CN104016352A - 处理多晶硅尾气的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理多晶硅尾气的方法和系统，该方法包括：(1)将罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一进行第一冷凝处理，以便分别得到第一氯硅烷冷凝液和第一不凝气；(2)将得到的第一氯硅烷冷凝液进行第一精馏处理，以便分别获得第一液态轻组分和第一液态重组分；(3)将得到的第一液态轻组分进行反歧化处理，以便得到三氯氢硅；(4)将得到的三氯氢硅进行吸附处理，以便得到纯净三氯氢硅；以及(5)将得到的第一液态重组分进行第二精馏处理，以便得到第二液态轻组分和第二液态重组分，并将第二液态轻组分返回步骤(2)进行第一精馏处理。该方法可以显著降低冷量的消耗，并减少尾气的排放。

Description

处理多晶硅尾气的方法和系统

技术领域

本发明属于多晶硅生产领域，具体而言，本发明涉及一种处理多晶硅尾气的方法和系统。

背景技术

在多晶硅生产过程中会产生大量的废气，废气的主要成分是三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅、氮气及氢气，目前多晶硅厂的一般做法是将各工序产生的尾气集中送入废气处理工序，由于尾气中夹带的氯硅烷(三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅统称为氯硅烷)含量较多，不但造成氯硅烷浪费量较大，而且也造成废气处理过程中碱液与生产水消耗量大，增加企业生产成本。

申请号为201310037286.6，名称为“多晶硅生产尾气的处理方法”的发明专利中公开了一种回收利用多晶硅生产过程中尾气的方法，该方法是将多晶硅生产中产生的尾气进行冷却，冷却后的气态产物使用吸收、压滤、蒸发等手段进行无害化处理，液态产物的具体处理方法未具体说明。但是多晶硅生产过程中产生的尾气来源比较复杂，其中所含的金属及非金属杂质含量较多，其液态产物无法直接用于多晶硅生产。

申请号为“201310542662.7”，名称为“对氯硅烷精馏提纯工序的废气和废液进行处理的方法”的发明专利中公开了一种回收利用多晶硅生产的精馏提纯工序的废气和废液的方法，其步骤为：将杂质含量较高的尾气与残液排放至废液处理工序，将杂质含量较低的尾气进行冷凝，其冷凝液与杂质含量较低的残液送入吸附床，最终获得氯硅烷液体。上述方案存在以下缺点：(1)只回收精馏工序尾气中杂质含量较低的部分，杂质含量高的部分未进行回收，尾气中氯硅烷回收量低；(2)杂质含量较高的尾气与残液排放至废液处理工序，氯硅烷排放量大，不但造成氯硅烷浪费，而且会使得废气废液处理工序的碱液与生产用水量高，增加生产成本。

因此，现有的处理多晶硅尾气的技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理多晶硅尾气的方法和系统，该方法可以显著降低冷量的消耗，并减少尾气的排放。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理多晶硅尾气的方法，所述多晶硅尾气包含罐区尾气、精馏塔区尾气、还原车间吹扫尾气、罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一，该方法包括：

(1)将罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一进行第一冷凝处理，以便分别得到第一氯硅烷冷凝液和第一不凝气；

(2)将步骤(1)得到的所述第一氯硅烷冷凝液进行第一精馏处理，以便分别获得第一液态轻组分和第一液态重组分，所述第一液态轻组分中含有二氯二氢硅，所述第一液态重组分中含有三氯氢硅；

(3)将步骤(2)得到的所述第一液态轻组分进行反歧化处理，以便得到三氯氢硅；

(4)将步骤(3)得到的所述三氯氢硅进行吸附处理，以便得到纯净的三氯氢硅；以及

(5)将步骤(2)得到的所述第一液态重组分进行第二精馏处理，以便得到第二液态轻组分和第二液态重组分，并将所述第二液态轻组分返回步骤(2)进行所述第一精馏处理。

根据本发明实施例的处理多晶硅尾气的方法通过将多晶硅尾气集中进行冷凝处理，从而明显减少了冷凝器使用数量，进而降低设备投入与冷量损耗，同时将经过冷凝处理得到的氯硅烷冷凝液进行精馏处理，然后将得到的液态轻组分依次进行反歧化处理和吸附处理，得到三氯氢硅，另外将精馏处理所得到的液态重组分再次进行精馏处理，可以显著提高物料循环利用率，从而显著减少了物料的排放。

另外，根据本发明上述实施例的处理多晶硅尾气的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述第一冷凝处理是在-40～-38摄氏度的温度和0.1～0.15MPaGG压力条件下进行的。由此，可以显著提高冷凝效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述第一精馏处理是在55～80摄氏度的温度和0.25～0.3MPaG压力条件下进行的。由此，可以显著提高第一精馏效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述反歧化处理是在65～70摄氏度的温度和0.8～0.9MPaG压力条件下进行的。由此，可以显著提高反歧化效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述吸附处理是在不高于30摄氏度的温度和0.25～0.35MPaG压力条件下进行的。由此，可以显著提高吸附效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述第二精馏处理是在70～80摄氏度的温度和0.25～0.3MPaG压力条件下进行的。由此，可以显著提高第二精馏效率。

在本发明的一些实施例中，所述步骤(1)按照下列步骤进行：(1-1)将所述罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一进行汇集，以便得到第一混合尾气和第一尾气冷凝液；(1-2)将所述第一混合尾气进行第一冷凝处理，以便得到第二尾气冷凝液和第一不凝气；以及(1-3)将所述第一尾气冷凝液与所述第二尾气冷凝液进行汇集，以便得到所述第一氯硅烷冷凝液。由此，可以进一步提高第一冷凝效率。

在本发明的一些实施例中，所述处理多晶硅尾气的方法进一步包括：(6)将所述罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行第二冷凝处理，以便得到第二氯硅烷冷凝液和第二不凝气，并将所述第二氯硅烷冷凝液进行所述第一精馏处理。

在本发明的一些实施例中，所述步骤(6)按照下列步骤进行：(6-1)将所述罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行汇集，以便得到第二混合尾气和第三尾气冷凝液；(6-2)将所述第二混合尾气进行第二冷凝处理，以便得到第四尾气冷凝液和第二不凝气；以及(6-3)将所述第三尾气冷凝液与所述第四尾气冷凝液进行汇集，以便得到所述第二氯硅烷冷凝液。由此，可以显著提高第二冷凝效率。

在本发明的一些实施例中，所述第二冷凝处理是在当所述第二混合尾气的压力大于0.02MPaG时进行的。由此，可以显著提高系统运行稳定性。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种处理多晶硅尾气的系统，所述多晶硅尾气包含罐区尾气、精馏塔区尾气、还原车间吹扫尾气、罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一，该系统包括：

第一冷凝单元，所述第一冷凝单元适于将罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少一种进行第一冷凝处理，以便分别得到第一氯硅烷冷凝液和第一不凝气；

第一精馏装置，所述第一精馏装置与所述第一冷凝单元相连，且适于将所述第一氯硅烷冷凝液进行第一精馏处理，以便分别获得第一液态轻组分和第一液态重组分，所述第一液态轻组分中含有二氯二氢硅，所述第一液态重组分中含有三氯氢硅；

反歧化装置，所述反歧化装置与所述第一精馏装置相连，且适于将所述第一液态轻组分进行反歧化处理，以便得到三氯氢硅；

吸附装置，所述吸附装置与所述反歧化装置相连，且适于将所述三氯氢硅进行吸附处理，以便得到纯净的三氯氢硅；以及

第二精馏装置，所述第二精馏装置与所述第一精馏装置相连，且适于将所述第一液态重组进行第二精馏处理，以便得到第二液态轻组分和第二液态重组分，并将所述第二液态轻组分返回所述第一精馏装置进行所述第一精馏处理。

根据本发明实施例的处理多晶硅尾气的系统可以有效实施上述处理多晶硅尾气的方法。

另外，根据本发明上述实施例的处理多晶硅尾气的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述第一冷凝单元进一步包括：第一缓冲罐，所述第一缓冲罐适于将所述罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一进行汇集，以便得到第一混合尾气和第一尾气冷凝液；第一冷凝器，所述第一冷凝器与所述第一缓冲罐相连，且适于将所述第一混合尾气进行第一冷凝处理，以便得到第二尾气冷凝液和第一不凝气；以及第一收集罐，所述第一收集罐与所述第一缓冲罐和所述第一冷凝器相连，且适于将所述第一尾气冷凝液与所述第二尾气冷凝液进行汇集，以便得到所述第一氯硅烷冷凝液。由此，可以明显提高第一冷凝处理效率。

在本发明的一些实施例中，所述处理多晶硅尾气的系统进一步包括：第二冷凝单元，所述第二冷凝单元与所述第一精馏装置相连，且适于将所述罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行第二冷凝处理，以便得到第二氯硅烷冷凝液和第二不凝气，并将所述第二氯硅烷冷凝液进行所述第一精馏处理。

在本发明的一些实施例中，所述第二冷凝单元进一步包括：第二缓冲罐，所述第二缓冲罐适于将所述罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行汇集，以便得到第二混合尾气和第三尾气冷凝液；第二冷凝器，所述第二冷凝器与所述第二缓冲罐相连，且适于将所述第二混合尾气进行第二冷凝处理，以便得到第四尾气冷凝液和第二不凝气；以及第二收集罐，所述第二收集罐与所述第二缓冲罐和所述第二冷凝器相连，且适于将所述第三尾气冷凝液与所述第四尾气冷凝液进行汇集，以便得到所述第二氯硅烷冷凝液。由此，可以显著提高第二冷凝处理效率。

在本发明的一些实施例中，所述第二冷凝单元是在当所述第二收集罐中压力大于0.02MPaG时启动的。由此，可以提高系统运行稳定性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的处理多晶硅尾气的方法流程示意图；

图2是根据本发明又一个实施例的处理多晶硅尾气的方法流程示意图；

图3是根据本发明一个实施例的处理多晶硅尾气的系统结构示意图；

图4是根据本发明又一个实施例的处理多晶硅尾气的系统结构示意图；

图5是根据本发明再一个实施例的处理多晶硅尾气的系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理多晶硅尾气的方法。根据本发明的实施例，多晶硅尾气包含罐区尾气、精馏塔区尾气、还原车间吹扫尾气、罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一。下面参考图1-2对本发明实施例的处理多晶硅尾气的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：第一冷凝处理

根据本发明的实施例，将罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一进行第一冷凝处理，从而可以分别得到第一氯硅烷冷凝液和第一不凝气。该步骤中，具体地，首先将罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一进行汇集，并控制压力为0.13～0.17MPaG，由于尾气会有少量冷凝液产生，从而可以得到第一混合尾气和第一尾气冷凝液；然后将所得到的第一混合尾气进行第一冷凝处理，从而可以分离得到第二尾气冷凝液和第一不凝气，根据本发明的实施例，第一冷凝处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，第一冷凝处理可以在-40～-38摄氏度的温度和0.1～0.15MPaG压力条件下进行。例如，第一冷凝处理可以采用双管板列管式换热器，其中，换热器管程走尾气，壳程通入-38摄氏度的冷冻盐水。发明人发现，该条件下进行的冷凝处理可以明显提高氯硅烷冷凝液和不凝气的分离效率。最后将所得到的第一尾气冷凝液与第二尾气冷凝液进行汇集，从而可以得到第一氯硅烷冷凝液，并控制压力为0.1～0.12MPaG。发明人发现，通过将多晶硅尾气集中进行冷凝处理，可以明显减少冷凝器使用数量，进而降低设备投入与冷量损耗，从而节省生产成本。

S200：第一精馏处理

根据本发明的实施例，将上述步骤中得到的第一氯硅烷冷凝液进行第一精馏处理，从而可以分别获得第一液态轻组分和第一液态重组分。根据本发明的具体实施例，第一液态轻组分中可以含有二氯二氢硅，第一液态重组分中可以含有三氯氢硅。根据本发明的实施例，第一精馏处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，第一精馏处理可以在55～80摄氏度的温度和0.25～0.3MPaG压力条件下进行。发明人发现，该条件下进行的精馏处理可以显著提高三氯氢硅和二氯二氢硅分离效率。根据本发明的实施例，第一精馏处理可以采用高效导向筛板塔，塔内径为1200mm，塔板数为76块，进料口为第32～55块塔板，塔顶操作压力为0.248MPaG，操作温度为55～58℃，塔釜操作压力为0.298MPaG，操作温度为77～79℃，回流比为47。

S300：反歧化处理

根据本发明的实施例，将以上所得到的第一液态轻组分进行反歧化处理，从而可以使得其中的二氯二氢硅转化为三氯氢硅。根据本发明的实施例，反歧化处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，反歧化处理可以在65～70摄氏度的温度和0.8～0.9MPaG压力条件下进行。发明人发现，该条件下的反歧化处理可以明显提高二氯二氢硅的转化率。由此，可以实现物料的循环利用。

S400：吸附处理

根据本发明的实施例，将上述得到的三氯氢硅进行吸附处理，以便可以除去三氯氢硅中含有的硼、磷等杂质，从而可以得到纯净的三氯氢硅。根据本发明的实施例，吸附处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，吸附处理可以在不高于30摄氏度的温度和0.25～0.35MPaG压力条件下进行。发明人发现，该条件下的吸附处理可以明显提高三氯氢硅的纯度。具体地，可以采用聚合树脂吸附剂对三氯氢硅进行吸附处理，从而除去其中所携带的硼、磷等杂质。

S500：第二精馏处理

根据本发明的实施例，将S200步骤中得到的第一液态重组分进行第二精馏处理，从而可以得到第二液态轻组分和第二液态重组分，并将所得到的第二液态轻组分返回步骤S200进行第一精馏处理。根据本发明的实施例，第二精馏处理的条件并不受特别显著，根据本发明的具体实施例，第二精馏处理可以在71～79摄氏度的温度和0.25～0.30MPaG压力条件下进行。发明人发现，该条件下进行的精馏处理可以显著提高精馏处理效率。根据本发明的实施例，第二精馏处理可以采用高效导向筛板塔，塔内径为1500mm，塔板数为76块，进料口为第32～55块塔板，塔顶操作压力为0.245MPaG，操作温度为71～73℃，塔釜操作压力为0.298MPaG，操作温度为77～79℃，回流比为133.5。

根据本发明实施例的处理多晶硅尾气的方法通过将多晶硅尾气集中进行冷凝处理，从而明显减少了冷凝器使用数量，进而降低设备投入与冷量损耗，同时将经过冷凝处理得到的氯硅烷冷凝液进行精馏处理，然后将得到的液态轻组分依次进行反歧化处理和吸附处理，得到三氯氢硅，另外将精馏处理所得到的液态重组分再次进行精馏处理，可以显著提高物料循环利用率，从而显著减少了物料的排放。

参考图2，根据本发明实施例的处理多晶硅尾气的方法进一步包括：

S600：第二冷凝处理

根据本发明的实施例，将罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行第二冷凝处理，从而可以得到第二氯硅烷冷凝液和第二不凝气，并将第二氯硅烷冷凝液进行第一精馏处理。该步骤中，具体地，将罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行汇集，同理，由于尾气中有少量冷凝液产生，从而可以得到第二混合尾气和第三尾气冷凝液；然后将第二混合尾气进行第二冷凝处理，从而可以分离得到第四尾气冷凝液和第二不凝气，根据本发明的实施例，第二冷凝处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，第二冷凝处理可以在-40～-38摄氏度的温度和0.1～0.15MPaG压力条件下进行。例如，第二冷凝处理可以采用双管板列管式换热器，其中，换热器管程走尾气，壳程通入-38摄氏度的冷冻盐水。最后将第三尾气冷凝液与第四尾气冷凝液进行汇集，从而可以得到第二氯硅烷冷凝液。需要注意的是，第二冷凝处理是在当第二混合尾气的压力大于0.02MPaG时才开始进行的，即在正常情况下，第二冷凝换热器并不投入使用，只有当罐区、精馏塔区或还原工序有安全阀起跳，有大量安全泄放气(罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气)送过来后使得收集罐中压力升高，当压力升高到0.02MPaG时触发联锁，通过压力联锁控制冷冻盐水控制阀门，从而使得第二冷凝处理启动。由此，可以保障系统的运行稳定性。

根据本发明的实施例，可以将第一冷凝处理得到的第一不凝气和第二冷凝处理得到第二不凝气通入废气处理工序进行处理，从而使得气体排放达到尾气排放标准。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种处理多晶硅尾气的系统。下面参考图3-4对本发明实施例的处理多晶硅尾气的系统进行详细描述。根据本发明的实施例，该系统包括：

第一冷凝单元100：根据本发明的实施例，第一冷凝单元100适于将罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一进行第一冷凝处理，从而可以分别得到第一氯硅烷冷凝液和第一不凝气。具体地，第一冷凝单元100包括第一缓冲罐、第一冷凝器和第一收集罐，首先将罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一在第一缓冲罐中进行汇集，并控制压力为0.13～0.17MPaG，由于尾气会有少量冷凝液产生，从而可以得到第一混合尾气和第一尾气冷凝液；然后将所得到的第一混合尾气在第一冷凝器中进行第一冷凝处理，从而可以分离得到第二尾气冷凝液和第一不凝气，根据本发明的实施例，第一冷凝处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，第一冷凝处理可以在-40～-38摄氏度的温度和0.1～0.15MPaG压力条件下进行。例如，第一冷凝器可以为双管板列管式换热器，其中，换热器管程走尾气，壳程通入-38摄氏度的冷冻盐水。发明人发现，该条件下进行的冷凝处理可以明显提高氯硅烷冷凝液和不凝气的分离效率。最后将所得到的第一尾气冷凝液与第二尾气冷凝液在第一收集罐中进行汇集，从而可以得到第一氯硅烷冷凝液，并控制压力为0.1～0.12MPaG。发明人发现，通过将多晶硅尾气集中进行冷凝处理，可以明显减少冷凝器使用数量，进而降低设备投入与冷量损耗，从而节省生产成本。

第一精馏装置200：根据本发明的实施例，第一精馏装置200与第一冷凝单元100相连，适于将上述得到的第一氯硅烷冷凝液进行第一精馏处理，从而可以分别获得第一液态轻组分和第一液态重组分。根据本发明的具体实施例，第一液态轻组分中可以含有二氯二氢硅，第一液态重组分中可以含有三氯氢硅。根据本发明的实施例，第一精馏处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，第一精馏处理可以在55～80摄氏度的温度和0.25～0.3MPaG压力条件下进行。发明人发现，该条件下进行的精馏处理可以显著提高三氯氢硅和二氯二氢硅分离效率。根据本发明的实施例，第一精馏装置可以为高效导向筛板塔，塔内径为1200mm，塔板数为76块，进料口为第32～55块塔板，塔顶操作压力为0.248MPaG，操作温度为55～58℃，塔釜操作压力为0.298MPaG，操作温度为77～79℃，回流比为47。

反歧化装置300：根据本发明的实施例，反歧化装置300与第一精馏装置200相连，适于将第一精馏装置中所得到的第一液态轻组分进行反歧化处理，从而可以使得其中的二氯二氢硅转化为三氯氢硅。根据本发明的实施例，反歧化处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，反歧化处理可以在65～70摄氏度的温度和0.8～0.9MPaG压力条件下进行。发明人发现，该条件下的反歧化处理可以明显提高二氯二氢硅的转化率。由此，可以实现物料的循环利用。

吸附装置400：根据本发明的实施例，吸附装置400与反歧化装置300相连，适于将反歧化装置300中得到的三氯氢硅进行吸附处理，以便可以除去三氯氢硅中含有的硼、磷等杂质，从而可以得到纯净的三氯氢硅。根据本发明的实施例，吸附处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，吸附处理可以在小于30摄氏度的温度和0.25～0.35MPaG压力条件下进行。发明人发现，该条件下的吸附处理可以明显提高三氯氢硅的纯度。具体地，可以采用聚合树脂吸附剂对三氯氢硅进行吸附处理，从而除去其中所携带的硼、磷等杂质。

第二精馏装置500：根据本发明的实施例，第二精馏装置500与第一精馏装置200相连，适于将第一精馏装置200中得到的第一液态重组分进行第二精馏处理，从而可以得到第二液态轻组分和第二液态重组分，并将所得到的第二液态轻组分返回第一精馏装置200进行第一精馏处理。根据本发明的实施例，第二精馏处理的条件并不受特别显著，根据本发明的具体实施例，第二精馏处理可以在71～79摄氏度的温度和0.25～0.30MPaG压力条件下进行。发明人发现，该条件下进行的精馏处理可以显著提高精馏处理效率。根据本发明的实施例，第二精馏装置可以为高效导向筛板塔，塔内径为1500mm，塔板数为76块，进料口为第32～55块塔板，塔顶操作压力为0.245MPaG，操作温度为71～73℃，塔釜操作压力为0.298MPaG，操作温度为77～79℃，回流比为133.5。

根据本发明实施例的处理多晶硅尾气的系统通过将多晶硅尾气集中进行冷凝处理，从而明显减少了冷凝器使用数量，进而降低设备投入与冷量损耗，同时将经过冷凝处理得到的氯硅烷冷凝液进行精馏处理，然后将得到的液态轻组分依次进行反歧化处理和吸附处理，得到三氯氢硅，另外将精馏处理所得到的液态重组分再次进行精馏处理，可以显著提高物料循环利用率，从而显著减少了物料的排放。

参考图4，根据本发明实施例的处理多晶硅尾气的系统进一步包括：

第二冷凝单元600：根据本发明的实施例，第二冷凝单元600与第一精馏装置200相连，适于将罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行第二冷凝处理，从而可以得到第二氯硅烷冷凝液和第二不凝气，并将第二氯硅烷冷凝液进行第一精馏处理。具体地，第二冷凝单元600包括第二缓冲罐、第二冷凝器和第二收集罐，首先将罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一在第二缓冲罐中进行汇集，同理，由于尾气中有少量冷凝液产生，从而可以得到第二混合尾气和第三尾气冷凝液；然后将第二混合尾气在第二冷凝器中进行第二冷凝处理，从而可以分离得到第四尾气冷凝液和第二不凝气，根据本发明的实施例，第二冷凝处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，第二冷凝处理可以在-40～-38摄氏度的温度和0.1～0.15MPaG压力条件下进行。例如，第二冷凝器可以为双管板列管式换热器，其中，换热器管程走尾气，壳程通入-38摄氏度的冷冻盐水。最后将第三尾气冷凝液与第四尾气冷凝液在第二收集罐中进行汇集，从而可以得到第二氯硅烷冷凝液。需要注意的是，第二冷凝单元是在当第二收集罐中压力大于0.02MPaG时才开始进行的，即在正常情况下，第二冷凝单元并不投入使用，只有当罐区、精馏塔区或还原工序有安全阀起跳，有大量安全泄放气(罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气)送过来后使得收集罐中压力升高，当压力升高到0.02MPaG时触发联锁，通过压力联锁控制冷冻盐水控制阀门，从而使得第二冷凝单元启动。由此，可以保障系统的运行稳定性。

根据本发明的实施例，可以将第一冷凝单元100得到的第一不凝气和第二冷凝单元600得到第二不凝气通入废气处理工序进行处理，从而使得气体排放达到尾气排放标准。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

参考图5，首先将A尾气(罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一)在第一缓冲罐101中进行汇集，并控制压力为0.13～0.17MPaG，由于尾气会有少量冷凝液产生，从而可以得到第一混合尾气和第一尾气冷凝液；然后将所得到的第一混合尾气在第一冷凝器102中进行第一冷凝处理，从而可以分离得到第二尾气冷凝液和第一不凝气，；最后将所得到的第一尾气冷凝液与第二尾气冷凝液在第一收集罐103中进行汇集，从而可以得到第一氯硅烷冷凝液，并控制压力为0.1～0.12MPaG。将上述得到的第一氯硅烷冷凝液在第一精馏装置200中进行第一精馏处理，从而可以分别获得第一液态轻组分和第一液态重组分；接着将第一精馏装置200中得到的第一液态轻组分在反歧化装置300中进行反歧化处理，从而可以使得其中的二氯二氢硅转化为三氯氢硅，然后将反歧化装置300中所得三氯氢硅在吸附装置400中进行吸附处理，以便除去三氯氢硅中含有的硼、磷等杂质，从而可以得到纯净的三氯氢硅；将第一精馏装置200中得到的第一液态重组分在第二精馏装置500中进行第二精馏处理，从而可以得到第二液态轻组分和第二液态重组分，并将所得到的第二液态轻组分返回第一精馏装置200进行第一精馏处理。

如果系统中罐区、精馏塔区或还原工序有安全阀起跳，有大量安全泄放气B(罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气)，送过来后使得收集罐中压力升高，当压力升高到0.013MPaG时触发联锁，通过压力联锁控制冷冻盐水控制阀门，从而使得第二冷凝单元启动。具体地，首先将罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一在第二缓冲罐601中进行汇集，同理，由于尾气中有少量冷凝液产生，从而可以得到第二混合尾气和第三尾气冷凝液；然后将第二混合尾气在第二冷凝器602中进行第二冷凝处理，从而可以分离得到第四尾气冷凝液和第二不凝气，最后将第三尾气冷凝液与第四尾气冷凝液在第二收集罐603中进行汇集，从而可以得到第二氯硅烷冷凝液，并将所产生的第二氯硅烷冷凝液返回第一精馏装置200中进行第一精馏处理。最后将第一冷凝器102排出的第一不凝气和第二冷凝器排出的第二不凝气输送至尾气处理装置700进行处理。

对于一条5000吨多晶硅/年的生产线，每小时产生尾气约1.077吨，其中尾气中氯硅烷含量约为0.697吨，按照每年运行8000小时计算，共排放氯硅烷5576吨，采用本发明实施例的工艺，可回收尾气中85％左右的氯硅烷，回收氯硅烷4740吨，节省熟石灰消耗4250吨，节约生产水17510m³，节省废气处理人力投入2名；按照现有市场价位，三氯氢硅5500元/吨，熟石灰600元/吨，生产水4.5元/m³，人力成本25元/小时计算：

节省三氯氢硅费用＝4740吨×5500元/吨＝26,070,000元；

节省熟石灰消耗费用＝4250吨×600元/吨＝2,550,000元；

节省生产水消耗费用＝17510m³×4.5元/m³＝78,795元；

节省人力成本费用＝2×25元/小时×8000小时＝400000元；

则节省经济效益＝节省三氯氢硅费用+节省熟石灰消耗费用+节省生产水消耗费用+节省人力成本费用＝2909.88万元

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种处理多晶硅尾气的方法，所述多晶硅尾气包含罐区尾气、精馏塔区尾气、还原车间吹扫尾气、罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一，其特征在于，包括：

(1)将罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一进行第一冷凝处理，以便分别得到第一氯硅烷冷凝液和第一不凝气；

(2)将步骤(1)得到的所述第一氯硅烷冷凝液进行第一精馏处理，以便分别获得第一液态轻组分和第一液态重组分，所述第一液态轻组分中含有二氯二氢硅，所述第一液态重组分中含有三氯氢硅；

(3)将步骤(2)得到的所述第一液态轻组分进行反歧化处理，以便得到三氯氢硅；

(4)将步骤(3)得到的所述三氯氢硅进行吸附处理，以便得到纯净的三氯氢硅；以及

(5)将步骤(2)得到的所述第一液态重组分进行第二精馏处理，以便得到第二液态轻组分和第二液态重组分，并将所述第二液态轻组分返回步骤(2)进行所述第一精馏处理。

2.根据权利要求1所述的处理多晶硅尾气的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述第一冷凝处理是在-40～-38摄氏度的温度和0.1～0.15MPaG压力条件下进行的。

3.根据权利要求1所述的处理多晶硅尾气的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第一精馏处理是在55～80摄氏度的温度和0.25～0.3MPaG压力条件下进行的。

4.根据权利要求1所述的处理多晶硅尾气的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述反歧化处理是在65～70摄氏度的温度和0.8～0.9MPaG压力条件下进行的。

5.根据权利要求1所述的处理多晶硅尾气的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述吸附处理是在不高于30摄氏度的温度和0.25～0.35MPaG压力条件下进行的。

6.根据权利要求1所述的处理多晶硅尾气的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述第二精馏处理是在70～80摄氏度的温度和0.25～0.3MPaG压力条件下进行的。

7.根据权利要求1所述的处理多晶硅尾气的方法，其特征在于，所述步骤(1)按照下列步骤进行：

(1-1)将所述罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一进行汇集，以便得到第一混合尾气和第一尾气冷凝液；

(1-2)将所述第一混合尾气进行第一冷凝处理，以便得到第二尾气冷凝液和第一不凝气；以及

(1-3)将所述第一尾气冷凝液与所述第二尾气冷凝液进行汇集，以便得到所述第一氯硅烷冷凝液。

8.根据权利要求1所述的处理多晶硅尾气的方法，其特征在于，进一步包括：

(6)将所述罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行第二冷凝处理，以便得到第二氯硅烷冷凝液和第二不凝气，并将所述第二氯硅烷冷凝液进行所述第一精馏处理。

9.根据权利要求1所述的处理多晶硅尾气的方法，其特征在于，所述步骤(6)按照下列步骤进行：

(6-1)将所述罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行汇集，以便得到第二混合尾气和第三尾气冷凝液；

(6-2)将所述第二混合尾气进行第二冷凝处理，以便得到第四尾气冷凝液和第二不凝气；以及

(6-3)将所述第三尾气冷凝液与所述第四尾气冷凝液进行汇集，以便得到所述第二氯硅烷冷凝液。

10.根据权利要求9所述的处理多晶硅尾气的方法，其特征在于，所述第二冷凝处理是在当所述第二混合尾气的压力大于0.02MPaG时进行的。

11.一种处理多晶硅尾气的系统，所述多晶硅尾气包含罐区尾气、精馏塔区尾气、还原车间吹扫尾气、罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一，其特征在于，包括：

第一冷凝单元，所述第一冷凝单元适于将罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少一种进行第一冷凝处理，以便分别得到第一氯硅烷冷凝液和第一不凝气；

第一精馏装置，所述第一精馏装置与所述第一冷凝单元相连，且适于将所述第一氯硅烷冷凝液进行第一精馏处理，以便分别获得第一液态轻组分和第一液态重组分，所述第一液态轻组分中含有二氯二氢硅，所述第一液态重组分中含有三氯氢硅；

反歧化装置，所述反歧化装置与所述第一精馏装置相连，且适于将所述第一液态轻组分进行反歧化处理，以便得到三氯氢硅；

吸附装置，所述吸附装置与所述反歧化装置相连，且适于将所述三氯氢硅进行吸附处理，以便得到纯净的三氯氢硅；以及

第二精馏装置，所述第二精馏装置与所述第一精馏装置相连，且适于将所述第一液态重组分进行第二精馏处理，以便得到第二液态轻组分和第二液态重组分，并将所述第二液态轻组分返回所述第一精馏装置进行所述第一精馏处理。

12.根据权利要求11所述的处理多晶硅尾气的系统，其特征在于，所述第一冷凝单元进一步包括：

第一缓冲罐，所述第一缓冲罐适于将所述罐区尾气、精馏塔区尾气和还原车间吹扫尾气中的至少之一进行汇集，以便得到第一混合尾气和第一尾气冷凝液；

第一冷凝器，所述第一冷凝器与所述第一缓冲罐相连，且适于将所述第一混合尾气进行第一冷凝处理，以便得到第二尾气冷凝液和第一不凝气；以及

第一收集罐，所述第一收集罐与所述第一缓冲罐和所述第一冷凝器相连，且适于将所述第一尾气冷凝液与所述第二尾气冷凝液进行汇集，以便得到所述第一氯硅烷冷凝液。

13.根据权利要求11所述的处理多晶硅尾气的系统，其特征在于，进一步包括：

第二冷凝单元，所述第二冷凝单元与所述第一精馏装置相连，且适于将所述罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行第二冷凝处理，以便得到第二氯硅烷冷凝液和第二不凝气，并将所述第二氯硅烷冷凝液进行所述第一精馏处理。

14.根据权利要求13所述的处理多晶硅尾气的系统，其特征在于，所述第二冷凝单元进一步包括：

第二缓冲罐，所述第二缓冲罐适于将所述罐区安全排放尾气、精馏塔区安全排放尾气和还原车间安全排放尾气中的至少之一进行汇集，以便得到第二混合尾气和第三尾气冷凝液；

第二冷凝器，所述第二冷凝器与所述第二缓冲罐相连，且适于将所述第二混合尾气进行第二冷凝处理，以便得到第四尾气冷凝液和第二不凝气；以及

第二收集罐，所述第二收集罐与所述第二缓冲罐和所述第二冷凝器相连，且适于将所述第三尾气冷凝液与所述第四尾气冷凝液进行汇集，以便得到所述第二氯硅烷冷凝液。

15.根据权利要求14所述的处理多晶硅尾气的系统，其特征在于，所述第二冷凝单元是在当所述第二收集罐中压力大于0.02MPaG时启动的。