CN110877898A - 一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔，包括呈筒体形式结构的塔体，所述塔体内部设有五组油输入管、五组油输出管和三十一根换热管，所述塔体外壁采用夹套形式，所述油输出管与输入管与塔内换热管及夹套相连接，所述塔体内部使用活性炭填充其余空间。本发明提高氢气纯度、降低氢气中杂质、提高系统的安全性、延长系统连续运行周期。
Description
技术领域
本发明涉及多晶硅技术领域，尤其涉及一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔。
背景技术
传统多晶硅生产工艺过程中，尾气采用湿法回收技术，即还原炉中的尾气经初步加压分离氯硅烷后用水淋洗，回收氢气，由于水淋洗过程中氧气，二氧化碳等杂质气体会污染氢气，故大量回收的氢气需要再次净化，淋洗过程中氯硅烷水解，产生污水，需进一步处理，导致环境污染和物料消耗大，同时，生产中产生的氢气，也未能得到充分的利用，既浪费了能源又导致了环境污染。
现代生产工艺中常用的是采用活性炭进行吸附净化氢气，根据吸附原理不同，分为变压和变温两种吸附方法，其中变压吸附，吸附效率低，很难达到高纯度的要求。变温吸附一般采用粗冷氢气通过活性炭进行吸附，解析时再用氢气通过活性炭来加热活性炭，这就造成在吸附过程中温度不够低时，产生的氢气纯度不高，解析式温度不够高时，活性炭再生速率低，消耗的氢气较多。这两种方法均存在吸附效果不理想、纯度不高或回收率低的问题。
目前大部分电子级多晶硅生产企业都采用湿法技术或采用活性炭进行吸附净化氢气，但在生产应用中，该方法也存在一些技术上的问题，具体如下：
(1)湿法技术回收尾气，流程复杂，回收率不高，各种物料没有充分的回收利用；
(2)由于用水和碱作吸收剂得到的氢气被大量的水所饱和，同时水中的各种微量杂质气体也进入了氢气造成回收氢气再净化的困难，严重时影响多晶硅的正常生产；
(3)产生的氢气未充分利用、排出的氢气中含有其他杂质导致环境污染
(4)变温吸附、变压吸附均存在吸附效果不理想、纯度不高或回收率低的问题。
针对以上问题，本项发明的主要目的如下：
(1)提高氢气纯度；
(2)降低氢气中杂质；
(3)提高系统的安全性；
(4)延长系统连续运行周期。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔，其提高氢气纯度、降低氢气中杂质、提高系统的安全性、延长系统连续运行周期。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔，包括呈筒体形式结构的塔体，所述塔体内部设有五组油输入管、五组油输出管和三十一根换热管，所述塔体外壁采用夹套形式，所述油输出管与输入管与塔内换热管及夹套相连接，所述塔体内部使用活性炭填充其余空间。
优选地，还包括设置在塔体底部的五组氢气输入管和设置在塔体顶部的氢气输出管。
优选地，所述塔体内设置有用于对碳吸附塔进行加热或冷却的导热油，且导热油通过油输入管进入到塔体内，并通过油输出管从塔体内输出。
优选地，所述换热管采用翅片形式。
优选地，所述塔体外部连接多个温度变送器，且多个温度变送器均布在塔体的侧壁上。
本发明具有以下有益效果：
1、提高氢气纯度；
2、降低氢气中杂质；
3、提高系统的安全性；
4、延长系统连续运行周期。
附图说明
图1为本发明提出的一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照图1，一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔，包括呈筒体形式结构的塔体，其特征在于，塔体内部设有五组油输入管(V1、U2、V3、U4、U5)、五组油输出管(V1、U2、V3、U4、U5)和三十一根换热管，换热管采用翅片形式，塔体外壁采用夹套(D)形式，油输出管与输入管与塔内换热管及夹套相连接，塔体内部使用活性炭填充其余空间。
还包括设置在塔体底部的五组氢气输入管(O、P、Q、W、X)和设置在塔体顶部的氢气输出管L。
塔体内设置有用于对碳吸附塔进行加热或冷却的导热油，且导热油通过油输入管进入到塔体内，并通过油输出管从塔体内输出。
H2(含有微量HCl和PH3杂质)从HCl吸收塔塔顶分离后经高效除雾器、气体换热器、中间换热器进行热交换后通过氢气输入管(O、P、Q、W、X)从底部进入碳吸附塔，与塔内活性炭充分接触，通过活性炭吸附除去杂质。
吸附后得到纯度较高的H2从顶部氢气输出管送至CVD还原系统进行循环利用。
当被活性炭吸附的HCl达到饱和状态后(吸附量不再增加)，用来自油加热器的热油从油输入管通过塔内换热管和夹套对活性炭进行加热，使活性炭脱附再生(使HCl在活性炭上逸出而脱附)。
为了防止吸附剂失活或晶体结构破坏，当加热脱附过程完成后，用新鲜的H2从塔顶对炭床进行吹除，吹除后的含有HCl的氢气从塔底送至放空冷凝系统的进行处理使用。
吹除后，用导热油冷却器进行冷却，以满足正常吸附的工艺要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔，包括呈筒体形式结构的塔体，其特征在于，所述塔体内部设有五组油输入管(V1、U2、V3、U4、U5)、五组油输出管(U1、V2、U3、U4、U5)和三十一根换热管，所述塔体外壁采用夹套(D)形式，所述油输出管与输入管与塔内换热管及夹套相连接，所述塔体内部使用活性炭填充其余空间。
2.根据权利要求1所述的一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔，其特征在于，还包括设置在塔体底部的五组氢气输入管(O、P、Q、W、X)和设置在塔体顶部的氢气输出管(L)。
3.根据权利要求1所述的一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔，其特征在于，所述塔体内设置有用于对碳吸附塔进行加热或冷却的导热油，且导热油通过油输入管进入到塔体内，并通过油输出管从塔体内输出。
4.根据权利要求1所述的一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔，其特征在于，所述换热管采用翅片形式。
5.根据权利要求1所述的一种电子级多晶硅生产过程中氢气净化设备碳吸附塔，其特征在于，所述塔体外部连接多个温度变送器，且多个温度变送器均布在塔体的侧壁上。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113788456A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-14 | 四川久源机械制造有限公司 | 一种多晶硅生产尾气回收方法 |
| CN113786706A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-14 | 四川久源机械制造有限公司 | 一种多晶硅生产尾气回收系统及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005115590A1 (en) * | 2004-05-19 | 2005-12-08 | Praxair Technology, Inc. | Continuous feed three-bed pressure swing adsorption system |
| CN1883761A (zh) * | 2006-05-24 | 2006-12-27 | 北京绿创大气环保工程有限责任公司 | 一种有机废气净化装置 |
| CN202358912U (zh) * | 2011-11-30 | 2012-08-01 | 南京合创化工工程有限公司 | 炭吸附净化氢气装置 |
| CN206321090U (zh) * | 2016-11-16 | 2017-07-11 | 青海黄河上游水电开发有限责任公司光伏产业技术分公司 | 一种蛇形翅片管换热器 |
| CN207462939U (zh) * | 2017-10-13 | 2018-06-08 | 重庆农药化工（集团）有限公司 | 吸收塔及气体净化系统 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005115590A1 (en) * | 2004-05-19 | 2005-12-08 | Praxair Technology, Inc. | Continuous feed three-bed pressure swing adsorption system |
| CN1883761A (zh) * | 2006-05-24 | 2006-12-27 | 北京绿创大气环保工程有限责任公司 | 一种有机废气净化装置 |
| CN202358912U (zh) * | 2011-11-30 | 2012-08-01 | 南京合创化工工程有限公司 | 炭吸附净化氢气装置 |
| CN206321090U (zh) * | 2016-11-16 | 2017-07-11 | 青海黄河上游水电开发有限责任公司光伏产业技术分公司 | 一种蛇形翅片管换热器 |
| CN207462939U (zh) * | 2017-10-13 | 2018-06-08 | 重庆农药化工（集团）有限公司 | 吸收塔及气体净化系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113788456A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-14 | 四川久源机械制造有限公司 | 一种多晶硅生产尾气回收方法 |
| CN113786706A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-14 | 四川久源机械制造有限公司 | 一种多晶硅生产尾气回收系统及方法 |
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