CN219950502U - 一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，属于多晶硅生产中合成气处理装置技术领域，包括并联的高处理量的大洗涤塔和低处理量的小洗涤塔，大洗涤塔和小洗涤塔的顶部出料口通过管线连接冷凝器，冷凝器的液相出口连接产品液储罐，大洗涤塔和小洗涤塔的底部均通过管线连接渣浆缓冲罐，解决现有技术中多个三氯氢硅合成炉后端连接的洗涤系统中的洗涤塔，存在待处理气量与洗涤塔负荷不匹配，导致洗涤效果不佳、易堵塞设备的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于多晶硅生产中合成气处理装置技术领域，具体涉及一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统。
背景技术
在多晶硅生产中，由三氯氢硅合成炉顶部出去的合成气，温度约300℃，合成气中含有氯硅烷、氢气、硅粉、金属氯化物及高沸物，常规的处理方式为：将合成气经硅粉过滤器进行过滤，除去大部分大颗粒硅粉，然后再送入洗涤塔中进行洗涤。因进入洗涤塔的高温混合气体整体热负荷较小，对应所需的喷淋液的喷淋量较小，但由于洗涤塔的喷淋液喷淋量较小又会出现洗涤效果不好、塔盘容易堵塞的问题，这主要是该工段采用板式洗涤塔结构的原因，板式洗涤塔的设计运行负荷范围一般是60%~120%，若负荷低于60%，易漏液，造成洗涤效果不好的问题；而负荷高于120%，易液泛，同样会出现洗涤效果不好的问题。以本公司在先使用的一套洗涤系统为例，连接四台三氯氢硅合成炉，设计有1个洗涤塔，该洗涤塔的设计可满足4台三氯氢硅合成炉100%负荷运行，当只有1台三氯氢硅合成炉运行或只需要同时处理1台三氯氢硅合成炉时，洗涤塔负荷过小，易漏液，造成洗涤效果不好的问题。为避免塔盘堵塞，通常会采取加大喷淋量，后从洗涤塔底部连续采出产品液到产品罐的方式进行处理。
这种采用加大喷淋液量的方式，虽可以达到避免塔盘堵塞的目的，但洗涤后，存在大量硅粉、金属氯化物及高沸物从洗涤塔的产品液采出管线排出进入到了产品液罐，没有达到洗涤塔应有的作用，只达到了一个对合成气降温的作用。
实用新型内容
本实用新型旨在解决现有技术中当洗涤塔同时连接多个三氯氢硅合成炉时，存在洗涤塔负荷不匹配，导致洗涤效果不佳的问题。
为了实现上述发明目的，在不改变原有设备的基础上，对现有的洗涤系统进行优化，本实用新型的技术方案如下：
一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，包括并联的高处理量的大洗涤塔和低处理量的小洗涤塔，大洗涤塔和小洗涤塔的顶部出料口通过管线连接冷凝器，冷凝器的液相出口连接产品液储罐，大洗涤塔和小洗涤塔的底部均通过管线连接渣浆缓冲罐。
进一步的，所述大洗涤塔和小洗涤塔均为板式洗涤塔，大洗涤塔和小洗涤塔的外部均设有通蒸汽的夹套。
进一步的，所述大洗涤塔和小洗涤塔的中下部均设有合成气进料口，大洗涤塔和小洗涤塔的合成气进料口通过管线连接至少两台三氯氢硅合成炉。
进一步的，所述冷凝器的气相出口通过管线连接回收工序的再生氢系统。
进一步的，产品液储罐通过回用管线连接大洗涤塔和小洗涤塔的喷淋液进口，所述产品液储罐后端还连接有产品液采出管线。
进一步的，所述渣浆缓冲罐上设有搅拌机构。
本实用新型的有益效果：
一、本实用新型中，采用包括一大一小两种处理能力的洗涤塔的洗涤系统，可根据前端三氯氢硅合成炉送往本洗涤系统的高温合成气的气体量，以及考虑洗涤塔正常运行的负荷，选择开启处理量相适应的一个洗涤塔，保证设备的正常运行以及合成气的洗涤效果，避免出现洗涤塔等设备的堵塞情况。
二、本实用新型中，所述大洗涤塔和小洗涤塔均为板式洗涤塔，大洗涤塔和小洗涤塔的外部均设有通蒸汽的夹套，大洗涤塔和小洗涤塔正常运行的负荷为60%~120%，当负荷小于60%时，可以考虑在洗涤塔外侧的夹套中通入蒸汽，以提高运行负荷，保证设备正常运行。
三、本实用新型中，大洗涤塔和小洗涤塔的中下部均设有合成气进料口，大洗涤塔和小洗涤塔的合成气进料口通过管线连接至少两台三氯氢硅合成炉，实际工业生产中，出于生产成本等原因的考虑，一套洗涤系统往往对应多台三氯氢硅合成炉，这也是出现前述的技术问题的原因，采用本系统可适应1~5台三氯氢硅合成炉合成气气体的处理问题，符合多数生产工况。另外，本系统可以几乎不改变原来的洗涤系统的基础上，再并联一个小处理量的小洗涤塔及相关管线，改动相对较小，新设备的投入成本相对较低，运行稳定，不易出现其他不可控的问题。
四、本实用新型中，冷凝器的气相出口通过管线连接回收工序的再生氢系统，产品液储罐通过回用管线连接大洗涤塔和小洗涤塔的喷淋液进口，减小新补入的洗涤液（氯硅烷）的用量，循环使用该系统中的氯硅烷，使得循环过程中的氯硅烷更洁净，硅粉、金属氯化物、高沸物等杂质含量更低，即减少产品液中的粒子数，所述产品液储罐后端还连接有产品液采出管线，可采用部分产品液。
五、本实用新型中，所述渣浆缓冲罐上设有搅拌机构，对渣浆缓冲罐中的渣浆进行搅拌，避免渣浆附着在罐体内壁，影响向渣浆的输送。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2是另一种实施方式的结构示意图。
图3是又一种实施方式的结构示意图。
图4是另一种较优实施方式的结构示意图。
图5是实施例6的结构示意图。
其中，1、大洗涤塔；2、小洗涤塔；3、冷凝器；4、产品液储罐；5、渣浆缓冲罐；6、夹套；7、三氯氢硅合成炉；8、再生氢系统；9、回用管线；10、产品液采出管线；11、泵；1.1、出料口I；1.2、合成气进料口I；1.3、喷淋液进口I；2.1、出料口II；2.2、合成气进料口II；2.3、喷淋液进口II；3.1、液相出口；3.2、气相出口；5.1、搅拌机构；a、高温合成气；b、蒸汽；c、冷凝水；d、产品液；e、不凝气；f、渣浆；g、淋洗液。
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。
实施例1
本实施例为最基本的实施方式，一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，属于多晶硅生产中合成气处理装置技术领域，包括并联的高处理量的大洗涤塔1和低处理量的小洗涤塔2，参考图1，大洗涤塔1的顶部出料口I1.1和小洗涤塔2的顶部出料口II2.1通过管线连接冷凝器3，冷凝器3的液相出口3.1连接产品液储罐4，大洗涤塔1和小洗涤塔2的底部均通过管线连接渣浆缓冲罐5。
优选的，所述渣浆缓冲罐5的内部设有搅拌机构5.1。
本洗涤系统在使用时，当前端三氯氢硅合成炉7送入的气体量符合小洗涤塔2的负荷要求时，开启小洗涤塔2的进料管线上的阀门、关闭大洗涤塔1的进料管线上的阀门，用小洗涤塔2处理高温合成气；当前端三氯氢硅合成炉7送入的气体量符合大洗涤塔1的负荷要求时，开启大洗涤塔1的进料管线上的阀门、关闭小洗涤塔2的进料管线上的阀门，用大洗涤塔1处理高温合成气。避免设备与系统负荷的不匹配性带来的洗涤效果、易堵塞设备的问题。
实施例2
本实施例是在实施例1上的进一步优选，区别在于，所述大洗涤塔1和小洗涤塔2均为板式洗涤塔，大洗涤塔1和小洗涤塔2的外部均设有通蒸汽的夹套6，参考图2，用于当洗涤塔运行达不到洗涤塔的最低运行负荷（60%）要求时，可通过在洗涤塔的夹套6通蒸汽，提高洗涤塔的负荷至符合设备要求为止。
实施例3
本实施例与实施例1-2相比，区别在于，所述大洗涤塔1和小洗涤塔2的中下部分别设有合成气进料口I1.2和合成气进料口II2.2，成气进料口I和合成气进料口II2.2通过管线连接至少两台三氯氢硅合成炉7。
实施例4
本实施例与实施例1-3相比，区别在于，本系统中经冷凝器3处理后的不凝气为氢气，参考图3，所述冷凝器3的气相出口3.2通过管线连接回收工序的再生氢系统8。
实施例5
本实施例与实施例1-4相比，区别在于，产品液储罐4通过回用管线9连接大洗涤塔1的喷淋液进口I1.3和小洗涤塔2的喷淋液进口II2.3，参考图4，将系统中洗涤后得到的氯硅烷作为洗涤液回用至大洗涤塔1和小洗涤塔2，对合成气进行洗涤，所述产品液储罐4后端还连接有产品液采出管线10，可以及时采出富余的产品液。
实施例6
本实施例以本公司的连接有四台三氯氢硅合成炉7的高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统为例，进一步说明本方案。
具体的，参考图5，包括并联的高处理量的大洗涤塔1和低处理量的小洗涤塔2，大洗涤塔1的顶部出料口I1.1和小洗涤塔2的顶部出料口II2.1通过管线连接冷凝器3，冷凝器3的液相出口3.1连接产品液储罐4，大洗涤塔1和小洗涤塔2的底部均通过管线连接渣浆缓冲罐5，所述渣浆缓冲罐5上设有搅拌机构5.1和保温机构，保温机构优选通有恒温介质的夹套。
本实施例中，所述大洗涤塔1和小洗涤塔2均为板式洗涤塔，大洗涤塔1和小洗涤塔2的外部均设有通蒸汽的夹套6。所述大洗涤塔1和小洗涤塔2的中下部分别设有合成气进料口I1.2、合成气进料口II2.2，大洗涤塔1的合成气进料口I1.2和小洗涤塔2的合成气进料口II2.2通过管线连接四台三氯氢硅合成炉7。
本实施例中，所述冷凝器3的气相出口3.2通过管线连接回收工序的再生氢系统8。产品液储罐4通过回用管线9连接大洗涤塔1和小洗涤塔2的喷淋液进口，所述产品液储罐4后端还连接有产品液采出管线10。
本实施例中，大洗涤塔1和小洗涤塔2两个板式洗涤塔的设计成不同一大一小废气处理量的洗涤塔，该洗涤塔的正常运行负荷范围一般为60%~120%，若负荷低于60%，洗涤塔易出现漏液，造成洗涤效果不好的问题，当负荷高于120%，易液泛的问题，同样洗涤效果不好。
本实施例中的小洗涤塔2，是按洗涤塔100%负荷运行时，可满足本公司两台三氯氢硅合成炉7同时运行时的需求进行设计的，这样在低负荷60%运行状态下时，即可满足1.2台三氯氢硅合成炉7运行，若只有1台三氯氢硅合成炉7运行时，可通过在小洗涤塔2的夹套6通蒸汽，提高洗涤塔的负荷至100%，小洗涤塔2在高负荷120%运行时，可满足2.4台三氯氢硅合成炉7运行，即可满足两台三氯氢硅合成炉7分别提高20%的负荷运行；对于大洗涤塔1，在100%负荷运行时，可满足四台三氯氢硅合成炉7同时运行，若只有3台三氯氢硅合成炉7运行，可通过在洗涤塔的夹套6通蒸汽，提高洗涤塔的负荷至100%，在高负荷120%运行时，可满足2.4台三氯氢硅合成炉7运行，可满足四台合成炉分别提高20%的负荷运行。一般不同时开启大洗涤塔1、小洗涤塔2两个洗涤塔，易出现偏流的问题。
本方案中，针对运行不同数量的合成炉采用不同的洗涤塔，确保运行设备与系统负荷的匹配性；设置蒸汽夹套6，提高热负荷，提高喷淋量，保证洗涤效果的同时确保塔盘不堵塞；及时将洗涤塔下来的硅粉、金属氯化物及高沸排出系统，实现其与产品液的有效分离。另外，对原有的设备改动较小，容易实现，投资成本相对较小。
Claims (6)
1.一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：包括并联的高处理量的大洗涤塔（1）和低处理量的小洗涤塔（2），大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的顶部出料口通过管线连接冷凝器（3），冷凝器（3）的液相出口（3.1）连接产品液储罐（4），大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的底部均通过管线连接渣浆缓冲罐（5）。
2.根据权利要求1所述的一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：所述大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）均为板式洗涤塔，大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的外部均设有通蒸汽的夹套（6）。
3.根据权利要求1所述的一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：所述大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的中下部均设有合成气进料口，大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的合成气进料口通过管线连接至少两台三氯氢硅合成炉（7）。
4.根据权利要求1所述的一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：所述冷凝器（3）的气相出口（3.2）通过管线连接回收工序的再生氢系统（8）。
5.根据权利要求1所述的一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：产品液储罐（4）通过回用管线（9）连接大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的喷淋液进口，所述产品液储罐（4）后端还连接有产品液采出管线（10）。
6.根据权利要求1所述的一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：所述渣浆缓冲罐（5）上设有搅拌机构（5.1）。
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