[實用新型]多晶硅氫化爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120547618.1
• 申請日: 2011-12-24
• 公開（公告）號: CN202400852U
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設計）人: 趙建;盛斌;孫惺惺;劉美芬;王中華
• 申請（專利權）人: 江蘇雙良鍋爐有限公司
• 主分類號: C01B33/03
• 分類號: C01B33/03;C01B33/035
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所 32210
• 代理人: 唐紉蘭

技術領域

本實用新型涉及多晶硅氫化爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)。此系統(tǒng)用于氫化爐尾氣冷卻和氫化爐進料汽化、加熱。屬氫化熱量回收技術。

背景技術

在嚴峻的能源形勢和生態(tài)環(huán)境壓力下，在技術進步和法規(guī)政策的強力推動下，世界太陽能光伏產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展時期。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，推動了多晶硅投資生產(chǎn)熱潮。氫化爐是多晶硅生產(chǎn)中的核心設備。氣態(tài)的STC（四氯化硅）和H₂在氫化爐的高溫環(huán)境中反應，生成還原爐所需原料TCS（三氯氫硅），還原爐反應產(chǎn)生的STC回收后再次回到氫化爐中反應生成TCS，如此循環(huán)生產(chǎn)，以達到降低成本，節(jié)能減排。

目前絕大部分多晶硅廠均采用改良西門子法，將STC汽化后與氫氣同時進入氫化爐反應，反應后的高溫尾氣用冷卻器逐步冷卻后轉入CDI（尾氣回收工序）然后逐級分離各種成分。多數(shù)廠家采用蒸汽加熱汽化STC至90℃，汽化的STC與凈化工序過來的氫氣組成混合氣進入氫化爐反應，高溫尾氣通過冷卻水逐級冷卻至120℃進入CDI。沒有完全汽化的STC進入氫化爐，會導致氫化爐發(fā)熱體破裂，造成停爐，需確保STC完全汽化后進入氫化爐。90℃混合氣體進入氫化爐需加熱至1200℃左右發(fā)生反應，氫化爐反應需要消耗大量電能。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種能有效利用尾氣余熱提高進入氫化爐的STC和H₂混合氣體溫度的多晶硅氫化爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種多晶硅氫化爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括汽化器、氫化爐、氣氣換熱器和冷卻器，所述氫化爐的尾氣出口與冷卻器的尾氣進口連接，冷卻器的尾氣出口與氣氣換熱器的尾氣進口連接，氣氣換熱器的尾氣出口與汽化器的尾氣進口相連，汽化器的尾氣出口接入CDI；TCS和H₂混合氣體接入汽化器，出汽化器的TCS和H₂混合氣體接入氣氣換熱器，出氣氣換熱器的TCS和H₂混合氣體接入氫化爐。

本實用新型的有益效果是：?

1、尾氣被冷卻至120℃，利用其熱量加熱混合氣體（STC+?H₂），使混合氣體完全氣體狀態(tài)進入氫化爐。

2、采用本系統(tǒng)可以節(jié)省汽化STC所需蒸汽，節(jié)省能源，降低成本。

3、系統(tǒng)提高了混合氣（STC+?H₂）進入氫化爐的的溫度，降低氫化爐能耗，而且保證進入氫化爐的均是氣體，避免液體進入導致氫化爐內(nèi)重要加熱元件損壞。

4、本系統(tǒng)冷卻器滿足尾氣急冷，確保氫化反應的轉化率，保證進入下級設備的尾氣溫度低于500℃，確保下級設備選材經(jīng)濟性。

5、本系統(tǒng)能滿足進入CDI的尾氣溫度120℃。

6、本系統(tǒng)回收利用尾氣熱量，實現(xiàn)能量循環(huán)利用。

綜上，本系統(tǒng)高效利用700℃尾氣余熱提高混合氣體（STC+?H₂）進入氫化爐溫度，降低氫化爐耗電量，進而達到節(jié)能功效，節(jié)約能源降低成本。同時尾氣降溫至120℃進入CDI，簡化流程及設備，降低成本。

附圖說明

圖1為本實用新型多晶硅氫化爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)的總體結構示意圖。

圖中附圖標記：

汽化器1

氫化爐2

氣氣換熱器3

冷卻器4。

具體實施方式

參見圖1，圖1為本實用新型多晶硅氫化爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)的總體結構示意圖。由圖1可以看出，本實用新型多晶硅氫化爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)，包括汽化器1、氫化爐2、氣氣換熱器3和冷卻器4，所述氫化爐2的尾氣出口與冷卻器4的尾氣進口連接，冷卻器4的尾氣出口與氣氣換熱器3的尾氣進口連接，氣氣換熱器3的尾氣出口接入汽化器1，汽化器1的尾氣出口接入CDI；TCS和H₂混合氣體接入汽化器1，出汽化器1的TCS和H₂混合氣體接入氣氣換熱器3，出氣氣換熱器3的TCS和H₂混合氣體接入氫化爐2。

所述氣氣換熱器3為U型管換熱器。

進料流程：

STC與潔凈的H₂在汽化器1中用尾氣的余熱汽化并過熱至一定溫度，出汽化器1后進入氣氣換熱器3。在氣氣換熱器3中尾氣與混合氣體（STC+?H₂）完成換熱過程，混合氣體（STC+?H₂）溫度進一步提高，尾氣溫度逐步下降，達到一定溫度的混合氣體（STC+?H₂）出氣氣換熱器3后進入氫化爐2。

尾氣流程：

出氫化爐2的尾氣接入冷卻器4，與冷卻水換熱急冷至合適的溫度后，冷卻器4尾氣出口接入氣氣換熱器3，尾氣在氣氣換熱器3中作為加熱介質(zhì)提供熱量，從氣氣換熱器3出的尾氣接入汽化器1，尾氣在汽化器1中冷卻至120℃進入CDI。