[發(fā)明專利]一種多晶硅干法尾氣分離回收的方法及裝置

在審

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• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103466548A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋高杰;張旭;陳文岳;劉桂林
• 申請（專利權(quán)）人: 新特能源股份有限公司
• 主分類號: C01B3/52
• 分類號: C01B3/52;C01B33/107
• 代理公司: 北京中恒高博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249
• 代理人: 夏晏平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及改良西門子法生產(chǎn)多晶硅中干法尾氣的分離方法，更具體地說設(shè)計(jì)一種從改良西門子法干法尾氣中回收各組分的高效節(jié)能分離方案。

背景技術(shù)

在改良西門子法生產(chǎn)多晶硅的干法尾氣中，能夠分離干法尾氣各組分并回收循環(huán)利用的一個重要工序就是干法尾氣回收系統(tǒng)。干法尾氣回收過程即可以循環(huán)回收利用氫氣，又能分離出尾氣中的氯硅烷和氯化氫。

傳統(tǒng)的方法是用解析塔塔底采出一部分貧液作為吸收-解析吸收液，并通過換熱器進(jìn)行冷熱量的回收利用；另一部分采出液作為干法尾氣回收系統(tǒng)的產(chǎn)品。由于三氯氫硅對氯化氫的吸收能力弱于較純的四氯化硅，因此傳統(tǒng)的方法吸收-解析循環(huán)液量較大，且干法尾氣回收系統(tǒng)的液態(tài)產(chǎn)品中四氯化硅含量較高，增加了下游精餾系統(tǒng)分離難度及能量消耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對上述技術(shù)的不足，提供一種多晶硅干法尾氣分離回收的方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)即降低吸收-解析循環(huán)液量，又降低系統(tǒng)的冷熱耗及電耗，同時大大提高了吸收塔塔頂產(chǎn)品氫氣的品質(zhì)和解析塔側(cè)線采出產(chǎn)品的三氯氫硅純度，進(jìn)而降低干法尾氣產(chǎn)品下游精餾系統(tǒng)的負(fù)荷及能耗。

首先從解析塔側(cè)線采出產(chǎn)品氯硅烷去產(chǎn)品罐區(qū)；再從解析塔底部采出溫度較高的123-135℃貧液通過循環(huán)液輸送泵與吸收塔塔底溫度較低的15-35℃富液換熱后作為吸收塔的吸收液。

上述方法，通過提高吸收塔循環(huán)吸收液的吸收能力，降低吸收-解析循環(huán)液量，同時實(shí)現(xiàn)了降低循環(huán)液輸送泵15-25%的輸送量及10-15%功率。

為了進(jìn)一步提高吸收塔塔頂產(chǎn)品氫氣的品質(zhì)，吸收塔采用高效填料塔，并設(shè)置了液體收集器和分布器，并在塔頂設(shè)置了除沫器。另外，為進(jìn)一步提高解析塔側(cè)線產(chǎn)品的純度，解析塔采用高效填料塔，且設(shè)置了液體收集器及分布器。

所述的方法是針對改良西門子法干法尾氣中各組分的分離。

一種上述多晶硅干法尾氣分離回收的裝置，包括吸收塔，解析塔、換熱器和循環(huán)液輸送泵，其特征在于所述解析塔塔底出口與循環(huán)液輸送泵進(jìn)口連通；循環(huán)液輸送泵出口與換熱器管程下端入口連通；換熱器管程上端出口與吸收塔上部入口連通；吸收塔底部出口與換熱器殼程下端入口連通；換熱器殼程上端出口與解析塔中部進(jìn)料口連通；解析塔中下部側(cè)線出口產(chǎn)品通過壓差送至產(chǎn)品罐區(qū)。

吸收塔、解析塔、換熱器均為法蘭連接。

吸收塔、解析塔兩塔內(nèi)設(shè)置的液體收集器，分布器，去沫器必須能夠從塔設(shè)備的人孔進(jìn)行裝卸。且收集器及分布器為配套使用，設(shè)有預(yù)防壁流構(gòu)件，材質(zhì)為SS304或耐蝕性更好的材質(zhì)。去沫器為絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，去沫效率不小于99.9%，材質(zhì)為SS304或耐蝕性更好的材質(zhì)。

解析塔三段填料結(jié)構(gòu)為比表面積不小于250m²/m³的鮑爾環(huán)，材質(zhì)為

SS304或耐蝕性更好的材質(zhì)。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明通過解析塔側(cè)線采出干法尾氣液態(tài)產(chǎn)品，充分利用了四氯化硅對氯化氫較三氯氫硅有較高的吸附能力的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了即高效分離改良西門子法干法尾氣各組分，又降低了15-25%吸收-解析循環(huán)液量，同時實(shí)現(xiàn)了降低集成系統(tǒng)20-25%的冷熱耗及10-15%電耗，以及大大提高了吸收塔塔頂產(chǎn)品的品質(zhì)和解析塔側(cè)線產(chǎn)品的三氯氫硅純度，進(jìn)而降低干法尾氣液態(tài)產(chǎn)品下游精餾系統(tǒng)的負(fù)荷及能耗。

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附圖說明

附圖1為本發(fā)明一種多晶硅干法尾氣分離回收的方法及裝置的簡易流程圖；

圖中標(biāo)記：1-吸收塔、2-解析塔、3-換熱器、4-循環(huán)液輸送泵。

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具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明，多晶硅干法尾氣分離回收方法的裝置，包括：吸收塔1，解析塔2、換熱器3和循環(huán)液輸送泵4以及相連接的管道。

首先，經(jīng)解析塔2分離后的塔底高溫貧液-淋洗循環(huán)液通過位差送至循環(huán)液輸送泵4入口，再通過該泵送至換熱器3下端管程入口，冷卻后從換熱器管程上端出口進(jìn)入吸收塔1塔頂入口，循環(huán)液吸收尾氣中的氯化氫后，形成富液再通過壓差從吸收塔1塔底出口送至換熱器3殼程下端入口，經(jīng)換熱器加熱后從殼程上端出口進(jìn)入解析塔2中部進(jìn)料口；解析塔2塔中下部側(cè)線產(chǎn)品經(jīng)壓差送去產(chǎn)品罐區(qū)。

吸收塔1、解析塔2、換熱器3均為法蘭連接。

吸收塔1、解析塔2兩塔內(nèi)設(shè)置的液體收集器，分布器，去沫器必須能夠從塔設(shè)備的人孔進(jìn)行裝卸。且收集器及分布器為配套使用，設(shè)有預(yù)防壁流構(gòu)件，材質(zhì)為SS304或耐蝕性更好的材質(zhì)。去沫器為絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，去沫效率不小于99.9%，材質(zhì)為SS304或耐蝕性更好的材質(zhì)。