[實用新型]一種氯化氫解析裝置

有效

• 申請號: 201120051438.4
• 申請日: 2011-03-01
• 公開（公告）號: CN201850134U
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 宋高杰;楊龍;張偉;葉冬梅;王麗春
• 申請（專利權）人: 特變電工新疆硅業有限公司
• 主分類號: C01B7/07
• 分類號: C01B7/07
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

技術領域

本實用新型涉及到的是一種用于多晶硅生產對于產生的氯化氫進行解析的裝置，更具體的是，涉及到多晶硅尾氣回收的氯化氫解析。

背景技術

在多晶硅生產過程中，尾氣回收系統是用于回收三氯氫硅合成工序、三氯氫硅氫還原工序及四氯化硅氫化工序產生的尾氣。在實際生產過程中三氯氫硅合成工序、三氯氫硅氫還原工序及四氯化硅氫化工序不能夠完全反應，未反應完全的尾氣中含有大量的三氯氫硅、四氯化氫硅、氯化氫、氫氣以及二氯二氫硅，尾氣回收工序就是利用上述物質的沸點不同逐一進行分離。分離出來的氯化氫用于三氯氫硅合成工序，氯化氫的純度可以達到98.5％。其中回收氯化氫的方法就是：用氯硅烷吸收尾氣中的氯化氫，在解析塔加熱吸收了氯化氫的氯硅烷液體，使其中的氯化氫被解析出來。

傳統的氯化氫解析方法：在吸收塔內用氯硅烷把尾氣中的氯化氫吸收，吸收了氯化氫氣體的氯硅烷稱之為富液，富液從解析塔中部噴淋而下，解析塔底部設有再沸器通過蒸汽加熱氯硅烷使氯硅烷汽化上升，與中部噴淋而下的富液進行充分接觸，富液中溶解的氯化氫被上升的氯硅烷氣體帶走。在解析塔上部設有回流裝置，用于將上升氣體中夾帶的氯硅烷冷凝下來，以提高上升氣體中氯化氫的純度；在塔頂設有一個R-22冷凝器，上升氣體經過-35～-50℃R22深冷后冷凝成液體。這里的液體的主要成分為氯化氫，被冷凝下來的液體儲存在塔頂回流槽內，液體中的一部分回流入解析塔，另一部分被汽化器加熱成氯化氫氣體后送給三氯氫硅合成工序使用。

具體地，從含有大量氯化氫的氯硅烷液體，進入氯化氫解析塔中部噴淋而下，在塔的下部設置了一個熱虹吸式再沸器加熱氯硅烷，使得氯硅烷汽化。汽化的氯硅烷氣體從下而上在規整填料上與上部噴淋而下的氯硅烷富液及解析塔頂回流的液相進行物質能量交換，使得氯化氫從氯硅烷液體中分離出來。在解析塔頂設置了R22冷凝器，使從塔頂出來的氯化氫通過R22冷凝器深冷后，在進入分離器。在此過程中大量氯化氫99.9％以液態形式存在，并匯集在分離器中，液態氯化氫再經過汽化器加熱后送往氯化氫緩沖罐；少量氫氣已不凝氣的形式存在從回流槽上部排出，這樣就使氫氣與氯化氫氣體進行分離，保證氯化氫純度99.9％以上。

中國專利CN201567231U中公開的氯化氫的解析方法對傳統的氯化氫解析塔進行了改進，其將解析塔上段設計了兩段填料，在兩段填料之間設有隔板，期間設置有冷凍鹽水換熱器，向上的氯化氫氣體經過冷凍鹽水換熱器后，其中的大部分氯硅烷被冷凝下來并返回到解析塔塔釜，而含有少量氯硅烷的氯化氫氣體經過解析塔上部的填料、頂部的R22冷凝器和分離器被冷凝后以液相形式進入分離器，其中氫氣以氣相形式從分離器頂部排走，從而保證了氯化氫的純度。

在CN201567231U中氯化氫解析塔裝置從結構上做了一些改進。為了進一步減輕R22冷凝器冷凍負荷，提高氯化氫純度在上部增設了一個冷凍鹽水換熱器，冷凍鹽水溫度在-10℃以上。在上述傳統的氯化氫解析和CN201567231U中氯化氫解析工藝的基礎上，本實用新型的氯化氫解析裝置做了較大改進，主要是將傳統工藝中的氯化氫汽化器用氯化氫換熱器(23)代替，并對液態氯化氫進行汽化加熱；將CN201567231U中增設的冷凍鹽水換熱器改為氯化氫換熱器(23)，利用解析塔頂采出的液態氯化氫作為冷媒對解析塔中上升的氯硅烷氣體進行傳熱。采用所述的冷凝裝置，減少了設備投資費用和設備運行費用并且冷凝效果更加明顯更大的減輕了冷凝器的冷凍負荷。

傳統使用的氯化氫解析裝置以及CN201567231U中講述的解析裝置，存在以下不足：

1.只是依靠塔頂的R-22換熱器將氯化氫冷凝下來，因此需要的冷量較多，這會增加R-22冷凍機的負荷，相應地增加了能耗。雖然中國專利CN201567231U對此進行了改進，即添加了冷凍鹽水換熱器，但這同樣增加了冷凍鹽水機組的負荷，并未減少能耗。因此制冷系統的能耗較高，導致生產成本較高。

2.被解析塔解析出來的液相氯化氫在被送往三氯氫硅的合成工序時，需要一個電加熱器以其由液相轉變為氣相，這又增加了能耗，不利于節約成本。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種氯化氫解析裝置，該解析裝置可以降低解析能耗，同時提高氯化氫的純度。