CN217504147U - 一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，属于多晶硅生产技术领域，全厂含氯硅烷尾气通过第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器完成初步冷却后进入压缩机，压缩完成后完成三次冷凝和分离，减少能耗使用。本实用新型具有减少固定投资、废气中氯硅烷回收更彻底和减少能耗使用等优点。

Description

一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统。

背景技术

多晶硅生产过程中，各单元泄放的含氢废气中含有微量的氯硅烷，如果不对这部分氯硅烷进行回收利用，将导致多晶硅的制造成本增加。传统工艺对此部分含氯硅烷的气体的处理方式为，各单元产生的含氢废气先进入一级水洗塔，用工厂水喷淋水解，产生二氧化硅和氯化氢后，尾气再进入二级洗涤塔，尾气中的氯化氢吸收被水吸收变成盐酸，用PH为11-13的稀碱液，将盐酸中和，反应尾气经水封罐吸收后，在高点排入大气。其原理为先水解成氯化氢和二氧化硅后，用碱液对盐酸进行中和反应。因此，传统工艺存在以下问题：(1)需消耗大量的工厂水和32％液碱，增加原材料消耗，增加固废物的产生量。(2)水解产生大量的二氧化硅，需通过压滤机压滤后，作为固废填埋，增加环保处置费用。(3)二氧化硅的粒径很小，常用的压滤机不能有效去除，导致出水中的悬浮物较高，不能达标排放，造成环境影响，增加处理难度。(4)氯硅烷作为废弃物进行处理，得不到有效的利用。

公开号为CN110280098A，公开日为2019.09.27的中国专利公开了一种含氢废气中氯硅烷的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)收集各单元排放的含氢废气后，加压、降温，再采用活性炭吸附塔对氯硅烷进行吸附；(2)活性炭吸附塔氯硅烷吸附饱和后，对活性炭吸附柱加热、减压，由顶部通入氮气进行吹扫，将吸附在活性炭氯硅烷再生出来；(3)再生出来的氯硅烷降温冷凝到-40℃后，进行气液分离，气相氯硅烷经升温后，返回到步骤(1)的加压过程；(4)分离出来的液态氯硅烷采用树脂吸附塔除杂后，可并入系统使用。该回收方法中的回收系统仍然存在能耗高、设备投资高和氯硅烷分离效果低等缺点。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中存在的问题，提供一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，全厂含氯硅烷尾气通过第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器完成初步冷却后进入压缩机，压缩完成后完成三次冷凝和分离，减少能耗使用。本实用新型具有减少固定投资、废气中氯硅烷回收更彻底和减少能耗使用等优点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，包括尾气总进管，其特征在于：所述尾气总进管与第一冷却器的热介质入口相连，所述第一冷却器的热介质出口与第二冷却器的热介质入口相连，所述第二冷却器的热介质出口与第三冷却器的热介质入口相连，所述第三冷却器的热介质出口与压缩机的进气口相连，所述压缩机的出气口与第四冷却器的热介质入口，所述第四冷却器的热介质出口与第一分离罐的入口相连，所述第一分离罐的出气端与第五冷却器的热介质入口相连，所述第五冷却器的热介质出口与第二分离罐的入口相连，所述第二分离罐的出气口与氟利昂冷却器的热介质入口相连，所述氟利昂冷却器的热介质出口与第三分离罐的进口相连，所述第一分离罐、第二分离罐和第三分离罐的出液口与氯硅烷冷凝液罐的入口相连。

优选的，所述第一冷却器和第四冷却器的冷介质入口与循环水上水管相连，所述第一冷却器和第四冷却器的冷介质出口与循环水回水管相连。

优选的，所述第二冷却器的冷介质入口与7℃水上水管相连，所述第二冷却器的冷介质出口与7℃水回水管相连。

优选的，所述第三冷却器的冷介质入口与氯硅烷冷凝液罐的出液口相连，所述第三冷却器的冷介质出口与氯硅烷凝液出管相连。

优选的，所述第五冷却器的冷介质入口与第三分离罐的出气口相连，所述第五冷却器的冷介质出口与排空管相连。

优选的，所述氯硅烷冷凝液罐的出气口与第三分离罐的进气口相连。

优选的，所述尾气总进管与还原废气进管、尾气回收管、精馏废气进管、罐区废气进管、冷氢化废气进管和其他含氯硅烷废气进管相连。

优选的，所述压缩机的进气端还与其他含氢气或氯化氢废气进管相连。

工作原理：全厂含氯硅烷尾气（包括还原工段、尾气回收工段、精馏工段、罐区工段、冷氢化工段和其他含氯硅烷废气等）依次经过第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器完成初步冷却后进入压缩机，压缩完成后，再次进入第四冷却器和第一分离罐，一次冷凝后的氯硅烷直接进入氯硅烷冷凝液罐；一次冷凝未完成冷凝的气体再次进入第五冷却器和第二分离罐，二次冷凝后的氯硅烷直接进入氯硅烷冷凝液罐；二次冷凝未完成冷凝的气体再次进入氟利昂冷却器和第三分离罐，三次冷凝后的氯硅烷直接进入氯硅烷冷凝液罐；不含氯硅烷的尾气作为第五冷却器的冷介质，换热后直接外排。本实用新型中尾气通过压缩机加压后，氯硅烷更容易冷凝析出，所需换热面积更小，设备投资减少；同时，氯硅烷分离、回收更彻底，减少对后工序的负面影响。

本技术方案的有益效果如下：

一、本实用新型提供的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，全厂含氯硅烷尾气通过第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器完成初步冷却后进入压缩机，压缩完成后完成三次冷凝和分离，减少能耗使用。本实用新型具有减少固定投资、废气中氯硅烷回收更彻底和减少能耗使用等优点。

二、本实用新型提供的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，第一冷却器和第四冷却器使用循环水冷却、第二冷却器使用7℃水冷却、第三冷却器采用氯硅烷冷凝液罐中的氯硅烷冷凝液冷却、第五冷却器采用第三分离罐出气口排出的不含氯硅烷尾气冷却、氟利昂冷却器采用氟利昂冷却，本实用新型采用逐级冷却且充分利用本系统中的余能，减少了能耗使用。

三、本实用新型提供的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，尾气总进管与还原废气进管、尾气回收管、精馏废气进管、罐区废气进管、冷氢化废气进管和其他含氯硅烷废气进管相连，使得还原工段、尾气回收工段、精馏工段、罐区工段、冷氢化工段和其他含氯硅烷废气等都能采用本系统回收氯硅烷，增加其适应性。

四、本实用新型提供的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，压缩机的进气端还与其他含氢气或氯化氢废气进管相连，使得氯硅烷冷凝液罐的氯硅烷冷凝液直接能供后续工段使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中：1、尾气总进管；1.1、还原废气进管；1.2、尾气回收管；1.3、精馏废气进管；1.4、罐区废气进管；1.5、冷氢化废气进管；1.6、其他含氯硅烷废气进管；2、第一冷却器；3、第二冷却器；4、第三冷却器；5、压缩机；6、第四冷却器；7、第一分离罐；8、第五冷却器；9、第二分离罐；10、氟利昂冷却器；11、第三分离罐；12、氯硅烷冷凝液罐；13、其他含氢气或氯化氢废气进管；14、循环水上水管；15、循环水回水管；16、7℃水上水管；17、7℃水回水管；18、氯硅烷凝液出管；19、排空管。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1所示，一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，包括尾气总进管1，所述尾气总进管1与第一冷却器2的热介质入口相连，所述第一冷却器2的热介质出口与第二冷却器3的热介质入口相连，所述第二冷却器3的热介质出口与第三冷却器4的热介质入口相连，所述第三冷却器4的热介质出口与压缩机5的进气口相连，所述压缩机5的出气口与第四冷却器6的热介质入口，所述第四冷却器6的热介质出口与第一分离罐7的入口相连，所述第一分离罐7的出气端与第五冷却器8的热介质入口相连，所述第五冷却器8的热介质出口与第二分离罐9的入口相连，所述第二分离罐9的出气口与氟利昂冷却器10的热介质入口相连，所述氟利昂冷却器10的热介质出口与第三分离罐11的进口相连，所述第一分离罐7、第二分离罐9和第三分离罐11的出液口与氯硅烷冷凝液罐12的入口相连。全厂含氯硅烷尾气通过第一冷却器2、第二冷却器3和第三冷却器4完成初步冷却后进入压缩机5，压缩完成后完成三次冷凝和分离，减少能耗使用。本实用新型具有减少固定投资、废气中氯硅烷回收更彻底和减少能耗使用等优点。

其中，所述第一冷却器2和第四冷却器6的冷介质入口与循环水上水管相连，所述第一冷却器2和第四冷却器6的冷介质出口与循环水回水管相连。

其中，所述第二冷却器3的冷介质入口与7℃水上水管相连，所述第二冷却器3的冷介质出口与7℃水回水管相连。

其中，所述第三冷却器4的冷介质入口与氯硅烷冷凝液罐12的出液口相连，所述第三冷却器4的冷介质出口与氯硅烷凝液出管相连。

其中，所述第五冷却器8的冷介质入口与第三分离罐11的出气口相连，所述第五冷却器8的冷介质出口与排空管相连。第一冷却器2和第四冷却器6使用循环水冷却、第二冷却器3使用7℃水冷却、第三冷却器4采用氯硅烷冷凝液罐12中的氯硅烷冷凝液冷却、第五冷却器8采用第三分离罐11出气口排出的不含氯硅烷尾气冷却、氟利昂冷却器10采用氟利昂冷却，本实用新型采用逐级冷却且充分利用本系统中的余能，减少了能耗使用。

其中，所述氯硅烷冷凝液罐12的出气口与第三分离罐11的进气口相连。

其中，所述尾气总进管1与还原废气进管1.1、尾气回收管1.2、精馏废气进管1.3、罐区废气进管1.4、冷氢化废气进管1.5和其他含氯硅烷废气进管1.6相连。尾气总进管1与还原废气进管1.1、尾气回收管1.2、精馏废气进管1.3、罐区废气进管1.4、冷氢化废气进管1.5和其他含氯硅烷废气进管1.6相连，使得还原工段、尾气回收工段、精馏工段、罐区工段、冷氢化工段和其他含氯硅烷废气等都能采用本系统回收氯硅烷，增加其适应性。

其中，所述压缩机5的进气端还与其他含氢气或氯化氢废气进管13相连。压缩机5的进气端还与其他含氢气或氯化氢废气进管13相连，使得氯硅烷冷凝液罐12的氯硅烷冷凝液直接能供后续工段使用。

工作原理：全厂含氯硅烷尾气（包括还原工段、尾气回收工段、精馏工段、罐区工段、冷氢化工段和其他含氯硅烷废气等）依次经过第一冷却器2、第二冷却器3和第三冷却器4完成初步冷却后进入压缩机5，压缩完成后，再次进入第四冷却器6和第一分离罐7，一次冷凝后的氯硅烷直接进入氯硅烷冷凝液罐12；一次冷凝未完成冷凝的气体再次进入第五冷却器8和第二分离罐9，二次冷凝后的氯硅烷直接进入氯硅烷冷凝液罐12；二次冷凝未完成冷凝的气体再次进入氟利昂冷却器10和第三分离罐11，三次冷凝后的氯硅烷直接进入氯硅烷冷凝液罐12；不含氯硅烷的尾气作为第五冷却器8的冷介质，换热后直接外排。本实用新型中尾气通过压缩机5加压后，氯硅烷更容易冷凝析出，所需换热面积更小，设备投资减少；同时，氯硅烷分离、回收更彻底，减少对后工序的负面影响。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，包括尾气总进管（1），其特征在于：所述尾气总进管（1）与第一冷却器（2）的热介质入口相连，所述第一冷却器（2）的热介质出口与第二冷却器（3）的热介质入口相连，所述第二冷却器（3）的热介质出口与第三冷却器（4）的热介质入口相连，所述第三冷却器（4）的热介质出口与压缩机（5）的进气口相连，所述压缩机（5）的出气口与第四冷却器（6）的热介质入口，所述第四冷却器（6）的热介质出口与第一分离罐（7）的入口相连，所述第一分离罐（7）的出气端与第五冷却器（8）的热介质入口相连，所述第五冷却器（8）的热介质出口与第二分离罐（9）的入口相连，所述第二分离罐（9）的出气口与氟利昂冷却器（10）的热介质入口相连，所述氟利昂冷却器（10）的热介质出口与第三分离罐（11）的进口相连，所述第一分离罐（7）、第二分离罐（9）和第三分离罐（11）的出液口与氯硅烷冷凝液罐（12）的入口相连。

2.根据权利要求1所述的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，其特征在于：所述第一冷却器（2）和第四冷却器（6）的冷介质入口与循环水上水管（14）相连，所述第一冷却器（2）和第四冷却器（6）的冷介质出口与循环水回水管（15）相连。

3.根据权利要求2所述的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，其特征在于：所述第二冷却器（3）的冷介质入口与7℃水上水管（16）相连，所述第二冷却器（3）的冷介质出口与7℃水回水管（17）相连。

4.根据权利要求3所述的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，其特征在于：所述第三冷却器（4）的冷介质入口与氯硅烷冷凝液罐（12）的出液口相连，所述第三冷却器（4）的冷介质出口与氯硅烷凝液出管（18）相连。

5.根据权利要求4所述的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，其特征在于：所述第五冷却器（8）的冷介质入口与第三分离罐（11）的出气口相连，所述第五冷却器（8）的冷介质出口与排空管（19）相连。

6.根据权利要求1或5所述的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，其特征在于：所述氯硅烷冷凝液罐（12）的出气口与第三分离罐（11）的进气口相连。

7.根据权利要求6所述的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，其特征在于：所述尾气总进管（1）与还原废气进管（1.1）、尾气回收管（1.2）、精馏废气进管（1.3）、罐区废气进管（1.4）、冷氢化废气进管（1.5）和其他含氯硅烷废气进管（1.6）相连。

8.根据权利要求1所述的一种多晶硅含氯硅烷尾气节能回收系统，其特征在于：所述压缩机（5）的进气端还与其他含氢气或氯化氢废气进管（13）相连。

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