CN103466548A - 一种多晶硅干法尾气分离回收的方法及装置 - Google Patents

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宋高杰
张旭
陈文岳
刘桂林
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Abstract

本发明公开了一种多晶硅干法尾气分离回收的方法及装置，特点是首先从解析塔中下部侧线采出循环氯硅烷送去产品贮罐；再从解析塔塔底分离出较纯的贫液-高温吸收塔淋洗液，通过换热器设备，与吸收塔塔底吸收后低温的富液进行热量交换。所述的装置包括吸收塔、解析塔、换热器及循环液输送泵。本发明用从解析塔中下部侧线采出富含三氯氢硅的氯硅烷，再从解析塔塔釜采出温度高的123-135℃高纯贫液与温度低的15-35℃富液进行能量转化，即实现了高效分离干法尾气中各组分，又可以降低15-25%吸收-解析循环量，同时实现了降低系统的20-25%的冷量消耗及10-15%的电耗，以及大大提高了吸收塔塔顶产品的品质和解析塔侧线产品的三氯氢硅纯度。

Description

一种多晶硅干法尾气分离回收的方法及装置
技术领域
本发明涉及改良西门子法生产多晶硅中干法尾气的分离方法，更具体地说设计一种从改良西门子法干法尾气中回收各组分的高效节能分离方案。
背景技术
在改良西门子法生产多晶硅的干法尾气中，能够分离干法尾气各组分并回收循环利用的一个重要工序就是干法尾气回收系统。干法尾气回收过程即可以循环回收利用氢气，又能分离出尾气中的氯硅烷和氯化氢。
传统的方法是用解析塔塔底采出一部分贫液作为吸收-解析吸收液，并通过换热器进行冷热量的回收利用；另一部分采出液作为干法尾气回收系统的产品。由于三氯氢硅对氯化氢的吸收能力弱于较纯的四氯化硅，因此传统的方法吸收-解析循环液量较大，且干法尾气回收系统的液态产品中四氯化硅含量较高，增加了下游精馏系统分离难度及能量消耗。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述技术的不足，提供一种多晶硅干法尾气分离回收的方法及装置，以实现即降低吸收-解析循环液量，又降低系统的冷热耗及电耗，同时大大提高了吸收塔塔顶产品氢气的品质和解析塔侧线采出产品的三氯氢硅纯度，进而降低干法尾气产品下游精馏系统的负荷及能耗。
首先从解析塔侧线采出产品氯硅烷去产品罐区；再从解析塔底部采出温度较高的123-135℃贫液通过循环液输送泵与吸收塔塔底温度较低的15-35℃富液换热后作为吸收塔的吸收液。
上述方法，通过提高吸收塔循环吸收液的吸收能力，降低吸收-解析循环液量，同时实现了降低循环液输送泵15-25%的输送量及10-15%功率。
为了进一步提高吸收塔塔顶产品氢气的品质，吸收塔采用高效填料塔，并设置了液体收集器和分布器，并在塔顶设置了除沫器。另外，为进一步提高解析塔侧线产品的纯度，解析塔采用高效填料塔，且设置了液体收集器及分布器。
所述的方法是针对改良西门子法干法尾气中各组分的分离。
一种上述多晶硅干法尾气分离回收的装置，包括吸收塔，解析塔、换热器和循环液输送泵，其特征在于所述解析塔塔底出口与循环液输送泵进口连通；循环液输送泵出口与换热器管程下端入口连通；换热器管程上端出口与吸收塔上部入口连通；吸收塔底部出口与换热器壳程下端入口连通；换热器壳程上端出口与解析塔中部进料口连通；解析塔中下部侧线出口产品通过压差送至产品罐区。
吸收塔、解析塔、换热器均为法兰连接。
吸收塔、解析塔两塔内设置的液体收集器，分布器，去沫器必须能够从塔设备的人孔进行装卸。且收集器及分布器为配套使用，设有预防壁流构件，材质为SS304或耐蚀性更好的材质。去沫器为丝网结构，去沫效率不小于99.9%，材质为SS304或耐蚀性更好的材质。
解析塔三段填料结构为比表面积不小于250m2/m3的鲍尔环，材质为
SS304或耐蚀性更好的材质。
本发明的有益效果体现在：
本发明通过解析塔侧线采出干法尾气液态产品，充分利用了四氯化硅对氯化氢较三氯氢硅有较高的吸附能力的特点，实现了即高效分离改良西门子法干法尾气各组分，又降低了15-25%吸收-解析循环液量，同时实现了降低集成系统20-25%的冷热耗及10-15%电耗，以及大大提高了吸收塔塔顶产品的品质和解析塔侧线产品的三氯氢硅纯度，进而降低干法尾气液态产品下游精馏系统的负荷及能耗。
 
附图说明
附图1为本发明一种多晶硅干法尾气分离回收的方法及装置的简易流程图；
图中标记：1-吸收塔、2-解析塔、3-换热器、4-循环液输送泵。
 
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行说明，多晶硅干法尾气分离回收方法的装置，包括：吸收塔1，解析塔2、换热器3和循环液输送泵4以及相连接的管道。
首先，经解析塔2分离后的塔底高温贫液-淋洗循环液通过位差送至循环液输送泵4入口，再通过该泵送至换热器3下端管程入口，冷却后从换热器管程上端出口进入吸收塔1塔顶入口，循环液吸收尾气中的氯化氢后，形成富液再通过压差从吸收塔1塔底出口送至换热器3壳程下端入口，经换热器加热后从壳程上端出口进入解析塔2中部进料口；解析塔2塔中下部侧线产品经压差送去产品罐区。
吸收塔1、解析塔2、换热器3均为法兰连接。
吸收塔1、解析塔2两塔内设置的液体收集器，分布器，去沫器必须能够从塔设备的人孔进行装卸。且收集器及分布器为配套使用，设有预防壁流构件，材质为SS304或耐蚀性更好的材质。去沫器为丝网结构，去沫效率不小于99.9%，材质为SS304或耐蚀性更好的材质。
解析塔三段填料结构为比表面积不小于250m2/m3的鲍尔环，材质为
SS304或耐蚀性更好的材质。

Claims (6)

1.一种多晶硅干法尾气分离回收的方法，其特征在于：首先从解析塔（2）侧线采出产品氯硅烷去产品罐区；再从解析塔（2）底部采出温度较高的123-135℃贫液通过循环液输送泵（4）与吸收塔1塔底温度较低的15-35℃富液换热后作为吸收塔（1）的吸收液。
2.一种用于权利1所述的多晶硅干法尾气分离回收的方法的装置，其特征为包括：吸收塔（1），解析塔（2）、换热器（3）和循环液输送泵（4）；其特征在于所述解析塔（2）塔底与循环液输送泵（4）进口连通；循环液输送泵（4）出口与换热器（3）管程下端入口连通；换热器（3）管程上端出口与吸收塔（1）上部入口连通；吸收塔（1）底部出口与换热器（3）壳程下端入口连通；换热器(3)壳程上端出口与解析塔(2)中部进料口连通；解析塔(2)中下部侧线采出产品利用压差送至产品罐区。
3.根据权利要求2所述的多晶硅干法尾气分离回收的方法的装置，其特征为所述的吸收塔(1)、解析塔(2)均为填料塔，且塔内均设有液体收集器及分布器；所述的解析塔有三段填料组成，设备中下部两段填料间设有侧线采出口；所述的换热器(3)是双管程换热器。
4.根据权利要求1、2或3所述的多晶硅干法尾气分离回收方法，其特征为吸收塔（1）、解析塔（2）、换热器（3）均为法兰连接。
5. 根据权利要求1、2或3所述的多晶硅干法尾气分离回收方法，其特征为吸收塔（1）、解析塔（2）两塔内设置的液体收集器，分布器，去沫器必须能够从塔设备的人孔进行装卸；且收集器及分布器为配套使用，设有预防壁流构件，材质为SS304或耐蚀性更好的材质；去沫器为丝网结构，去沫效率不小于99.9%，材质为SS304或耐蚀性更好的材质。
6. 根据权利要求3所述的多晶硅干法尾气分离回收方法，其特征为解析塔三段填料结构为比表面积不小于250m2/m3的鲍尔环，材质为
SS304或耐蚀性更好的材质。
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