尾气回收用椰壳活性炭制取及吸附性能

       多晶硅还原炉尾气中含有大量未反应的质料三氯氢硅和氢气，对其进行回收行使是降低多晶硅生产成本的重要措施之一。尾气回收体系中星散出来的氢气中含有微量的、氯硅烷等通过活性炭吸附塔吸附，、氯硅烷等大分子物质首先被吸附，从而净化氢气，氢气回到还原炉再次使用。因为多晶硅产品对金属杂质及硼、磷含量要求低，煤基活性炭无法知足洁净要求，行业内重要采用椰壳活性炭。
　　1、制取
　　质料采用东南亚椰壳，采用破碎机将椰壳破碎到肯定规格，作为制备活性炭的质料。椰壳的工业分析见表1所示。
　　表1 椰壳的工业分析/%
　　取椰壳置于加热炉中，从室温升至特定温度，恒温进行炭化。达到炭化时间后，通入定量水蒸气作为活化剂在管式炉中进行活化。改变活化温度及活化时间，制取5种产品。
　　2、效果及分析
　　2.1椰壳活性炭孔隙结构
　　椰壳活性炭的氮气吸脱附星散曲线见图1所示。5种椰壳活性炭的吸附类型均为I型。I型等温线反映了椰壳活性炭含有大量的微孔结构，吸附过程中发生了微孔添补征象，饱和吸附值等于微孔的添补体积。
　　椰壳活性炭的孔径根据QSDFT模型进行计算。椰壳活性炭的孔径基天职布在5nm以下，椰壳活性炭C的孔径重要分布在1.5nm以下，而且分布比较集中，其它样品基本集中在0.5-4nm之间，分布相对比较均匀，椰壳活性炭E曲线显明高于其它样品，说明了椰壳活性炭E含有较大的孔容。
　　椰壳活性炭的性能参数见表2所示。制备出的椰壳活性炭强度均在97%以上，磷和硼元素含量低，知足多晶硅尾气回收体系对粉尘、杂质及压力降要求。
　　表2 椰壳活性炭性能参数
　　2.2椰壳活性炭孔隙结构与丁烷吸附性能
　　孔径分布测量表现椰壳活性炭C孔径重要是微孔(D>B>A>C，BWCV大小顺序为：E>B>D>A>C，说明了BWCV吸附较佳孔径区间为1.1~5.76nm。
　　2.3比外观积与丁烷吸附性能
　　椰壳活性炭的比外观积影响丁烷工作容量，活性炭比外观积与丁烷吸附性能的关系如图2所示。随着椰壳活性炭比外观积的增长，活性BWCV和BAm渐渐加大，当比外观积为1220m2/g时，BWCV和BAm达到值，分别为6.2g/100mL和26.9%。继承加大活性炭比外观积，BWCV和BAm开始减小，说明了椰壳活性炭丁烷吸附性能与活性炭比外观积并不是正相干，而比外观积又重要是由微孔提供的，说明了在丁烷吸附过程中并不是微孔越发达越好。
　　2.4碘值与丁烷吸附性能
　　椰壳活性炭碘值与丁烷吸附性能如图3所示。BWCV和BAm随着椰壳活性炭碘值的增长，两者转变趋势基原形同。活性炭碘值增长，BWCV和BAm变大，并在碘值为1128mg/g达到值。碘值继承加大，丁烷吸附性能呈现出先减小后加大的转变趋势。此外，椰壳活性炭碘值与丁烷吸附性能不具有显明的线性关系，椰壳活性炭碘值不能成为衡量活性炭吸附丁烷性能的标准。
　　3、结语
　　本文采用椰壳为质料制备活性炭用于多晶硅还原炉尾气回收净化，并检测丁烷吸附性能为依据得出重要结论如下：
　　丁烷吸附性能受活性炭孔隙结构影响，微孔率太高不利于丁烷的吸附，BWCV的较佳吸附孔径为0.79~2.84nm之间。
　　丁烷吸附性能受到活性炭比外观积和碘值的影响，并且丁烷BWCV和BAm受活性炭比外观积和碘值影响转变趋势基原形同。此外，不能用碘值和比外观积的大小作为活性炭丁烷吸附性能的指标。