多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)及尾氣利用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)及尾氣利用方法，其中系統(tǒng)包括：氯化氫儲(chǔ)罐，存儲(chǔ)低溫氯化氫液體；吸收塔富液換熱器，吸收塔富液和解析塔的氯化硅貧液在吸收塔富液換熱器內(nèi)換熱；氯化氫蒸發(fā)器，其管程入口與吸收塔富液換熱器連接，換熱后的氯硅烷貧液進(jìn)入氯化氫蒸發(fā)器的管程，所述氯化氫蒸發(fā)器的殼程連接氯化氫儲(chǔ)罐；氟利昂蒸發(fā)器，連接氯化氫蒸發(fā)器管程的出口，氟利昂蒸發(fā)器對(duì)來(lái)自氯化氫蒸發(fā)器管程的氯硅烷貧液制冷后送入吸收塔；去精餾氯硅烷換熱器，連接氯化氫蒸發(fā)器殼程，來(lái)自氯化氫蒸發(fā)器殼程的氯化氫在去精餾氯硅烷換熱器內(nèi)與去精餾的氯硅烷換熱后輸送至三氯氫硅合成。本發(fā)明能夠降低能耗，提升氫化反應(yīng)的產(chǎn)能。
【專利說(shuō)明】多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)及尾氣利用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多晶硅制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)及尾氣利用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]改良西門子法生產(chǎn)多晶硅過(guò)程中，氫化反應(yīng)所產(chǎn)生的氯化氫在冷凝分離、升壓吸收后，由解析塔解析出氯化氫氣體經(jīng)過(guò)冷卻至-40°C變?yōu)槁然瘹湟后w，一部分回流至解析塔維持塔頂溫度，一部分采出通過(guò)去精餾車間的氯硅烷加熱為氯化氫氣體送至三氯氫硅合成。-40°C氯化氫液體由去精餾車間的氯硅烷加熱為氯化氫氣體送至三氯氫硅合成，浪費(fèi)掉了其中攜帶的大量冷量，而解析塔氯硅烷貧液與吸收塔氯硅烷富液換熱至_15°C—-20 0C后，需要大量氟利昂深冷。由此可見其中_40°C氯化氫液體所攜帶的冷量未能合理利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)及尾氣利用方法，主要目的是降低能耗，提升氫化反應(yīng)的產(chǎn)能。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案:
[0005]—方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多晶娃氫化尾氣回收系統(tǒng)，包括:
[0006]氯化氫儲(chǔ)罐，存儲(chǔ)來(lái)自精餾塔2頂部低溫氯化氫液體；
[0007]吸收塔富液換熱器，所述吸收塔富液換熱器接收吸收塔富液和解析塔的氯化硅貧液，所述吸收塔富液和解析塔氯化硅貧液在所述吸收塔富液換熱器內(nèi)換熱；
[0008]氯化氫蒸發(fā)器，其管程入口與吸收塔富液換熱器連接，換熱后的氯硅烷貧液進(jìn)入氯化氫蒸發(fā)器的管程，所述氯化氫蒸發(fā)器的殼程入口連接氯化氫儲(chǔ)罐；
[0009]氟利昂蒸發(fā)器，連接氯化氫蒸發(fā)器管程的出口，所述氟利昂蒸發(fā)器對(duì)來(lái)自氯化氫蒸發(fā)器管程的氯硅烷貧液制冷后送入吸收塔；
[0010]去精餾氯硅烷換熱器，連接氯化氫蒸發(fā)器殼程出口，來(lái)自氯化氫蒸發(fā)器殼程的氯化氫在去精餾氯硅烷換熱器內(nèi)與去精餾的氯硅烷換熱后輸送至三氯氫硅合成。
[0011]作為優(yōu)選，所述氯化氫蒸發(fā)器的管程的入口與出口通過(guò)第一旁路管道連接，所述第一旁路管道上及第一旁路管道與氯化氫蒸發(fā)器的管程的出入口之間分別設(shè)有閥門。
[0012]作為優(yōu)選，所述氯化氫儲(chǔ)罐與氯化氫蒸發(fā)器之間設(shè)有氯化氫流量調(diào)節(jié)閥。
[0013]作為優(yōu)選，所述氯化氫蒸發(fā)器的殼程的入口與出口通過(guò)第二旁路管道連接，所述第二旁路管道上及第二旁路管道與氯化氫蒸發(fā)器的殼程的出入口之間分別設(shè)有閥門。
[0014]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多晶硅氫化尾氣利用方法，包括如下步驟；
[0015]來(lái)自解析塔的氯化硅貧液與吸收塔富液換熱；
[0016]換熱后的氯化硅貧液作為熱媒與作為冷媒的低溫氯化氫液體進(jìn)行熱交換；
[0017]與氯化氫液體換熱后的氯化硅貧液經(jīng)深冷后用做吸收塔吸收劑吸收分離氫化反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫氣體；
[0018]與氯化硅貧液換熱后的氯化氫作為冷媒與作為熱媒的去精餾車間的氯硅烷再次換熱后送至三氯氫硅合成。
[0019]作為優(yōu)選，與氯化硅貧液換熱的氯化氫液體的流量根據(jù)氫化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氯化氫量來(lái)調(diào)節(jié)。
[0020]作為優(yōu)選，與吸收塔富液換熱后-15°C?_20°C的氯化硅貧液與_40°C的氯化氫液體換熱后溫度降至_20°C?-25°C，_20°C?_25°C的氯化硅貧液深冷至_42°C?_44°C后用作吸收塔吸收劑吸收分離氫化反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫氣體；與氯化硅貧液換熱后的氯化氫溫度升至_15°C?_20°C，將_15°C?_20°C氯化氫氣體通過(guò)去精餾車間的30°C?35°C氯硅烷再次加熱后送至三氯氫硅合成。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0022]本發(fā)明實(shí)施例將氫化反應(yīng)尾氣中通過(guò)解析塔解析的_40°C氯化氫液體中所攜帶的大量冷量進(jìn)行了合理利用，減少了氟利昂蒸發(fā)器中氟利昂的用量，從而降低了螺桿壓縮機(jī)的負(fù)荷，打破了因螺桿壓縮機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行所帶來(lái)的氫化反應(yīng)產(chǎn)能瓶頸，提升了氫化反應(yīng)產(chǎn)倉(cāng)泛。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。在下述說(shuō)明中，不同的“一實(shí)施例”或“實(shí)施例”指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及流程示意圖。如圖1所不，多晶娃氫化尾氣回收系統(tǒng)，包括:
[0026]氯化氫儲(chǔ)罐I，存儲(chǔ)來(lái)自精餾塔2頂部的低溫氯化氫液體；
[0027]吸收塔富液換熱器3，吸收塔富液換熱器3接收吸收塔4富液和解析塔5的氯化硅貧液，吸收塔4富液和解析塔5氯化硅貧液在吸收塔富液換熱器3內(nèi)換熱；
[0028]氯化氫蒸發(fā)器6，其管程入口與吸收塔富液換熱器3連接，換熱后的氯硅烷貧液進(jìn)入氯化氫蒸發(fā)器6的管程，氯化氫蒸發(fā)器6的殼程入口連接氯化氫儲(chǔ)罐I ;
[0029]氟利昂蒸發(fā)器7，連接氯化氫蒸發(fā)器6管程的出口，氟利昂蒸發(fā)器7對(duì)來(lái)自氯化氫蒸發(fā)器6管程的氯硅烷貧液制冷后送入吸收塔4 ；
[0030]去精餾氯硅烷換熱器8，連接氯化氫蒸發(fā)器6殼程出口，來(lái)自氯化氫蒸發(fā)器6殼程的氯化氫在去精餾氯硅烷換熱器8內(nèi)與去精餾的氯硅烷換熱后輸送至三氯氫硅合成。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例將氫化反應(yīng)尾氣中通過(guò)解析塔解析的_40°C氯化氫液體中所攜帶的大量冷量進(jìn)行了合理利用，減少了氟利昂蒸發(fā)器中氟利昂的用量，從而降低了螺桿壓縮機(jī)的負(fù)荷，打破了因螺桿壓縮機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行所帶來(lái)的氫化反應(yīng)產(chǎn)能瓶頸，提升了氫化反應(yīng)產(chǎn)倉(cāng)泛。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例提供的多晶硅氫化尾氣利用方法，包括如下步驟；
[0033]來(lái)自解析塔5的氯化硅貧液與來(lái)自吸收塔4的含HCL氯硅烷富液換熱；
[0034]換熱后的氯化硅貧液作為熱媒與作為冷媒的低溫氯化氫液體進(jìn)行熱交換；
[0035]與氯化氫液體換熱后的氯化硅貧液經(jīng)深冷后用做吸收塔吸收劑吸收分離氫化反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫氣體；
[0036]與氯化硅貧液換熱后的氯化氫作為冷媒與作為熱媒的去精餾車間的氯硅烷再次換熱后送至三氯氫硅合成。
[0037]下面結(jié)合圖1對(duì)本法實(shí)施例的尾氣回收系統(tǒng)和尾氣利用方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0038]來(lái)自解析塔5的氯化硅貧液與來(lái)自吸收塔4的吸收塔富液(含HCL氯硅烷富液)在吸收塔富液換熱器3中換熱后，氯化硅貧液至氯化氫蒸發(fā)器6，此時(shí)-15°C?-20°C的氯硅烷貧液為熱媒進(jìn)入氯化氫蒸發(fā)器6管程，氯化氫儲(chǔ)罐I中_40°C氯化氫液體做冷媒進(jìn)入氯化氫蒸發(fā)器6殼程，在連接氯化氫儲(chǔ)罐I與氯化氫換熱器6殼程入口的管線上增加一個(gè)氯化氫流量調(diào)節(jié)閥9，根據(jù)精餾塔2內(nèi)氫化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氯化氫量來(lái)調(diào)節(jié)氯化氫進(jìn)入氯化氫蒸發(fā)器6的流量。通過(guò)氯化氫蒸發(fā)器6換熱后，_15°C?-20°C的氯硅烷貧液可以冷卻至_20°C至_25°C左右，-20°C至_25°C的氯硅烷貧液再經(jīng)過(guò)氟利昂蒸發(fā)器7深冷至-42°C?-44°C用做吸收塔4吸收劑吸收分離氫化反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫氣體。在氯化氫蒸發(fā)器6管程出入口增加第一旁路管道10，并設(shè)置相應(yīng)閥門，以便在無(wú)氯化氫可利用的情況下-15°C?-20°C的氯硅烷貧液可以繞開氯化氫蒸發(fā)器6直接進(jìn)入氟利昂蒸發(fā)器進(jìn)行深冷。
[0039]氯化氫蒸發(fā)器6殼程出口的氯化氫氣體溫度升至_15°C?-20°C左右，溫度仍然較低，為了不對(duì)三氯氫硅合成造成影響，將-15°C?_20°C氯化氫氣體通過(guò)去精餾車間的30°C-35°C氯硅烷再次加熱后送至三氯氫硅合成。在氯化氫蒸發(fā)器6殼程出入口之間增加第二旁路管道11，并設(shè)置相應(yīng)閥門，以便在氯化氫蒸發(fā)器6出現(xiàn)異常時(shí)，可以將-40°c氯化氫液體直接送至去精餾氯硅烷換熱器8加熱后，變?yōu)闅鈶B(tài)氯化氫送至三氯氫硅合成。
[0040]下面通過(guò)應(yīng)用實(shí)例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的效果。
[0041]實(shí)例一:
[0042]-19.60C、130MVH的氯硅烷貧液進(jìn)入氯化氫蒸發(fā)器管程，與_40°C氯化氫液體進(jìn)入殼程相互換熱，將-19.6°C的氯硅烷貧液降至-25.2°C后送到氟利昂蒸發(fā)器深冷。-40°C氯化氫液體變化為-17.9°C、2400M3/H氯化氫氣體送到去精餾氯硅烷換熱器換熱后再去三氯氫娃合成。
[0043]本實(shí)例中，因降低了氟利昂蒸發(fā)器中氟利昂的用量，降低了螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行負(fù)荷。在滿足螺桿機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行條件下，可以增加氫化反應(yīng)四氯化硅進(jìn)料量10噸/H。
[0044]實(shí)例二:
[0045]-19.59°C、130M3/H的氯硅烷貧液進(jìn)入氯化氫蒸發(fā)器管程，與_40°C氯化氫液體進(jìn)入殼程相互換熱，可將-19.56°C的氯硅烷貧液降至-26.22°C后送到氟利昂蒸發(fā)器深冷。-40°C氯化氫液體變化為-19.1rC、2600M3/H氯化氫氣體送到去精餾氯硅烷換熱器換熱后再去二氯氫娃合成。
[0046]本實(shí)例中，因減少了氟利昂蒸發(fā)器中氟利昂的用量，降低了螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行負(fù)荷。在滿足螺桿機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行條件下，可以增加氫化反應(yīng)四氯化硅進(jìn)料量15噸/H。
[0047]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)，其特征在于，包括: 氯化氫儲(chǔ)罐，存儲(chǔ)來(lái)自精餾塔頂部的低溫氯化氫液體； 吸收塔富液換熱器，所述吸收塔富液換熱器接收吸收塔富液和解析塔的氯化硅貧液，所述吸收塔富液和氯化硅貧液在所述吸收塔富液換熱器內(nèi)換熱； 氯化氫蒸發(fā)器，其管程入口與吸收塔富液換熱器連接，換熱后的氯硅烷貧液進(jìn)入氯化氫蒸發(fā)器的管程，所述氯化氫蒸發(fā)器的殼程入口連接氯化氫儲(chǔ)罐； 氟利昂蒸發(fā)器，連接氯化氫蒸發(fā)器管程的出口，所述氟利昂蒸發(fā)器對(duì)來(lái)自氯化氫蒸發(fā)器管程的氯硅烷貧液制冷后送入吸收塔； 去精餾氯硅烷換熱器，連接氯化氫蒸發(fā)器殼程出口，來(lái)自氯化氫蒸發(fā)器殼程的氯化氫在去精餾氯硅烷換熱器內(nèi)與去精餾的氯硅烷換熱后輸送至三氯氫硅合成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述氯化氫蒸發(fā)器的管程的入口與出口通過(guò)第一旁路管道連接，所述第一旁路管道上及第一旁路管道與氯化氫蒸發(fā)器的管程的出入口之間分別設(shè)有閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述氯化氫儲(chǔ)罐與氯化氫蒸發(fā)器之間設(shè)有氯化氫流量調(diào)節(jié)閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅氫化尾氣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述氯化氫蒸發(fā)器的殼程的入口與出口通過(guò)第二旁路管道連接，所述第二旁路管道上及第二旁路管道與氯化氫蒸發(fā)器的殼程的出入口之間分別設(shè)有閥門。
5.多晶硅氫化尾氣利用方法，其特征在于，包括如下步驟； 來(lái)自解析塔的氯化硅貧液與吸收塔富液換熱； 換熱后的氯化硅貧液作為熱媒與作為冷媒的低溫氯化氫液體進(jìn)行熱交換； 與氯化氫液體換熱后的氯化硅貧液經(jīng)深冷后用做吸收塔吸收劑吸收分離氫化反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫氣體； 與氯化硅貧液換熱后的氯化氫作為冷媒與作為熱媒的去精餾車間的氯硅烷再次換熱后送至三氯氫硅合成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多晶硅氫化尾氣利用方法，其特征在于，與氯化硅貧液換熱的氯化氫液體的流量根據(jù)氫化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氯化氫量來(lái)調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多晶硅氫化尾氣利用方法，其特征在于，與吸收塔富液換熱后-15°C?-20°C的氯化硅貧液與-40°C的氯化氫液體換熱后溫度降至-20 V?-25 V，-20 V?-25 °C的氯化硅貧液深冷至-42 V?-44 °C后用作吸收塔吸收劑吸收分離氫化反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫氣體；與氯化硅貧液換熱后的氯化氫溫度升至-15°C?_20°C，將_15°C?_20°C氯化氫氣體通過(guò)去精餾車間的30°C?35°C氯硅烷再次加熱后送至三氯氫硅合成。
【文檔編號(hào)】C01B33/107GK104402001SQ201410593306
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】牟平 申請(qǐng)人:新疆大全新能源有限公司