CN212864156U - 一种多晶硅还原尾气的除杂装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及多晶硅生产领域，具体涉及一种多晶硅还原尾气的除杂装置，包括：汽提塔、冷凝器和气液分离罐；其中，所述汽提塔的侧面底部设有第一进气口，顶部设有第一出气口和第一入液口，底部设有第一出液口；所述气液分离罐的侧面设有第二进入口，顶部设有第二出气口，底部设有第二出液口；所述的第一出气口连接有冷凝器的入口，冷凝器的出口连接有第二进入口，第二出液口连接有第一入液口。本实用新型所提供的装置对HCl精馏塔顶气相进行处理中能够有效降低回收料氯硅烷中的轻组份杂质含量，从而提高回收TCS品质，进而提高多晶硅品质。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅生产领域，具体涉及一种多晶硅还原尾气的除杂装置。
背景技术
多晶硅生产过程中产生的还原尾气经尾气回收装置处理后，将高纯的氢气和氯硅烷返回还原装置使用，所以回收氯硅烷品质的高低将直接影响还原产出多晶硅的品质。目前，国内多晶硅企业多采用的仍是公司的尾气回收(CDI)流程，该流程主要是将还原尾气中的氢气和氯硅烷分离，并将氯硅烷继续送往精馏塔进行组份分离。从整个流程上来看，现有技术是不具备金属杂质的分离功能，尤其是轻组份杂质的去除能力。
同时，还原装置为间歇生产工艺，在拆炉和启炉过程会带入系统杂质，并且尾气回收装置自身的检修也不可避免的会带入系统大量的杂质，这部分杂质是否能去除对多晶硅品质有直接的影响。此外，还原尾气回收装置HCl精馏塔内轻组份杂质在长时间运行后会在塔顶大量积聚，影响回收料氯硅烷品质。因此，需要提供一种新的装置，以在HCl精馏塔顶增加汽提塔将这部分轻组份杂质分离出还原尾气回收装置，从而提高回收料氯硅烷的品质。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种多晶硅还原尾气的除杂装置，以降低回收料氯硅烷的轻组份杂质含量，从而提高回收三氯氢硅(TCS)的品质，进而提高多晶硅品质。
为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种多晶硅还原尾气的除杂装置，包括：汽提塔1、冷凝器2和气液分离罐3；其中，所述汽提塔1的侧面底部设有第一进气口 11，顶部设有第一出气口12和第一入液口14，底部设有第一出液口14；所述气液分离罐3的侧面设有第二进入口31，顶部设有第二出气口32，底部设有第二出液口33；所述的第一出气口12连接有冷凝器2的入口，冷凝器2的出口连接有第二进入口31，第二出液口33连接有第一入液口13。
其中，所述的冷凝器2优选为-40℃氟利昂冷凝器。
其中，所述汽提塔1的第一进气口11设置在汽提塔1内件的下方。
其中，所述汽提塔1的第一入液口12设置在汽提塔1内件的上方。
其中，所述气液分离罐3的内部设有除沫器4。
其中，所述气液分离罐3的第二进入口31设置于罐子上部，除沫器4的下方。
其中，所述汽提塔1的第一进气口11连接有精馏塔5。
其中，尾气回收装置6和第一氢化装置7以并联的方式连接到所述汽提塔1的第一出液口14。
其中，所述气液分离罐3的第二出气口32连接有第二氢化装置8。
其中，所述的汽提塔1的第一出液口14与尾气回收装置6连接的管道以及第一出液口14与第一氢化装置7连接的管道上均设有流量计和调节阀组；所述的气液分离罐 3的第二出液口33与第一入液口13的连接管道上设有调节阀组；所述的气液分离罐3 的第二出气口32与第二氢化装置8的连接管道上设有流量计和调节阀组。
本技术方案采用上述装置，将HCl精馏塔5顶的气体通入汽提塔1的第一进气口11，进一步的，气体从汽提塔1的第一出气口12进入到冷凝器2，冷凝后得到气液混合物，该气液混合物进一步从冷凝器2的出口进入气液分离罐3的第二进入口31，在气液分离罐中3，气体从第二出气口32排除，进入下一过程；液体则从第二出液口33 排除，流入到第一入液口13，在汽提塔1中喷淋，最后从第一出液口14排除。
其中，HCl精馏塔5顶的冷凝温度优选为从现有技术中的-40℃提高至-15℃，从而使得HCl精馏塔5顶气相中沸点接近于DCS和TCS的杂质也会一同随气相带出HCl 精馏塔5，以进一步将杂质去除；且由于该气相中含有大量氢气和氯化氢不凝气，因此 DCS、TCS此时的分压较低，可带出塔顶。
其中，HCl精馏塔顶的气体为杂质含量较高的氯硅烷(DCS、TCS)、氯化氢、氢气，其在汽提塔1中，经汽提塔1的分离后，氢气、氯化氢及部分气相氯硅烷从汽提塔1顶部的第一出气口12进入到冷凝器2，含有较多杂质的液相氯硅烷则从汽提塔1 底部的第一出液口14排出；一部分到尾气回收装置，另一部分到氢化装置。(去氢化装置和会系统是同时进行的，根据产品质量调节两者的比例，例如产品质量不好时，通过调节阀增大去氢化装置的流量，减小会系统的流量；产品质量比较好时，通过调节阀增大回系统的流量，减小去氢化装置的流量。)同时，本发明采用汽提塔，可以不用往气体系统补入其他氯硅烷，从而减少装置回收料氯硅烷的损失。
其中，冷凝后所得气液混合物中的气体为氯化氢和氢气，液体为DCS、TCS以及沸点与DCS、TCS接近的杂质。从而使得气体从气液分离罐3的第二出气口32进入到氢化装置(除沫器的可将气相中夹带的液珠分离下来，降低气相中夹带的液相氯硅烷)；而杂质则被带入冷凝下的氯硅烷(DCS、TCS)中，从气液分离罐3的第二出液口33 排除，流入到第一入液口13，在汽提塔1中喷淋，在汽提塔中经内件的作用，可以最大化将系统进料中的杂质溶解在液相氯硅烷中，最后从第一出液口14排出到尾气回收系统，进一步降低回收氯硅烷的杂质含量，提高回收料TCS纯度。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优势：
采用本实用新型所提供的装置对HCl精馏塔顶气相进行处理，能有效解决传统尾气回收装置HCl精馏塔顶气相经氟利昂冷凝后氯硅烷回塔，气相或液相HCl排放至下一工段，而塔顶所含有的与四氯化硅(DCS)和三氯氢硅(TCS)沸点相近的轻组份杂质回到系统，不断在HCl精馏塔和HCl吸收塔中内积累的问题，能够有效降低回收料氯硅烷中的轻组份杂质含量，从而提高回收TCS品质，进而提高多晶硅品质。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
附图标记：汽提塔1、冷凝器2、气液分离罐3、第一进气口11、第一出气口12、第一入液口13、第一出液口14、第二进入口31、第二出气口32、第二出液口33。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示的一种多晶硅还原尾气的除杂装置，包括：汽提塔1、冷凝器2和气液分离罐3；其中，所述汽提塔1的侧面底部设有第一进气口11，顶部设有第一出气口12和第一入液口14，底部设有第一出液口14；所述气液分离罐3的侧面设有第二进入口31，顶部设有第二出气口32，底部设有第二出液口33；所述的第一出气口12连接有冷凝器2的入口，冷凝器2的出口连接有第二进入口31，第二出液口33连接有第一入液口13。
其中，所述的冷凝器2为-40℃氟利昂冷凝器。
其中，所述汽提塔1的第一进气口11设置在汽提塔1内件的下方。
其中，所述汽提塔1的第一入液口12设置在汽提塔1内件的上方。
其中，所述气液分离罐3的内部设有除沫器4。
其中，所述气液分离罐3的第二进入口31设置于罐子上部，除沫器4的下方。
其中，所述汽提塔1的第一进气口11连接有精馏塔。
其中，尾气回收装置6和第一氢化装置7以并联的方式连接到所述汽提塔1的第一出液口14连。
其中，所述气液分离罐3的第二出气口32连接有第二氢化装置8。
其中，所述的汽提塔1的第一出液口14与尾气回收装置6连接的管道以及第一出液口14与第一氢化装置7连接的管道上均设有流量计和调节阀组；所述的气液分离罐 3的第二出液口33与第一入液口13的连接管道上设有调节阀组；所述的气液分离罐3 的第二出气口32与第二氢化装置8的连接管道上设有流量计和调节阀组(图中FT表示流量计，PV/LV表示调节阀)。其中，流量计主要是为了计量，气相管线中调节阀(PV) 是根据系统压力控制阀门压力，保证系统在设计要求压力下运行；液相管线中调节阀 (LV)是根据设备中液位调节阀门开度，保证设备液位的稳定。
实施例2：采用实施例1所述的装置还原多晶硅尾气
S1：将HCl精馏塔顶的冷凝的温度从现有技术中的-40℃提高至-15℃，从而使得HCl精馏塔顶气相中沸点接近于DCS和TCS的杂质也会一同随气相带出HCl精馏塔，以进一步将杂质去除，即HCl精馏塔顶的气体为杂质含量较高的氯硅烷(DCS、TCS)、氯化氢、氢气；其中，所述的杂质为沸点接近于DCS和TCS的杂质。
S2：将HCl精馏塔顶的气体通入汽提塔1的第一进气口11进入汽提塔，经汽提塔 1的分离后，氢气、氯化氢及部分气相氯硅烷从汽提塔1顶部的第一出气口12进入到冷凝器2；含有较多杂质的液相氯硅烷则从汽提塔1底部的第一出液口14排出；一部分到尾气回收装置6，另一部分到去第一氢化装置7。
S3：步骤S2中，经冷凝器2冷凝后得到气液混合物，气体为氯化氢和氢气，从气液分离罐3的第二出气口32进入到氢化装置(除沫器的可将气相中夹带的液珠分离下来，降低气相中夹带的液相氯硅烷)。液体为DCS、TCS以及沸点与DCS、TCS接近的杂质，从气液分离罐3的第二出液口33排除，流入到第一入液口13，在汽提塔1 中喷淋，在汽提塔中经内件的作用，可以最大化将系统进料中的杂质溶解在液相氯硅烷中，最后从第一出液口14排出到尾气回收系统，进一步降低回收氯硅烷的杂质含量，提高回收料TCS纯度。
在上述过程中，采用流量计可以看到具体物料量的多少；调节阀是根据液位控制其开度大小，防止液位打空。
本实用新型提供了一种多晶硅还原尾气的除杂装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种多晶硅还原尾气的除杂装置，其特征在于，包括：汽提塔(1)、冷凝器(2)和气液分离罐(3)；其中，所述汽提塔(1)的侧面底部设有第一进气口(11)，顶部设有第一出气口(12)和第一入液口(13)，底部设有第一出液口(14)；所述气液分离罐(3)的侧面设有第二进入口(31)，顶部设有第二出气口(32)，底部设有第二出液口(33)；所述的第一出气口(12)连接有冷凝器(2)的入口，冷凝器(2)的出口连接有第二进入口(31)，第二出液口(33)连接有第一入液口(13)。
2.根据权利要求1所述的多晶硅还原尾气的除杂装置，其特征在于，所述的冷凝器(2)为氟利昂冷凝器。
3.根据权利要求1所述的多晶硅还原尾气的除杂装置，其特征在于，所述汽提塔(1)的第一进气口(11)设置在汽提塔(1)内件的下方。
4.根据权利要求1所述的多晶硅还原尾气的除杂装置，其特征在于，所述汽提塔(1)的第一入液口(13)设置在汽提塔(1)内件的上方。
5.根据权利要求1所述的多晶硅还原尾气的除杂装置，其特征在于，所述气液分离罐(3)的内部设有除沫器(4)。
6.根据权利要求1所述的多晶硅还原尾气的除杂装置，其特征在于，所述气液分离罐(3)的第二进入口(31)设置于除沫器(4)的下方。
7.根据权利要求1所述的多晶硅还原尾气的除杂装置，其特征在于，所述汽提塔(1)的第一进气口(11)连接有精馏塔(5)。
8.根据权利要求1所述的多晶硅还原尾气的除杂装置，其特征在于，尾气回收装置(6)和第一氢化装置(7)以并联的方式连接到所述汽提塔(1)的第一出液口(14)。
9.根据权利要求1所述的多晶硅还原尾气的除杂装置，其特征在于，所述气液分离罐(3)的第二出气口(32)连接有第二氢化装置(8)。
10.根据权利要求1所述的多晶硅还原尾气的除杂装置，其特征在于，所述的汽提塔(1)的第一出液口(14)与尾气回收装置(6)连接的管道以及第一出液口(14)与第一氢化装置(7)连接的管道上均设有流量计和调节阀组；所述的气液分离罐(3)的第二出液口(33)与第一入液口(13)的连接管道上设有调节阀组；所述的气液分离罐(3)的第二出气口(32)与第二氢化装置(8)的连接管道上设有流量计和调节阀组。
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|---|---|---|---|---|
| CN116553559A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-08-08 | 宁夏润阳硅材料科技有限公司 | 一种还原工艺用二硅中碳杂质含量控制方法及系统 |
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- 2020-08-20 CN CN202021749128.5U patent/CN212864156U/zh active Active
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