蒸发器在多晶硅生产含盐废水处理中的应用

大多数多晶硅采用改良西门子法生产，生产过程中会产生大量化学废气和残液。硅烷和硅粉是化工废水中的主要成分。硅烷容易被水分解。在实际生产中，用低浓度氢氧化钠溶液和含氯硅烷的残液来喷淋废气。盐酸、氯硅烷和水发生化学反应，得到多晶硅生产废水。废水将通过污水处理装置，形成硅胶和含氯废水。硅胶可通过固液分离进行分离，然后放入固体废物堆集中处理。硅胶分离后，剩余的含氯废水即盐废水可以利用废水蒸发器进行浓缩结晶，然后分离晶体，留下液体重复使用，降低企业成本。

1.蒸发器的工作原理及含盐废水的蒸发特性

1.1工作原理

由于含盐废水不能自行挥发，只能用蒸发器处理。盐废水是饱和液体，它的水分会通过蒸发器蒸发，而废水的浓度会上升。当其浓度达到当前温度下的溶解度临界点时，溶质将不再溶解而沉淀。

在蒸发过程中，溶液中的水分会被蒸发，产生水蒸气，水蒸气必须被引到其他地方，因为水蒸气会与溶液牵连，不饱和液体又变成饱和液体，氯化钠无法结晶析出。然后，水蒸气被引入冷凝装置并冷凝。如果直接进行这个冷凝步骤，这个过程就是单效蒸发。那么多效蒸发的过程就是二次蒸汽被引向下一个蒸发器，起加热作用。

蒸发实际上是一个传热的过程，液体达到沸点时汽化的过程就是溶液与冷凝蒸汽之间的热传导。

1.2蒸发特性

传热

传热是溶液蒸发的特征之一。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，决定了其状态的沸点。当溶液达到沸点时，它会蒸发，当空气变冷时，它会变成水蒸气。在沸点的临界点，传热壁的两侧都在不断变化。这个过程可以看作是:溶液被加热-沸腾-达到沸点-汽化-水蒸气被冷-冷凝液化。所以这个过程也是一个传热过程。

沸点的变化

没有其他溶质的溶液称为H2O(水)。在标准大气压下，水的沸点是99.975摄氏度。当其他溶质加入水中时，水的沸点会改变。含盐废水中含有Nacl，所以在标准大气压下，含盐废水的沸点也会升高。如果含盐废水的浓度较高，其沸点与纯水的沸点差异会较大。

解决方案性能增强

在加热蒸发的过程中，溶液的浓度会增加，所以溶液的酸碱特性会变强。比如，如果腐蚀性液体本身浓度不高，在蒸发过程中含水量会降低，参与稀释的水量会继续减少，而液体浓度增加，其腐蚀性能就会增加。因此，操作人员应特别注意有害废水的蒸发。

产生固体废物

在水分蒸发的过程中，含盐废水浓度增加，盐结晶析出，同时形成水垢和泡沫。如果不及时将泡沫从溶液中分离出来，泡沫会随溶液漂浮到溢流管等设备中，从而造成设备污染。

二、用于处理多晶硅生产过程中产生的含盐废水的装置

2.1薄膜蒸发器

随着科学技术的发展，污水处理设备越来越先进。薄膜蒸发器是一种能在真空环境下处理废水的现代蒸发器。它由一组可加热的圆筒组成，每个圆筒都有一个带旋转功能的刮膜器。溶液在缸内不断加热浓缩，加热到一定浓度后，输送到浇注槽冷却结晶。结晶过程完成后，送至压滤机进行固液分离，液体再次送至生产车间循环使用。

2.2三效蒸发器

三效蒸发器与一效蒸发器和二效蒸发器串联。由第一蒸发器产生的二次蒸汽向下一级供热。通过控制设备内部的大气压和沸点，蒸汽被引导至下一个蒸发器的入口。进入第一蒸发器的过程为第一效，以此类推，第二效和第三效为二次蒸汽进入后蒸发器的第二效。

2.3四效蒸发器

四效蒸发器以三效蒸发器为基础，与另一个蒸发器串联。其工作原理与三效蒸发器类似，只是蒸汽需要进入另一个蒸发器。四效蒸发器工作时，废水在蒸发器上端处理，进入各级蒸发管。废水在蒸发管中自上而下流出，形成薄膜，同时与蒸汽发生热交换反应，废液蒸发。每个蒸发器中的二次蒸汽方向一致，传热效率大大提高。

三。结论。

含盐废水不经处理直接排放会影响水资源和环境污染。企业要用蒸发器把盐分离出来处理，剩下的液体回收到多晶硅生产中使用。三效和四效蒸发器采用二次蒸汽加热，既提高了蒸发效率，又节约了能源。多晶硅生产企业可以多加利用，节约运营成本，提高企业经济效益。(来源:青海黄河上游水电开发有限公司新能源分公司)

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