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塩類排水処理における蒸発器の応用
  • 클릭해서 제품을 살펴보다: 2023-06-01 17:14:35
  • 저자: 훙타이화루이
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  • 키워드: エバポレーター
안내:多結晶シリコンの製造過程では、通常、大量の排気ガスと残留液が発生します。排気ガスには主にHCl、Si HCl 3、SiH 2 Cl 2、SiCl 4、H 2、N 2などのガスが多く含まれ、残液には主に塩化アルカンと微量シリカ粉が含まれている。クロロシランは容易に加水分解されるため、通常は希釈水酸化ナトリウム溶液を使用してクロロシラン残渣とクロロシランガスを洗浄し、少量の塩化水素を使用してクロロシランと塩化水素をすべて加水分解中和し、塩化ナトリウムとシリカゲルの混合物を生成する。

シリカゲルは、ミキサーで攪拌した後、スラリーポンプを介してフィルタープレスに送られ、フィルタースラグはスラグ場に運ばれて均一に積み重ねられます。分離されたシリカゲルはスクレーパーで掻き出されて汚泥収集池に送られ,沈下したシリカゲルは水中汚泥ポンプで攪拌池に注入され,攪拌後フィルタープレスに送られて固液分離が行われる。

シリカゲルを除去する工業排水は塩類排水であり、一般的に酸性でpHは約2です。排水は酸塩基で中和され、蒸発、結晶化、濾過によって塩が抽出されます。処理された水は、生産に戻され、リサイクルされます。現在、国内の多くの企業は塩のリサイクルを考えておらず、集中的に積み上げています。

1、蒸発器の動作原理

蒸発プロセスは、不揮発性溶媒を含む溶液を加熱して水分を蒸発させ、残りの溶媒の濃度を増加させるプロセスを指します。蒸発器はこの蒸発プロセスで使用されます。蒸発過程では、大量の二次蒸気が発生し、二次蒸気が絶えず移動して溶液と蒸気が動的平衡になり、この平衡状態では蒸発過程が進行できません。二次蒸気が凝縮から直接取り除かれる場合、この操作は単効果蒸発と呼ばれます。二次蒸気を二次蒸発器の入口に直接誘導し、二次蒸気を二次蒸発器の加熱源とすると、二次蒸気の潜熱を有効に利用する方法を多効果蒸発と呼びます。

蒸発プロセスには以下の特徴がある。

(1)熱伝達の性質

熱伝達壁面の両側に相転移過程があり、一方は溶液沸騰、もう一方は蒸気凝縮であり、この蒸発過程は恒温熱伝達過程に属しています。

2)溶液の沸点の変化

一般に不蒸発を含む溶液は、その蒸気圧は高い温度での水の蒸気圧よりも低い。つまり、同じ圧力でも、純水の沸点は溶液の沸点よりも低くなります。したがって、同じ量の蒸気を加熱すると、蒸発した純水の温度差は蒸発した溶液よりも大きくなります。通常、溶質組成の含有量が高いほど、この現象はより顕著になる。

(3)溶液の性質

溶液の粘度は蒸発プロセスが進むにつれて増加し、腐食性溶質の腐食性も増加します。蒸発過程で結晶が析出し、高温で容易に重合または分解する。プロセスが進むにつれて泡やスケールが生成されることがある。

(4)バブルの崩壊

液滴は材料を失いやすく、凝縮装置を汚染しやすい。したがって、二次蒸気凝縮時には同伴液滴を除去する必要があります。

(5)エネルギー利用蒸発過程では、通常、二次蒸気が発生し、その潜熱は巨大であり、その利用価値を効果的に発揮する必要があります。

ポリシリコン製造プロセスにおける塩類排水処理のための各種蒸発器

現在、国内のポリシリコン製造プロセスでは、塩水処理のために薄膜蒸発器、三重蒸発器、四重蒸発器などの設備を一般的に使用することができます。いずれも蒸発濃縮の原理を利用して排水中の水を蒸発させ、NaClを凝縮して結晶化させて排水を効率的に分離します。

2.1薄膜エバポレーターの動作原理 

薄膜蒸発器は、真空操作、回転するメンブレータによる強制成膜、および高流速での流動を必要とする近代的で効率的な蒸発器です。滞留時間が短く、熱伝達効率が高い。このプロセスでは、連続的な供給が加熱面でスクレイパーによって均一な厚さの液体膜に継続的にスクレイパーされ、液体膜が下方に移動し、下方に流れる過程で残留物が底から排出され、低沸点成分が蒸発して大気中に入ります。

2.2三効果蒸発器の原理 

3つの効果蒸発器は直列方式を採用した。第一の蒸発器で発生した二次蒸気は、その蒸発潜熱を利用して第二の蒸発器の入口に熱を導入する。第1の蒸発器の二次蒸気凝縮部は、第2の蒸発器の入口加熱部である。この操作は、各蒸発器の圧力配分をうまく制御することで達成できます。蒸気が通じる一つ目の蒸発器を一効、二次蒸気が通じる一つ目の蒸発器を二効、顺に次の二次蒸気が通じる蒸発器を三効とする。

2.3四効果蒸発器の動作原理 

4つの蒸発器とは、4つの蒸発器を直列に接続し、各段階の蒸発器で発生した二次蒸気を順次次段階の蒸発器に加熱蒸気として供給するプロセスを指します。4段式蒸発器で蒸発すると、蒸発器の上部にある分配プレートを介して蒸発管に均一に分配されます。材料は重力の作用下で蒸発管を経て上から下へ流出し、管の内壁に薄膜を形成し、内壁の薄膜は外側の加熱蒸気と熱交換し、薄膜液体は蒸発する。二次蒸気の流れは蒸発器の方向に一貫しているため、蒸発管の内壁に沿って材料液を薄膜状態に分布させやすく、伝熱効率が向上します。

3.おわりに

マルチエフェクト蒸発器は、蒸発効率、すなわち二次蒸気の利用を向上させます。上記の分析から、同じ水を蒸発させるマルチエフェクト蒸発器の方がエネルギー効率が高く、蒸気と循環水の消費量が少なくなります。したがって、工業生産では、蒸発効率が高く、より広く使用される4つの効果蒸発器などの多効果蒸発器が一般的に使用されます。

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