CN204275753U - 一种精馏罐区尾气回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种精馏罐区尾气回收系统，包括用于收集来自精馏和罐区尾气的尾气缓冲罐和用于利用冷媒冷凝尾气的深冷器，深冷器的尾气出口与废气淋洗系统的气体入口管道相连；所述系统还包括尾气回收罐，尾气回收罐与尾气缓冲罐的出口相连，且与深冷器的冷凝液出口相连，能够将从尾气缓冲罐输送出的尾气输送至深冷器，以及，收集并存储由深冷器冷凝形成的冷凝液，使得进入废气淋洗系统的废气中不再含有四氯化硅和三氯氢硅，从而无需分离提纯四氯化硅的步骤，可以简化尾气回收处理工艺，降低能耗，避免浪费，使得资源利用更为合理。

Description

一种精馏罐区尾气回收系统

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产尾气处理技术领域，特别涉及一种精馏罐区尾气回收系统。

背景技术

在多晶硅生产过程中产生的尾气主要包括氯硅烷(主要包括三氯氢硅、二氯二氢硅、四氯化硅等)，传统的多晶硅尾气处理系统包括：尾气缓冲罐、吸收塔和深冷器，吸收塔分别与尾气缓冲罐和深冷器相连，在吸收塔内，使用温度较低的吸收剂，例如四氯化硅，对从尾气缓冲罐中输送出的氯硅烷进行淋洗，即四氯化硅与尾气直接接触，一方面，对从吸收塔中排出的被四氯化硅吸收的氯硅烷再进行回收处理；另一方面，四氯化硅从吸收塔的底部输送至深冷器，在深冷器中利用冷媒进行冷却之后，再输送回吸收塔的顶部，以便作为吸收剂继续对尾气进行淋洗。

这种尾气处理系统存在以下缺点：

1、由于在吸收塔中是利用四氯化硅淋洗尾气，即四氯化硅与氯硅烷直接接触，这样，在后续回收处理过程中，需要增加一道解析处理工序，即利用精馏塔对四氯化硅分离提纯，需要消耗大量的蒸汽和循环水，能耗过高；

2、由于在吸收塔中进行淋洗后，有一部分四氯化硅会从吸收塔中排出，因此还需要向吸收塔内补充四氯化硅，以保证后续淋洗的效果，这样，四氯化硅循环量较大，在分离提纯过程中存在浪费，资源利用不合理。

因此，亟需一种精馏罐区尾气回收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，提供一种精馏罐区尾气回收系统，用以解决尾气回收工艺复杂、能耗高，资源利用不合理的问题。

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精馏罐区尾气回收系统，用于收集来自精馏和罐区尾气的尾气缓冲罐和用于利用冷媒冷凝尾气的深冷器，深冷器的尾气出口与废气淋洗系统的气体入口管道相连；

所述系统还包括尾气回收罐，尾气回收罐与尾气缓冲罐的出口相连，且与深冷器的冷凝液出口相连，能够将从尾气缓冲罐输送出的尾气输送至深冷器，以及，收集并存储由深冷器冷凝形成的冷凝液。

优选的，尾气回收罐与尾气缓冲罐的出口通过尾气输送管道相连；

所述系统还包括能够增加尾气压力的气体真空泵，气体真空泵设置于所述尾气输送管道上。

优选的，所述气体真空泵能够将所述尾气输送管道内尾气的压力控制在0.2～0.6MpaG。

具体的，气体真空泵的出口通过所述尾气输送管道与尾气回收罐的顶端相连。

具体的，深冷器的冷凝液出口与尾气回收罐的顶端相连。

优选的，深冷器的冷媒为四氯化硅。

进一步的，在所述深冷器的尾气出口设置有涂抹器，用以防止冷凝液被尾气从深冷器的尾气出口带出。

进一步的，所述系统还包括调节阀和可编程中断控制器PIC，所述调节阀设置于所述废气淋洗系统的气体入口管道上，所述PIC与调节阀相连，且所述PIC和调节阀与所述废气淋洗系统的气体入口管道形成单回路。

进一步的，所述系统还包括旁路管道，所述旁路管道的两端分别与所述尾气输送管道和所述废气淋洗系统的气体入口管道相连，当所述旁路管道开启时，所述气体真空泵、尾气回收罐、深冷器和调节阀失效；

所述旁路管道上设置有用于控制旁路管道开启或关闭的阀门。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型通过将尾气回收罐分别与尾气缓冲罐和深冷器相连，将尾气缓冲罐中的尾气经由尾气回收罐输送至深冷器中，在深冷器中利用冷媒进行冷凝，得到液相的四氯化硅、三氯氢硅和部分二氯二氢硅的混合物(即冷凝液)，并将冷凝液收集在尾气回收罐中，以及，将深冷器的尾气出口与废气淋洗系统的气体入口管道相连，从而将未被冷凝的尾气，包括气态的氢气、氮气、少量的二氯二氢硅和氯化氢的混合气体，输送至废气淋洗系统中，使得进入废气淋洗系统的废气中不再含有四氯化硅和三氯氢硅，从而无需分离提纯四氯化硅的步骤，可以简化尾气回收处理工艺，降低能耗，避免浪费，使得资源利用更为合理。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种精馏罐区尾气回收系统的架构示意图。

图例说明：

1、尾气缓冲罐      2、深冷器   3、废气淋洗系统的气体入口管道

4、尾气回收罐      5、尾气输送管道        6、气体真空泵

7、调节阀          8、旁路管道            9、  阀门

10、PIC            11、尾气缓冲罐的出口   21、尾气出口

22、冷凝液出口     23、冷媒入口           24、冷媒出口

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。

以下结合图1详细说明本实用新型的一种精馏罐区尾气回收系统。如图1所示，精馏罐区尾气回收系统包括：尾气缓冲罐1和深冷器2，尾气缓冲罐1用于收集来自精馏和罐区的尾气，深冷器2用于利用冷媒冷凝尾气，即将尾气冷凝为冷凝液。深冷器2的尾气出口21与废气淋洗系统的气体入口管道3相连。

所述精馏罐区尾气回收系统还包括尾气回收罐4，尾气回收罐4与尾气缓冲罐的出口11相连，且与深冷器2的冷凝液出口22相连，能够将从尾气缓冲罐1输送出的尾气输送至深冷器2，以及，收集并存储由深冷器2冷凝形成的冷凝液。

需要说明的是，深冷器2可以包括管层和壳层，尾气从冷凝液出口22进入深冷器的管层中，壳层中为冷媒，冷媒可以从深冷器2的冷媒入口23进入深冷器2的壳层，并从深冷器2的冷媒出口24排出。其中，冷媒入口23设置在深冷器2的底部，冷媒出口24设置在深冷器2的顶部，从冷媒出口24排出的冷媒经过热交换后还可以再次输送至冷媒入口23，从而实现冷媒的循环利用。冷媒用于与管层中的尾气进行热交换，冷凝管层中的尾气。冷凝完成之后，尾气中的三氯氢硅、四氯化硅以及部分二氯二氢硅、液化形成冷凝液，从深冷器2的冷凝液出口22流出至尾气回收罐4中。而未被冷凝的部分氢气、氮气、氯化氢、二氯二氢硅则从冷凝器2的尾气出口21通过废气淋洗系统的气体入口管道3进入废气淋洗系统(图中未绘示)。

优选的，深冷器的冷媒可以选用-10℃～-30℃的四氯化硅。

传统的冷媒通常采用氟利昂、乙二醇等，在尾气回收过程中，一旦发生冷媒泄漏，冷媒中的水或氟利昂容易与尾气接触，形成固态的水解物和盐酸，不但堵塞管道，还会对设备及管道造成腐蚀。而本实用新型中选用深冷的四氯化硅作为冷媒，由于四氯化硅也是尾气的成分之一，即使四氯化硅泄漏，也不会对设备和管道造成损害。

优选的，深冷器2的尾气出口21设置有涂抹器(图中未绘示)，用以防止冷凝液被尾气从深冷器的尾气出口21带出至废气淋洗系统的气体入口管道3中。

如图1所示，尾气回收罐4与尾气缓冲罐的出口11通过尾气输送管道5相连。所述精馏罐区尾气回收系统还包括气体真空泵6，气体真空泵6设置于尾气输送管道5上，用于对尾气输送管道5内的尾气增压。气体真空泵6的入口通过尾气输送管道5与尾气缓冲罐1的出口11相连，气体真空泵6的出口通过尾气输送管道5与尾气回收罐4相连。

利用无需液封的气体真空泵6对尾气输送管道5内的尾气增压，一方面，可以减少大型增压机组操作和维护的繁琐，另一方面，可以减少冷媒的使用量，从而降低多晶硅生产成本，而且，增压冷凝后，回收了尾气中的氯硅烷，减少了进入废气淋洗系统的氯硅烷气量，从而降低废气淋洗系统的处理负荷。

优选的，气体真空泵6能够将尾气输送管道5内尾气的压力控制在0.2～0.6MpaG，即利用气体真空泵6将尾气回收罐4内的压力控制在0.2～0.6MpaG。

在本实用新型实施例中，尾气缓冲罐1的压力为0～0.08MpaG，废气淋洗系统的气体入口管道3的压力为0～0.08MpaG。

优选的，气体真空泵6的出口通过尾气输送管道5与尾气回收罐4的顶端相连，深冷器2的冷凝液出口22与尾气回收罐4的顶端相连，这样，深冷器2中的冷凝液可以依靠重力沉积于尾气回收罐4内。

进一步的，所述精馏罐区尾气回收系统还可以包括调节阀7和可编程中断控制器PIC10，调节阀7设置于废气淋洗系统的气体入口管道3上，PIC10与调节阀7相连，且PIC10和调节阀7与废气淋洗系统的气体入口管道3形成单回路，PIC10能够根据废气淋洗系统的气体入口管道3内的压力自动调节调节阀7的阀门开度。

调节阀7主要用于控制进入废气淋洗系统的气体的压力，保证废气淋洗系统的气体入口管道3内的气体压力不能过高，即深冷器2内未被冷凝的尾气，可以从深冷器2的尾气出口21输出，再经过调节阀7减压后，通过废气淋洗系统的气体入口管道3进入废气淋洗系统。另外，调节阀7也可以恒定尾气回收罐4内的压力，防止其内的液相氯硅烷泄漏。

优选的，所述精馏罐区尾气回收系统还可以包括旁路管道8，旁路管道8的两端分别与尾气输送管道5和废气淋洗系统的气体入口管道3相连，当旁路管道8开启时，气体真空泵6、尾气回收罐4、深冷器2和调节阀7失效。

当气体真空泵3故障，或者是尾气缓冲罐1的尾气压力高于控制范围时，为了保证该精馏罐区尾气回收系统在检修时不影响生产，可以开启旁路管道8，尾气回收罐4、气体真空泵6、深冷器2和调节阀7失效，尾气缓冲罐1内的尾气通过旁路管道8输送至废气淋洗系统的气体入口管道3中，并被输送至废气淋洗系统直接排空。

旁路管道8上设置有阀门9，以控制旁路管道8开启或关闭。为了最大程度保证该旁路管道8的可靠性，阀门9可以选用切断阀，以实现DCS(Distributed Control System，分散控制系统)自动控制。

本实用新型通过将尾气回收罐分别与尾气缓冲罐和深冷器相连，将尾气缓冲罐中的尾气经由尾气回收罐输送至深冷器中，在深冷器中利用冷媒进行冷凝，得到液相的四氯化硅、三氯氢硅和部分二氯二氢硅的混合物(即冷凝液)，并将冷凝液收集在尾气回收罐中，以及，将深冷器的尾气出口与废气淋洗系统的气体入口管道相连，从而将未被冷凝的尾气，包括气态的氢气、氮气、少量的二氯二氢硅和氯化氢的混合气体，输送至废气淋洗系统中，使得进入废气淋洗系统的废气中不再含有四氯化硅和三氯氢硅，从而无需分离提纯四氯化硅的步骤，可以简化尾气回收处理工艺，降低能耗，避免浪费，使得资源利用更为合理。

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 (9)

1.一种精馏罐区尾气回收系统，包括用于收集来自精馏和罐区尾气的尾气缓冲罐和用于利用冷媒冷凝尾气的深冷器，其特征在于，深冷器的尾气出口与废气淋洗系统的气体入口管道相连；

所述系统还包括尾气回收罐，尾气回收罐与尾气缓冲罐的出口相连，且与深冷器的冷凝液出口相连，能够将从尾气缓冲罐输送出的尾气输送至深冷器，以及，收集并存储由深冷器冷凝形成的冷凝液。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，尾气回收罐与尾气缓冲罐的出口通过尾气输送管道相连；

所述系统还包括能够增加尾气压力的气体真空泵，气体真空泵设置于所述尾气输送管道上。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气体真空泵能够将所述尾气输送管道内尾气的压力控制在0.2～0.6MpaG。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，气体真空泵的出口通过所述尾气输送管道与尾气回收罐的顶端相连。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，深冷器的冷凝液出口与尾气回收罐的顶端相连。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，深冷器的冷媒为四氯化硅。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述深冷器的尾气出口设置有涂抹器，用以防止冷凝液被尾气从深冷器的尾气出口带出。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括调节阀和可编程中断控制器PIC，所述调节阀设置于所述废气淋洗系统的气体入口管道上，所述PIC与调节阀相连，且所述PIC和调节阀与所述废气淋洗系统的气体入口管道形成单回路。

9.如权利要求2-8任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括旁路管道，所述旁路管道的两端分别与所述尾气输送管道和所述废气淋洗系统的气体入口管道相连，当所述旁路管道开启时，所述气体真空泵、尾气回收罐、深冷器和调节阀失效；

所述旁路管道上设置有用于控制旁路管道开启或关闭的阀门。