CN204051381U - 一种尾气回收装置清洗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种尾气回收装置清洗系统，包括换热器、吸收塔和解析塔，换热器分别与吸收塔和解析塔相连，吸收塔与解析塔相连，合成尾气输送管线与换热器相连，用于向换热器输送包含有氯硅烷的合成尾气，该系统还包括流体输送装置，流体输送装置分别与解析塔、吸收塔和换热器相连，用于将从解析塔输送出的氯硅烷输送至吸收塔和换热器，以利用氯硅烷溶解吸收塔和换热器内附着的高沸化合物，高温氯硅烷能够再次回收至解析塔，实现循环利用，无需拆开设备管线，即可在线消除尾气回收装置中淤积的高沸化合物、硅粉尘和金属颗粒，保证生产的连续稳定，提高安全性、延长设备使用寿命，解决检维修后多晶硅产品质量长期下滑等问题，降低人工作业强度。

Description

一种尾气回收装置清洗系统

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产尾气处理技术领域，特别涉及一种用于清洗尾气回收装置的清洗系统。

背景技术

传统的多晶硅生产中，产生的尾气主要包括：氢气、氯化氢、氯硅烷，硅粉尘和高沸化合物，氯硅烷包括二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅等，其中高沸化合物的成分是除硅粉尘外的其它副反应生成的固体颗粒，如金属颗粒。合成反应后，有少量的三氯氢硅、四氯化硅以及大量的氢气、氯化氢和硅粉尘以及高沸化合物没有在合成装置冷凝成液体，未冷凝的气体成为合成尾气进入尾气回收装置。

尾气回收装置在长期运行过程中，合成尾气中富含的高沸化合物在冷凝降温过程中结晶形成胶状物，容易与硅粉尘、金属颗粒等固体颗粒抱团，堵塞换热器等冷凝设备和吸收塔填料间隙，使得尾气回收装置无法正常工作。

这些高沸化合物冷凝形成的胶状物吸附着低沸点组分，在尾气回收装置停车吹扫置换过程中很难清理干净。如需清理上述堵塞设备管线的高沸化合物，目前的方法为：将被堵塞的设备管线拆开，通过人工疏通，并用高温蒸汽浸泡吹扫清理。而这种尾气回收装置清洗方法存在以下问题：

(1)人工在清洗作业过程中，需要将尾气回收装置停车，影响多晶硅生产的稳定性；

(2)设备管线需要拆开，一方面，尾气回收装置及设备管线中残余的氯硅烷容易与空气接触发生反应产生大量酸雾，腐蚀设备、管线；同时这部分酸雾易沉积附着在设备、管线中很难去除，在尾气回收装置再次开启后，又易随物料循环带入下游原料提纯工序，增大原料提纯工序除杂的负荷，从而影响多晶硅产品品质；另一方面，高沸化合物与空气接触也极易发生闪燃闪爆事故；

(3)由人工进行尾气回收装置清洗，工作量大、危险性高。

因此，亟需一种尾气回收装置清洗系统以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供一种尾气回收装置清洗系统，用以解决尾气回收装置清洗安全性低、费时费力、腐蚀设备管线、影响多晶硅生产的问题。

本实用新型为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

本实用新型提供一种尾气回收装置清洗系统，包括：换热器、吸收塔和解析塔，换热器分别与吸收塔和解析塔相连，吸收塔与解析塔相连，合成尾气输送管线与换热器相连，用于向换热器输送包含有氯硅烷的合成尾气，所述系统还包括流体输送装置；

所述流体输送装置分别与解析塔、吸收塔和换热器相连，用于将从解析塔输送出的氯硅烷输送至吸收塔和换热器，以利用氯硅烷溶解吸收塔和换热器内附着的高沸化合物。

进一步的，所述系统还包括加热装置，加热装置与解析塔相连，用于对从解析塔输送出的氯硅烷加热，并将加热后的氯硅烷输送至解析塔。

优选的，所述加热装置具体用于，将从解析塔输送出的氯硅烷加热至100-200℃。

进一步的，所述换热器还与气体输送管线相连，气体输送管线用于将气体输送至换热器；所述系统还包括气液分离罐和压缩机；

气液分离罐分别与换热器、压缩机和解析塔相连，用于将从换热器输送出的气液混合物中的气体和已溶解高沸化合物的氯硅烷分离，以及，将已溶解高沸化合物的氯硅烷输送至解析塔，并将分离出的气体输送至压缩机；

压缩机与吸收塔相连，用于对从气液分离罐输送的气体升压，并将升压后的气体输送至吸收塔，以提高吸收塔内附着的低沸化合物的溶解度。

优选的，压缩机与吸收塔的下部相连，流体输送装置分别与解析塔的底部和吸收塔的顶部相连，吸收塔的底部与解析塔相连；

吸收塔具体用于，利用流体输送装置输送的氯硅烷溶解吸收塔内附着的高沸化合物和低沸化合物，并将已溶解高沸化合物和低沸化合物的氯硅烷输送至解析塔。

优选的，所述压缩机具体用于，将气体升压至1.1-1.3MPa。

进一步的，所述气体输送管线还用于，在所述流体输送装置完成将氯硅烷输送至吸收塔和换热器之后，继续将气体输送至换热器，以使所述气体经由气液分离罐分离并输送至压缩机，用以利用所述气体吹扫换热器、吸收塔、解析塔及其相连的管线。

优选的，所述气体输送管线内气体的压力为0.04-0.1MPa，气体的温度为80-200℃。

优选的，所述气体输送管线用于输送还原空烧氢气。

优选的，所述流体输送装置为高温屏蔽泵。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型利用流体输送装置将从解析塔输送出的高温氯硅烷输送至温度较低且易被堵塞的吸收塔和换热器，从而利用合成尾气中的高温氯硅烷溶解吸收塔和换热器内附着的高沸化合物，且高温氯硅烷能够再次回收至解析塔，实现循环利用，无需拆开设备管线，即可在线消除尾气回收装置中淤积的高沸化合物、硅粉尘和金属颗粒，保证生产的连续稳定，提高安全性、延长设备使用寿命，解决了检维修后多晶硅产品质量长期下滑等问题，降低人工作业的强度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种尾气回收装置清洗系统的架构示意图。

图例说明：

1、换热器      2、吸收塔      3、解析塔

4、高温屏蔽泵  5、再沸器      6、气液分离罐

7、压缩机      51、管层的入口 52、管层的出口

53、壳层的入口 54、壳层的出口

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

由于尾气回收装置中的换热器和吸收塔温度较低，合成尾气中的高沸化合物在冷凝降温过程中结晶形成胶状物，容易与硅粉尘、金属颗粒等固体颗粒抱团，附着在换热器和吸收塔内部。本实用新型利用吸收和精馏的原理，利用尾气组分沸点不同，通过吸收冷凝和蒸发等物理手段，将淤积在换热器和吸收塔内的高沸化合物和硅粉颗粒从设备中分离出去。

以下结合图1详细说明本实用新型的一种尾气回收装置清洗系统。如图1所示，尾气回收装置清洗系统包括：换热器1、吸收塔2和解析塔3，换热器1分别与吸收塔2和解析塔3相连，吸收塔2与解析塔3相连，合成尾气输送管线与换热器1相连，用于向换热器1输送包含有氯硅烷的合成尾气。所述系统还包括流体输送装置，流体输送装置分别与解析塔3、吸收塔2和换热器1相连，用于将从解析塔3输送出的氯硅烷输送至吸收塔2和换热器1，以利用氯硅烷溶解吸收塔2和换热器1内附着的高沸化合物。

如图1所示，在本实用新型实施例中，流体输送装置选用高温屏蔽泵4。

本实用新型利用流体输送装置将从解析塔输送出的高温氯硅烷输送至温度较低且易被堵塞的吸收塔和换热器，从而利用合成尾气中的高温氯硅烷溶解吸收塔和换热器内附着的高沸化合物，且高温氯硅烷能够再次回收至解析塔，实现循环利用，无需拆开设备管线，即可在线消除尾气回收装置中淤积的高沸化合物、硅粉尘和金属颗粒，保证生产的连续稳定，提高安全性、延长设备使用寿命，解决了检维修后多晶硅产品质量长期下滑等问题，降低人工作业的强度。

优选的，该尾气回收装置清洗系统还包括加热装置，加热装置与解析塔3相连，用于对从解析塔3输送出的氯硅烷加热，并将加热后的氯硅烷输送至解析塔3。

在本实用新型中，加热装置选用再沸器5。

优选的，再沸器5用于将从解析塔3输送出的氯硅烷加热至100-200℃。

优选的，再沸器5为双管板管壳式换热器结构，管层的出口51与解析塔3的中部相连，管层的入口52与解析塔3的塔釜出液管线相连，从解析塔3的底部输送出的氯硅烷经由管层的入口52进入再沸器5，经壳层加热后由管层的出口51输送回解析塔3。

在本实用新型实施例中，再沸器5的壳层中的加热介质可以采用高温蒸汽，如图1所示，壳层的入口53与高温蒸汽管线相连，壳层的出口54与冷凝水排放管线相连，从壳层的入口53进入壳层的高温蒸汽对管层内的氯硅烷加热，形成的冷凝水经由壳层的出口54排放至冷凝水排放管线。

为了将从解析塔3输送出的氯硅烷加热至100-200℃，优选的，高温蒸汽的压力可以为0.8MPa，温度可以控制在180-200℃。

优选的，换热器1还与气体输送管线相连，气体输送管线用于将气体输送至换热器1。优选的，气体输送管线内气体的压力可以为0.04-0.1MPa，气体的温度可以为80-200℃。

为了不向尾气回收装置中引入多余的介质，保证尾气回收装置的清洁及多晶硅产品质量不出现下滑，可以向换热器1内通入还原空烧氢气(氢气为合成尾气的组分之一)，即气体输送管线可以用于输送还原空烧氢气。

所述尾气回收装置清洗系统还可以包括：气液分离罐6和压缩机7。

气液分离罐6分别与换热器1、压缩机7和解析塔3相连，用于将从换热器1输送出的气液混合物中的气体和已溶解高沸化合物的氯硅烷分离，以及，将已溶解高沸化合物的氯硅烷输送至解析塔3，并将分离出的气体输送至压缩机7。具体的，从气液分离罐6分离出的已溶解高沸化合物的氯硅烷可以与从吸收塔2中输出的氯硅烷汇总，然后再输送至解析塔3。

压缩机7与吸收塔2相连，用于对从气液分离罐6输送的气体升压，并将升压后的气体输送至吸收塔2，以提高吸收塔2内附着的低沸化合物的溶解度，从而更好地将低沸化合物溶解于高温氯硅烷中。

优选的，压缩机7可以将气体升压至1.1-1.3MPa。

优选的，压缩机7与吸收塔2的下部相连，高温屏蔽泵4分别与解析塔3的底部和吸收塔2的顶部相连，吸收塔2的底部与解析塔3相连。

吸收塔2具体用于，利用高温屏蔽泵4输送的氯硅烷溶解吸收塔2内附着的高沸化合物和低沸化合物，并将已溶解高沸化合物和低沸化合物的氯硅烷输送至解析塔3。

从压缩机7出来的氢气进入吸收塔2的下部，自下而上在吸收塔2内上升。高温屏蔽泵4输送的高温氯硅烷进入吸收塔2的顶部，自上至下流下，与氢气进行接触，在此过程中，吸收塔2内附着的高沸化合物和低沸化合物被溶解于高温氯硅烷中。

如图1所示，从解析塔3中输送出的一部分氯硅烷进入高温屏蔽泵4，由高温屏蔽泵4分别输送至吸收塔2和换热器1，高温氯硅烷在换热器1内可以溶解换热器内附着的高沸化合物，已溶解高沸化合物的氯硅烷经由气液分离罐6分离后，再次输送至解析塔3。进入吸收塔2的高温氯硅烷在吸收塔2内可以溶解附着的高沸化合物，并在还原空烧氢气的加压作用下，还可溶解低沸化合物，已溶解高沸化合物和低沸化合物的氯硅烷再次输送至解析塔3，以便循环利用。

从解析塔3中输送出的另一部分氯硅烷则进入再沸器5加热，加热后的氯硅烷再次进入解析塔3，与进入解析塔3的氯硅烷混合后再循环利用。

利用氯硅烷对换热器1和吸收塔2的多次循环清洗后，能够将大部分高沸化合物和低沸化合物溶解掉，而在设备和管线内，会残留有氯硅烷，因此，进一步的，气体输送管线还用于，在流体输送装置4完成将氯硅烷输送至吸收塔2和换热器1之后，继续将气体(即还原空烧氢气)输送至换热器1，以使还原空烧氢气经由气液分离罐6分离并输送至压缩机7，用以利用还原空烧氢气吹扫换热器1、吸收塔2、解析塔3及其相连的管线。

优选的，气体输送管线内气体的压力为0.04-0.1MPa，气体的温度为80-200℃。

利用气体输送管线输送的还原空烧氢气，可以将各设备和管线内残留的氯硅烷等汽化，并借助气体输送管线内的还原空烧氢气的压力，将还原空烧氢气和汽化的物质一同吹扫出尾气回收装置。

为了进一步说明本实用新型的尾气回收装置清洗系统，以下对尾气回收装置清洗系统的工作过程做详细描述。

首先对再沸器5通入压力为0.8MPa，温度为180-200℃的高温蒸汽，用以将再沸器5和解析塔3内的氯硅烷加热至100-200℃。

从解析塔3出来的一部分高温氯硅烷直接进入高温屏蔽泵4，经过高温屏蔽泵4输送后，高温氯硅烷分别进入吸收塔2和换热器1。从解析塔3出来的另一部分高温氯硅烷又再次进入再沸器5，以进行加热，加热后的氯硅烷再次被输送至解析塔3。

来自高温屏蔽泵4的高温氯硅烷与来自气体输送管线的还原空烧氢气一同进入换热器1，换热器1内部附着的高沸化合物溶解与高温氯硅烷中。气体输送管线的还原空烧氢气的压力可以为0.04-0.1MPa，气体的温度可以为80-200℃。

从换热器1输送出来的气液混合物进入气液分离罐6进行气液分离，分离出的气态的还原空烧氢气的温度降至10-20℃，气态的还原空烧氢气进入压缩机7，压缩机7对气态的还原空烧氢气升压至1.1～1.3Mpa，压缩过程中，还原空烧氢气的温度升高至50℃-70℃左右。含有大量高沸化合物的氯硅烷从气液分离罐6的底部输送至解析塔3，由解析塔3的底部输送至再沸器5，以便再次被加热，再经过高温屏蔽泵4输送至吸收塔2和换热器1，以此循环使用。

从压缩机7输送出来的还原空烧氢气进入吸收塔2的底部，自下而上在吸收塔2内上升。从高温屏蔽泵9输送的高温氯硅烷进入吸收塔2的顶部，自上至下流下，与上述氢气进行接触，在此过程中，吸收塔2内附着的高沸化合物和低沸化合物溶解于高温氯硅烷中。

从吸收塔2底部输送出的含有高沸化合物和低沸化合物的氯硅烷再次进入解析塔3，由解析塔3的底部输送至再沸器5，以便再次被加热，再经过高温屏蔽泵4输送至吸收塔2和换热器1，以此循环使用。

上述高温氯硅烷清洗循环时间不小于3小时。

利用高温氯硅烷对尾气回收装置洗涤完成后，停止利用高温屏蔽泵4将从解析塔当输送出的高温氯硅烷输送至吸收塔2和换热器1，并将设备管线内的高温氯硅烷排出。

然后继续使用还原空烧氢气对装置进行热吹扫，即继续利用气体输送管线将还原空烧氢气输送至换热器1，对换热器1进行热吹扫，吹扫后的还原空烧氢气从换热器1出来后进入气液分离罐6，经过压缩机7升压后进入吸收塔2。还原空烧氢气不进入解析塔3，进入吸收塔2的还原空烧氢气由吸收塔2后端的残液放空管线(图中未绘示)进入残液系统(图中未绘示)淋洗，除去氢气中氯硅烷、氯化氢后，由阻火器放空。

上述还原空烧氢气的压力为0.04-0.10MPa，温度控制在80-200℃，热吹扫时间控制在3-5小时。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种尾气回收装置清洗系统，包括：换热器、吸收塔和解析塔，换热器分别与吸收塔和解析塔相连，吸收塔与解析塔相连，合成尾气输送管线与换热器相连，用于向换热器输送包含有氯硅烷的合成尾气，其特征在于，所述系统还包括流体输送装置；

所述流体输送装置分别与解析塔、吸收塔和换热器相连，用于将从解析塔输送出的氯硅烷输送至吸收塔和换热器，以利用氯硅烷溶解吸收塔和换热器内附着的高沸化合物。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括加热装置，加热装置与解析塔相连，用于对从解析塔输送出的氯硅烷加热，并将加热后的氯硅烷输送至解析塔。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述加热装置具体用于，将从解析塔输送出的氯硅烷加热至100-200℃。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热器还与气体输送管线相连，气体输送管线用于将气体输送至换热器；所述系统还包括气液分离罐和压缩机；

气液分离罐分别与换热器、压缩机和解析塔相连，用于将从换热器输送出的气液混合物中的气体和已溶解高沸化合物的氯硅烷分离，以及，将已溶解高沸化合物的氯硅烷输送至解析塔，并将分离出的气体输送至压缩机；

压缩机与吸收塔相连，用于对从气液分离罐输送的气体升压，并将升压后的气体输送至吸收塔，以提高吸收塔内附着的低沸化合物的溶解度。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，压缩机与吸收塔的下部相连，流体输送装置分别与解析塔的底部和吸收塔的顶部相连，吸收塔的底部与解析塔相连；

吸收塔具体用于，利用流体输送装置输送的氯硅烷溶解吸收塔内附着的高沸化合物和低沸化合物，并将已溶解高沸化合物和低沸化合物的氯硅烷输送至解析塔。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述压缩机具体用于，将气体升压至1.1-1.3MPa。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述气体输送管线还用于，在所述流体输送装置完成将氯硅烷输送至吸收塔和换热器之后，继续将气体输送至换热器，以使所述气体经由气液分离罐分离并输送至压缩机，用以利用所述气体吹扫换热器、吸收塔、解析塔及其相连的管线。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述气体输送管线内气体的压力为0.04-0.1MPa，气体的温度为80-200℃。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述气体输送管线用于输送还原空烧氢气。

10.如权利要求1-9任一项所述的系统，其特征在于，所述流体输送装置为高温屏蔽泵。