多晶硅生产企业环保监管要点.docx

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1、多晶硅生产企业环保监管要点曾亚龙;平述煌【摘 要】针对改进西门子法多晶硅生产过程中主要污染物的排污环节及其治理设施的特点,提出环保监管的要点,并从技术和治理上提出削减污染的对策和建议.【期刊名称】氯碱工业【年(卷),期】2023(052)006【总页数】3 页(P26-28)【关键词】多晶硅;环保;监视;治理【作 者】曾亚龙;平述煌【作者单位】云南省曲靖经济技术开发区环境保护局,云南 曲靖 655000;云南省曲靖经济技术开发区环境保护局,云南 曲靖 655000【正文语种】中 文【中图分类】TQ127.2【产品】自 2023 年，全国各地开头紧锣密鼓地筹备多晶硅生产工程，尤其是 2023 年

2、以后， 各地的多晶硅生产工程建设更是如火如荼。工程规模有大有小，小到几百吨，大到 上万吨；生产工艺各有千秋。但不管规模如何，工艺如何选择，多晶硅生产污染都 格外严峻，属于“高耗能、高污染”行业1。本文中以改进西门子工艺为例，阐述只要企业加强环保技术改造和环保治理，多晶硅生产企业的污染是可以掌握的， 从而为治理部门对多晶硅生产企业监视治理供给一些参考意见。多晶硅生产系统的主要工艺流程为：液氯汽化后和电解生产的氢气化合制得氯化氢，经脱水、加压后，送往三氯氢硅合成工序；在流化床反响器中，氯化氢与硅粉合成制得生产多晶硅的主要原料三氯氢硅，三氯氢硅经过多级精馏提纯后，除去硼、磷、金属杂质等，得到高纯的三

3、氯氢硅；高纯三氯氢硅和氢气依据肯定的比例进入复原炉内进展化学气相沉积反响，制得多晶硅产品，同时得到副产物四氯化硅； 四氯化硅送往氢化工序与氢气发生高温氢化得到三氯氢硅；复原工序和氢化工序产 生的尾气进入回收系统进展分别后循环利用2。多晶硅生产工艺流程如图 1 所示。2.1 废气排放多晶硅企业一般均设有蒸汽锅炉或导热油锅炉，排放的主要污染物有二氧化硫和氮氧化物，由于其比较常见，本文中不再争论。多晶硅生产产生的废气中主要的特征污染物是氯气和氯化氢，下面针对多晶硅生产中特征污染物的排污环节及治理设施进展探讨。氯气主要在液氯汽化工序产生，液氯汽化及枯燥时有少量的氯气逸散。一局部是无组织排放，这局部一般

4、比较少，通过加强操作治理可以掌握。另一局部是有组织排放，含氯气的废气经集气罩收集后进入液氯汽化废气吸取塔下部，与氢氧化钠溶液逆流接触，循环液吸取氯气生成次氯酸钠。生成的饱和次氯酸钠经碱液循环槽后送至次氯酸钠贮槽。经处理后的废气通过高 25 m 排气筒排放，一般均能到达 GB 162971996 大气污染物综合排放标准二级标准限值要求。氯化氢主要来自以下 3 个方面。氯化氢合成系统在启动、停炉和事故时排放的少量氯化氢废气。开停炉时排放的废气送入两级管壳式石墨降膜吸取器，与送入的稀盐酸一起从管侧自上而下流过，废气中的大局部氯化氢被稀盐酸吸取，在一级吸取器底部得到质量分数为 31%的盐酸。未被吸取的

5、氯化氢和事故氯化氢被送往尾气洗涤塔，用脱盐水洗涤吸取后，经 31 m 高的排气筒达标排放，洗涤后的液体用作降膜吸取器的吸取液。三氯氢硅提纯产生的废气，其中含有氢气、三氯氢硅、四氯化硅、二氯氢硅、氯化氢、氮气等。该废气通过淋洗塔淋洗，发生水解反响，三氯氢硅、四氯化硅等有害物质大部脱离气体进入废水，送入工业污水站进展处理， 废气通过 15 m 排气筒达标排放。 含有较多杂质的三氯氢硅和四氯化硅从精馏塔的顶部或底部排出，这局部残液由于达不到质量掌握要求，不能再用于多晶硅生 产，须进展淋洗处理，马上氯硅烷残液通过淋洗塔淋洗，发生水解反响，三氯氢硅、四氯化硅与水或碱液发生化学反响，不凝气体或未反响的气体

6、通过排气筒排出。如 果反响充分，排出的气体主要是水蒸气；假设淋洗不充分，就会有大量氯化氢气体 排入大气，严峻污染周边环境。2.2 废水排放多晶硅生产过程产生的废水主要分为两种。一种是多晶硅生产系统的废气淋洗塔和三氯氢硅提纯工序的废液淋洗塔产生的废水，含有少量三氯氢硅、四氯化硅、NaCl 等，送工业污水站 A 类污水处理工序处理。承受中和加蒸发结晶的处理工艺， 其特征污染物主要是氯化物。另一种是各生产车间清洗设备、地面及化验室排放的废水，硅芯制备和产品整理工序排放的清洗废水和处理废气后的废吸取液，主要含有氢氟酸、硝酸、氟化钠和硝酸钠等。经过药剂处理后上清液经两级过滤，达 GB 89781996

7、污水综合排放标准一级标准排入园区污水管网。沉渣经压滤脱水后堆放于渣库，滤液返回污水处理系统。多晶硅生产废水处理的重点和难点在于含氯化物的 A 类废水，蒸发结晶须消耗大量蒸汽，且存在结晶、设备极易堵塞等问题。2.3 废渣排放多晶硅生产过程中的主要废渣是淋洗产生的中和渣，属于一般固废中的类渣，主要来源有如下两个方面：三氯氢硅和四氯化硅废气及残液淋洗时产生的，主要是三氯氢硅和四氯化硅水解反响生成的硅酸钠、局部氯化钠和未反响的氢氧化钠等；废水处理过程中沉淀过滤产生的渣。这些渣通常通过建设临时或永久渣库进展存储，再进展填埋。多晶硅生产是一个简单的过程，其中涉及到多种工艺(HCl 合成、三氯氢硅合成、化学

8、气相沉积、氢化、精馏、尾气回收以及公用工程所涉及的各种工艺)，其生产过程离不开由质量传递、动量传递、能量传递和化学反响过程组成的“三传一反”， 是一个典型的化工过程。所以，多晶硅企业的环保监管可以借鉴很多化工企业的成 熟阅历。3.1 废气污染防治监管对于常规的锅炉烟气，应确保烟气脱硫系统正常运行，削减二氧化硫总量排放。可以通过检查脱硫系统循环液 pH 值、脱硫系统设备运行状况、液氨消耗、硫胺产量、烟气排放和在线检测数据等，监控烟气脱硫系统是否正常运行。对于特征污染物氯气和氯化氢，应确保废气和残液淋洗充分，以削减对环境的污染。废气和残液淋洗是多晶硅生产最大的环境影响因素，可以通过检查残液排放量和

9、碱 液消耗量、废渣产生量、周边植被状况，观看处理后排放尾气是否有颜色，四周有 无刺激性气味，询问岗位人员及周边居民空气质量等，监控尾气和残液淋洗是否充 分。3.2 废水污染防治监管含氯化物的 A 类废水是重点，一般多晶硅企业蒸发结晶设计处理力量偏小，并且蒸发结晶设备故障率较高，再加上蒸发结晶运行本钱较高，很多企业会消灭蒸发结晶设备停运的状况，如处理不完善会造成外排水中氯离子超标。通过外排水中氯离子的检测结果监控 A 类废水处理是否完善。3.3 废渣污染防治监管一般的多晶硅生产企业临时渣库容积有限，生产初期由于工艺不完善，操作不成熟等因素，会有大量中和渣进入渣库，如渣库设计为露天形式，雨季大量雨

10、水进入渣库，会造成渣库液位较高，存在漫过防渗层的风险，须加大对渣库四周监测井的检测频次，检查取样结果是否合格，严防污染地下水。同时确保渣库液位掌握在戒备线范围内，严防漫库。厂区内运送废渣时会洒落，雨水天会存在废渣中的氯离子等有害物质渗入地下水的风险，可通过检查路面有无残渣、有无白色印记，运输车辆防漏状况等，监控厂区内是否存在残渣洒落。4.1 技术措施生产企业通过技术改造，从源头削减污染物排放。如通过使用液氯槽车代替液氯钢瓶，削减液氯汽化工序的无组织排放；加强对精馏过程三氯氢硅的深冷回收，削减进入废气淋洗塔的废气量，既可节约本钱，又可削减污染；加强对三氯氢硅和四氯化硅残液的回收利用，削减淋洗的残

11、液量；改进废水处理的蒸发结晶设备，承受多效蒸发；加强对中和废渣的综合利用，变废为宝等。4.2 治理措施(1) 生产企业应提高环境保护法律、法规意识，强化操作人员岗位培训，建立并标准环保设施运行值班记录制度。(2) 严格依据操作规程运行环保设施并定期维护保养，确保环保设施长期稳定运行， 并满足达标排放要求。(3) 加强在线自动监测系统的维护和治理，标准操作，专人负责，确保在线数据完整并要求数据存储 1 年以上，做到稳定传输，并完善数据及运行档案治理工作。托付有资质的专业公司定期对系统进展维护和数据校验3。(4) 严格依据国家废物治理规定，对固体废物装卸、堆存、运输等处置环节进展治理和台账记录，防止造成二次污染。(5) 定期开展地下水跟踪监测，依据监测结果实行必要的防范措施，并报当地环保部门备案。(6) 落实环境风险防范预案，严格执行危化品治理要求，加强环境事故应急处理能力，避开消灭环境污染事故。【相关文献】1 杨国鑫，郑永孝.多晶硅产业现状与进展趋势分析J.煤,2023,16(3):44-46.2 阙端麟.硅材料科学与技术M.杭州：浙江大学出版社，2023:36.3 赵秋月,周学双,等.多晶硅产业存在的环保问题及对策建议J.环境污染与防治,2023,32(6):101- 103.