CN106554021B - 一种精馏尾气回收系统 - Google Patents
一种精馏尾气回收系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106554021B CN106554021B CN201510639584.1A CN201510639584A CN106554021B CN 106554021 B CN106554021 B CN 106554021B CN 201510639584 A CN201510639584 A CN 201510639584A CN 106554021 B CN106554021 B CN 106554021B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- tower
- recovery system
- disproportionation
- cooler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明提供一种精馏尾气回收系统，所述精馏尾气包括携带有磷、硼杂质的氯硅烷气体，所述回收系统包括反歧化塔和杂质吸附装置，在所述反歧化塔内，从上部进料口进入的四氯化硅物料对从下部进料口进入的精馏尾气进行淋洗并发生反歧化反应，反应生成的三氯氢硅及其携带的磷、硼杂质作为初步净化气从反歧化塔的气相出口输出，所述精馏尾气中的剩余物质和未反应的四氯化硅物料从反歧化塔的排液口排出，所述杂质吸附装置用于对所述初步净化气进行吸附处理，以去除其中的磷、硼杂质。本发明所述回收系统能够将精馏尾气中的氯硅烷较好地回收，从而节约了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种应用于多晶硅生产过程中的精馏尾气回收系统。
背景技术
多晶硅是集成电路和光伏发电领域所采用的关键原材料，也是国家新能源开发所必须的原材料。在当下化石能源日益短缺的时代，新型能源的崛起已成为必然趋势。其中多晶硅作为新型能源的基础材料，对其纯度的要求也越来越高。多晶硅的生产过程能耗较高，国内很多的企业都面临着多晶硅产品质量不高、质量不稳定以及生产成本高等困境，使得提升和稳定多晶硅产品质量、降低多晶硅生产成本，以及提高多晶硅的市场竞争力显得尤为重要。
随着多晶硅行业竞争的激烈及国家环境监察力度的增加，在多晶硅生产过程中需要处理精馏系统排放的尾气(简称为精馏尾气)，以降低精馏尾气的排放量，减少三废的排放。
由于精馏尾气中含有大量的氯硅烷及磷、硼等杂质，为保障多晶硅产品质量，大部分生产企业均未对精馏尾气进行回收利用，而是直接通过碱液淋洗方式将精馏尾气处理掉，然而，采用这种处理方式，一方面造成多晶硅生产中氯硅烷的损失，另一方面造成多晶硅生产中碱液耗量的增加，使得多晶硅的生产成本居高不下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种精馏尾气回收系统，能够将精馏尾气中的氯硅烷较好地回收，从而节约了生产成本。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种精馏尾气回收系统，所述精馏尾气包括携带有磷、硼杂质的氯硅烷气体，所述回收系统包括反歧化塔和杂质吸附装置，在所述反歧化塔内，从上部进料口进入的四氯化硅物料对从下部进料口进入的精馏尾气进行淋洗并发生反歧化反应，反应生成的三氯氢硅及其携带的磷、硼杂质作为初步净化气从反歧化塔的气相出口输出，所述精馏尾气中的剩余物质和未反应的四氯化硅物料从反歧化塔的排液口排出，所述杂质吸附装置用于对所述初步净化气进行吸附处理，以去除其中的磷、硼杂质。
优选地，所述回收系统还包括冷却器，用于对所述精馏尾气进行冷却处理，冷却处理形成的不凝气从冷却器的气相出口输出至反歧化塔下部的气相进料口，冷却处理形成的冷凝液从冷却器的液相出口输出至反歧化塔下部的液相进料口。
优选地，所述冷却器的冷却介质为7℃冷却水。
优选地，所述冷却器的液相出口高于反歧化塔下部的液相进料口，以使所述冷凝液以自流的方式从反歧化塔下部的液相进料口进入反歧化塔内。
优选地，所述回收系统还包括塔顶冷却器和回流泵，
所述塔顶冷却器用于对所述初步净化气进行冷却处理，以使所述初步净化气形成为冷凝液，并将冷却处理形成的冷凝液输出至回流泵进口；
所述回流泵用于将塔顶冷却器输出的冷凝液进行增压处理，并将塔顶冷却器输出的冷凝液的一部分作为塔顶回流液输出至反歧化塔上部的进料口，另一部分输出至杂质吸附装置。
优选地，所述回流泵输出至反歧化塔的塔顶回流液的量占回流泵输送的冷凝液总量的35％-45％；回流泵输出至杂质吸附装置的冷凝液的量占回流泵输送的冷凝液总量的55％-65％。
优选地，所述回收系统还包括设置在塔顶冷却器和回流泵之间的回流罐，用于暂时存储塔顶冷却器输出的冷凝液及缓冲系统的压力波动。
优选地，所述回收系统还包括塔釜回流泵，用于将从反歧化塔的排液口排出的所述精馏尾气中的剩余物质和未反应的四氯化硅物料作为塔釜回流液进行增压处理，并将增压处理后的塔釜回流液输出至反歧化塔上部的进料口。
优选地，所述杂质吸附装置包括除硼吸附柱和除磷吸附柱。
优选地，所述反歧化塔的工作压力为0.048MPa-0.052MPa。
有益效果：
本发明所述精馏尾气回收系统能够有效去除三氯氢硅提纯精馏工艺产生的尾气(即精馏尾气)中的磷、硼等杂质，并能有效回收精馏尾气中的三氯氢硅，因而避免了多晶硅生产中氯硅烷的损失，提高了物料的回收利用率，从而降低整个多晶硅生产过程的生产成本，又能增加精馏塔操作弹性。而且，由于回收的三氯氢硅不含有磷、硼等杂质，纯度较高，利用其生产的多晶硅质量较高，能保障生产的多晶硅质量平稳。
本发明所涉及的设备较少，且设备故障率低，能保障系统长期稳定运行。
附图说明
图1为本发明实施例提供的精馏尾气回收系统的工作流程示意图。
图中：1－冷却器液相管线；2－精馏尾气回收管线；3－冷却器；4－冷却器气相管线；5－四氯化硅进料管线；6－反歧化塔；7－反歧化塔气相管线；8－塔顶冷却器；9－回流罐；10－塔顶回流管线；11－除硼吸附柱A；12－吸附柱B出料管线；13－除磷吸附柱B；14－吸附柱B进料管线；15－吸附柱A进料管线；16－回流泵；17－塔釜回流管线；18－塔釜回流泵。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供一种精馏尾气回收系统，所述精馏尾气包括携带有磷、硼杂质的氯硅烷(主要包括三氯氢硅和二氯二氢硅)气体。所述回收系统包括反歧化塔和杂质吸附装置，在反歧化塔内，从上部进料口进入的四氯化硅物料对从下部进料口进入的精馏尾气进行淋洗并发生反歧化反应，反应式如下：
SiCl4+SiH2Cl2→SiHCl3
反歧化反应生成的三氯氢硅及其携带的磷、硼杂质作为初步净化气从反歧化塔顶部的气相出口输出，所述精馏尾气中的剩余物质和未反应的四氯化硅物料从反歧化塔的排液口排出，所述杂质吸附装置用于对所述初步净化气进行吸附处理，以去除其中的磷、硼杂质，从而输出不含有磷、硼杂质的三氯氢硅，且纯度较高，利用其生产的多晶硅质量较高，能够保障生产的多晶硅质量平稳，又能降低整个多晶硅生产过程的生产成本。其中，去除初步净化气中的磷、硼杂质，可以为先去除磷杂质，再去除硼杂质，也可以为先去除硼杂质，再去除磷杂质，本发明对此不做限定。
作为本发明实施例的一种优选实施方式，如图1所示，提供一种精馏尾气回收系统，其包括：冷却器2、反歧化塔6、塔顶冷却器8、回流罐9、回流泵16、塔釜回流泵18、除硼吸附柱A 11和除磷吸附柱B 13。
所述精馏尾气经精馏尾气回收管线2从冷却器3的进气口进入冷却器3，冷却器3用于对所述精馏尾气进行冷却处理，冷却处理形成的不凝气(含有少量三氯氢硅气体和大量二氯二氢硅气体)经冷却器气相管线4从冷却器3的气相出口输出至反歧化塔6下部的气相进料口，冷却处理形成的冷凝液(含有大量液相三氯氢硅和少量液相二氯二氢硅)经冷却器液相管线1从冷却器3的液相出口输出至反歧化塔6下部的液相进料口。从节能、环保的角度出发，冷却器3的冷却介质优选为7℃冷却水，当然也可以采用其他冷却介质。
具体地，冷却器3的液相出口高于反歧化塔6下部的液相进料口，以使从冷却器3的液相出口输出的冷凝液以自流的方式(通过重力作用)从反歧化塔6下部的液相进料口进入反歧化塔6内，以避免在冷却器液相管线1上设置增压泵，相应节约了生产成本。
四氯化硅物料经四氯化硅进料管线5从反歧化塔6的上部进料口进入反歧化塔6内，对从反歧化塔6下部气相进料口进入的含有少量三氯氢硅气体和大量二氯二氢硅气体的不凝气进行淋洗，从反歧化塔6下部气相进料口进入的含有少量三氯氢硅气体和大量二氯二氢硅气体的不凝气在上升过程中与塔顶喷淋而下的四氯化硅物料逆流接触而不断发生反歧化反应，并生成三氯氢硅，通过冷却器2将精馏尾气中的二氯二氢硅气体和三氯氢硅气体分离(三氯氢硅气体被冷却成液相而与二氯二氢硅气体分离)，从而加剧了二氯二氢硅和四氯化硅物料之间发生的反歧化反应(反应式如上所述)，反歧化反应生成的三氯氢硅及其携带的磷、硼杂质作为初步净化气从反歧化塔6顶部的气相出口输出，精馏尾气中的剩余物质(大量液相三氯氢硅、少量液相二氯二氢硅以及携带的磷、硼等杂质)和未反应的四氯化硅物料从反歧化塔6底部的排液口排出。
其中，反歧化塔6的工作压力优选为0.048MPa-0.052MPa。
从反歧化塔6底部的排液口输出的精馏尾气中的剩余物质和未反应的四氯化硅通过塔釜回流泵18进行增压处理后，优选地，增压至1.0MPaG-1.5MPaG，作为塔釜回流液经塔釜回流管线17进入反歧化塔6的上部进料口，从而充分地利用四氯化硅物料，并提高反歧化塔中二氯二氢硅的转化率。
从反歧化塔6顶部的气相出口输出的初步净化气经反歧化塔气相管线7进入塔顶冷却器8，塔顶冷却器8用于对所述初步净化气进行冷却处理，以使所述初步净化气形成为冷凝液，并将冷却处理形成的冷凝液输出至回流罐9。其中，塔顶冷却器8的冷却介质可采用循环水，也可采用其他冷却介质。
回流罐9用于暂时存储塔顶冷却器8输出的冷凝液及缓冲系统的压力波动。回流罐9中冷凝液从回流罐9底部的排液口输出至回流泵16的进口。
回流泵16用于将回流罐9输出的冷凝液进行增压处理，优选地，增压至1.0MPaG-1.5MPaG，并将回流罐9输出的冷凝液的一部分作为塔顶回流液经塔顶回流管线10输出至反歧化塔6的上部进料口，另一部分经吸附柱A进料管线15输出至除硼吸附柱A。
其中，回流泵16经塔顶回流管线10输出至反歧化塔的塔顶回流液的量占回流泵输送的冷凝液总量的35％-45％，优选为40％；回流泵16经吸附柱A进料管线15输出至除硼吸附柱A的冷凝液的量占回流泵输送的冷凝液总量的55％-65％，优选为60％。通过调整回流比(即，回流泵输出至反歧化塔的塔顶回流液的量与回流泵输出至除硼吸附柱A的冷凝液的量之间的比例)，使反歧化塔的上部填料层起到分离四氯化硅的作用，从而使塔顶气相出口输出的初步净化气中不含四氯化硅，提升了所述回收系统回收的三氯氢硅的纯度。
本实施例中，通过设计塔顶回流(由回流泵16实现)和塔釜回流(由塔釜回流泵18实现)，提高了尾气回流率，加剧了精馏尾气中二氯二氢硅与四氯化硅物料的反歧化反应。
经吸附柱A进料管线15进入除硼吸附柱A的冷凝液经过除硼吸附柱A的吸附处理，输出只携带有磷杂质的液相三氯氢硅，所述只携带有磷杂质的液相三氯氢硅经吸附柱B进料管线14进入除磷吸附柱B，经过除磷吸附柱B的吸附处理，输出纯净的液相三氯氢硅。其中，除硼吸附柱A中含有高效的专用除硼吸附剂，除磷吸附柱B中含有高效的专用除磷吸附剂。
本实施例通过将反歧化技术与吸附技术相结合，将精馏尾气中的二氯二氢硅转化为三氯氢硅从而有效回收了精馏尾气，既避免了精馏尾气中氯硅烷的损失，又降低了多晶硅生产中“三废”的排放量，改善生产环境。在回收精馏尾气的同时还去除了精馏尾气中的磷、硼等杂质，输出纯度较高的三氯氢硅，利用其生产多晶硅，可保障生产的多晶硅质量，相应降低了多晶硅的生产成本。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种精馏尾气回收系统，所述精馏尾气包括携带有磷、硼杂质的氯硅烷气体，其特征在于，所述回收系统包括反歧化塔和杂质吸附装置，在所述反歧化塔内，从上部进料口进入的四氯化硅物料对从下部进料口进入的精馏尾气进行淋洗并发生反歧化反应，反应生成的三氯氢硅及其携带的磷、硼杂质作为初步净化气从反歧化塔的气相出口输出，所述精馏尾气中的剩余物质和未反应的四氯化硅物料从反歧化塔的排液口排出，所述杂质吸附装置用于对所述初步净化气进行吸附处理，以去除其中的磷、硼杂质；
所述回收系统还包括冷却器，用于对所述精馏尾气进行冷却处理，冷却处理形成的不凝气，从冷却器的气相出口输出至反歧化塔下部的气相进料口，所述不凝气含有少量三氯氢硅气体和大量二氯二氢硅气体；冷却处理形成的冷凝液，从冷却器的液相出口输出至反歧化塔下部的液相进料口，所述冷凝液含有大量液相三氯氢硅和少量液相二氯二氢硅；从反歧化塔的气相进料口进入的所述不凝气在上升过程中与塔顶喷淋而下的四氯化硅物料逆流接触而不断发生反歧化反应。
2.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述冷却器的冷却介质为7℃冷却水。
3.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述冷却器的液相出口高于反歧化塔下部的液相进料口，以使所述冷凝液以自流的方式从反歧化塔下部的液相进料口进入反歧化塔内。
4.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括塔顶冷却器和回流泵，
所述塔顶冷却器用于对所述初步净化气进行冷却处理，以使所述初步净化气形成为冷凝液，并将冷却处理形成的冷凝液输出至回流泵进口；
所述回流泵用于将塔顶冷却器输出的冷凝液进行增压处理，并将塔顶冷却器输出的冷凝液的一部分作为塔顶回流液输出至反歧化塔上部的进料口，另一部分输出至杂质吸附装置。
5.根据权利要求4所述的回收系统，其特征在于，所述回流泵输出至反歧化塔的塔顶回流液的量占回流泵输送的冷凝液总量的35％-45％；回流泵输出至杂质吸附装置的冷凝液的量占回流泵输送的冷凝液总量的55％-65％。
6.根据权利要求4所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括设置在塔顶冷却器和回流泵之间的回流罐，用于暂时存储塔顶冷却器输出的冷凝液及缓冲系统的压力波动。
7.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括塔釜回流泵，用于将从反歧化塔的排液口排出的所述精馏尾气中的剩余物质和未反应的四氯化硅物料作为塔釜回流液进行增压处理，并将增压处理后的塔釜回流液输出至反歧化塔上部的进料口。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述杂质吸附装置包括除硼吸附柱和除磷吸附柱。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述反歧化塔的工作压力为0.048MPa-0.052MPa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510639584.1A CN106554021B (zh) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | 一种精馏尾气回收系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510639584.1A CN106554021B (zh) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | 一种精馏尾气回收系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106554021A CN106554021A (zh) | 2017-04-05 |
| CN106554021B true CN106554021B (zh) | 2019-06-25 |
Family
ID=58417739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510639584.1A Active CN106554021B (zh) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | 一种精馏尾气回收系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106554021B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111036029B (zh) * | 2018-10-15 | 2022-03-04 | 新特能源股份有限公司 | 多晶硅生产过程中废气的回收方法 |
| CN113716570B (zh) * | 2021-09-30 | 2023-08-01 | 四川永祥多晶硅有限公司 | 一种提高三氯氢硅品质的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009087516A1 (en) * | 2007-12-31 | 2009-07-16 | L'air Liquide-Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Effluent gas recovery process for silicon production |
| CN103086380A (zh) * | 2013-01-21 | 2013-05-08 | 天津大学 | 利用反应精馏处理二氯二氢硅废料的方法及设备 |
| CN104016352A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-03 | 国电内蒙古晶阳能源有限公司 | 处理多晶硅尾气的方法和系统 |
| CN104556054A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-29 | 新疆大全新能源有限公司 | 三氯氢硅合成料中轻组分的回收利用方法和装置 |
-
2015
- 2015-09-30 CN CN201510639584.1A patent/CN106554021B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009087516A1 (en) * | 2007-12-31 | 2009-07-16 | L'air Liquide-Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Effluent gas recovery process for silicon production |
| CN103086380A (zh) * | 2013-01-21 | 2013-05-08 | 天津大学 | 利用反应精馏处理二氯二氢硅废料的方法及设备 |
| CN104016352A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-03 | 国电内蒙古晶阳能源有限公司 | 处理多晶硅尾气的方法和系统 |
| CN104556054A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-29 | 新疆大全新能源有限公司 | 三氯氢硅合成料中轻组分的回收利用方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106554021A (zh) | 2017-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101143723B (zh) | 制备三氯氢硅和多晶硅的改进方法和装置 | |
| CN102180467B (zh) | Gcl法多晶硅生产方法 | |
| CN103449449B (zh) | 制备三氯氢硅的方法及其设备 | |
| CN102849745B (zh) | 一种用于三氯氢硅生产的除尘工艺及系统 | |
| CN101628710B (zh) | 含氯硅烷的氯化氢气体生产高纯度浓盐酸的方法 | |
| CN103435044A (zh) | 一种纯化分离多晶硅尾气中氯硅烷的方法 | |
| CN103382032A (zh) | 一种四氯化硅制备三氯氢硅的方法 | |
| CN105000564B (zh) | 用于制备硅烷的二氯二氢硅的生产方法 | |
| CN106554021B (zh) | 一种精馏尾气回收系统 | |
| CN103588615B (zh) | 一种回收四氯乙烯的装置及工艺 | |
| CN102040223B (zh) | 一种连续投加硅粉生产三氯氢硅的方法 | |
| CN103553057B (zh) | 一种利用反应精馏技术处理氯硅烷废气的方法 | |
| CN105503933A (zh) | 一种化工单体节能精馏系统及方法 | |
| CN102923716A (zh) | 一种二氯二氢硅反歧化生产三氯氢硅工艺 | |
| CN103979544B (zh) | 利用反应精馏生产硅烷及三氯氢硅的方法 | |
| CN102390836A (zh) | 三氯氢硅合成工艺和设备 | |
| CN201136791Y (zh) | 一种利用氯氢化法把四氯化硅转化为三氯氢硅的装置 | |
| CN101913609A (zh) | 三氯氢硅混合气除杂处理方法和装置 | |
| CN202246098U (zh) | 三氯氢硅合成设备 | |
| CN104891499A (zh) | 一种硅烷法制备多晶硅的工艺方法 | |
| CN104555925A (zh) | 一种三氯氢硅生产过程中尾气的回收利用方法 | |
| CN111268682B (zh) | 一种制备多晶硅的组合物、制备方法及制备系统 | |
| CN209411790U (zh) | 一种用于还原氯硅烷提纯的精馏节能装置 | |
| CN203474469U (zh) | 一种四氯化硅制备三氯氢硅的装置 | |
| CN209663033U (zh) | 一种用于三氯氢硅尾气处理的清洁化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20170405 Assignee: Xinte silicon based new materials Co.,Ltd. Assignor: XINTE ENERGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2023990000586 Denomination of invention: A Distillation Tail Gas Recovery System Granted publication date: 20190625 License type: Common License Record date: 20230605 |