[實用新型]一種多晶硅還原尾氣節能噴淋回收氯硅烷裝置

有效

• 申請號: 201720118441.0
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN206529298U
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 劉德華;芮元慶;楊少敏
• 申請（專利權）人: 南京合創工程設計有限公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本實用新型涉及多晶硅尾氣回收技術領域，特別是有硅粉制備三氯氫硅裝置的多晶硅還原尾氣的回收系統。

背景技術

由于多晶硅生產企業在大規模的擴建，導致多晶硅價格的走低，因而必須降低多晶硅生產成本，以增加產品的競爭力。在多晶硅生產過程中還原裝置產生大量尾氣，尾氣中含有硅烷、氫氣、氯化氫。需將這些物料分離回收，可以降低成本、減少環境污染，回收的硅烷經精餾分離提純后去還原裝置，剩余含氯化氫尾氣可以直接和硅粉合成三氯氫硅或繼續凈化后的得到高純氫氣返回還原裝置。目前回收方法有濕法回收和干法回收。濕法回收裝置導致多晶硅成本較大，目前該裝置已經淘汰，現有多晶硅廠主要采用干法回收裝置，而干法回收以CDI技術居多，但是CDI干法回收技術能耗還是相對較高。本實用新型對現有尾氣干法裝置中設備進行改進優化進而降低大規模多晶硅生產中尾氣回收能耗具有重要的意義。

發明內容

本實用新型的目的是將CDI尾氣回收裝置中低溫噴淋設備改為常溫噴淋設備，可節約設備投資和降低能耗。

本實用新型采取的技術方案是：一種多晶硅還原尾氣節能噴淋回收氯硅烷裝置，其包括噴淋洗滌塔、氣氣換熱器、冷凍水冷卻器、深冷器、洗滌氣氣液分離罐、液液換熱器、洗滌液循環泵和冷凝液回收泵，所述噴淋洗滌塔的進氣口連接還原尾氣的出口，噴淋洗滌塔的出氣口依次連接所述氣氣換熱器、冷凍水冷卻器和深冷器，氣氣換熱器、冷凍水冷卻器和深冷器相互級聯，同時氣氣換熱器、冷凍水冷卻器和深冷器還分別與所述洗滌氣氣液分離罐相連，洗滌氣氣液分離罐的出口通過所述冷凝液回收泵與液液換熱器相連，所述液液換熱器的兩端分別與噴淋洗滌塔的底部出液口和上部進液口相連接，并通過設置洗滌液循環泵構成洗滌液循環回路，液液換熱器的出口連接回收硅烷去精餾裝置。

所述噴淋洗滌塔的進氣口和出氣口之間設有用于接觸反應的填料。

所述洗滌液循環泵設置在噴淋洗滌塔的底部出液口和液液換熱器之間。

本實用新型的有益效果是：取消了低溫洗滌，因低溫CDI低溫淋洗循環量較大，消耗的冷量也較大，而本實用新型采用常溫淋洗設備，先分離一部分氯硅烷，再將尾氣逐級冷卻、冷凝分離出氯硅烷。可大大減少能耗，節省設備投資費用。

附圖說明

圖1是還原尾氣節能噴淋回收氯硅烷裝置示意圖。

圖中：1-噴淋洗滌塔、2-氣氣換熱器、3-冷凍水冷卻器、4-深冷器、5-洗滌氣氣液分離罐、6-洗滌液循環泵、7-液液換熱器、8-冷凝液回收泵。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

圖1所示，一種多晶硅還原尾氣節能噴淋回收氯硅烷裝置，該裝置是將還原尾氣送入常溫噴淋洗滌塔1，經循環洗滌液洗去部分硅烷，塔頂尾氣經一系列換熱、冷卻、冷凝后分離出大部分硅烷。本裝置包括噴淋洗滌塔1、氣氣換熱器2、冷凍水冷卻器3、深冷器4、洗滌氣氣液分離罐5、液液換熱器7、洗滌液循環泵6和冷凝液回收泵8，所述噴淋洗滌塔1的進氣口連接還原尾氣的出口，噴淋洗滌塔1的出氣口依次連接所述氣氣換熱器2、冷凍水冷卻器3和深冷器4，氣氣換熱器2、冷凍水冷卻器3和深冷器4相互級聯，同時氣氣換熱器2、冷凍水冷卻器3和深冷器4還分別與所述洗滌氣氣液分離罐5相連，洗滌氣氣液分離罐5的出口通過所述冷凝液回收泵8與液液換熱器7相連，所述液液換熱器7的兩端分別與噴淋洗滌塔1的底部出液口和上部進液口相連接，并通過設置洗滌液循環泵6構成洗滌液循環回路，液液換熱器7的出口連接回收硅烷去精餾裝置。

本實用新型的具體操作如下：

以年產6000噸多晶硅，約37040kg/h還原尾氣為原料，本裝置的操作方法如下：

還原裝置來的尾氣（6barg，50℃，含氫氣、氯硅烷、氯化氫）進入噴淋洗滌塔1與循環洗滌液在填料表面逆流接觸，分離部分硅烷，氣體從塔頂出來經過氣氣換熱器2與冷凝氣逆流換熱將溫度降至35℃，再經冷凍水冷卻器3冷至12℃，然后經深冷器4進一步冷凝分離大部分硅烷，冷凝氣經氣氣換熱器2升溫至30℃送出。各級冷凝液經洗滌氣氣液分離罐5收集后與循環洗滌液經液液換熱器7回收能量后，匯合噴淋洗滌塔4采出的硅烷一起送去精餾裝置。

采用本實用新型裝置與傳統CDI尾氣回收裝置的能耗比較如下表所示：