專利名稱：一種氯化氫解析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到的是一種用于多晶硅生產(chǎn)對于產(chǎn)生的氯化氫進(jìn)行解析的裝置， 更具體的是，涉及到多晶硅尾氣回收的氯化氫解析。
背景技術(shù)：
在多晶硅生產(chǎn)過程中，尾氣回收系統(tǒng)是用于回收三氯氫硅合成工序、三氯氫硅氫 還原工序及四氯化硅氫化工序產(chǎn)生的尾氣。在實(shí)際生產(chǎn)過程中三氯氫硅合成工序、三氯氫 硅氫還原工序及四氯化硅氫化工序不能夠完全反應(yīng)，未反應(yīng)完全的尾氣中含有大量的三氯 氫硅、四氯化氫硅、氯化氫、氫氣以及二氯二氫硅，尾氣回收工序就是利用上述物質(zhì)的沸點(diǎn) 不同逐一進(jìn)行分離。分離出來的氯化氫用于三氯氫硅合成工序，氯化氫的純度可以達(dá)到 98. 5%。其中回收氯化氫的方法就是用氯硅烷吸收尾氣中的氯化氫，在解析塔加熱吸收了 氯化氫的氯硅烷液體，使其中的氯化氫被解析出來。傳統(tǒng)的氯化氫解析方法在吸收塔內(nèi)用氯硅烷把尾氣中的氯化氫吸收，吸收了氯 化氫氣體的氯硅烷稱之為富液，富液從解析塔中部噴淋而下，解析塔底部設(shè)有再沸器通過 蒸汽加熱氯硅烷使氯硅烷汽化上升，與中部噴淋而下的富液進(jìn)行充分接觸，富液中溶解的 氯化氫被上升的氯硅烷氣體帶走。在解析塔上部設(shè)有回流裝置，用于將上升氣體中夾帶的 氯硅烷冷凝下來，以提高上升氣體中氯化氫的純度；在塔頂設(shè)有一個(gè)R-22冷凝器，上升氣 體經(jīng)過-35 -50°C R22深冷后冷凝成液體。這里的液體的主要成分為氯化氫，被冷凝下來 的液體儲(chǔ)存在塔頂回流槽內(nèi)，液體中的一部分回流入解析塔，另一部分被汽化器加熱成氯 化氫氣體后送給三氯氫硅合成工序使用。具體地，從含有大量氯化氫的氯硅烷液體，進(jìn)入氯化氫解析塔中部噴淋而下，在塔 的下部設(shè)置了一個(gè)熱虹吸式再沸器加熱氯硅烷，使得氯硅烷汽化。汽化的氯硅烷氣體從下 而上在規(guī)整填料上與上部噴淋而下的氯硅烷富液及解析塔頂回流的液相進(jìn)行物質(zhì)能量交 換，使得氯化氫從氯硅烷液體中分離出來。在解析塔頂設(shè)置了 R22冷凝器，使從塔頂出來的 氯化氫通過R22冷凝器深冷后，在進(jìn)入分離器。在此過程中大量氯化氫99. 9%以液態(tài)形式 存在，并匯集在分離器中，液態(tài)氯化氫再經(jīng)過汽化器加熱后送往氯化氫緩沖罐；少量氫氣已 不凝氣的形式存在從回流槽上部排出，這樣就使氫氣與氯化氫氣體進(jìn)行分離，保證氯化氫 純度99. 9%以上。中國專利CN201567231U中公開的氯化氫的解析方法對傳統(tǒng)的氯化氫解析塔進(jìn)行 了改進(jìn)，其將解析塔上段設(shè)計(jì)了兩段填料，在兩段填料之間設(shè)有隔板，期間設(shè)置有冷凍鹽水 換熱器，向上的氯化氫氣體經(jīng)過冷凍鹽水換熱器后，其中的大部分氯硅烷被冷凝下來并返 回到解析塔塔釜，而含有少量氯硅烷的氯化氫氣體經(jīng)過解析塔上部的填料、頂部的R22冷 凝器和分離器被冷凝后以液相形式進(jìn)入分離器，其中氫氣以氣相形式從分離器頂部排走， 從而保證了氯化氫的純度。在CN201567231U中氯化氫解析塔裝置從結(jié)構(gòu)上做了一些改進(jìn)。為了進(jìn)一步減輕 R22冷凝器冷凍負(fù)荷，提高氯化氫純度在上部增設(shè)了一個(gè)冷凍鹽水換熱器，冷凍鹽水溫度在-10°c以上。在上述傳統(tǒng)的氯化氫解析和CN201567231U中氯化氫解析工藝的基礎(chǔ)上，本 實(shí)用新型的氯化氫解析裝置做了較大改進(jìn)，主要是將傳統(tǒng)工藝中的氯化氫汽化器用氯化氫 換熱器代替，并對液態(tài)氯化氫進(jìn)行汽化加熱；將CN201567231U中增設(shè)的冷凍鹽水換熱 器改為氯化氫換熱器(23)，利用解析塔頂采出的液態(tài)氯化氫作為冷媒對解析塔中上升的氯 硅烷氣體進(jìn)行傳熱。采用所述的冷凝裝置，減少了設(shè)備投資費(fèi)用和設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用并且冷凝 效果更加明顯更大的減輕了冷凝器的冷凍負(fù)荷。傳統(tǒng)使用的氯化氫解析裝置以及CN201567231U中講述的解析裝置，存在以下不 足1.只是依靠塔頂?shù)腞-22換熱器將氯化氫冷凝下來，因此需要的冷量較多，這會(huì)增 加R-22冷凍機(jī)的負(fù)荷，相應(yīng)地增加了能耗。雖然中國專利CN201567231U對此進(jìn)行了改進(jìn)， 即添加了冷凍鹽水換熱器，但這同樣增加了冷凍鹽水機(jī)組的負(fù)荷，并未減少能耗。因此制冷 系統(tǒng)的能耗較高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。2.被解析塔解析出來的液相氯化氫在被送往三氯氫硅的合成工序時(shí)，需要一個(gè)電 加熱器以其由液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵@又增加了能耗，不利于節(jié)約成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種氯化氫解析裝置，該解析裝置可以 降低解析能耗，同時(shí)提高氯化氫的純度。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是提供一種氯化氫解析裝置，包括解析塔，在所述 解析塔內(nèi)部設(shè)有兩第一填料和第二填料且所述第一填料位于所述第二填料的上方，在所述 第一填料和第二填料之間設(shè)置有隔板，還包括換熱器，所述換熱器輸入口設(shè)置在所述隔板 與所述第二填料之間，所述換熱器的氣相輸出口設(shè)置在所述隔板與所述第一填料之間。其中，所述換熱器還包括換熱器液相輸出口，所述換熱器液相輸出口設(shè)置在所述 換熱器輸入口的下方，且位于所述第二填料的上方。其中，所述第一填料為規(guī)整填料，所述第二填料為散堆填料。其中，所述解析塔采用不銹鋼材料制作。其中，所述第一填料和所述第二填料采用飽和蒸汽壓力為0. SMPa(G)以上的材 料。其中，在所述氯化氫換熱器內(nèi)設(shè)有導(dǎo)淋管線，以將所述氯化氫換熱器內(nèi)產(chǎn)生的積 液返回到所述解析塔。其中，在所述解析塔的底部設(shè)有用于加熱液相的再沸器。其中，還包括分離器，用于分離自所述解析塔塔頂出來的氫氣與氯化氫，所述分離 器將所述氯化氫以液態(tài)形式分離出，所述液態(tài)氯化氫作為所述氯化氫換熱器的冷卻液。解析塔頂部設(shè)有兩個(gè)冷凝裝置，一個(gè)R-22換熱器，一個(gè)氯化氫換熱器以及一個(gè)分 離器，還包含氯化氫解析塔上部外側(cè)的氯化氫換熱器。為了提高熱能綜合利用，將分離器中冷凝成液態(tài)的氯化氫作為氯化氫換熱器冷 媒，進(jìn)氯化氫換熱器前液態(tài)氯化氫的溫度為-30 _45°C左右，通過氯化氫換熱器和解析塔 上升的氯硅烷氣體進(jìn)行能量傳遞，對上升的氯硅烷氣體進(jìn)行冷卻，對液態(tài)的氯化氫進(jìn)行加 熱汽化。[0021]為了防止氣相從中層填料的液體管線流入上層填料，在中部填料與上部填料之間 設(shè)有隔板，進(jìn)解析塔中部填料的液體管線均配有止回閥。為了減少解析塔的維修時(shí)間，增加解析塔的使用壽命，解析塔中部的填料材質(zhì)應(yīng) 為不銹鋼的亂堆填料，解析塔上部的填料材質(zhì)應(yīng)為不銹鋼的規(guī)整填料。綜上所述，本實(shí)用新型相比較傳統(tǒng)的氯化氫解析裝置、CN201567231U中的氯化氫 解析裝置的有益效果是改變了解析塔上部兩段填料之間的換熱器使用的冷卻介質(zhì)，由冷 凍鹽水換熱改成塔頂冷凝下來的氯化氫液體換熱。不僅可以提高塔頂氯化氫的純度，降低 了塔頂R-22冷凝器的負(fù)荷，這部分熱負(fù)荷由氯化氫換熱器分擔(dān)，從而降低了冷凍機(jī)組的負(fù) 荷；通過使用氯化氫液體將解析塔內(nèi)上升氣相中的氯硅烷冷凝下來，氯化氫液體被汽化成 氣相送往三氯氫硅合成工序，這樣就不用使用氯化氫加熱器也可以將氯化氫液體變?yōu)闅?相，節(jié)約了成本。

附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用 新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖1為本實(shí)用新型提供的氯化氫解析裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。結(jié)合附圖，本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下接管-1 ；隔板-2 ；接管-3 ；接管-4 ；散堆填料-5 ；解析塔本體-6 ；接管_7 ；再沸 器-8 ；接管-9 ；接管-10 ；接管-11 ；規(guī)整填料-12 ；R22冷凝器-13 ；分離器-14 ；接管-15 ； 接管-16 ；接管-17 ；接管-18 ；接管-19 ；液態(tài)氯化氫儲(chǔ)槽-20 ；接管-21 ；接管-22 ；氯化氫 換熱器-23。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。參看圖1，本實(shí)施例氯化氫解析裝置，包括解析塔6，在所述解析塔6內(nèi)部設(shè)有兩第 一填料和第二填料且所述第一填料位于所述第二填料的上方，在所述第一填料和第二填料 之間設(shè)置有隔板2，還包括氯化氫換熱器23，所述氯化氫換熱器23輸入口設(shè)置在所述隔板2 與所述第二填料之間，所述氯化氫換熱器23的氣相輸出口設(shè)置在所述隔板2與所述第一填 料之間。在解析塔6的頂部設(shè)有冷凝器13，用于冷凝自解析塔6塔頂出來的氣體。第一填 料為規(guī)整填料12，第二填料為散堆填料5。用管路將隔板2的上下連通，用于將來自規(guī)整填 料12的液態(tài)氯硅烷導(dǎo)入散堆填料5的上方，以使液態(tài)氯硅烷與氣態(tài)氯硅烷進(jìn)行傳熱傳質(zhì)。來自氯化氫吸收塔的吸收了氯化氫的氯硅烷，通過接管4進(jìn)入氯化氫解析塔6的 中部噴淋而下，并由設(shè)置在解析塔6下部的再沸器8汽化。氯硅烷氣流在解析塔6內(nèi)自下 而上運(yùn)動(dòng)，并在下部散堆填料5的上方與自解析塔6上部噴淋而下的氯硅烷液體進(jìn)行傳熱 傳質(zhì)，從而使氯化氫從氯硅烷中解析出來。在氯化氫解析塔6的上部設(shè)有規(guī)整填料12，并在 散堆填料5和規(guī)整填料12之間設(shè)置隔板2，在隔板2和散堆填料5之間設(shè)有設(shè)置在解析塔 6的外部的氯化氫換熱器輸出口，在隔板2和規(guī)整填料12之間設(shè)置氯化氫換熱器輸入口。 氯硅烷氣體從散堆填料5上升出塔后，依次從接管10、接管19進(jìn)入氯化氫換熱器23，氯硅 烷氣體被冷凝的液相組分從接管18、接管9又返回到解析塔，而氣相組分從接管16、接管11返回到解析塔6規(guī)整填料12，部分氯硅烷氣體經(jīng)規(guī)整填料12后被冷凝再次成為液體，并通 過接管1、接管3返回散堆填料5。在解析塔6的頂部設(shè)置一 R22冷凝器(13)，氯硅烷氣體 被深冷至-40°C左右后，再經(jīng)過分離器14將不凝氣氫氣與液態(tài)氯化氫進(jìn)行分離。一部分液 態(tài)氯化氫經(jīng)過儲(chǔ)罐通過接管17進(jìn)入氯化氫換熱器23，再通過接管15將汽化的氯化氫氣體 送至氯化氫緩沖罐即回收氯化氫產(chǎn)品，另一部分液態(tài)氯化氫通過回流管線返回解析塔6。為了提高解析塔6的抗腐蝕能力，設(shè)備及內(nèi)件材質(zhì)均采用不繡鋼材料制成。為保 證傳質(zhì)傳熱效果，解析塔6內(nèi)的下部填料為散堆填料5，上部填料為規(guī)整填料12使用蒸汽壓 力為0. SMPA(G)以上的飽和蒸汽。為提高冷凍效果，減少冷凍負(fù)荷及設(shè)備投資運(yùn)行費(fèi)用，將 分離器14分離出的液態(tài)氯化氫作為氯化氫換熱器23的冷媒，冷媒的溫度在-35 40°C之 間，以此可以進(jìn)一步提高。并在氯化氫換熱器23內(nèi)設(shè)有導(dǎo)淋管線將積液返回至解析塔。本實(shí)用新型氯化氫解析裝置的工作過程如下首先向啟用吸收解析系統(tǒng)之間的氯硅烷循環(huán)泵，使吸收解析系統(tǒng)循環(huán)起來，建立 合適的液位，吸收解析之間的循環(huán)量穩(wěn)定。啟動(dòng)冷凍機(jī)組，使冷媒R-22進(jìn)入塔頂、R-22換熱器及回流槽內(nèi)。給解析塔通蒸汽，使得解析塔釜溫達(dá)到要求。將解析塔定的壓力控制調(diào)節(jié)閥的設(shè)定值設(shè)定規(guī)定壓力，投入自動(dòng)。建立解析塔頂回流，最初回流槽內(nèi)的液體全部回流到塔內(nèi)，手動(dòng)調(diào)節(jié)回流量以保 證回流槽的液位，直到回流槽內(nèi)氯化氫純度達(dá)到99. 9%。啟用氯化氫換熱器，將塔頂回流槽內(nèi)的氯化氫通入氯化氫換熱器內(nèi)，氯化氫被汽
化后送往三氯氫硅合成工序?？梢岳斫獾氖?，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施 方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精 神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種氯化氫解析裝置，包括解析塔，在所述解析塔內(nèi)部設(shè)有兩第一填料和第二填料 且所述第一填料位于所述第二填料的上方，在所述第一填料和第二填料之間設(shè)置有隔板， 其特征在于，還包括換熱器，所述換熱器輸入口設(shè)置在所述隔板與所述第二填料之間，所述 換熱器的氣相輸出口設(shè)置在所述隔板與所述第一填料之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化氫解析裝置，其特征在于，所述換熱器還包括換熱器液 相輸出口，所述換熱器液相輸出口設(shè)置在所述換熱器輸入口的下方，且位于所述第二填料 的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化氫解析裝置，其特征在于，所述第一填料為規(guī)整填料，所 述第二填料為散堆填料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的氯化氫解析裝置，其特征在于，所述解析塔采用 不銹鋼材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的氯化氫解析裝置，其特征在于，所述第一填料和 所述第二填料采用飽和蒸汽壓力為0. SMPa(G)以上的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的氯化氫解析裝置，其特征在于，在所述氯化氫換 熱器內(nèi)設(shè)有導(dǎo)淋管線，以將所述氯化氫換熱器內(nèi)產(chǎn)生的積液返回到所述解析塔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的氯化氫解析裝置，其特征在于，在所述解析塔的 底部設(shè)有用于加熱液相的再沸器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的氯化氫解析裝置，其特征在于，還包括分離器，用 于分離自所述解析塔塔頂出來的氫氣與氯化氫，所述分離器將所述氯化氫以液態(tài)形式分離 出，所述液態(tài)氯化氫作為所述氯化氫換熱器的冷卻液。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氯化氫解析裝置，包括解析塔，在所述解析塔內(nèi)部設(shè)有兩第一填料和第二填料且所述第一填料位于所述第二填料的上方，在所述第一填料和第二填料之間設(shè)置有隔板，還包括換熱器，所述換熱器輸入口設(shè)置在所述隔板與所述第二填料之間，所述換熱器的氣相輸出口設(shè)置在所述隔板與所述第一填料之間。本實(shí)用新型提供的氯化氫解析裝置分離出的氯化氫產(chǎn)品大于99.9％，而且造價(jià)成本低，運(yùn)行能耗低。
文檔編號(hào)C01B7/07GK201850134SQ201120051438
公開日2011年6月1日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者葉冬梅, 宋高杰, 張偉, 楊龍, 王麗春 申請人:特變電工新疆硅業(yè)有限公司