專(zhuān)利名稱(chēng)：冷氫化尾氣脫除三氯化鋁重金屬雜質(zhì)的成套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型應(yīng)用于多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及ー種冷氫化尾氣脫除三氯化鋁重金屬雜質(zhì)的成套裝置，利用淋洗裝置脫除冷氫化尾氣中的三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)。
背景技術(shù)：
在多晶硅生產(chǎn)中，冷氫化工藝是以四氯化硅(STC)，氫氣(H2)，硅粉(SI)為原料，在一定溫度和壓カ下，通過(guò)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為三氯氫硅的一種技術(shù)，憑借能耗低，設(shè)備運(yùn)行可靠的優(yōu)勢(shì)，冷氫化工藝已取代傳統(tǒng)的熱氫化技術(shù)，成為多晶硅生產(chǎn)行業(yè)趨勢(shì)。 冷氫化工藝中，主要的重金屬雜質(zhì)為三氯化鋁，一般由原料硅粉引入，經(jīng)反應(yīng)后生成。該雜質(zhì)會(huì)影響多晶硅的品質(zhì)，此外，三氯化鋁的凝固點(diǎn)較高，若處理不當(dāng)，還會(huì)附著在管道和設(shè)備上，造成管道的堵塞和設(shè)備的破壞，影響整個(gè)裝置的連續(xù)化生產(chǎn)。傳統(tǒng)的冷氫化工藝中，從反應(yīng)器出來(lái)的高溫高壓氯硅烷尾氣，先經(jīng)過(guò)袋式除塵器除去固體雜質(zhì)，再經(jīng)三級(jí)冷凝將氯硅烷轉(zhuǎn)化為液相送至分離單元。由于其中的三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)沒(méi)有經(jīng)過(guò)預(yù)先分離，經(jīng)冷凝至較低溫度后，不可避免的會(huì)出現(xiàn)前面所述危害。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的針對(duì)傳統(tǒng)冷氫化工藝中，三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)易造成管道堵塞和設(shè)備破壞等缺點(diǎn)，基于在一定的溫度，壓カ區(qū)間內(nèi)，三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)可以液相形式存在這ー特征，設(shè)計(jì)了一套淋洗裝置實(shí)現(xiàn)氯硅烷與三氯化鋁雜質(zhì)的預(yù)先分離，避免其對(duì)后續(xù)エ藝設(shè)備造成危害的冷氫化尾氣脫除三氯化鋁重金屬雜質(zhì)的成套裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是—種脫除冷氫化尾氣中三氯化鋁重金屬雜質(zhì)的成套裝置，所述裝置包括一個(gè)淋洗塔I、釜液泵4、冷氫化尾氣輸入管2、釜液泵進(jìn)ロ管3、釜液泵排出管5、釜液采出管7、冷氫化尾氣輸入管2與淋洗塔I內(nèi)部的氣體分布器8連接,淋洗塔I頂部設(shè)有氯娃燒氣相輸出管9和塔頂冷凝液回流管10，塔頂冷凝液回流管10和淋洗塔I內(nèi)部上方的第二液體分布器12連接，所述淋洗塔I設(shè)置兩段填料第一填料段18和第二填料段19，冷氫化尾氣輸入管2從第一填料段18底部進(jìn)入淋洗塔1，連接氣體分布器8，釜液泵4通過(guò)釜液泵進(jìn)ロ管3與淋洗塔I底部相連；釜液泵排出管5從第二填料段19頂部進(jìn)入淋洗塔1，連接第一液體分布器6 ;釜液泵排出管5引出釜液采出管7至后續(xù)回收、水解単元；淋洗塔I頂部引出氯硅烷氣相輸出管9至后續(xù)單元；冷凝液回流管10從第二填料段19頂部引入淋洗塔1，連接第ニ液體分布器12。所述淋洗塔I設(shè)有具有顯示及報(bào)警功能的塔釜液位計(jì)13、塔釜溫度計(jì)15、塔中部溫度計(jì)16及塔頂溫度計(jì)17 ;釜液泵排出管5上設(shè)置第二調(diào)節(jié)閥14與淋洗塔I的塔釜溫度計(jì)15連鎖，分支管道釜液采出管7后設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥14 ;塔頂冷凝液回流管10上設(shè)置第一調(diào)節(jié)閥11與淋洗塔I的塔釜液位計(jì)13連鎖；所述淋洗塔I材質(zhì)選用SS316不銹鋼，釜液泵4選用渣漿泵，材質(zhì)選用SS304不銹鋼。脫除冷氫化尾氣三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)的技術(shù)方案中，核心為ー套淋洗裝置，包括一個(gè)淋洗塔、兩臺(tái)釜液泵采用渣漿泵，一用一備以及相應(yīng)的物料輸入輸出管道，包括冷氫化尾氣輸入管、釜液泵進(jìn)ロ管、釜液泵排出管、釜液采出管、氯硅烷氣相輸出管、塔頂冷凝液回流管。這套裝置的主要特征包括塔釜物料通過(guò)釜液泵升壓，經(jīng)釜液泵排出管循環(huán)至淋洗塔1#填料段頂部，并與第一液體分布器相連；循環(huán)泵排出管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥與塔釜溫度計(jì)連鎖；釜液泵排出管上調(diào)節(jié)閥前引出部分物料經(jīng)釜液采出管進(jìn)入后續(xù)處理単元；冷氫化尾氣輸入管從第一填料段底部引入淋洗塔內(nèi)，連接ー氣體分布器；淋洗塔頂部引出氯硅烷氣相輸出管；塔頂冷凝液回流管從第二填料段頂部引入，連接第二液體分布器。塔頂冷凝液回流管設(shè)調(diào)節(jié)閥與塔釜液位計(jì)連鎖。根據(jù)設(shè)計(jì)條件以及物料特性，淋洗塔及冷氫化尾氣輸入管材質(zhì)均選用SS316，釜液 泵、釜液泵進(jìn)ロ管、釜液泵排出管、釜液采出管、氯硅烷氣相輸出管材質(zhì)可采用SS304，塔頂冷凝液回流管可選用碳鋼。本實(shí)用新型的有益效果通過(guò)調(diào)節(jié)噴淋量有效地控制塔的操作溫度，使三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)處于液相狀態(tài)；同時(shí)1#，2#填料段不僅為冷熱流體提供了良好的熱交換場(chǎng)所，也使氯硅烷與三氯化鋁等雜質(zhì)得以有效分離，從而避免了三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)進(jìn)入后續(xù)的冷凝回收單元。本實(shí)用新型裝置簡(jiǎn)單，分離三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)效果良好。本實(shí)用新型采用淋洗裝置脫除冷氫化尾氣中的三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)。通過(guò)控制噴淋量，使塔處于一定的操作溫度區(qū)間內(nèi)，冷氫化尾氣中的三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)冷凝至塔釜液中，送至后續(xù)氣提、水解裝置處理，而頂部不含重金屬的氯硅烷蒸汽則進(jìn)入后續(xù)的多級(jí)冷凝裝置回收。避免了傳統(tǒng)エ藝中，含三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)的尾氣直接經(jīng)三級(jí)冷凝后，沉積于管道及設(shè)備上，造成管線的堵塞及設(shè)備的破壞，影響整個(gè)裝置的連續(xù)化生產(chǎn)。

圖I為冷氫化尾氣脫除三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I。一種脫除冷氫化尾氣中三氯化鋁重金屬雜質(zhì)的成套裝置，裝置包括一個(gè)淋洗塔I、釜液泵4、實(shí)際可采用兩臺(tái)釜液泵4，采用渣漿泵，一用ー備、冷氫化尾氣輸入管2、釜液泵進(jìn)ロ管3、釜液泵排出管5、釜液采出管7、冷氫化尾氣輸入管2與淋洗塔I內(nèi)部的氣體分布器8連接，含三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)的冷氫化尾氣經(jīng)冷氫化尾氣輸入管2及氣體分布器8進(jìn)入淋洗塔I內(nèi)部；淋洗塔I頂部設(shè)有氯硅烷氣相輸出管9和塔頂冷凝液回流管10，塔頂冷凝液回流管10和淋洗塔I內(nèi)部上方的第二液體分布器12連接，所述淋洗塔I設(shè)置兩段填料第一填料段18和第二填料段19，冷氫化尾氣輸入管2從第一填料段18底部進(jìn)入淋洗塔1，連接氣體分布器8，釜液泵4通過(guò)釜液泵進(jìn)ロ管3與淋洗塔I底部相連；釜液泵排出管5從第二填料段19頂部進(jìn)入淋洗塔1，連接第一液體分布器6 ;釜液泵排出管5引出釜液采出管7至后續(xù)回收、水解単元；淋洗塔I頂部引出氯硅烷氣相輸出管9至后續(xù)單元；冷凝液回流管10從第二填料段19頂部引入淋洗塔1，連接第二液體分布器12。淋洗塔I設(shè)有具有顯示及報(bào)警功能的塔釜液位計(jì)13、塔釜溫度計(jì)15、塔中部溫度計(jì)16及塔頂溫度計(jì)17 ;釜液泵排出管5上設(shè)置第二調(diào)節(jié)閥14與淋洗塔I的塔釜溫度計(jì)15連鎖，分支管道釜液采出管7后設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥14 ;塔頂冷凝液回流管10上設(shè)置第一調(diào)節(jié)閥11與淋洗塔I的塔釜液位計(jì)13連鎖；淋洗塔I材質(zhì)選用SS316不銹鋼，釜液泵4選用渣漿泵，材質(zhì)選用SS304不銹鋼。主要操作參數(shù)均能通過(guò)自動(dòng)控制，去除三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)效果良好。以年產(chǎn)5000噸/年多晶硅為例，淋洗塔I的操作溫度可取240 260°C，操作壓力可取1. 85 I. 9MPa(G)。淋洗塔I需安裝兩段填料，第一填料段18和第二填料段19，填料材質(zhì)均選用SS304 ;淋洗塔I需設(shè)置塔釜液位計(jì)13、塔釜溫度計(jì)15、塔中部溫度計(jì)16及塔頂溫度計(jì)17，上述附屬儀表均需設(shè)置數(shù)據(jù)顯示及高低值報(bào)警。 來(lái)自上游反應(yīng)單元的冷氫化尾氣量約為60500Kg/hr，其中三氯化鋁的量約為25. 8Kg/hr，經(jīng)冷氫化尾氣輸入管2及氣體分布器8進(jìn)入淋洗塔I內(nèi)部；塔釜物料循環(huán)及采出總量約為135800Kg/hr，經(jīng)由釜液泵進(jìn)ロ管3，并通過(guò)釜液泵4提壓后，經(jīng)釜液泵排出管5和第一液體分布器6循環(huán)至淋洗塔I內(nèi)部，入口需設(shè)置于第一填料段18頂部，釜液循環(huán)物料與冷氫化尾氣在第一填料段18中進(jìn)行氣液傳質(zhì)及熱量交換。釜液泵排出管5上引出一股釜液經(jīng)釜液采出管7進(jìn)入后續(xù)的氣提、水解單元，正常采出量約為4800Kg/hr，含有全部的三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)。釜液泵排出管5上需安裝第二調(diào)節(jié)閥14與淋洗塔I的塔釜溫度計(jì)15連鎖，通過(guò)控制循環(huán)淋洗量調(diào)節(jié)塔釜溫度，第二調(diào)節(jié)閥14需設(shè)置在釜液采出管7之后。淋洗塔I塔頂氯硅烷氣相約123300Kg/hr不含重金屬雜質(zhì)經(jīng)氯硅烷氣相輸出管9進(jìn)入后續(xù)的冷凝裝置，一部分作為冷氫化的產(chǎn)品儲(chǔ)存，不在本實(shí)用新型涉及范圍。另一部分塔頂氯硅烷冷凝物料約65600Kg/hr經(jīng)塔頂冷凝液回流管10及第ニ液體分布器12進(jìn)入到第二填料段19頂部，與冷氫化尾氣進(jìn)ー步進(jìn)行氣液傳質(zhì)及熱量交換。冷凝液回流管10上需設(shè)置第一調(diào)節(jié)閥11與淋洗塔I塔釜液位計(jì)13連鎖，控制塔釜液位。本實(shí)用新型中各操作參數(shù)均采用自動(dòng)控制，操作方便。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種脫除冷氫化尾氣中三氯化鋁重金屬雜質(zhì)的成套裝置，其特征是所述裝置包括一個(gè)淋洗塔(I)、釜液泵(4)、冷氫化尾氣輸入管(2)、釜液泵進(jìn)ロ管(3)、釜液泵排出管(5)、釜液采出管(7)、冷氫化尾氣輸入管(2)與淋洗塔(I)內(nèi)部的氣體分布器(8)連接，淋洗塔(I)頂部設(shè)有氯硅烷氣相輸出管(9)和塔頂冷凝液回流管(10)，塔頂冷凝液回流管(10)和淋洗塔(I)內(nèi)部上方的第二液體分布器(12)連接，所述淋洗塔(I)設(shè)置兩段填料第一填料段(18)和第二填料段(19)，冷氫化尾氣輸入管(2)從第一填料段(18)底部進(jìn)入淋洗塔(I)，連接氣體分布器(8)，釜液泵(4)通過(guò)釜液泵進(jìn)ロ管(3)與淋洗塔(I)底部相連；釜液泵排出管(5)從第二填料段(19)頂部進(jìn)入淋洗塔(I)，連接第一液體分布器出)；釜液泵排出管(5)引出釜液采出管(7)至后續(xù)回收、水解単元；淋洗塔(I)頂部引出氯硅烷氣相輸出管(9)至后續(xù)單元；冷凝液回流管(10)從第二填料段(19)頂部引入淋洗塔(I)，連接第二液體分布器(12)。
2.如權(quán)利要求I所述的脫除冷氫化尾氣中三氯化鋁重金屬雜質(zhì)的成套裝置，其特征是所述淋洗塔(I)設(shè)有具有顯示及報(bào)警功能的塔釜液位計(jì)(13)、塔釜溫度計(jì)(15)、塔中部溫度計(jì)(16)及塔頂溫度計(jì)(17);釜液泵排出管(5)上設(shè)置第二調(diào)節(jié)閥(14)與淋洗塔(I)的塔釜溫度計(jì)(15)連鎖，分支管道釜液采出管(7)后設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥(14);塔頂冷凝液回流管(10)上設(shè)置第一調(diào)節(jié)閥(11)與淋洗塔(I)的塔釜液位計(jì)(13)連鎖；
3.如權(quán)利要求I所述的脫除冷氫化尾氣中三氯化鋁重金屬雜質(zhì)的成套裝置，其特征是所述淋洗塔(I)材質(zhì)選用SS316不銹鋼，釜液泵(4)選用渣漿泵，材質(zhì)選用SS304不銹鋼。
專(zhuān)利摘要一種脫除冷氫化尾氣中三氯化鋁重金屬雜質(zhì)的成套裝置，其特征是所述裝置包括一個(gè)淋洗塔(1)、釜液泵(4)、冷氫化尾氣輸入管(2)、釜液泵進(jìn)口管(3)、釜液泵排出管(5)、釜液采出管(7)、冷氫化尾氣輸入管(2)與淋洗塔(1)內(nèi)部的氣體分布器(8)連接，淋洗塔(1)頂部設(shè)有氯硅烷氣相輸出管(9)和塔頂冷凝液回流管(10)，塔頂冷凝液回流管(10)和淋洗塔(1)內(nèi)部上方的第二液體分布器(12)連接。本實(shí)用新型裝置簡(jiǎn)單，分離三氯化鋁等重金屬雜質(zhì)效果良好，避免其對(duì)后續(xù)設(shè)備及管道的破壞。
文檔編號(hào)B01D47/06GK202620940SQ201220146478
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者章宇斌, 夏俊輝, 楊少敏 申請(qǐng)人:南京合創(chuàng)化工工程有限公司