CN220376369U - 一种聚氯硅烷处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于多晶硅生产技术领域。鉴于现有在合成炉或冷氢化流化床反应器合成氯硅烷的过程中，会在生产中衍生物聚氯硅烷，会造成系统不能正常运转，或者影响硅棒质量问题，本实用新型提供了一种聚氯硅烷处理装置，该装置包括脱高沸塔；裂解釜，和所述脱高沸塔底部的低沸物出口连通；加热器，用于加热所述裂解釜中的釜液；冷凝器，进口和所述脱高沸塔顶部的高沸物出口连通；氯硅烷储罐，和所述冷凝器的出口连通；其中，所述脱高沸塔还设有气相进口，并和所述裂解釜顶部的气相出口连通，以将所述氯硅烷混合物送回脱高沸塔，去除未裂解的氯硅烷低聚物，得到氯硅烷混合液。该装置处理流程短，耗能低，且效率高。
Description
技术领域
本实用新型属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种聚氯硅烷处理装置。
背景技术
目前，多晶硅企业生产光伏材料多晶硅最广泛的方法，是以高纯三氯氢硅作为原料，在还原炉中与氢气在高温硅芯表面发生还原反应，沉积形成多晶硅棒。此方法是由德国西门子公司实用新型，因而命名为“西门子法”。
西门子法中需要的原料之一的三氯氢硅，主要是用工业硅粉与氯化氢在合成炉中合成，或者是用工业硅粉与四氯化硅及氢气通入冷氢化流化床反应器中合成。合成出来的氯硅烷（对三氯氢硅、二氯二氢硅及四氯化硅混合液的统称），在经过粗馏、精馏等工序得到高纯的三氯氢硅。最后送至还原工序生产硅棒。
由于工业硅粉中带有很多的杂质，在合成炉或冷氢化流化床反应器合成氯硅烷的过程中，会产生衍生物聚氯硅烷，此物质是一种黏度高、沸点高的有害物质，不能用于生产硅棒，必须不断地从系统中进行分离并处理。不然会造成系统不能正常运转，或者影响硅棒的质量。
实用新型内容
鉴于现有在合成炉或冷氢化流化床反应器合成氯硅烷的过程中，会在生产中衍生物聚氯硅烷，会造成系统不能正常运转或影响硅棒质量问题，本实用新型的目的之一在于提供一种聚氯硅烷处理装置，以对聚氯硅烷进行处理并回收氯硅烷，以减少排放量。
一种聚氯硅烷处理装置，包括：脱高沸塔，用于使含聚氯硅烷的氯硅烷混合料组分分离，在塔釜得到高浓度聚氯硅烷；裂解釜，和所述脱高沸塔底部的高沸物出口连通，用于使所述高浓度聚氯硅烷裂解得到氯硅烷混合物；加热器，用于加热所述裂解釜中的釜液；冷凝器，进口和所述脱高沸塔顶部的低沸物出口连通；氯硅烷储罐，和所述冷凝器的出口连通。
其中，所述脱高沸塔还设有裂解气相进口，并和所述裂解釜顶部的裂解气相出口连通，以将所述氯硅烷混合物送回所述脱高沸塔，去除未裂解的聚氯硅烷，得到氯硅烷混合气。
在本实用新型公开的其中一个技术方案中，所述加热器包括加热夹套，套设在所述裂解釜的外壁。
在本实用新型公开的其中一个技术方案中，所述加热夹套的内部形成有加热气道，并和蒸汽发生组件连通。
在本实用新型公开的其中一个技术方案中，所述裂解釜有多个；多个所述裂解釜之间为并联设置。
在本实用新型公开的其中一个技术方案中，所述裂解釜为搅拌式反应釜。
在本实用新型公开的其中一个技术方案中，所述氯硅烷储罐和所述脱高沸塔之间设有回流管路。
在本实用新型公开的其中一个技术方案中，还包括再沸器，设置在所述脱高沸塔的底部。
在本实用新型公开的其中一个技术方案中，所述裂解气相进口设置在所述脱高沸塔的中部。
在本实用新型公开的其中一个技术方案中，所述裂解釜的底部设有氯化氢进口，顶部设有裂解剂进口。
通过以上说明可知，本实用新型的有益效果是：
裂解釜顶部产生的裂解气相直接进入脱高沸塔适当的塔板位置，无需先进行冷却后，即可进行组分分离，能耗更低，且只需一个脱高沸塔即可处理全部的气液相，有利于节约成本；进一步地，裂解釜采用搅拌式反应釜，且裂解釜的外表面套设有加热夹套，集成了反应和蒸发两种功能，处理流程短，有利于提高效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的流程示意结构图。
附图标记：1-脱高沸塔；11-废料进口；12-气相进口；13-高沸物出口；14-低沸物出口；15-回流管路；2-裂解釜；21-高沸物进口；22-裂解气相出口；23-裂解剂进口；24-氯化氢进口；25-杂质出口；3-冷凝器；4-氯硅烷储罐；5-加热夹套；6-再沸器。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
本实用新型实施例公开了一种聚氯硅烷处理装置，其结构如附图1所示，包括脱高沸塔1、裂解釜2、氯硅烷储罐3和冷凝器4。
具体地，脱高沸塔1的侧壁中部设有废料进口11和裂解气相进口12、底部设有高沸物出口13、顶部设有低沸物出口14。裂解釜2的顶部设有高沸物进口21、裂解气相出口22和裂解剂进口23、底部设有氯化氢进口24和杂质出口25，且裂解釜2的外侧设有加热夹套5。
其中，裂解釜2的高沸物进口21和脱高沸塔1的高沸物出口13连通，裂解釜2的裂解气相出口22和脱高沸塔1的裂解气相进口12连通。冷凝器4的进口和低沸物出口14连通，氯硅烷储罐3和冷凝器4的出口连通。
在实际使用过程中，上述聚氯硅烷处理装置的流程为：
首先，将含聚氯硅烷的浆料从废料进口11进入脱高沸塔1，使含聚氯硅烷的浆料中的高沸物和低沸物分离；低沸物四氯化硅被蒸发，从低沸物出口14进入冷凝器4冷凝后，送至氯硅储罐3中进行储存；高沸物聚氯硅烷从底部的高沸物出口13进入裂解釜2中。
随后，通过加热夹套5加热裂解釜2，使得聚氯硅烷中含有的少量四氯化硅被蒸发成气相，并经裂解气相出口22、裂解气相进口12再次进入脱高沸塔1中，从而对裂解釜2中的聚氯硅烷进一步浓缩，反复几次操作后，得到高浓度的聚氯硅烷。
最后，通过氯化氢进口23和裂解剂进口24分别向裂解釜2中通入裂解剂和气相氯化氢，使得聚氯硅烷进行裂解反应，生成氯硅烷混合物，并经加热夹套5的加热作用下，蒸发成气相并经裂解气相出口22、裂解气相进口12进入脱高沸塔1进行组分分离，脱除未裂解的聚氯硅烷，并通过冷凝器4冷凝后，得到液相氯硅烷；当裂解釜2中的液位不再下降时，说明裂解反应完成，裂解釜2内剩余的高浓度杂质从底部的杂质出口25流入水解系统进行水解排放。
经冷凝器4冷凝分离后的液相硅烷，进入氯硅烷储罐3进行暂存，氯硅烷储罐3中的液相硅烷经回流泵加压，一部分通过回流管路15进入脱高沸塔1中进行回流，一部分则进行采出。
在一些实施例中，脱高沸塔1的底部还设有再沸器6。
作为上述实施例的具体实施方式，裂解釜2为搅拌式反应釜。
更具体地，裂解釜2设置有多个，多个裂解釜2之间并联设置，从而方便进行切换操作，以提高处理效率。
作为上述实施例的具体实施方式，加热夹套5内形成有加热气道，并和蒸汽发生组件（附图未示出）连通，从而通过蒸汽对裂解釜2中的釜液进行加热。
可以理解的是，还可以采用水相加热、电磁加热等等，本实施例并不以此为限。
通过以上说明可知，本实用新型实施例的工作原理和有益效果是：
裂解釜2顶部产生的裂解气相直接进入脱高沸塔1适当的塔板位置，无需先进行冷却后，即可进行组分分离，能耗更低，且只需一个脱高沸塔即可处理全部的气液相，有利于节约成本；进一步地，裂解釜2采用搅拌式反应釜，且裂解釜2的外表面套设有加热夹套5，集成了反应和蒸发两种功能，处理流程短，有利于提高效率。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种聚氯硅烷处理装置，其特征在于，包括：
脱高沸塔，用于使含聚氯硅烷的氯硅烷混合料组分分离，在塔釜得到高浓度聚氯硅烷；
裂解釜，和所述脱高沸塔底部的高沸物出口连通，用于使所述高浓度聚氯硅烷裂解得到氯硅烷混合物；
加热器，用于加热所述裂解釜中的釜液；
冷凝器，进口和所述脱高沸塔顶部的低沸物出口连通；
氯硅烷储罐，和所述冷凝器的出口连通；
其中，所述脱高沸塔还设有裂解气相进口，并和所述裂解釜顶部的裂解气相出口连通，以将所述氯硅烷混合物送回所述脱高沸塔，去除未裂解的聚氯硅烷，得到氯硅烷混合气。
2.根据权利要求1所述的聚氯硅烷处理装置，其特征在于，所述加热器包括加热夹套，套设在所述裂解釜的外壁。
3.根据权利要求2所述的聚氯硅烷处理装置，其特征在于，所述加热夹套的内部形成有加热气道，并和蒸汽发生组件连通。
4.根据权利要求1所述的聚氯硅烷处理装置，其特征在于，所述裂解釜有多个；多个所述裂解釜之间为并联设置。
5.根据权利要求1所述的聚氯硅烷处理装置，其特征在于，所述裂解釜为搅拌式反应釜。
6.根据权利要求1所述的聚氯硅烷处理装置，其特征在于，所述氯硅烷储罐和所述脱高沸塔之间设有回流管路。
7.根据权利要求1所述的聚氯硅烷处理装置，其特征在于，还包括再沸器，设置在所述脱高沸塔的底部。
8.根据权利要求1所述的聚氯硅烷处理装置，其特征在于，所述裂解气相进口设置在所述脱高沸塔的中部。
9.根据权利要求1所述的聚氯硅烷处理装置，其特征在于，所述裂解釜的底部设有氯化氢进口，顶部设有裂解剂进口。
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