[發明專利]還原尾氣處理系統及方法

有效

• 申請號: 201510854785.3
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105502408B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 牟平;李光平
• 申請（專利權）人: 新疆大全新能源有限公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙)11348
• 代理人: 王偉鋒,劉鐵生

技術領域

本發明涉及三氯氫硅合成技術領域，尤其涉及一種還原尾氣處理系統及方法。

背景技術

目前國內所有的西門子法多晶硅生產企業都是采用的CVD化學沉淀還原爐，在多晶硅反應過程中，隨著多晶硅顆粒的沉淀，也伴隨著少量(約0.3％)HCl氣體的產生，這是化學反應公式決定的，是不可避免的。為保證多晶硅產品質量和成本，又必須將反應氣體中的HCl組分分離出來。

還原尾氣中含有的HCl必需經過精餾塔的精餾作用才能使HCl從氯硅烷液體中分離出來，由于其含量非常少，精餾塔的塔回流組分并不是純凈的HCl，而是含有HCl的氯硅烷混合物，所以其精餾出來的產物液體部分并不是純凈的HCl液體，基本不能作為產出物，其氣相產出物才是含有HCl組分的氯硅烷、H₂混合物。目前國內西門子法多晶硅生產的幾乎所有企業，尾氣回收處理過程中精餾塔塔頂的冷卻方式都是采用的最早的工藝技術，即用R22氟利昂進行冷卻到零下30-40℃的溫度，將精餾塔頂的純凈HCl氣體給冷凝下來，以達到將HCl分離出來的目的。由于還原尾氣中所含的HCl總量非常稀少，將HCL分離出來就顯得非常困難，但是由于其影響多晶硅產品的質量又不得不分離。這樣現有的還原尾氣處理系統及方法就非常不經濟，不劃算，浪費了大量的制冷量。并且該連續性較強，對吸收塔和精餾塔塔的壓力差要求較高，需要穩定連續，如果斷流，會使得精餾塔塔壓力陡升。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種還原尾氣處理系統及方法，主要目的是降低成本、節約能源。

為達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：

一方面，本發明實施例提供了一種還原尾氣處理系統，包括：

精餾塔，對含有HCl的氯硅烷混合物進行精餾；

第一換熱器，其管程入口與精餾塔的塔頂連接，對來自精餾塔塔頂的含HCl的氯硅烷進行冷卻；

儲液罐，與第一換熱器的管程出口連接，容納第一換熱器冷凝后的液體氯硅烷，包括HCl的氣體從儲液罐中排出，儲液罐還與精餾塔上部進料口連接，將儲液罐內的液體氯硅烷回流至精餾塔；

第二換熱器，其管程入口與精餾塔的塔釜出料口連接，管程出口與精餾塔的塔釜進料口連接，第二換熱器的殼程內的蒸汽對管程內的液體加熱；

第三換熱器，其管程入口與精餾塔的塔釜出料口連接，殼程入口與第一換熱器的殼程出口連接，第三換熱器的殼程出口與精餾塔的中部進料口連接；

第四換熱器，其管程入口與第三換熱器的管程出口連接，第四換熱器的殼程中的冷卻介質對管程進行冷卻；

循環泵，與第四換熱器的管程出口連接；

第五換熱器，其殼程入口與循環泵連接，管程出口與第一換熱器的殼程入口連接；

第六換熱器，其管程入口與第五換熱器的殼程出口連接，第六換熱器的殼程內循環冷卻介質與管程進行熱交換；

吸收塔，其頂部的進料口與第六換熱器的管程出口連接，吸收塔底部的出料口與第五換熱器的管程入口連接，吸收塔下部的進氣口用于通入還原尾氣。

作為優選，所述第六換熱器的殼程內循環的冷卻介質為氟利昂。

作為優選，所述第四換熱器的殼程中的冷卻介質為循環冷卻水。

另一方面，本發明實施例提供了一種還原尾氣處理方法，采用上述實施例的處理系統，包括如下步驟：

在吸收塔塔頂部吸收了HCl后的富液在吸收塔的自身壓力作用下，從吸收塔底部出料口進入第五換熱器的管程，之后變為15℃，直接進入第一換熱器的殼程，作為第一換熱器的冷卻介質，冷卻從精餾塔塔頂蒸出來的含HCl的氯硅烷混合氣體，沸點較高的氯硅烷就被冷凝下來進入儲液罐，并作為精餾塔的塔回流，沸點較低的包括HCl和H₂的組分作為氣體從儲液罐頂部排出進入下一個工序；第一換熱器殼程出來的富液再進入第三換熱器的殼程作為冷卻介質，最后返回精餾塔內；精餾塔塔釜的重組分物質一部分經由第二換熱器蒸汽加熱后返回精餾塔內，另一部分依次經過第三換熱器的管程、第四換熱器的管程、循環泵、第五換熱器的殼程和第六換熱器的管程后進入吸收塔吸收還原尾氣中的HCl。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明實施例的還原尾氣處理系統及方法充分利用了系統內部循環介質的熱量交換，減少了了螺桿機的熱負荷，減少了現有處理系統中最大的一個R22(氟利昂)蒸發器。節省了電費。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構及流程示意圖。

具體實施方式