專(zhuān)利名稱(chēng)：多晶硅還原爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 實(shí)用新型涉及ー種多晶硅還原爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)，此系統(tǒng)用于還原尾氣冷卻和還原爐進(jìn)料汽化、加熱。屬還原熱量回收技木。
背景技術(shù)：
伴隨著全球節(jié)約能源，減排ニ氧化碳的潮流，世界太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。多晶硅是制造光/伏發(fā)電的太陽(yáng)能電池片的基礎(chǔ)材料，同時(shí)以電子級(jí)多晶硅為原料生產(chǎn)的單晶硅是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。隨著太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)和信息技術(shù)的快隨發(fā)展，涌現(xiàn)出多晶硅投資生產(chǎn)熱潮。還原爐是多晶硅生產(chǎn)中的核心設(shè)備。氣態(tài)的TCS (三氯氫硅)和H2在還原爐的高溫環(huán)境中反應(yīng)，生成多晶硅棒和還原尾氣，還原尾氣中的TCS回收后進(jìn)入還原爐反應(yīng)生成多晶硅棒，如此循環(huán)生產(chǎn)，以達(dá)到降低成本，節(jié)能減排。改良西門(mén)子法多晶硅還原エ序是將TCS汽化后與氫氣同時(shí)進(jìn)入還原爐反應(yīng)生成硅棒，反應(yīng)后的高溫尾氣用冷卻器逐步冷卻后轉(zhuǎn)入CDI (尾氣回收エ序)然后逐級(jí)分離各種成分。多數(shù)廠(chǎng)家采用蒸汽加熱汽化TCS至60°C，汽化的TCS與凈化工序過(guò)來(lái)的H2組成混合氣進(jìn)入還原爐反應(yīng)，高溫還原尾氣通過(guò)冷卻水逐級(jí)冷卻至120°C進(jìn)入⑶I。沒(méi)有完全汽化的TCS進(jìn)入還原爐，會(huì)導(dǎo)致還原爐內(nèi)多晶硅棒成型差，質(zhì)量不合格，甚至硅棒斷裂，造成停爐，需確保TCS氣態(tài)進(jìn)入還原爐。60°C混合氣體進(jìn)入還原爐需加熱至1150°C左右發(fā)生反應(yīng)，還原爐反應(yīng)需要消耗大量電能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供ー種能有效利用尾氣余熱提高進(jìn)入還原爐的TCS和H2混合氣體溫度的多晶硅還原爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的ー種多晶硅還原爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)，包括還原爐、加熱器、汽化器、混合器、氣氣換熱器和冷卻器，所述還原爐的尾氣出口與冷卻器的尾氣進(jìn)ロ連接，冷卻器的尾氣出口與氣氣換熱器的尾氣進(jìn)ロ連接，氣氣換熱器的尾氣出口與汽化器的尾氣進(jìn)ロ連接，汽化器的尾氣出口與加熱器的尾氣進(jìn)ロ連接，加熱器的尾氣出口接入⑶I ;出加熱器的H2和出汽化器的TCS接入混合器，出混合器的TCS和H2混合氣體接入氣氣換熱器，出氣氣換熱器的TCS和H2混合氣體接入還原爐。本實(shí)用新型的有益效果是I、本實(shí)用新型尾氣被冷卻至120°C，利用其熱量加熱混合氣體(TCS+ H2),使其完全氣體狀態(tài)進(jìn)入還原爐。2、采用本系統(tǒng)可以節(jié)省汽化TCS所需蒸汽，節(jié)省能源，降低成本。3、本系統(tǒng)提高了混合氣TCS+ H2進(jìn)入還原爐的的溫度，降低還原爐能耗，而且保證進(jìn)入還原爐的均是氣體，避免液體進(jìn)入，確保硅棒成型及質(zhì)量滿(mǎn)足要求。4、本系統(tǒng)能滿(mǎn)足還原爐對(duì)TCS和H2配比的動(dòng)態(tài)要求，確保還原爐多晶硅棒成型質(zhì)
量合格。[0011]5、本系統(tǒng)冷卻器滿(mǎn)足還原尾氣急冷,保證進(jìn)入下級(jí)設(shè)備的尾氣溫度為500°C,確保下級(jí)設(shè)備選材經(jīng)濟(jì)性。6、本系統(tǒng)能滿(mǎn)足進(jìn)入⑶I的還原尾氣溫度120°C。7、本系統(tǒng)回收利用還原尾氣熱量，實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用。綜上，本實(shí)用新型高效利用700°C還原尾氣余熱。提高TCS和H2混合氣體至一定溫度進(jìn)入還原爐，降低還原爐耗電量，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能功效，同時(shí)還原尾氣降溫至120°C進(jìn)入CDI，簡(jiǎn)化流程及設(shè)備，降低成本。

圖I為本實(shí)用新型多晶硅還原爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中附圖標(biāo)記還原爐I加熱器2汽化器3混合器4氣氣換熱器5冷卻器6。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，圖I為本實(shí)用新型多晶硅還原爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。由圖I可以看出，本實(shí)用新型多晶硅還原爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)，包括還原爐I、加熱器2、汽化器3、混合器4、氣氣換熱器5和冷卻器6,所述還原爐I的尾氣出ロ與冷卻器6的尾氣進(jìn)ロ連接，冷卻器6的尾氣出口與氣氣換熱器5的尾氣進(jìn)ロ連接，氣氣換熱器5的尾氣出口與汽化器3的尾氣進(jìn)ロ連接，汽化器3的尾氣出口與加熱器2的尾氣進(jìn)ロ連接，加熱器2的尾氣出口接入⑶I ;出加熱器2的H2和出汽化器3的TCS接入混合器4，出混合器4的TCS和H2混合氣體接入氣氣換熱器5，出氣氣換熱器5的TCS和H2混合氣體接入還原爐I。所述氣氣換熱器5為U型管換熱器。進(jìn)料流程H2在加熱器2中用還原尾氣的余熱加熱至一定溫度，進(jìn)入混合器4。TCS在汽化器3中用還原尾氣余熱汽化并過(guò)熱至一定溫度，進(jìn)入混合器4?；旌蠚怏w(TCS和H2)從混合器4中接入氣氣換熱器5，混合氣體(TCS和H2)與還原尾氣完成換熱過(guò)程，混合氣體(TCS和H2)溫度進(jìn)ー步提高，還原尾氣溫度逐步下降，達(dá)到一定溫度的混合氣體(TCS和H2)進(jìn)入還原爐I。尾氣流程還原尾氣從還原爐I底部進(jìn)去冷卻器6與冷卻水換熱急冷至合適的溫度，冷卻器6尾氣出ロ接氣氣換熱器5，還原尾氣在氣氣換熱器5中作為加熱介質(zhì)提供熱量，出了氣氣換熱器5的還原尾氣接入汽化器3提供熱量，下一歩接入加熱器2的還原尾冷卻至合適的溫度進(jìn)入CDI。
權(quán)利要求1.ー種多晶硅還原爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括還原爐(I)、加熱器(2)、汽化器(3)、混合器(4)、氣氣換熱器(5)和冷卻器(6)，所述還原爐(I)的尾氣出口與冷卻器(6)的尾氣進(jìn)ロ連接，冷卻器(6)的尾氣出口與氣氣換熱器(5)的尾氣進(jìn)ロ連接，氣氣換熱器(5)的尾氣出口與汽化器(3)的尾氣進(jìn)ロ連接，汽化器(3)的尾氣出口與加熱器(2)的尾氣進(jìn)ロ連接，加熱器(2)的尾氣出ロ接入尾氣回收エ序；出加熱器(2)的H2和出汽化器(3)的TCS接入混合器(4)，出混合器(4)的TCS和H2混合氣體接入氣氣換熱器(5)，出氣氣換熱器(5 )的TCS和H2混合氣體接入還原爐(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種多晶硅還原爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述氣氣換熱器(5)為U型管換熱器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種多晶硅還原爐尾氣節(jié)能系統(tǒng)，用于還原尾氣冷卻和還原爐進(jìn)料汽化、加熱。所述系統(tǒng)包括還原爐(1)、加熱器(2)、汽化器(3)、混合器(4)、氣氣換熱器(5)和冷卻器(6)，所述還原爐(1)的尾氣出口與冷卻器(6)的尾氣進(jìn)口連接，冷卻器(6)的尾氣出口與氣氣換熱器(5)的尾氣進(jìn)口連接，氣氣換熱器(5)的尾氣出口與汽化器(3)的尾氣進(jìn)口連接，汽化器(3)的尾氣出口與加熱器(2)的尾氣進(jìn)口連接；出加熱器(2)的H2和出汽化器(3)的TCS接入混合器(4)，出混合器(4)的TCS和H2混合氣體接入氣氣換熱器(5)，出氣氣換熱器的TCS和H2混合氣體接入還原爐。本實(shí)用新型能有效利用尾氣余熱提高進(jìn)入還原爐的STC和H2混合氣體溫度，從而達(dá)到節(jié)約能源降低成本的功效。
文檔編號(hào)C01B33/035GK202400853SQ20112054761
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月24日
發(fā)明者劉慧穎, 孫惺惺, 李子林, 臧國(guó)強(qiáng), 趙建 申請(qǐng)人:江蘇雙良鍋爐有限公司