CN109200754A - 一种应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置，用于对含杂质氢气进行除杂提纯，所述吸附装置包括氢气吸附塔、氢气再生塔、第一吸附剂传送管线和第二吸附剂传送管线，所述氢气吸附塔用于对所述含杂质氢气进行吸附处理，并输出纯净的氢气和饱和后的吸附剂，所述饱和后的吸附剂通过第二吸附剂传送管线进入氢气再生塔；所述氢气再生塔用于对所述饱和后的吸附剂进行再生处理，并输出洁净的吸附剂，所述洁净的吸附剂通过第一吸附剂传送管线返回氢气吸附塔。本发明所述吸附装置无需进行冷热交替操作。

Description

一种应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置
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还原尾气回收系统的吸附装置。
背景技术
在现有的多晶硅生产过程中，还原工序产生的还原尾气主要包括氢气、氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅。为了回收还原尾气中的氢气，需要通过尾气分离装置将还原尾气中的大部分氯硅烷分离出来，并形成含氯化氢和其他杂质的氢气，再依次通过氯化氢吸收塔和活性炭(或分子筛)吸附柱设备依次吸收所述氢气中的氯化氢和其他杂质，从而得到纯净的氢气供还原工序使用。
但是，不论是活性炭吸附柱设备还是分子筛吸附柱设备，每套吸附柱设备都是由两台结构及工艺相同的吸附塔组成，其吸附过程为间歇过程。具体地，如图1所示，第一吸附塔101吸附使用一段时间后，其吸附剂中的杂质含量不断上升，当吸附剂中的杂质含量过多时吸附能力明显变差，需要对其进行脱杂的再生处理使之再次获得吸附的能力，这时就需要将含杂质氢气的进气从第一吸附塔101切换至第二吸附塔102，并利用第二吸附塔102进行吸附除杂操作，当第二吸附塔102中吸附剂的杂质含量过多时，再次将含杂质氢气的进气切换至已再生的第一吸附塔101，这两台吸附塔之间的切换操作过程即为间歇过程。
由于每台吸附塔中吸附剂的再生脱杂的工艺条件是低压高温，而吸附除杂的工艺条件是高压低温，因此在吸附塔切换操作的过程中，需要不断使用热水(或导热油)进行升温以脱杂再生，以及使用冷水(或导热油)进行降温以吸附杂质，从而达到各自操作所需的工艺条件，因此使得每台吸附塔长期处于冷热交替使用状态。这会导致吸附柱设备的机械强度下降，水或导热油就会漏到吸附柱设备里，进而进入纯净的氢气中并随之进入还原工序，导致生产的多晶硅产品质量下滑。而且，在再生过程中，由于吸附剂受热不均，导致吸附剂的再生程度不同，从而埋下了质量隐患。例如，吸附剂脱杂不彻底，导致吸附剂的吸附能力下降；含杂质的氢气通过吸附塔后，其杂质含量没有降到预期值。
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，提供一种无需进行冷热交替操作的应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置，用于对含杂质氢气进行除杂提纯，所述吸附装置包括氢气吸附塔、氢气再生塔、第一吸附剂传送管线和第二吸附剂传送管线，所述氢气吸附塔用于对所述含杂质氢气进行吸附处理，并输出纯净的氢气和饱和后的吸附剂，所述饱和后的吸附剂通过第二吸附剂传送管线进入氢气再生塔；所述氢气再生塔用于对所述饱和后的吸附剂进行再生处理，并输出洁净的吸附剂，所述洁净的吸附剂通过第一吸附剂传送管线返回氢气吸附塔。
可选地，所述含杂质氢气从氢气吸附塔的底部进入其中，自下而上经过塔内吸附剂的吸附处理后，形成纯净的氢气并从氢气吸附塔的顶部输出。
可选地，所述吸附装置还包括位于氢气吸附塔下方的第一吸附剂储存罐和位于氢气再生塔上方的第二吸附剂储存罐，其中第一吸附剂储存罐通过管线分别与氢气吸附塔的底部和第二吸附剂传送管线的一端相连，第二吸附剂储存罐通过管线分别与第二吸附剂传送管线的另一端和氢气再生塔的顶部相连，二者均用于暂存氢气吸附塔输出的饱和后的吸附剂。
可选地，所述氢气吸附塔的底部与第一吸附剂储存罐之间的管线上设有第二切断阀，用于在饱和后的吸附剂进入第一吸附剂储存罐时起10min～30min后关闭；所述第二吸附剂传送管线与第二吸附剂储存罐之间的管线上设有第三切断阀，用于在第二切断阀关闭后打开，以及在饱和后的吸附剂进入第二吸附剂储存罐时起10min～30min后关闭；所述氢气再生塔的顶部与第二吸附剂储存罐之间的管线上设有第四切断阀，用于在第三切断阀关闭后打开；所述第二切断阀为常开阀，所述第三和第四切换阀为常闭阀。
可选地，所述饱和后的吸附剂从氢气再生塔的顶部进入其中，自上而下向塔底运动；再生氢气从氢气再生塔的底部进入其中，自下而上向塔顶运动的过程中对自上而下的饱和后的吸附剂进行吹扫再生，以得到洁净的吸附剂，而吸附有杂质的再生氢气则从氢气再生塔的塔顶输出。
可选地，所述氢气再生塔内设有加热单元，用于加热进入氢气再生塔的饱和后的吸附剂。
进一步地，所述加热单元包括外盘管、内盘管和芯部，高温蒸汽从氢气再生塔的顶部依次进入所述外盘管、内盘管和芯部，同时对进入氢气再生塔内的吸附剂进行加热处理，所述高温蒸汽的热量被所述吸附剂吸收后形成蒸汽冷凝液，并从氢气再生塔的底部输出。
可选地，所述外盘管、内盘管和芯部自氢气再生塔的顶部向下延伸至距氢气再生塔底部0.1m～5m高的位置处；低温的再生氢气从氢气再生塔的底部进入后，在氢气再生塔的底部与距该底部0.1m～5m高之间的空间内对已吸收了高温蒸汽热量的所述吸附剂进行降温处理。
可选地，所述吸附装置还包括位于氢气再生塔下方的第三吸附剂储存罐和位于氢气吸附塔上方的第四吸附剂储存罐，其中第三吸附剂储存罐通过管线分别与氢气再生塔的底部和第一吸附剂传送管线的一端相连，第四吸附剂储存罐通过管线分别与第一吸附剂传送管线的另一端和氢气吸附塔的顶部相连，二者均用于暂存氢气再生塔输出的洁净的吸附剂。
可选地，所述氢气再生塔的底部与第三吸附剂储存罐之间的管线上设有第五切断阀，用于在洁净的吸附剂进入第三吸附剂储存罐时起10min～30min后关闭；所述第一吸附剂传送管线与第四吸附剂储存罐之间的管线上设有第六切断阀，用于在第五切断阀关闭后打开，以及在洁净的吸附剂进入第四吸附剂储存罐时起10min～30min后关闭；所述氢气吸附塔的顶部与第四吸附剂储存罐之间的管线上设有第一切断阀，用于在第六切断阀关闭后打开；所述第五切断阀为常开阀；所述第六切换阀和第一切断阀为常闭阀。
可选地，所述氢气吸附塔中的吸附剂为活性炭吸附剂或分子筛吸附剂；所述第一吸附剂传送管线和第二吸附剂传送管线内均设有提升螺旋筛板，第一吸附剂传送管线内的提升螺旋筛板用于将氢气再生塔底部输出的洁净的吸附剂由低至高传送至氢气吸附塔顶部，第二吸附剂传送管线内的提升螺旋筛板用于将氢气吸附塔底部输出的饱和后的吸附剂由低至高传送至氢气再生塔顶部。
有益效果：
本发明所述应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置中，氢气吸附塔与氢气再生塔分开工作，其中氢气吸附塔只进行含杂质氢气的吸附操作，而氢气再生塔只进行饱和后吸附剂的再生操作，无需进行冷热交替操作，既不会使得水或导热油漏到吸附柱设备里，也不会使吸附剂受热不均，避免吸附剂再生程度不同，还能大幅延长氢气吸附塔的使用寿命。
附图说明
图1为现有技术中应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置的示意图；
图2为本发明实施例提供的应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置的示意图；
图3为图2中第一吸附剂传送管线和第二吸附剂传送管线内设置的提升螺旋筛板的结构示意图。
图中：101－第一吸附塔；102－第二吸附塔；103－氮气电加热器；104－氮气冷却器；105－氢气压缩机；106－废气电加热器；107－废气冷却器；108－一塔氮气进气冷阀；109－一塔纯氢气出气阀；110－一塔氮气进气热阀；111－一塔废气出气冷阀；112－一塔尾气进气阀；113－一塔废气出气热阀；114－二塔氮气进气冷阀；115－二塔纯氢气出气阀；116－二塔氮气进气热阀；117－二塔废气出气冷阀；118－二塔尾气进气阀；119－二塔废气出气热阀；120－尾气进气管；121－纯氢气出气管；122－氮气入气管；123－废气出气管；124－氢气回流管；
1－氢气吸附塔；2－氢气再生塔；3－第一吸附剂储存罐；4－第二吸附剂储存罐；5－第三吸附剂储存罐；6－第四吸附剂储存罐；7－蒸汽入口管线；8－蒸汽出口管线；9－吸附塔氢气进口管线；10－吸附塔氢气出口管线；11－再生塔氢气进口管线；12－再生塔氢气出口管线；13－第一吸附剂传送管线；14－第二吸附剂传送管线；15－第一排污阀；16－第二排污阀；17－第三排污阀；18－第四排污阀；KV1－第一切断阀；KV2－第二切断阀；KV3－第三切断阀；KV4－第四切断阀；KV5－第五切断阀；KV6－第六切断阀；A－提升螺旋轴；B－螺旋筛板；C－旋转电机。
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。
本发明针对现有技术中存在的吸附柱设备台数多，吸附剂再生程度不均匀，冷热交替的使用过程降低了吸附柱设备的使用寿命，水或导热油泄漏后会影响氢气质量的问题，提供一种应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置，其涉及多晶硅还原尾气回收系统中吸附柱设备的连续操作方法，下面通过具体的实施例进行详细描述。
本实施例提供的应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置设置在氯化氢吸收塔下游。所述还原尾气包括氢气、氯化氢和氯硅烷的混合气，其中氯硅烷包括二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅；所述还原尾气先经过多晶硅还原尾气回收系统中的尾气分离装置，将其中的大部分氯硅烷分离出来，并形成含氯化氢和其他杂质(如少量氯硅烷)的氢气；然后再经过多晶硅还原尾气回收系统中的氯化氢吸收塔，吸收所述含氯化氢和其他杂质的氢气中的大部分氯化氢，并形成含杂质氢气，所述含杂质氢气的温度为-70℃～-20℃，其包括氢气、少量氯硅烷和少量氯化氢，具体地，含杂质氢气中氯硅烷的含量为0.01kg/Nm3～0.1kg/Nm3、氯化氢含量为50PPm～20000PPm；最后经本实施例所述吸附装置，对含杂质氢气进行除杂提纯。
如图2所示，所述吸附装置包括氢气吸附塔1、氢气再生塔2、第一吸附剂传送管线13和第二吸附剂传送管线14，所述氢气吸附塔1用于对所述含杂质氢气进行吸附处理，将所述含杂质氢气中的氯硅烷和氯化氢等杂质吸附后输出纯净的氢气，而吸附了含杂质氢气中的氯硅烷和氯化氢等杂质的吸附剂则形成为饱和后的吸附剂，所述饱和后的吸附剂通过第二吸附剂传送管线14进入氢气再生塔2；所述氢气再生塔2用于对所述饱和后的吸附剂进行再生处理，并输出洁净的吸附剂，所述洁净的吸附剂通过第一吸附剂传送管线13返回氢气吸附塔1。
具体地，所述含杂质氢气经吸附塔氢气进口管线9从氢气吸附塔1的底部进入其中，自下而上经过塔内吸附剂的吸附处理后，形成纯净的氢气并从氢气吸附塔1的顶部经吸附塔氢气出口管线10输出，并送往还原工序，以生产多晶硅；而饱和后的吸附剂则从氢气吸附塔1的底部输出，再经第二吸附剂传送管线14进入氢气再生塔2内。可见，氢气吸附塔1的结构简单，而且其工作温度为-70℃～-20℃，有利于提升含杂质氢气的吸附效果。
如图2所示，所述吸附装置还包括位于氢气吸附塔1下方的第一吸附剂储存罐3和位于氢气再生塔2上方的第二吸附剂储存罐4，其中第一吸附剂储存罐3通过管线分别与氢气吸附塔1的底部和第二吸附剂传送管线14的一端相连，第二吸附剂储存罐4通过管线分别与第二吸附剂传送管线14的另一端和氢气再生塔2的顶部相连，二者均用于暂存氢气吸附塔1输出的饱和后的吸附剂。
进一步地，所述氢气吸附塔1的底部与第一吸附剂储存罐3之间的管线上设有第二切断阀KV2，饱和后的吸附剂通过第二切断阀KV2进入到第一吸附剂储存罐3中，所述第二切断阀KV2用于在饱和后的吸附剂进入第一吸附剂储存罐3时起10min～30min后关闭；所述第二吸附剂传送管线14与第二吸附剂储存罐4之间的管线上设有第三切断阀KV3，第一吸附剂储存罐3中的饱和后的吸附剂通过第二吸附剂传送管线14和第三切断阀KV3后，进入到第二吸附剂储存罐4中，所述第三切断阀KV3用于在第二切断阀KV2关闭后打开，以及在饱和后的吸附剂进入第二吸附剂储存罐4时起10min～30min后关闭；所述氢气再生塔2的顶部与第二吸附剂储存罐4之间的管线上设有第四切断阀KV4，第二储存罐4中的饱和后的吸附剂通过第四切断阀KV4进入到氢气再生塔2中，所述第四切断阀KV4用于在第三切断阀KV3关闭后打开；所述第二切断阀KV2为常开阀，所述第三切断阀KV3和第四切换阀KV4为常闭阀。
具体地，所述饱和后的吸附剂从氢气再生塔2的顶部进入其中，自上而下向塔底运动；再生氢气经再生塔氢气进口管线11从氢气再生塔2的底部进入其中，自下而上向塔顶运动的过程中对自上而下的饱和后的吸附剂进行吹扫再生，以得到洁净的吸附剂，所述洁净的吸附剂经第一吸附剂传送管线13返回氢气吸收塔1内；而吸附有杂质的再生氢气则经再生塔氢气出口管线12从氢气再生塔2的塔顶输出，并送往再生气回收系统。其中，再生氢气为纯净的氢气，其可以为氢气吸附塔1的塔顶输出的纯净的氢气，也可以为从其他渠道获得的纯净的氢气；在氢气再生塔2中采用纯净的氢气对饱和后的吸附剂进行再生脱杂操作，使得从塔顶输出的再生氢气中含有杂质，而再生气回收系统可将这部分含有杂质的再生氢气回收以再利用，从而降低氢气消耗量。
此外，所述氢气再生塔2内设有加热单元，用于加热进入氢气再生塔2的饱和后的吸附剂，以更好地对饱和后的吸附剂进行吹扫再生。
所述加热单元包括外盘管、内盘管和芯部，140℃～220℃的高温蒸汽经蒸汽入口管线7从氢气再生塔2的顶部依次进入所述外盘管、内盘管和芯部，同时对进入氢气再生塔2内的吸附剂进行加热处理，所述高温蒸汽的热量被所述吸附剂吸收后形成蒸汽冷凝液，并经蒸汽出口管线8从氢气再生塔2的底部输出。
换言之，在氢气再生塔2内的饱和后的吸附剂从塔顶向塔底运动的过程中，在高温蒸汽加入加热的条件下，利用再生氢气自下而上对饱和后的吸附剂进行吹扫再生。
由于氢气再生塔2的工艺条件为低压高温，而来自于氢气吸附塔1的饱和后的吸附剂的温度为-70℃～-20℃，其温度为相对低温，不利于塔内吸附剂的再生，此时采用温度为140℃～220℃的高温蒸汽依次进入塔内的外盘管、内盘管和芯部，对塔内的吸附剂进行加热操作，可显著地提高塔内吸附剂的再生效果，而且无需进行冷热交替操作，能够延长设备使用寿命。
所述外盘管、内盘管和芯部自氢气再生塔2的顶部向下延伸至距氢气再生塔2底部0.1m～5m高的位置处，使得氢气再生塔2的底部与距该底部0.1m～5m高之间的空间内没有加热盘管。10℃～60℃的低温再生氢气从氢气再生塔2的底部进入后，在氢气再生塔2的底部与距该底部0.1m～5m高之间的空间内对已吸收了高温蒸汽热量的所述吸附剂进行降温处理。
由于采用温度为140℃～220℃的高温蒸汽来加热氢气再生塔2内的吸附剂，导致到达氢气再生塔2塔底的洁净的吸附剂的温度为100℃～210℃，如果不加处理直接返回氢气吸附塔1的话，会显著提高氢气吸附塔1内的温度，从而降低对含杂质氢气的吸附效果；而采用10℃～60℃的低温再生氢气对自上而下的饱和后的吸附剂进行吹扫再生，可以使得到达氢气再生塔2塔底的洁净的吸附剂的温度降至10℃～60℃，无需额外增加吸附剂降温设备，也不用增加冷量损耗。10℃～60℃的洁净的吸附剂自上而下进入到氢气吸附塔1中后，被自下而上进入氢气吸附塔1中的-70℃～-20℃的含杂质氢气降温至-70℃～-20℃，也无需额外设置降温设备，且有利于提升含杂质氢气的吸附效果。
换言之，饱和后的吸附剂从第二吸附剂储存罐4进入到氢气再生塔2后，再生氢气从氢气再生塔底部进入，先对氢气再生塔底部的洁净的吸附剂进行降温，然后在高温蒸汽创造的高温条件下，对饱和后的吸附剂进行再生操作，最后从氢气再生塔的顶部输出，并去往再生气回收系统。而降温后的洁净的吸附剂先进入第三吸附剂储存罐5，再通过第一吸附剂传送管线13进入氢气吸附塔之上的第四吸附剂储存罐6中，最后进入氢气吸附塔1中。
如图2所示，所述吸附装置还包括位于氢气再生塔2下方的第三吸附剂储存罐5和位于氢气吸附塔1上方的第四吸附剂储存罐6，其中第三吸附剂储存罐5通过管线分别与氢气再生塔2的底部和第一吸附剂传送管线13的一端相连，第四吸附剂储存罐6通过管线分别与第一吸附剂传送管线13的另一端和氢气吸附塔1的顶部相连，二者均用于暂存氢气再生塔2输出的洁净的吸附剂。
换言之，氢气吸附塔1的上下各设置有一个吸附剂储存罐，其中上吸附剂储存罐用于储存洁净的吸附剂，下吸附剂储存罐用于储存饱和后的吸附剂；氢气再生塔2的上下也各设置有一个吸附剂储存罐，其中上吸附剂储存罐用于储存饱和后的吸附剂，下吸附剂储存罐用于储存洁净的吸附剂。
进一步地，所述氢气再生塔2的底部与第三吸附剂储存罐5之间的管线上设有第五切断阀KV5，洁净的吸附剂通过第五切断阀KV5进入到第三吸附剂储存罐5中，所述第五切断阀KV5用于在洁净的吸附剂进入第三吸附剂储存罐5时起10min～30min后关闭；所述第一吸附剂传送管线13与第四吸附剂储存罐6之间的管线上设有第六切断阀KV6，第三吸附剂储存罐5中的洁净的吸附剂通过第一吸附剂传送管线13和第六切断阀KV6后，进入到第四吸附剂储存罐6中，所述第六切断阀KV6用于在第五切断阀KV5关闭后打开，以及在洁净的吸附剂进入第四吸附剂储存罐6时起10min～30min后关闭；所述氢气吸附塔1的顶部与第四吸附剂储存罐6之间的管线上设有第一切断阀KV1，第四吸附剂储存罐6中的洁净的吸附剂通过第一切断阀KV1进入到氢气吸附塔1中，从而形成吸附剂循环系统，所述第一切断阀KV1用于在第六切断阀KV6关闭后打开；所述第五切断阀KV5为常开阀；所述第六切换阀KV6和第一切断阀KV1为常闭阀。
本实施例中，所述氢气吸附塔中的吸附剂为活性炭吸附剂或分子筛吸附剂。
所述第一吸附剂传送管线13和第二吸附剂传送管线14内均设有提升螺旋筛板，第一吸附剂传送管线13内的提升螺旋筛板用于将氢气再生塔2底部输出的(第三吸附剂储存罐5内的)洁净的吸附剂由低至高传送至氢气吸附塔1顶部(的第四吸附剂储存罐6中)，第二吸附剂传送管线14内的提升螺旋筛板用于将氢气吸附塔1底部输出的(第一吸附剂储存罐3内的)饱和后的吸附剂由低至高传送至氢气再生塔2顶部(的第二吸附剂储存罐4中)。
如图3所示，所示提升螺旋筛板包括提升螺旋轴A、螺旋筛板B和旋转电机C。其中，提升螺旋轴A与旋转电机C相连，并在旋转电机C的带动下旋转；螺旋筛板B附着在提升螺旋轴A上，其随着提升螺旋轴A的旋转而旋转，从而将位于低处的吸附剂传送至高处，达到设计所需的吸附剂流动的目的。可见，提升螺旋筛板的功能类似于传送带，能将固体类的吸附剂顺利地由低处传送至高处。
第一吸附剂储存罐3的底部设置有第一排污阀15；第二吸附剂储存罐4的底部设置有第二排污阀16；第三吸附剂储存罐5的底部设置有第三排污阀17；第四吸附剂储存罐6的底部设置有第四排污阀18。这些排污阀用于排泄对应储存罐内暂存的吸附剂沉淀下来的杂质。
需要说明的是，所述吸附装置中包含的上述相连部件之间均通过法兰及管线实现连接，具体不再赘述。
本实施例所述吸附装置的操作流程如下：
来自氯化氢吸收塔塔顶的温度为-20℃～-70℃的含杂质氢气通过吸附塔氢气进口管线9进入氢气吸附塔1内后，其中的氯硅烷和氯化氢等杂质被吸附剂吸附，并通过吸附塔氢气出口管线10输出洁净的氢气，供还原车间使用。将第二切断阀KV2打开，使氢气吸附塔1底部的饱和后的吸附剂进入第一吸附剂储存罐3，10min～30min后将第二切断阀KV2关闭。同时将第三切断阀KV3打开，通过第二吸附剂传送管线14将氢气吸附塔下方的第一吸附剂储存罐3中的饱和后的吸附剂输送到氢气再生塔2上方的第二吸附剂储存罐4中，10min～30min后将第三切断阀KV3关闭。同时将第四切断阀KV4打开，使得氢气再生塔2上方的第二吸附剂储存罐2中的饱和后吸附剂进入氢气再生塔2中，温度为10℃～60℃的再生氢气从氢气再生塔2底部的再生塔氢气进口管线11进入，先对再生塔底部的温度为100℃～210℃的洁净的吸附剂降温至10℃～60℃，然后在140℃～220℃的蒸汽加热的条件下，对饱和后的吸附剂进行脱吸附再生操作，携带有氯硅烷和氯化氢等杂质的再生氢气通过再生塔氢气出口管线12进入到再生气回收系统，对氢气和氯硅烷进行分离回收。将第五切断阀KV5打开，使得10℃～60℃的洁净的吸附剂进入到氢气再生塔2下方的第三吸附剂储存罐5中，10min～30min后将第五切断阀KV5关闭。同时将第六切断阀KV6打开，通过第一吸附剂传送管线13将氢气再生塔下方的第三吸附剂储存罐5中的洁净的吸附剂输送到氢气吸附塔1上方的第四吸附剂储存罐6中，10min～30min后将第六切断阀KV6关闭。同时将第一切断阀KV1打开，使得氢气吸附塔1上方的第四吸附剂储存罐6中的洁净的吸附剂进入吸附塔1中，用温度为-70℃～-20℃的含杂质氢气将温度为10℃～60℃的洁净的吸附剂降温至-70℃～-20℃，而无需额外设置降温设备，这部分洁净的吸附剂自上而下运动，在运动的过程中吸附含杂质氢气中的杂质后，再次变成饱和后的吸附剂，如此循环往复。
综上所述，本发明提供的吸附装置中包含一台氢气吸附塔和一台氢气再生塔，其中氢气吸附塔只进行含杂质氢气的吸附操作，且操作持续、不间歇，而氢气再生塔只进行饱和后吸附剂的再生操作，二者无需进行间歇切换操作，也无需进行冷热交替操作，能够大幅延长氢气吸附塔的使用寿命。而且，由于吸附过程为连续、固定的操作，仅吸附剂间歇性流动，从而减少了吸附柱设备的使用数量，提高了吸附柱设备的使用效率，降低了热媒和冷媒的消耗，节约了能量。此外，氢气吸附塔能在低温状态下进行吸附操作，从而提高了吸附效率，也提升了吸附后氢气质量
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 (11)

1.一种应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置，用于对含杂质氢气进行除杂提纯，其特征在于，所述吸附装置包括氢气吸附塔、氢气再生塔、第一吸附剂传送管线和第二吸附剂传送管线，所述氢气吸附塔用于对所述含杂质氢气进行吸附处理，并输出纯净的氢气和饱和后的吸附剂，所述饱和后的吸附剂通过第二吸附剂传送管线进入氢气再生塔；所述氢气再生塔用于对所述饱和后的吸附剂进行再生处理，并输出洁净的吸附剂，所述洁净的吸附剂通过第一吸附剂传送管线返回氢气吸附塔。
2.根据权利要求1所述的吸附装置，其特征在于，所述含杂质氢气从氢气吸附塔的底部进入其中，自下而上经过塔内吸附剂的吸附处理后，形成纯净的氢气并从氢气吸附塔的顶部输出。
3.根据权利要求1所述的吸附装置，其特征在于，所述吸附装置还包括位于氢气吸附塔下方的第一吸附剂储存罐和位于氢气再生塔上方的第二吸附剂储存罐，其中第一吸附剂储存罐通过管线分别与氢气吸附塔的底部和第二吸附剂传送管线的一端相连，第二吸附剂储存罐通过管线分别与第二吸附剂传送管线的另一端和氢气再生塔的顶部相连，二者均用于暂存氢气吸附塔输出的饱和后的吸附剂。
4.根据权利要求3所述的吸附装置，其特征在于，所述氢气吸附塔的底部与第一吸附剂储存罐之间的管线上设有第二切断阀，用于在饱和后的吸附剂进入第一吸附剂储存罐时起10min～30min后关闭；所述第二吸附剂传送管线与第二吸附剂储存罐之间的管线上设有第三切断阀，用于在第二切断阀关闭后打开，以及在饱和后的吸附剂进入第二吸附剂储存罐时起10min～30min后关闭；所述氢气再生塔的顶部与第二吸附剂储存罐之间的管线上设有第四切断阀，用于在第三切断阀关闭后打开；所述第二切断阀为常开阀，所述第三和第四切换阀为常闭阀。
5.根据权利要求1所述的吸附装置，其特征在于，所述饱和后的吸附剂从氢气再生塔的顶部进入其中，自上而下向塔底运动；再生氢气从氢气再生塔的底部进入其中，自下而上向塔顶运动的过程中对自上而下的饱和后的吸附剂进行吹扫再生，以得到洁净的吸附剂，而吸附有杂质的再生氢气则从氢气再生塔的塔顶输出。
6.根据权利要求5所述的吸附装置，其特征在于，所述氢气再生塔内设有加热单元，用于加热进入氢气再生塔的饱和后的吸附剂。
7.根据权利要求6所述的吸附装置，其特征在于，所述加热单元包括外盘管、内盘管和芯部，高温蒸汽从氢气再生塔的顶部依次进入所述外盘管、内盘管和芯部，同时对进入氢气再生塔内的吸附剂进行加热处理，所述高温蒸汽的热量被所述吸附剂吸收后形成蒸汽冷凝液，并从氢气再生塔的底部输出。
8.根据权利要求7所述的吸附装置，其特征在于，所述外盘管、内盘管和芯部自氢气再生塔的顶部向下延伸至距氢气再生塔底部0.1m～5m高的位置处；低温的再生氢气从氢气再生塔的底部进入后，在氢气再生塔的底部与距该底部0.1m～5m高之间的空间内对已吸收了高温蒸汽热量的所述吸附剂进行降温处理。
9.根据权利要求5所述的吸附装置，其特征在于，所述吸附装置还包括位于氢气再生塔下方的第三吸附剂储存罐和位于氢气吸附塔上方的第四吸附剂储存罐，其中第三吸附剂储存罐通过管线分别与氢气再生塔的底部和第一吸附剂传送管线的一端相连，第四吸附剂储存罐通过管线分别与第一吸附剂传送管线的另一端和氢气吸附塔的顶部相连，二者均用于暂存氢气再生塔输出的洁净的吸附剂。
10.根据权利要求9所述的吸附装置，其特征在于，所述氢气再生塔的底部与第三吸附剂储存罐之间的管线上设有第五切断阀，用于在洁净的吸附剂进入第三吸附剂储存罐时起10min～30min后关闭；所述第一吸附剂传送管线与第四吸附剂储存罐之间的管线上设有第六切断阀，用于在第五切断阀关闭后打开，以及在洁净的吸附剂进入第四吸附剂储存罐时起10min～30min后关闭；所述氢气吸附塔的顶部与第四吸附剂储存罐之间的管线上设有第一切断阀，用于在第六切断阀关闭后打开；所述第五切断阀为常开阀；所述第六切换阀和第一切断阀为常闭阀。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的吸附装置，其特征在于，所述氢气吸附塔中的吸附剂为活性炭吸附剂或分子筛吸附剂；所述第一吸附剂传送管线和第二吸附剂传送管线内均设有提升螺旋筛板，第一吸附剂传送管线内的提升螺旋筛板用于将氢气再生塔底部输出的洁净的吸附剂由低至高传送至氢气吸附塔顶部，第二吸附剂传送管线内的提升螺旋筛板用于将氢气吸附塔底部输出的饱和后的吸附剂由低至高传送至氢气再生塔顶部。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112742169A (zh) * 2019-10-30 2021-05-04 中国石油化工股份有限公司 一种吸附工艺方法
CN115196635A (zh) * 2022-08-02 2022-10-18 新特能源股份有限公司 一种去除含碳杂质的方法和装置、以及多晶硅生产系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102463021A (zh) * 2010-11-05 2012-05-23 承源環境科技企業有限公司 流体化浮动床溶剂净化系统的节能装置及方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102463021A (zh) * 2010-11-05 2012-05-23 承源環境科技企業有限公司 流体化浮动床溶剂净化系统的节能装置及方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112742169A (zh) * 2019-10-30 2021-05-04 中国石油化工股份有限公司 一种吸附工艺方法
CN112742169B (zh) * 2019-10-30 2023-10-10 中国石油化工股份有限公司 一种吸附工艺方法
CN115196635A (zh) * 2022-08-02 2022-10-18 新特能源股份有限公司 一种去除含碳杂质的方法和装置、以及多晶硅生产系统
CN115196635B (zh) * 2022-08-02 2023-10-27 新特能源股份有限公司 一种去除含碳杂质的方法和装置、以及多晶硅生产系统

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