基于大孔吸附树脂吸附三氯氢硅尾气性能研究

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1、天津大学硕士学位论文大孔吸附树脂吸附三氯氢硅尾气性能研究姓名：庞春霞申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：宋宝东20090501中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tI)10x38

2、0mm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90rain。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Al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

3、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。关键词：大孔吸附树脂，吸附，氯硅烷，HCl，吸附动力学ABSTRACTDuringtheproductionoflrichlorosilane，theexhaustgasisprimarilycomposedofhydrogen，hydrogenchlorideandchlorosilanes，whichareveryusefulbutdangerouscomponents．Directdi

4、schargingofthesecomponentsnotonlypollutestheenvironmentbutalsowastethepreciousresources．RecyclingchlorosilaneandHClbyadsorptionisacommerciallypromisingtechniquewithgreatpotentialofdevelopment．AmongthethreemacroporousadsorptionresinsA1，A2andA3，A1wasfoundtobethebestoneforadsor

5、bingchlomsilaneandHCIthroughaseriesofdynamicadsorptionexperiments．ItWasfoundthattheinternaldiffusioninsidetheresinparticlesWastherate-limitingstepandtheadsorptionprocessfollowedtheKannan&Sundarammodel．乃eoptimalconditionsfortherecoveryofHClandchlorosilanesweredeterminedina@10

6、x380mmcolumnpackedwithresinA1．Thebestconditionsforadsorptionwere：gasflowrate7．0～8．OL／ktemperature20℃，adsorptiontime2．78h；andthebestconditionsfordesorptionwere：nitrogenflowrate7．5L／h，temperature11O℃．time90min．Inaddition,itWasfoundthatthebreakthroughcurveofA1forHClandtrichloro

7、silaneWassteeperinthesyntheticgasthanintheexhaustgas，andtheratioofpenetrationtosaturationvolumeswashigherintheformercase，indicatingahigherefficiencyofadsorption．After6cyclesofreuse，bothpenetrationandsaturationvolumesdidnotobviouslydecrease，indicatingagoodstabilityanddurabili

8、tyofresinA1．Afterbeingsoakedinasolvent，theresinshowedsignificantlyreducedad