的脱酸工艺等的技术攻关,并对生产的关键设备进行创新设计,开发出氯硅烷综合利用成套技术并实现产业化,建成单套2000吨/年的气相二氧化硅生产装置,并形成6000吨/年的产能;制备出满足不同领域的使用要求的气相二氧化硅产品。

主要研究内容如下:(1)开发以多晶硅副产物四氯化硅及多晶硅副产物甲基三氯硅烷为主要原料生产气相二氧化硅的生产工艺;(2)开发氯硅烷副产物综合利用成套装置;(3)制备的气相二氧化硅SiO2含量≥99.8%、比表面积为100~400m2/g、pH值≥3.9、干燥减量≤2%。

3.主要特点:

(1)项目以多晶硅或有机硅甲基单体生产过程中的副产物(SiCl4、CH3SiCl3)为原料生产气相二氧化硅,解决了多晶硅工业和有机硅单体工业副产物出路问题,将危险的废弃物变成了高附加值的纳米粉体材料气相二氧化硅,变废为宝,并实现了气相二氧化硅产品的原料多元化和低成本生产。

(2)项目通过燃烧喷嘴、反应炉、聚集器等关键设备的创新设计,解决了工业化实施的燃烧喷嘴回火、粒子沉积等技术难题,实现了以氯硅烷为原料制备气相二氧化硅的工业化连续、稳定生产;

(3)项目通过对气相二氧化硅生产过程中的余热进行收集用于原料的汽化和产品脱酸,实现余热综合利用;

(4)在尾气处理方面,采用加氢除氯,消除生产过程中的氯气,同时对副产物HCl进行吸收,制成浓盐酸,用于工业领域,从而实现副产物的综合利用,实现生产的节能减排;

(5)项目采用新型脱酸装置和脱酸工艺,实现高效脱酸,提高产品的质量,降低生产能耗。

且该技术已获得国际专利授权。

4.应用推广情况:

该项目技术在宜昌汇富硅材料有限公司已建成年产6000吨装置,在建2套年产10000吨生产装置,最终项目建成后,气相二氧化硅生产规模将扩建至1.6万吨/年。届时将成为亚洲最大的气相二氧化硅生产基地。宜昌汇富硅材料有限公司应用该技术近三年累计消耗氯硅烷副产物4.75万吨;累计新增销售收入4.29亿元,出口创汇322.25万美元;累计新增利润6258.41万元;带动下游产业数千亿产值的发展。

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