[實(shí)用新型]多晶硅生產(chǎn)中副產(chǎn)物的回收系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320034159.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203033766U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊林喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古盾安光伏科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/50
• 分類號(hào): C01B3/50;C01B33/107
• 代理公司: 北京智匯東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11391
• 代理人: 范曉斌;張群峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是涉及多晶硅生產(chǎn)中副產(chǎn)物的回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)外80％以上的多晶硅企業(yè)都采用改良西門子法，但由于其熱氫化工序中四氯化硅的轉(zhuǎn)化率較低、能耗較高，因此已有部分多晶硅制造企業(yè)用冷氫化工藝替代了傳統(tǒng)的熱氫化來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中的氯硅烷閉路循環(huán)，并達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

使用較為廣泛的多晶制備副產(chǎn)物的回收系統(tǒng)如圖1所示。將多晶硅生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的包括氫氣、氯硅烷和氯化氫的副產(chǎn)物還原尾氣送入第一冷凝單元中，通過(guò)低溫冷凝將絕大部分的氯硅烷冷凝下來(lái)送入第一提純塔進(jìn)行分離；含有少量氯硅烷、氯化氫和氫氣的冷凝后氣進(jìn)入吸收-脫吸裝置。在吸收-脫吸裝置中，絕大部分的氯化氫被冷凝成液體送入氯化氫汽化器中，汽化后作為冷氫化反應(yīng)的原料經(jīng)由第一壓縮機(jī)加壓后送入冷氫化反應(yīng)器；剩余的少量氯化氫、少量氯硅烷和氫氣送入吸附單元。少量的氯硅烷和氯化氫在吸附單元中被吸附，剩余的純氫送入氫氣罐中，部分重新循環(huán)使用，部分經(jīng)第二壓縮機(jī)加壓后送入冷氫化反應(yīng)器。在對(duì)吸附單元用氫氣進(jìn)行再生時(shí)，從吸附單元中排出的含有少量氫氣、少量氯硅烷氣體和少量氯化氫氣體的再生氣進(jìn)入第一冷凝單元重新分離。來(lái)自第一冷凝單元的氯硅烷在第一提純塔中分離出三氯氫硅和四氯化硅，三氯氫硅作為多晶硅生產(chǎn)的原料循環(huán)使用，四氯化硅進(jìn)入四氯化硅罐，作為冷氫化反應(yīng)的原料送入冷氫化反應(yīng)器中。在冷氫化反應(yīng)器中，來(lái)自四氯化硅罐的四氯化硅與來(lái)自第一壓縮機(jī)的氯化氫、第二壓縮機(jī)的氫氣和外供硅粉發(fā)生反應(yīng)，排出的冷氫化反應(yīng)氣經(jīng)硅粉過(guò)濾器除去硅粉后，再通過(guò)第二冷凝單元分離出氯硅烷，并將氯硅烷送入第二提純塔。在第二提純塔中分離出的三氯氫硅送入后續(xù)精提純系統(tǒng)；分離出的四氯化硅送入四氯化硅罐中供冷氫化循環(huán)使用。

冷氫化原本是硅烷法中前期用以制備三氯氫硅的工序，將其直接引入改良西門子法中，雖然相比傳統(tǒng)的改良西門子法其能耗得以大幅度降低，但由于是兩個(gè)不同系統(tǒng)之間的整合，因此仍具有繼續(xù)優(yōu)化的空間。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種多晶硅生產(chǎn)中副產(chǎn)物的回收系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了現(xiàn)有技術(shù)中的回收系統(tǒng)中的部件設(shè)置，有利于減少生產(chǎn)成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種多晶硅生產(chǎn)中副產(chǎn)物的回收系統(tǒng)，用于將多晶硅生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的還原尾氣中的氫氣、氯硅烷和氯化氫氣體回收利用，所述回收系統(tǒng)包括：

第一冷凝單元，用于從所述還原尾氣中分離出大部分氯硅烷；

與所述第一冷凝單元直接連通的吸附單元，用于除去從所述第一冷凝單元中出來(lái)的還原尾氣中全部的氯化氫以及剩余的氯硅烷，從而得到純氫；

與所述吸附單元連通的冷氫化反應(yīng)器，所述吸附單元用氫氣再生得到的再生氣作為冷氫化反應(yīng)的原料送入所述冷氫化反應(yīng)器。

在一種實(shí)施方式中，本實(shí)用新型的回收系統(tǒng)還可以包括：

與所述第一冷凝單元連通的第一提純塔，所述第一提純塔用于從所述大部分氯硅烷中進(jìn)一步分離出三氯氫硅和四氯化硅；

所述第一提純塔還與所述冷氫化反應(yīng)器連通，分離出的四氯化硅作為冷氫化反應(yīng)的原料送入所述冷氫化反應(yīng)器。

在一種實(shí)施方式中，所述吸附單元可以包括至少兩個(gè)吸附柱，當(dāng)所述至少兩個(gè)吸附柱中的第一吸附柱處于吸附的工作狀態(tài)時(shí)，所述至少兩個(gè)吸附柱中的第二吸附柱處于再生的工作狀態(tài)。

在一種實(shí)施方式中，上述回收系統(tǒng)還可以包括壓縮機(jī)，所述吸附單元通過(guò)壓縮機(jī)與所述冷氫化反應(yīng)器連通；用于將所述再生氣加壓后再送入冷氫化反應(yīng)器中。

在一種實(shí)施方式中，上述回收系統(tǒng)也可以包括：

對(duì)所述冷氫化反應(yīng)器提供Si粉的Si粉儲(chǔ)罐；

用于存儲(chǔ)從吸附單元得到的純氫的氫氣罐；和/或

四氯化硅罐，所述第一提純塔通過(guò)所述四氯化硅罐與所述冷氫化反應(yīng)器連通。

本實(shí)用新型實(shí)施例至少存在以下技術(shù)效果：

1）本實(shí)用新型不需要像現(xiàn)有技術(shù)中那樣通過(guò)吸收-脫吸裝置將尾氣中的HCl單獨(dú)分離出來(lái)，而是可以將包括少量氫氣、少量氯硅烷氣體和HCl氣體的再生氣作為冷氫化反應(yīng)的原料直接送入冷氫化反應(yīng)器，避免了對(duì)HCl冷凝分離以及汽化，節(jié)省了大量的熱量及冷量。

2）氫氣可以以再生氣形式進(jìn)入冷氫化反應(yīng)器，無(wú)需從氫氣罐中提取并通過(guò)壓縮機(jī)加壓送至冷氫化反應(yīng)器。

3）再生過(guò)程中的再生氣可以直接進(jìn)入冷氫化反應(yīng)器，不需要進(jìn)行重新分離，既節(jié)省了熱量和冷量，又簡(jiǎn)化了流程。

4）可以取消吸收-脫吸裝置、氯化氫汽化器及氫氣壓縮機(jī)，節(jié)省了大量的一次性投資及運(yùn)行當(dāng)中的維護(hù)維修費(fèi)用。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的多晶硅生產(chǎn)中副產(chǎn)物的回收系統(tǒng)。