大孔吸附树脂吸附三氯氢硅尾气性能研究

论文摘要

三氯氢硅合成工艺的尾气中主要成分为氢气、HCl、氯硅烷,都是非常有用的同时又是非常危险的组分,如果直接排放,不但污染环境,而且浪费资源,采用吸附法回收氯硅烷和HCl是一项有巨大商业潜力和开发前景的技术。以大孔吸附树脂(A1、A2和A3)为吸附剂,通过一系列的动态实验筛选出A1对氯硅烷和HCl的吸附性能最佳。动力学实验结果表明,控制步骤是粒内扩散,过程符合Kannan﹠Sundaram模型。在Φ10×380mm的吸附柱内,确定了动态实验中A1树脂的最佳操作条件。结果表明,对于吸附过程:尾气流量7.0～8.0L/h,温度为20℃,吸附时间为2.78h;对于解吸过程:氮气流量7.5L/h,解吸温度110℃,解吸时间90min。此外,实验中还测定了树脂A1对三氯氢硅合成气的吸附性能和使用耐久性。实验结果表明,A1树脂对合成气中氯硅烷和HCl的穿透曲线比对尾气中氯硅烷和HCl的穿透曲线更为陡峭,穿透体积与饱和体积之比增大,即吸附效率提高。对树脂A1的连续6次循环使用,穿透体积和饱和体积均无明显降低,表明性能稳定,耐久性较好。对溶剂S浸泡过的树脂吸附三氯氢硅尾气进行实验研究,对比实验结果表明,用溶剂S浸泡过的树脂对氯硅烷和HCl的吸附能力显著降低,其穿透曲线比未用溶剂S浸泡的树脂的穿透曲线更为平缓。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 三氯氢硅生产方法
• 1.1.1 三氯氢硅生产方法及应用
• 1.1.1.1 硅氢氯化法
• 4-H₂还原法'>1.1.1.2 SiCl₄-H₂还原法
• 1.1.2 三氯氢硅的尾气特性
• 1.2 硅氢氯化法生产三氯氢硅尾气的治理现状
• 1.2.1 综合回收方法
• 1.2.2 淋洗中和处理方法
• 1.2.3 尾气吸附处理方法
• 1.3 吸附法分离技术
• 1.3.1 吸附分离的历史和吸附树脂的历史、现状和前沿发展情况
• 1.3.2 吸附树脂应用的历史、现状和前沿发展情况
• 1.3.3 气固吸附等温线和吸附等温方程
• 1.3.4 固气吸附扩散传质及动力学
• 1.4 树脂吸附法吸附三氯氢硅尾气中的氯硅烷
• 1.5 课题研究背景、目的及主要内容
• 1.5.1 课题研究的目的及意义
• 1.5.2 研究的主要内容
• 1.5.2.1 树脂的筛选
• 1.5.2.2 吸附动力学研究
• 1.5.2.3 动态吸附和脱附的影响因素
• 第二章 吸附三氯氢硅尾气用树脂的筛选及其动力学研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂和仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.2.1 树脂的预处理
• 2.2.2.2 大孔吸附树脂的筛选
• 2.2.2.3 动态吸附动力学实验
• 2.2.3 实验装置
• 2.2.4 分析方法
• 2.2.4.1 气相色谱分析法
• 2.2.4.2 硅钼蓝分光光度法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2标准曲线的绘制'>2.3.1SiO₂标准曲线的绘制
• 2.3.2 树脂的筛选实验结果
• 2.3.3 树脂吸附氯硅烷和HCl的动力学研究
• 2.4 本章小结
• 第三章 树脂A1 吸附分离柱的动态吸附三氯氢硅尾气的性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂和仪器
• 3.2.2 实验装置
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.3.1 动态吸附条件的优化实验
• 3.2.3.2 解吸条件的优化实验
• 3.2.3.3 A1树脂吸附法分离三氯氢硅合成气的探索
• 3.2.3.4 A1树脂的耐久性实验
• 3.2.4 分析方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 树脂吸附柱吸附条件的优化
• 3.3.1.1 尾气流量的选择
• 3.3.1.2 环境温度的选择
• 3.3.2 树脂吸附柱解吸条件的优化结果
• 3.3.2.1 解吸温度的选择
• 3.3.2.2 氮气流量的选择
• 3.3.2.3 解吸时间的选择
• 3.3.3 A1树脂吸附三氯氢硅合成气的实验结果
• 3.3.4 A1树脂的耐久性实验结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 萃淋树脂吸附分离柱的动态吸附三氯氢硅尾气的性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂和仪器
• 4.2.2 实验装置
• 4.2.3 实验方法
• 4.2.3.1 三种树脂吸附氯硅烷和HCl的动态实验
• 4.2.3.2 三种树脂的解吸实验
• 4.2.3.3 用溶剂S浸泡过的树脂与原树脂对氯硅烷的吸附性能比较
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 三种树脂吸附氯硅烷和HCl的动态实验结果
• 4.3.2 三种树脂脱附氯硅烷的实验结果
• 4.3.3 两种方法吸附性能的比较结果
• 4.3.3.1 穿透曲线的比较结果
• 4.3.3.2 解吸率的比较结果
• 4.3.3.3 耐久性的比较结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 符号说明
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢