CN112439398A - 一种气体吸附柱再生的方法、装置及尾气回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气体吸附柱再生的方法，包括：将经过吸附柱净化处理后得到的部分净化气作为用于使吸附柱再生的再生气，将再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热；将换热后的再生气加热到工艺要求的温度后，输入至吸附柱内对吸附柱再生处理，排出后变成再生废气；将经过换热后的再生废气经管道排出至再生废气回收系统。本发明还提供相应的装置及系统。本发明所述的气体吸附柱再生的方法、装置及尾气回收系统，通过对再生气加热后输入吸附柱对吸附柱进行升温，使整个吸附柱内温度场分布均匀，并通过热交换器使再生废气的热能被回收利用，降低能量消耗；同时使用冷净化气对吸附柱降温，提高了系统的安全稳定性。

Description

一种气体吸附柱再生的方法、装置及尾气回收系统

技术领域

本发明涉及化工气体回收及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种气体吸附柱再生的方法、一种气体吸附柱再生的装置，以及一种尾气回收系统。

背景技术

目前，国内多晶硅生产系统中制备多晶硅的工艺主要采用的是改良西门子法，该工艺是将三氯氢硅和氢气通入到还原炉内，在1100℃的硅芯上反应沉积多晶硅。从还原炉出来的还原尾气进入尾气回收系统，尾气回收系统主要回收的物料有氢气、氯化氢及氯硅烷，采用的工艺是干法尾气回收，具体为经过四级冷却处理后将气相与氯硅烷液相分离开来，其中气相进入吸收塔，用来自解析塔的贫液氯硅烷吸收氢气中的氯化氢杂质，再经过吸附柱净化后返回到多晶硅还原工序继续生产多晶硅；液相进入解析塔分离轻组分以得到贫液氯硅烷，再将贫液氯硅烷送至吸收塔吸收氯化氢杂质。经干法尾气回收工艺分离出来的氢气、氯化氢及氯硅烷分别送往上下游工序使用，实现了还原尾气从敞开式生产发展到闭式循环。

在尾气回收系统的生产过程中实现了多晶硅生产闭式循环，达到了回收物料，降低生产成本的目的。其中尾气回收系统回收的氢气主要用于还原多晶硅生产，对回收的氢气品质要求较高。虽然回收的氢气经过吸附设备后其中大部分的杂质被吸收干净，但氢气中仍然存在微量氯化氢、氯硅烷及含有硼磷的氯化物，这部分杂质直接影响着多晶硅品质，需要进一步去除，现有技术对于回收的氢气中上述杂质的去除净化主要是通过吸附设备来完成。吸附设备所使用的具体设备为吸附柱，吸附柱内充装有吸附剂，吸附剂可再生使用。吸附柱的状态分为使用、再生和备用，这三种状态互相切换；吸附柱首先是使用状态，使用一定时间后吸附柱达到饱和，需对其进行加热再生，将吸附剂内吸附的杂质释放出来，再生完成后的吸附柱进行冷却降温备用，再次投入到使用状态，依次循环。在此过程中最重要的状态是吸附柱的再生，再生效果直接影响其下一次使用时对氢气中杂质的吸附能力及效果。

目前使用的吸附柱是带有内外盘管的吸附柱，吸附柱饱和后对其再生的方法是将热水通入吸附柱的内外盘管对其加热，同时从吸附柱顶部通入纯净的氢气将吸附剂内的杂质带出，从而带出含有杂质的温度较高的再生废气，并进入再生气回收系统，以通过冷凝等方式将其中的氯硅烷等组分分离回收。现有的吸附设备存在以下缺陷：

1、吸附柱再生仅仅使用热水加热，对热水温度及热水系统要求较高，若热水系统出现故障则再生就会停止，导致吸附中断；

2、吸附柱再生时若再生温度达不到要求，则需要延长再生时间，相应的增加了吸附柱使用时间，极大地影响了氢气的品质；

3、利用内外盘管通水对吸附柱进行加热，存在加热死角，产生热量分布不均匀的现象，而且吸附柱上下温度差异较大，使得吸附剂的再生效果降低；

4、温度较高的再生废气中的热量未被利用，增加了后续再生气回收系统的冷量消耗。

因此，需要对现有的吸附设备进行改进，以克服上述缺陷。

发明内容

为了至少部分解决现有技术中存在的上述技术问题而完成了本发明。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种气体吸附柱再生的方法，包括：

将经过吸附柱净化处理后得到的部分净化气作为用于使吸附柱再生的再生气，并将所述再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热；

将经过换热后的再生气加热到工艺要求的温度后，输入至吸附柱内对吸附柱进行再生处理，并从吸附柱排出后变成再生废气；

将经过吸附柱再生处理后得到的并经过换热后的再生废气经管道排出至再生废气回收系统。

进一步的，所述吸附柱进行净化处理的步骤包括：

将待净化气体从吸附柱的底部充入吸附柱内，从下往上穿过吸附柱内的吸附剂，并从吸附柱的顶部输出纯净的净化气，所述净化气为氢气；

从吸附柱顶部输出的净化气被分成三部分，其中第一部分净化气直接输出至下一道工序，第二部分净化气作为用于使吸附柱再生的再生气，第三部分净化气作为用于给吸附柱降温及充压的冷净化气。

进一步的，所述再生气的流量控制在净化气总量的25％-35％之间；

进入吸附柱前的再生气温度控制在200℃以上。

进一步的，所述加热到工艺要求的温度后的再生气输入至吸附柱内对吸附柱进行再生处理后，还包括：

对再生完成后的吸附柱进行降温及充压，以使其转为备用状态；

所述降温过程包括：在吸附柱再生完成后停止加热所述再生气及停止向吸附柱内输入所述再生气，然后向吸附柱内输入所述冷净化气，以通过所述冷净化气对吸附柱进行降温；

所述充压过程包括：当吸附柱的温度降至70℃以下时，关闭吸附柱的气体出口，并使用所述冷净化气对吸附柱进行充压。

进一步的，所述将所述再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热具体包括：

所述再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热后，所述再生气的温度从常温提高至40℃以上，所述再生废气的温度由70-90℃降低至50℃以下。

进一步的，所述加热到工艺要求的温度后的再生气输入至吸附柱内对吸附柱进行再生处理时，吸附柱内的压力控制在0.08-0.15MpaG之间。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种气体吸附柱再生的装置，包括：吸附柱、热能综合利用换热器、再生气加热器；所述吸附柱的数量至少为2个，各吸附柱并联；

所述吸附柱的底部具有待净化气体入口和再生废气出口，顶部具有净化气出口和再生气入口；

所述热能综合利用换热器上设置有再生气入口和对应的再生气出口，以及再生废气入口和对应的再生废气出口；

所述再生气加热器上设置有再生气入口和再生气出口；

输送待净化尾气的管道与吸附柱底部的待净化气体入口连接，吸附柱的顶部的净化气出口通过管道和热能综合利用换热器的再生气入口连接；

热能综合利用换热器的再生气出口通过管道和再生气加热器的再生气入口连接，再生气加热器的再生气出口通过管道和吸附柱顶部的再生气入口连接；

吸附柱底部的再生废气出口通过管道与热能综合利用换热器的再生废气入口连接，热能综合利用换热器的再生废气出口通过管道和再生废气回收系统连接；

热能综合利用换热器用于，将用于使吸附柱再生的再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热；其中，所述再生气为经过吸附柱净化处理后得到的部分净化气；

再生气加热器用于，将经过换热后的再生气加热到工艺要求的温度后输入至吸附柱内；

所述吸附柱用于，利用加热到工艺要求的温度后的再生气进行再生处理，并排出再生废气，以及将排出的再生废气经管道输出至热能综合利用换热器；

热能综合利用换热器还用于，将经过换热后的所述再生废气经管道输出至再生废气回收系统。

进一步的，所述装置还包括冷净化气调节阀；

吸附柱的顶部的净化气出口还通过管道分别和冷净化气调节阀的一端及下一道工序的净化气输送管道连接；冷净化气调节阀的另一端通过管道和吸附柱顶部的再生气入口连接；

所述吸附柱还用于将待净化气体从吸附柱的底部充入吸附柱内，从下往上穿过吸附柱内的吸附剂，并从吸附柱的顶部输出纯净的净化气，所述净化气为氢气；

从吸附柱顶部输出的净化气被分成三部分，其中第一部分净化气通过净化气输送管道直接输出至下一道工序，第二部分净化气作为用于使吸附柱再生时的再生气，依次经过热能综合利用换热器和再生气加热器后返回吸附柱顶部，第三部分净化气作为用于给吸附柱降温及充压的冷净化气，经过冷净化气调节阀返回吸附柱顶部。

进一步的，所述装置还包括再生气调节阀、再生气温度计和再生气流量计；再生气调节阀、再生气温度计和再生气流量计沿气体流动方向从前到后依次设置在再生气加热器的再生气出口与吸附柱顶部的再生气入口之间的管道上；

所述再生气流量计与再生气调节阀电连接，用于测量经过再生气加热器加热后的再生气流量，并反馈给再生气调节阀；

所述再生气调节阀用于结合再生气流量计的测量值将经过再生气加热器加热后的再生气的流量控制在净化气总量的25％-35％之间；

所述再生气温度计与再生气加热器电连接，用于测量经过再生气加热器加热后的再生气温度，并反馈给再生气加热器；

所述再生气加热器包括温度控制器，其内设置有温度阈值范围；温度控制器用于根据再生气温度计的测量值和所述温度阈值范围控制再生气加热器的加热功率，以将进入吸附柱前的再生气温度控制在200℃以上；

所述再生器加热器还包括开关控制器，开关控制器用于根据吸附柱的使用状态开启和关闭再生气加热器。

进一步的，所述装置还包括再生废气出口阀和再生气调节阀，再生废气出口阀设置在吸附柱底部的再生废气出口与热能综合利用换热器的再生废气入口之间的管道上，再生气调节阀设置在再生气加热器的再生气出口与吸附柱顶部的再生气入口之间的管道上；

所述再生气调节阀用于在吸附柱完成再生后关闭，以停止向吸附柱内输入所述再生气；所述再生气加热器还用于在吸附柱完成再生后关闭，以停止对再生气进行加热；所述冷净化气调节阀用于在再生气调节阀关闭后打开，以将冷净化气输入吸附柱内对吸附柱进行降温；

所述再生废气出口阀用于在吸附柱的温度降至70℃以下时关闭，以使所述冷净化气对吸附柱进行充压。

进一步的，所述热能综合利用换热器将用于使吸附柱再生的再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热后，所述再生气的温度从常温提高至40℃以上，所述再生废气的温度由70-90℃降低至50℃以下。

进一步的，所述装置还包括吸附柱压力控制器、吸附柱压力计和再生废气出口阀，吸附柱压力计设置在吸附柱上，再生废气出口阀设置在吸附柱底部的再生废气出口与热能综合利用换热器的再生废气入口之间的管道上；

所述吸附柱压力计与吸附柱压力控制器电连接，用于测量吸附柱内部压力，并反馈给吸附柱压力控制器；

所述吸附柱压力控制器还与再生废气出口阀电连接，其内设置有压力阈值范围，用于在吸附柱进行再生处理时根据吸附柱压力计的测量值和所述压力阈值范围调节再生废气出口阀的开度，以将吸附柱底部输出的再生废气的流量控制在所述压力阈值范围内；其中所述压力阈值范围为0.08-0.15MpaG。

再一方面，本发明还提供一种尾气回收系统，用于对多晶硅的还原尾气进行回收，包括再生废气回收系统，以及与之连接的如上所述的气体吸附柱再生的装置。

有益效果：

本发明所述的气体吸附柱再生的方法、装置及尾气回收系统，通过加热器将进入吸附柱的再生氢气加热至200℃以上，使整个吸附柱内温度场分布均匀，吸附柱再生时的温度稳定均匀，提高回收氢气的品质，使其可满足电子一级使用需求；通过热交换器使再生废气的热能被回收利用，降低了后续再生气回收系统的能量消耗；并且使用冷净化气对吸附柱降温，使再生降温过程完全与水隔离，提高了系统的安全稳定性；同时本发明所使用的设备仪表与吸附柱自动倒柱程序相结合，根据吸附柱状态自动启停开关，降低员工工作量，避免误操作的风险。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种气体吸附柱再生的方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种气体吸附柱再生的装置的架构图；

图3为本发明实施例二提供的另一种气体吸附柱再生的装置的架构图；

图4为本发明实施例三提供的一种尾气回收系统的架构图；

图中：1－吸附柱；2－再生气加热器；3－热能综合利用换热器；4－冷净化气调节阀；5－再生气调节阀；6－再生气温度计；7－再生气流量计；8－再生废气出口阀；9－吸附柱压力计。

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。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种气体吸附柱再生的方法，包括：

步骤S1：将经过吸附柱净化处理后得到的部分净化气作为用于使吸附柱再生的再生气，并将所述再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热；

步骤S2：将经过换热后的再生气加热到工艺要求的温度后，输入至吸附柱内对吸附柱进行再生处理，并从吸附柱排出后变成再生废气；

步骤S3：将经过吸附柱再生处理后得到的并经过换热后的再生废气经管道排出至再生废气回收系统。

在进行多晶硅还原炉的尾气回收时，经过干法尾气回收方法，将大部分氯化氢、氯硅烷分离回收，同时氢气中大部分的杂质被吸收干净，但仍然存在微量氯化氢、氯硅烷及含有硼磷的氯化物，需要进行进一步对氢气进行提纯。氢气的提纯一般是通过吸附柱进行，吸附柱中含有大量的活性炭作为吸附剂，吸附剂可以循环利用，重复经历吸附、再生、备用过程。吸附剂吸附及再生过程是利用物料在气相吸附中高压状态和低压状态及高、低温状态平衡吸附量的差异达到分离的目的，在高压下达到吸附饱和的吸附剂在低压状态时吸附质便发生脱附，并且通过升高吸附剂温度，使吸附物脱附，吸附剂获得再生。吸附剂的再生由加热、泄压、脱附、吹扫四个步骤组成。

氢气的提纯回收过程中，将含有氯化氢、氯硅烷等杂质的待净化气体通过入口输入吸附柱，在此脱除工艺尾气中所含的氯化氢、氯硅烷等杂质组分。在该系统中，任一时刻总是有一台吸附柱处于吸附步骤，由吸附柱入口端进工艺尾气，在出口端获得的净化气输往下游系统。每台吸附柱在不同时间依次经历吸附、加热再生、冷却备用等步骤。吸附柱再生时再生气为回流的部分净化气，此部分气体被加热，其加热方式为先与再生废气换热后再经过加热器被加热到工艺要求的温度进入吸附柱对吸附柱再生；同时再生废气与再生气经过换热后经管线排出至再生废气回收系统。使用净化气进行对吸附柱进行加热及杂物的脱附、吹扫，可以使整个吸附柱内温度场分布均匀，吸附柱再生时的温度稳定均匀，提高回收氢气的品质，使其可满足电子一级使用需求；并且由于使用的是吸附柱净化后的净化气，不会有与热水系统出现故障则再生就会停止，吸附系统中断的类似问题。再生完成的吸附柱经充压后准备进入下一吸附过程。通过与再生废气换热后再进行加热，使再生废气的热能被回收利用，降低了后续再生气回收系统的能量消耗；节约能源并降低成本。

进一步的，所述吸附柱进行净化处理的步骤包括：

将待净化气体从吸附柱的底部充入吸附柱内，从下往上穿过吸附柱内的吸附剂，并从吸附柱的顶部输出纯净的净化气，所述净化气为氢气；

从吸附柱顶部输出的净化气被分成三部分，其中第一部分净化气直接输出至下一道工序，第二部分净化气作为用于使吸附柱再生的再生气，第三部分净化气作为用于给吸附柱降温及充压的冷净化气。

再生完成后的吸附柱经过充压备用后，转为吸附状态，进行吸附工作时，工艺尾气从吸附柱底部充入，使包含杂质的氢气能更好的经过吸附剂，充分吸收杂质，吸收完杂质后的净化气为纯净的氢气，此时氢气的温度较低，为常温状态。将得到净化后分成3部分，通过阀门控制净化气的流向，其中大部分输送到下一工序，用于还原多晶硅的生产；第二部分作为吸附柱再生时的再生气，通过加热后对吸附柱进行再生，将吸附柱内的杂质带出，带有杂质的再生气排出吸附柱后变成再生废气，通过再生废气回收系统在进行冷凝、分离后再次净化回收；第三部分净化气作为冷净化气，给吸附柱降温及充压，使吸附柱转为备用。

进一步的，所述再生气的流量控制在净化气总量的25％-35％之间；

进入吸附柱前的再生气的温度控制在200℃以上。

进入吸附柱的再生气流量由再生气调节阀调节，并通过再生气流量计显示，通过再生气调节阀控制净化气是否流入吸附柱，当要进行吸附柱的再生处理时，打开再生气调节阀，净化气依次流入换热器、加热器和吸附柱，再生气调节阀和再生气流量计可以安装在吸附柱和换热器之间，也可以安装在加热器和吸附柱之间，再生气流量计安装在再生气调节阀之后。再生气的流量控制在总净化气流量的25％-35％之间，可以充分的完成吸附柱的再生处理，再生氢气加热至200℃以上，当然由于氢气易燃易爆，加热时温度也不能过高，控制在300℃以下，并且对于设备的密封性能也要求较严。高温的氢气使整个吸附柱内温度场分布均匀，吸附柱再生时的温度稳定，再生气的输入和加热都有系统程序自动控制，并且具有温度控制系统，加热器开启和关闭根据吸附柱的使用状态形成程序自动控制，当进行再生时加热器开启，没有要进行再生的吸附柱，并且不需要充入热氢气时关闭。由于尾气处理过程中一般有多个吸附柱，并且吸附柱轮流进行吸附、再生、备用，所以再生气经过加热后需要通过阀门控制流入的吸附柱。

进一步的，所述加热到工艺要求的温度后的再生气输入至吸附柱内对吸附柱进行再生处理后，还包括：

对再生完成后的吸附柱进行降温及充压，以使其转为备用状态；

所述降温过程包括：在吸附柱再生完成后停止加热所述再生气及停止向吸附柱内输入所述再生气，然后向吸附柱内输入所述冷净化气，以通过所述冷净化气对吸附柱进行降温；

所述充压过程包括：当吸附柱的温度降至70℃以下时，关闭吸附柱的气体出口，并使用所述冷净化气对吸附柱进行充压。

在吸附柱完成再生后，吸附剂中的杂质被清理带出，吸附柱需要转为备用状态，由于经过再生后，吸附柱内的温度较高，需要进行降温处理，充入第三部分的净化气，充入的净化气为常温状态，对吸附柱进行降温，如果为了进行快速降温，可以等吸附柱温度降至70℃以下后，再关闭吸附柱的出气口，第三部分的净化气也流入了再生气废气回收系统，当然也可以在充入第三部分的净化气的同时就关闭吸附柱的出气口，在降温的同时进行充压，使吸附柱转为备用状态。

进一步的，所述将所述再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热具体包括：

所述再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热后，所述再生气的温度从常温提高至40℃以上，所述再生废气的温度由70-90℃降低至50℃以下。

再生气经过加热后温度升高到200℃以上，在对吸附柱加热及脱附的杂物吹扫后，经过吸附柱排出后温度一般为80℃左右，与常温状态下的再生气进行换热，充分换热后，再生气的温度提高至40℃以上，再生废气温度降低到50℃以下。

进一步的，所述加热到工艺要求的温度后的再生气输入至吸附柱内对吸附柱进行再生处理时，吸附柱内的压力控制在0.08-0.15MpaG之间。

低压状态下的吸附柱可以使吸附剂吸附的杂质更好的脱附，由再生气带走，完成吸附柱的再生。

实施例二

根据本发明的另一方面，如图2所示，本发明还提供一种气体吸附柱1再生的装置，包括：吸附柱1、再生气加热器2和热能综合利用换热器3；所述吸附柱1的数量至少为2个，各吸附柱1并联；

所述吸附柱1的底部具有待净化气体入口和再生废气出口，顶部具有净化气出口和再生气入口；

所述热能综合利用换热器3上设置有再生气入口和对应的再生气出口，以及再生废气入口和对应的再生废气出口；

所述再生气加热器2上设置有再生气入口和再生气出口；

输送待净化气体A的管道与吸附柱1底部的待净化气体入口连接，吸附柱1的顶部的净化气出口通过管道和热能综合利用换热器3的再生气入口连接；

热能综合利用换热器3的再生气出口通过管道和再生气加热器2的再生气入口连接，再生气加热器2的再生气出口通过管道和吸附柱1顶部的再生气入口连接；

吸附柱1底部的再生废气出口通过管道与热能综合利用换热器3的再生废气入口连接，热能综合利用换热器3的再生废气出口通过管道和再生废气回收系统连接；

热能综合利用换热器3用于，将用于使吸附柱1再生的再生气与经过吸附柱1再生处理后得到的再生废气进行换热；其中，所述再生气为经过吸附柱1净化处理后得到的部分净化气；

再生气加热器2用于，将经过换热后的再生气加热到工艺要求的温度后输入至吸附柱1内；

所述吸附柱1用于，利用加热到工艺要求的温度后的再生气进行再生处理，并排出再生废气，以及将排出的再生废气经管道输出至热能综合利用换热器3；

热能综合利用换热器3还用于，将经过换热后的所述再生废气经管道输出至再生废气回收系统C。

由于吸附柱1不能同时处于吸附和再生状态，所以吸附柱1底部的待净化气体入口和再生废气出口可以为同一接口，顶部的净化气出口和再生气入口也可以为同一接口，由阀门控制气体流向，图中部分阀门未示出；吸附柱1底部的待净化气体入口只有进行吸附柱1在进行吸附时才打开，将待净化气体A输入吸附柱1；热能综合利用换热器3的再生气入口和对应的再生气出口及再生气管道，与再生废气入口和对应的再生废气出口及再生废气管道分别独立，防止发生混合。

如图3所示，进一步的，所述装置还包括冷净化气调节阀4；

吸附柱1的顶部的净化气出口还通过管道分别和冷净化气调节阀4的一端及下一道工序B的净化气输送管道连接；冷净化气调节阀4的另一端通过管道和吸附柱1顶部的再生气入口连接；

所述吸附柱1还用于将待净化气体A从吸附柱1的底部充入吸附柱1内，从下往上穿过吸附柱1内的吸附剂，并从吸附柱1的顶部输出纯净的净化气，所述净化气为氢气；

从吸附柱1顶部输出的净化气被分成三部分，其中第一部分净化气通过净化气输送管道直接输出至下一道工序B，第二部分净化气作为用于使吸附柱1再生时的再生气，依次经过热能综合利用换热器3和再生气加热器2后返回吸附柱1顶部，第三部分净化气作为用于给吸附柱1降温及充压的冷净化气，经过冷净化气调节阀4返回吸附柱1顶部。

进一步的，所述装置还包括再生气调节阀5、再生气温度计6和再生气流量计7；再生气调节阀5、再生气温度计6和再生气流量计7沿气体流动方向从前到后依次设置在再生气加热器2的再生气出口与吸附柱1顶部的再生气入口之间的管道上；

所述再生气流量计7与再生气调节阀5电连接，用于测量经过再生气加热器2加热后的再生气流量，并反馈给再生气调节阀5；

所述再生气调节阀5用于结合再生气流量计7的测量值将经过再生气加热器2加热后的再生气的流量控制在净化气总量的25％-35％之间；

所述再生气温度计6与再生气加热器2电连接，用于测量经过再生气加热器2加热后的再生气温度，并反馈给再生气加热器2；

所述再生气加热器2包括温度控制器，其内设置有温度阈值范围；温度控制器用于根据再生气温度计6的测量值和所述温度阈值范围控制再生气加热器2的加热功率，以将进入吸附柱1前的再生气温度控制在200℃以上；

所述再生器加热器还包括开关控制器，开关控制器用于根据吸附柱1的使用状态开启和关闭再生气加热器2。

再生气加热器2采用的是电加热的形式，在其内部有自动调节功率大小的功能，再生气温度显示器6可以显示再生气的温度，并反馈给再生气加热器2，再生气加热器2根据再生气的温度自动调节再生气加热器2的功率，满足温度需求；当反馈的温度小于设置的温度阈值范围时，增加再生气加热器2的功率，当反馈的温度大于设置的温度阈值范围时，减小再生气加热器2的功率。同时再生气加热器2的停止与吸附柱1的使用状态形成程序控制，根据吸附柱1的状态自动开启及关闭，减少员工操作，避免人员启停。

优选的，再生气输入吸附柱1的管道和冷净化气输入吸附柱1的管道可以共用，再生气流量计7设置在该共用管道上，流量计算也可以设置在与该共用管道相连的再生气的单独的管道上。

进一步的，所述装置还包括再生废气出口阀8和再生气调节阀5，再生废气出口阀8设置在吸附柱1底部的再生废气出口与热能综合利用换热器3的再生废气入口之间的管道上，再生气调节阀5设置在再生气加热器2的再生气出口与吸附柱1顶部的再生气入口之间的管道上；

所述再生气调节阀5用于在吸附柱1完成再生后关闭，以停止向吸附柱1内输入所述再生气；所述再生气加热器2还用于在吸附柱1完成再生后关闭，以停止对再生气进行加热；所述冷净化气调节阀4用于在再生气调节阀5关闭后打开，以将冷净化气输入吸附柱1内对吸附柱1进行降温；

所述再生废气出口阀8用于在吸附柱1的温度降至70℃以下时关闭，以使所述冷净化气对吸附柱1进行充压。

进一步的，所述热能综合利用换热器3将用于使吸附柱1再生的再生气与经过吸附柱1再生处理后得到的再生废气进行换热后，所述再生气的温度从常温提高至40℃以上，所述再生废气的温度由70-90℃降低至50℃以下。

进一步的，所述装置还包括吸附柱压力控制器、吸附柱压力计9和再生废气出口阀8，吸附柱压力计9设置在吸附柱1上，再生废气出口阀8设置在吸附柱1底部的再生废气出口与热能综合利用换热器3的再生废气入口之间的管道上；

所述吸附柱压力计9与吸附柱压力控制器电连接，用于测量吸附柱1内部压力，并反馈给吸附柱压力控制器；

所述吸附柱压力控制器还与再生废气出口阀8电连接，其内设置有压力阈值范围，用于在吸附柱1进行再生处理时根据吸附柱压力计9的测量值和所述压力阈值范围调节再生废气出口阀8的开度，以将吸附柱1底部输出的再生废气的流量控制在所述压力阈值范围内；其中所述压力阈值范围为0.08-0.15MpaG。

所述吸附柱压力控制器在图4中未示出。

对于本装置实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见前述方法实施例一中的对应过程，在此不再赘述。

实施例三

另一方面，如图4所示，本发明还提供一种尾气回收系统，用于对多晶硅的还原尾气进行回收，包括再生废气回收系统11，以及与之连接的如上所述的气体吸附柱再生的装置10。

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 (13)

1.一种气体吸附柱再生的方法，其特征在于，包括：

将经过吸附柱净化处理后得到的部分净化气作为用于使吸附柱再生的再生气，并将所述再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热；

将经过换热后的再生气加热到工艺要求的温度后，输入至吸附柱内对吸附柱进行再生处理，并从吸附柱排出后变成再生废气；

将经过吸附柱再生处理后得到的并经过换热后的再生废气经管道排出至再生废气回收系统。

2.根据权利要求1所述的气体吸附柱再生的方法，其特征在于，所述吸附柱进行净化处理的步骤包括：

将待净化气体从吸附柱的底部充入吸附柱内，从下往上穿过吸附柱内的吸附剂，并从吸附柱的顶部输出纯净的净化气，所述净化气为氢气；

从吸附柱顶部输出的净化气被分成三部分，其中第一部分净化气直接输出至下一道工序，第二部分净化气作为用于使吸附柱再生的再生气，第三部分净化气作为用于给吸附柱降温及充压的冷净化气。

3.根据权利要求2所述的气体吸附柱再生的方法，其特征在于，所述再生气的流量控制在净化气总量的25％-35％之间；

进入吸附柱前的再生气温度控制在200℃以上。

4.根据权利要求2所述的气体吸附柱再生的方法，其特征在于，所述加热到工艺要求的温度后的再生气输入至吸附柱内对吸附柱进行再生处理后，还包括：

对再生完成后的吸附柱进行降温及充压，以使其转为备用状态；

所述降温过程包括：在吸附柱再生完成后停止加热所述再生气及停止向吸附柱内输入所述再生气，然后向吸附柱内输入所述冷净化气，以通过所述冷净化气对吸附柱进行降温；

所述充压过程包括：当吸附柱的温度降至70℃以下时，关闭吸附柱的气体出口，并使用所述冷净化气对吸附柱进行充压。

5.根据权利要求1所述的气体吸附柱再生的方法，其特征在于，所述将所述再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热具体包括：

所述再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热后，所述再生气的温度从常温提高至40℃以上，所述再生废气的温度由70-90℃降低至50℃以下。

6.根据权利要求1所述的气体吸附柱再生的方法，其特征在于，所述加热到工艺要求的温度后的再生气输入至吸附柱内对吸附柱进行再生处理时，吸附柱内的压力控制在0.08-0.15MpaG之间。

7.一种气体吸附柱再生的装置，其特征在于，包括：吸附柱、热能综合利用换热器、再生气加热器；所述吸附柱的数量至少为2个，各吸附柱并联；

所述吸附柱的底部具有待净化气体入口和再生废气出口，顶部具有净化气出口和再生气入口；

所述热能综合利用换热器上设置有再生气入口和对应的再生气出口，以及再生废气入口和对应的再生废气出口；

所述再生气加热器上设置有再生气入口和再生气出口；

输送待净化尾气的管道与吸附柱底部的待净化气体入口连接，吸附柱的顶部的净化气出口通过管道和热能综合利用换热器的再生气入口连接；

热能综合利用换热器的再生气出口通过管道和再生气加热器的再生气入口连接，再生气加热器的再生气出口通过管道和吸附柱顶部的再生气入口连接；

吸附柱底部的再生废气出口通过管道与热能综合利用换热器的再生废气入口连接，热能综合利用换热器的再生废气出口通过管道和再生废气回收系统连接；

热能综合利用换热器用于，将用于使吸附柱再生的再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热；其中，所述再生气为经过吸附柱净化处理后得到的部分净化气；

再生气加热器用于，将经过换热后的再生气加热到工艺要求的温度后输入至吸附柱内；

所述吸附柱用于，利用加热到工艺要求的温度后的再生气进行再生处理，并排出再生废气，以及将排出的再生废气经管道输出至热能综合利用换热器；

热能综合利用换热器还用于，将经过换热后的所述再生废气经管道输出至再生废气回收系统。

8.根据权利要求7所述的气体吸附柱再生的装置，其特征在于，所述装置还包括冷净化气调节阀；

吸附柱的顶部的净化气出口还通过管道分别和冷净化气调节阀的一端及下一道工序的净化气输送管道连接；冷净化气调节阀的另一端通过管道和吸附柱顶部的再生气入口连接；

所述吸附柱还用于将待净化气体从吸附柱的底部充入吸附柱内，从下往上穿过吸附柱内的吸附剂，并从吸附柱的顶部输出纯净的净化气，所述净化气为氢气；

从吸附柱顶部输出的净化气被分成三部分，其中第一部分净化气通过净化气输送管道直接输出至下一道工序，第二部分净化气作为用于使吸附柱再生时的再生气，依次经过热能综合利用换热器和再生气加热器后返回吸附柱顶部，第三部分净化气作为用于给吸附柱降温及充压的冷净化气，经过冷净化气调节阀返回吸附柱顶部。

9.根据权利要求8所述的气体吸附柱再生的装置，其特征在于，所述装置还包括再生气调节阀、再生气温度计和再生气流量计；再生气调节阀、再生气温度计和再生气流量计沿气体流动方向从前到后依次设置在再生气加热器的再生气出口与吸附柱顶部的再生气入口之间的管道上；

所述再生气流量计与再生气调节阀电连接，用于测量经过再生气加热器加热后的再生气流量，并反馈给再生气调节阀；

所述再生气调节阀用于结合再生气流量计的测量值将经过再生气加热器加热后的再生气的流量控制在净化气总量的25％-35％之间；

所述再生气温度计与再生气加热器电连接，用于测量经过再生气加热器加热后的再生气温度，并反馈给再生气加热器；

所述再生气加热器包括温度控制器，其内设置有温度阈值范围；温度控制器用于根据再生气温度计的测量值和所述温度阈值范围控制再生气加热器的加热功率，以将进入吸附柱前的再生气温度控制在200℃以上；

所述再生器加热器还包括开关控制器，开关控制器用于根据吸附柱的使用状态开启和关闭再生气加热器。

10.根据权利要求8所述的气体吸附柱再生的装置，其特征在于，所述装置还包括再生废气出口阀和再生气调节阀，再生废气出口阀设置在吸附柱底部的再生废气出口与热能综合利用换热器的再生废气入口之间的管道上，再生气调节阀设置在再生气加热器的再生气出口与吸附柱顶部的再生气入口之间的管道上；

所述再生气调节阀用于在吸附柱完成再生后关闭，以停止向吸附柱内输入所述再生气；所述再生气加热器还用于在吸附柱完成再生后关闭，以停止对再生气进行加热；所述冷净化气调节阀用于在再生气调节阀关闭后打开，以将冷净化气输入吸附柱内对吸附柱进行降温；

所述再生废气出口阀用于在吸附柱的温度降至70℃以下时关闭，以使所述冷净化气对吸附柱进行充压。

11.根据权利要求7所述的气体吸附柱再生的装置，其特征在于，所述热能综合利用换热器将用于使吸附柱再生的再生气与经过吸附柱再生处理后得到的再生废气进行换热后，所述再生气的温度从常温提高至40℃以上，所述再生废气的温度由70-90℃降低至50℃以下。

12.根据权利要求7所述的气体吸附柱再生的装置，其特征在于，所述装置还包括吸附柱压力控制器、吸附柱压力计和再生废气出口阀，吸附柱压力计设置在吸附柱上，再生废气出口阀设置在吸附柱底部的再生废气出口与热能综合利用换热器的再生废气入口之间的管道上；

所述吸附柱压力计与吸附柱压力控制器电连接，用于测量吸附柱内部压力，并反馈给吸附柱压力控制器；

所述吸附柱压力控制器还与再生废气出口阀电连接，其内设置有压力阈值范围，用于在吸附柱进行再生处理时根据吸附柱压力计的测量值和所述压力阈值范围调节再生废气出口阀的开度，以将吸附柱底部输出的再生废气的流量控制在所述压力阈值范围内；其中所述压力阈值范围为0.08-0.15MpaG。

13.一种尾气回收系统，用于对多晶硅的还原尾气进行回收，其特征在于，包括再生废气回收系统，以及与之连接的如权利要求7-12中任一项所述的气体吸附柱再生的装置。

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