CN202191810U - 三氯氢硅生产中合成气的湿法除尘洗涤塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三氯氢硅生产中合成气的湿法除尘洗涤塔，包括塔体，在所述塔体内部设有喷淋结构和洗涤塔筛板，所述洗涤塔筛板位于所述喷淋结构上部，本实用新型突破了传统的洗涤塔设计理念，巧妙地将喷淋洗涤与筛板洗涤的理念融合为一体，根据三氯氢硅合成气的气量稳定性和气体成分，设计了在同一塔器内进行合成气的预喷淋洗涤——喷淋洗涤——筛板洗涤，这样既能形成多级洗涤，又能平稳气速，具有非常好的洗涤效果，洗涤干法除尘后的三氯氢硅合成气，特别是对生产系统合成气气量不稳定时，能够将合成气中的少量硅尘和高沸物充分洗涤掉，使后续冷却、冷凝设备及管道畅通，从而达到了三氯氢硅大规模连续生产的要求。

Description

三氯氢硅生产中合成气的湿法除尘洗涤塔

技术领域

本实用新型涉及一种三氯氢硅生产中合成气的湿法除尘洗涤塔。

背景技术

近几年，随着全球新能源替代和我国太阳能光伏产业的迅猛发展，多晶硅市场需求出现爆炸性增长，造成了多晶硅紧缺的局面。三氯氢硅又称三氯硅烷，是改良西门子法生产多晶硅工艺中的一种很重要的中间原料。三氯氢硅也是生产硅烷偶剂和其他有机硅化合物的重要原料。

目前国内主要是利用流化床法来生产三氯氢硅，原料为工业硅粉和HCl气体。在传统的三氯氢硅生产过程中，从三氯氢硅合成炉出来的合成气主要成分为三氯氢硅、四氯化硅、氢气、氯化氢、硅尘、二氯二氢硅和少量其他高沸化合物。经过干法除尘、冷却、冷凝后，合成气中绝大部分的三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅及高沸物被冷凝下来。被冷凝下来的液态混合物送往精馏工序进行提纯，合成气中未被冷凝下来的氢气、氯化氢及少量的三氯氢硅、四氯化硅等气体送往尾气回收工序进行分离回收利用。在冷却和冷凝过程中，被冷凝的高沸物极易结晶而形成胶状物，堵塞设备及管道，使整个生产系统瘫痪，从而导致整个装置无法连续生产。同时，高沸物易燃，附着在设备及管道内壁很难进行清理，故系统清堵时危险性较大、工作难度大、耗时长，并且影响产品产量和质量。

    目前一些多晶硅企业采用了干法-湿法串联除尘工艺，在干法除尘装置和冷却装置之间增加一个湿法除尘洗涤塔。这种洗涤塔的结构有两种：一种是利用喷淋结构洗涤合成气；另一种是利用筛板结构洗涤合成气。喷淋塔对系统的压降小，但洗涤效率不是很高；筛板塔的洗涤效率较高，但是当合成气的气量波动时，易引起液泛或漏液现象，从而降低其洗涤效果。实际生产经验已经证明，这两种洗涤塔都没能达到三氯氢硅大规模连续生产的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述情况，提供一种三氯氢硅生产中合成气的湿法除尘洗涤塔，本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种三氯氢硅生产中合成气的湿法除尘洗涤塔，包括塔体，在所述塔体内部设有喷淋结构和洗涤塔筛板，所述洗涤塔筛板位于所述喷淋结构上部。

作为优选方式，所述塔体外部下端设有再沸器，在所述塔体底部设有高沸物残液出口和氯硅烷排液口，所述氯硅烷排液口和所述再沸器的进口相连，在所述洗涤塔筛板和所述喷淋结构之间的塔体上设有再沸器汽化氯硅烷进口，所述再沸器汽化氯硅烷进口和所述再沸器的出口相连，在所述喷淋结构下部的塔体侧壁设有合成气进口，在所述塔体顶端设有合成气出口，在所述塔体顶端的侧壁上设有氯硅烷回流液1进口，所述喷淋结构包括喷头和环式导液管，所述环式导液管与氯硅烷回流液2进口相连。

作为优选方式，所述洗涤塔的喷淋结构为两层，包括上层喷淋结构和下层喷淋结构。

作为优选方式，所述上层喷淋结构的喷头和所述下层喷淋结构的喷头错开分布。

作为优选方式，所述上层喷淋结构和所述下层喷淋结构分别有三个喷头，呈正三角形分布。

本实用新型的工作流程：三氯氢硅合成气从合成气进口进入洗涤塔后，依次经过下层喷淋结构、上层喷淋结构和洗涤塔筛板进行洗涤，然后从合成气出口出来，进入后续冷却系统；冷却系统冷凝下来的部分氯硅烷液体，一部分作为氯硅烷回流液1从塔顶的氯硅烷回流液1进口进入塔体，另一部分作为氯硅烷回流液2，经过适当加压后从塔中部的氯硅烷回流液2进口进入塔体中的喷头对合成气进行喷淋洗涤；塔釜的氯硅烷液体进入再沸器2进行加热汽化；经再沸器汽化后的氯硅烷气体由喷淋结构和洗涤塔筛板之间的再沸器汽化氯硅烷进口进入塔体；塔釜中的高沸物残液由高沸物残液出口排出后进行后续妥善处理，如果残液较黏稠，即含高沸物较多，可排至三废工序进行处理，如果残液含高沸物较少，可将其排出后进行分离，高沸物排至三废工序，氯硅烷液体回收再利用。

本实用新型的有益效果：本实用新型突破了传统的洗涤塔设计理念，巧妙地将喷淋洗涤与筛板洗涤的理念融合为一体，根据三氯氢硅合成气的气量稳定性和气体成分，设计了在同一塔器内进行合成气的预喷淋洗涤——喷淋洗涤——筛板洗涤，这样既能形成多级洗涤，又能平稳气速，具有非常好的洗涤效果，洗涤干法除尘后的三氯氢硅合成气，特别是对生产系统合成气气量不稳定时，能够将合成气中的少量硅尘和高沸物充分洗涤掉，使后续冷却、冷凝设备及管道畅通，从而达到了三氯氢硅大规模连续生产的要求。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是上层喷淋结构的俯视图。

图3是下层喷淋结构的俯视图。

图中， 1为洗涤塔塔体；2为再沸器；3为合成气进口；4为合成气出口；5为氯硅烷回流液1进口；6为高沸物残液出口；7为氯硅烷排液口；8为再沸器汽化氯硅烷进口；9为洗涤塔筛板；10为洗涤塔上层喷淋结构；11为洗涤塔下层喷淋结构；12为氯硅烷回流液2进口；13为喷头；14为洗涤塔剖面； 15为环式导液管。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

如图所示，一种三氯氢硅生产中合成气的湿法除尘洗涤塔，包括塔体1，在所述塔体内部设有喷淋结构和洗涤塔筛板9，所述洗涤塔筛板9位于所述喷淋结构上部。

所述塔体外部下端设有再沸器2，在所述塔体底部设有高沸物残液出口6和氯硅烷排液口7，所述氯硅烷排液口7和所述再沸器2的进口相连，在所述洗涤塔筛板9和所述喷淋结构之间的塔体上设有再沸器汽化氯硅烷进口8，所述再沸器汽化氯硅烷进口8和所述再沸器2的出口相连，在所述喷淋结构下部的塔体侧壁设有合成气进口3，在所述塔体顶端设有合成气出口4，在所述塔体顶端的侧壁上设有氯硅烷回流液1进口5，所述喷淋结构包括喷头13和环式导液管15，所述环式导液管15与氯硅烷回流液2进口12相连。

所述洗涤塔的喷淋结构为两层，包括上层喷淋结构10和下层喷淋结构11。所述上层喷淋结构10的喷头和所述下层喷淋结构11的喷头错开分布。所述上层喷淋结构10和所述下层喷淋结构11分别有三个喷头13，呈正三角形分布。

氯硅烷回流液2的压力比氯硅烷回流液1的压力高，再沸器的作用是加热使釜液汽化，环式导液管15对3个喷头提供喷淋液。

本实用新型的工作流程：三氯氢硅合成气从合成气进口3进入洗涤塔后，依次经过下层喷淋结构11、上层喷淋结构10和洗涤塔筛板9进行洗涤，然后从合成气出口4出来，进入后续冷却系统；冷却系统冷凝下来的部分氯硅烷液体，一部分作为氯硅烷回流液1从塔顶的氯硅烷回流液1进口5进入塔体，另一部分作为氯硅烷回流液2，经过适当加压后从塔中部的氯硅烷回流液2进口12进入塔体中的喷头13对合成气进行喷淋洗涤；塔釜的氯硅烷液体进入再沸器2进行加热汽化；经再沸器汽化后的氯硅烷气体由喷淋结构和洗涤塔筛板之间的再沸器汽化氯硅烷进口8进入塔体；塔釜中的高沸物残液由高沸物残液出口6排出后进行后续妥善处理，如果残液较黏稠，即含高沸物较多，可排至三废工序进行处理，如果残液含高沸物较少，可将其排出后进行分离，高沸物排至三废工序，氯硅烷液体回收再利用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种三氯氢硅生产中合成气的湿法除尘洗涤塔，包括塔体（1），其特征在于：在所述塔体内部设有喷淋结构（10，11）和洗涤塔筛板（9），所述洗涤塔筛板（9）位于所述喷淋结构上部。

2.如权利要求1所述的湿法除尘洗涤塔，其特征在于：所述塔体外部下端设有再沸器（2），在所述塔体底部设有高沸物残液出口（6）和氯硅烷排液口（7），所述氯硅烷排液口（7）和所述再沸器（2）的进口相连，在所述洗涤塔筛板（9）和所述喷淋结构之间的塔体上设有再沸器汽化氯硅烷进口（8），所述再沸器汽化氯硅烷进口（8）和所述再沸器（2）的出口相连，在所述喷淋结构下部的塔体侧壁设有合成气进口（3），在所述塔体顶端设有合成气出口（4），在所述塔体顶端的侧壁上设有氯硅烷回流液1进口（5），所述喷淋结构包括喷头（13）和环式导液管（15），所述环式导液管（15）与氯硅烷回流液2进口（12）相连。

3.如权利要求2所述的湿法除尘洗涤塔，其特征在于：所述洗涤塔的喷淋结构为两层，包括上层喷淋结构（10）和下层喷淋结构（11）。

4.如权利要求3所述的湿法除尘洗涤塔，其特征在于：所述上层喷淋结构（10）的喷头和所述下层喷淋结构（11）的喷头错开分布。

5.如权利要求4所述的湿法除尘洗涤塔，其特征在于：所述上层喷淋结构（10）和所述下层喷淋结构（11）分别有三个喷头（13），呈正三角形分布。

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