专利名称：一种三氯氢硅合成系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多晶硅生产工艺技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种三氯氢娃合成系统。
背景技术：
我国现阶段多晶硅项目工艺技术85%以上都属于西门子工艺技术，该工艺过程中，有众多系统需要进行气体过滤。具体有四氯化娃氢化生产三氯氢娃系统、三氯氢娃合成系统、还原尾气干法回收系统等。目前一般采用的过滤器均为布袋过滤器，而在生产过程中，发现布袋过滤器存在如下几个缺点I、布袋过滤器耐高温性能差。尤其是在三氯氢硅合成系统、以及四氯化硅氢化生产三氯氢硅系统中，发现布袋过滤器非常容易出现破损，导致过滤效果严重下降，最终造成后续系统堵塞；2、布袋过滤器容易破损，就造成气体中的粉尘量大量增加，最终造成产品质量出现大幅下降；3、布袋过滤器价格昂贵，目前进口的滤材折算到成品滤袋上，每平方米价格达到1000元以上；4、布袋过滤器的滤材耐腐蚀性能差，同时支撑件在检修过程中容易腐蚀，造成检修困难，且检修成本高。
实用新型内容本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种合成效率高、成本低、产品质量好的三氯氢娃合成系统。根据本实用新型示例的三氯氢硅合成系统，包括三氯氢硅合成装置和尾气处理设备，所述尾气处理设备将来自所述三氯氢硅合成装置的合成尾气进行尾气处理，所述尾气处理设备包括依次连接的沉降装置、气体过滤装置、冷凝器以及吸附塔，其中，所述气体过滤装置内设有陶瓷滤芯，且所述气体过滤装置用于将来自所述沉降装置的合成尾气进行过滤后输送给所述冷凝器，所述冷凝器用于将过滤后的合成尾气分离为液体的氯硅烷与气态的氢气和氯化氢，所述吸附塔用于吸附气态的氯化氢，以得到氢气。根据本实用新型示例的三氯氢硅合成系统，由于采用设置有陶瓷滤芯的气体过滤装置，该过滤装置具有耐高温，耐腐蚀的优良特性，而且材质稳定，不会对多晶硅产品质量造成影响；陶瓷滤芯可以根据过滤精度的要求，生产不同精度的滤芯，且陶瓷滤芯成型简单，大规模生产容易，价格低廉。所述气体过滤装置包括从上至下依次连接的上封头、直筒部和下封头，其中，所述过滤装置的上部设有用于排出过滤后的气体的出气口且下部设有用于排出废渣的排渣口，所述直筒部的下部设有用于向所述直筒内导入待过滤气体的进气口，且所述进气口的上方设有过滤部，所述过滤部包括设有通孔的花盘以及设在所述通孔中的陶瓷滤芯，所述用于处理三氯氢硅合成尾气的气体过滤装置还包括换热夹套，所述换热夹套设在所述直筒部的外部，所述换热夹套的下部设有换热介质进口且上部设有换热介质出口。所述通孔为多个，所述多个通孔沿所述花盘的径向和轴向均匀分布，每个所述通孔内均设有所述陶瓷滤芯。所述通孔和所述陶瓷滤芯的个数被设置成能够将所述气体的流速控制在O. 01
O.2m/s。所述陶瓷滤芯通过紧固件固定在所述花盘上，所述紧固件包括固定环和压盖，所述固定环焊接在所述花盘上且所述固定环的内孔与所述通孔相对应，所述压盖扣接在所述·陶瓷滤芯的顶端且与所述固定环相连接以将所述陶瓷滤芯固定在所述通孔内。所述陶瓷滤芯为氧化铝滤芯。所述氧化铝滤芯的过滤精度为800 1500目。所述直筒部内还设有进气环管和折流板，所述进气环管与所述进气口相连接，所述折流板位于所述陶瓷滤芯与所述进气环管之间。所述进气环管上均匀地间隔设有多个出口，且所述折流板有多个，所述多个折流板沿所述直筒部的内壁螺旋上升且在所述直筒部的圆周方向上均匀分布。所述直筒部上设有检修口，所述检修口位于所述过滤部的上方。 所述出气口设在所述上封头的顶端且所述排渣口设在所述下封头的底端。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对示例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是根据本实用新型示例的三氯氢硅合成系统示意图；图2是根据本实用新型示例的气体过滤装置结构示意图；图3是根据本实用新型示例的气体过滤装置陶瓷滤芯分布示意图；图4是根据本实用新型示例的气体过滤装置陶瓷滤芯紧固件示意图；图5是根据本实用新型示例的三氯氢硅合成尾气的处理方法的流程示意图；图6是根据本实用新型示例的三氯氢硅合成系统处理流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的示例，所述示例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的示例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。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”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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“ 第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面首先结合图I描述根据本实用新型的三氯氢硅合成系统。如图I所示，根据本实用新型示例的三氯氢硅合成系统包括三氯氢硅合成装置和尾气处理设备，所述尾气处理设备将来自所述三氯氢硅合成装置的合成尾气进行尾气处理，所述尾气处理设备包括依次连接的沉降装置50、气体过滤装置60、冷凝器70以及吸附塔80，其中，气体过滤装置60内设有陶瓷滤芯，且气体过滤装置60用于将来自沉降装置50的合成尾气进行过滤后输送给冷凝器70，冷凝器70用于将过滤后的合成尾气分离为液体的氯娃烧与气态的氢气和氯化氢，吸附塔80用于吸附气态的氯化氢，以得到氢气。根据本实用新型示例的三氯氢硅合成系统，由于采用设置有陶瓷滤芯的气体过滤装置，该过滤装置具有耐高温，耐腐蚀的优良特性，而且材质稳定，不会对多晶硅产品质量造成影响；陶瓷滤芯可以根据过滤精度的要求，生产不同精度的滤芯，且陶瓷滤芯成型简单，大规模生产容易，价格低廉，通过该系统可以过滤得到纯度较高的氢气。
以下结合附图具体描述上述示例中的气体过滤装置。如图2所示，优选地，该气体过滤装置可以包括从上至下依次连接的上封头10、直筒部20、下封头30和换热夹套40。其中，所述气体过滤装置的上部设有用于排出过滤后的气体的出气口 11且下部设有用于排出废渣的排渣口 31，直筒部20的下部设有用于向所述直筒内导入待过滤气体的进气口 21，且进气口 21的上方设有过滤部，过滤部包括设有通孔的花盘22以及设在通孔中的陶瓷滤芯23，换热夹套40设在直筒部20的外部，换热夹套40的下部设有换热介质进口 41且上部设有换热介质出口 42。由此，根据上述气体过滤装置，由于采用了陶瓷滤芯23，使得气体过滤装置具有耐高温,耐腐蚀的优良特性,而且材质稳定,不会对多晶硅产品质量造成影响；陶瓷滤芯23可以根据过滤精度的要求，生产不同精度的滤芯，且陶瓷滤芯23成型简单，大规模生产容易，价格低廉；气体过滤装置外部设有换热夹套40，能够保证过滤温度，有效防止气体的冷凝，也能有效防止部分温度过高，造成内置紧固件的损坏。进一步考虑到成本及大规模生产问题，在一个示例中，优选地，陶瓷滤芯23为氧化铝滤芯。由此,该材质的陶瓷滤芯23既可以满足耐高温、耐腐蚀的要求，而且容易大规模生产，可以进一步降低生产成本。在一个示例中，如图3所示，通孔为多个，多个通孔沿花盘22的径向和轴向均匀分布，每个通孔内均设有陶瓷滤芯23。由此，通过设置多个通孔，可以将过滤孔道分开，根据换热面积以及花盘22的尺寸布置陶瓷滤芯23达到过滤效果，避免出现过滤孔道堵塞即整体不能使用的情况，提高过滤装置的实用性。考虑到气体体积及过滤面积的问题，在一个示例中，通孔和陶瓷滤芯23的个数被 设置成能够将所述气体的流速控制在O. 01 O. 2m/s。由此，在该流速下可以使气体得到更充分的过滤。在一个示例中，如图4所示，陶瓷滤芯23通过紧固件固定在花盘22上，所述紧固件包括固定环241和压盖242，固定环241焊接在花盘22上且固定环241的内孔与通孔相对应，压盖242扣接在陶瓷滤芯23的顶端且与固定环241相连接以将陶瓷滤芯23固定在通孔内。由此,可以将陶瓷滤芯23固定于花盘22上，并且固定方式合理，方便进行拆卸、安装，降低检修难度。在一个示例中，所述氧化铝滤芯的过滤精度为800 1500目。由此，可以根据需要过滤掉目数较大的粉尘。在一个示例中，直筒部20内还设有进气环管25和折流板26，进气环管25与进气口 21相连接，折流板26位于陶瓷滤芯26与进气环管25之间。进一步地，在一个示例中，进气环管25上均匀地间隔设有多个出口 251，且折流板26有多个，多个折流板26沿直筒部20的内壁螺旋上升且在直筒部20的圆周方向上均匀分布。由此，进气环管25以及折流板26能够有效保证进气均匀，达到促进过滤芯过滤均匀的目的，同时，气流中的粉尘能够在折流板26作用下部分沉降，达到减轻过滤芯负荷的作用。有利地，在一个示例中，直筒部20上设有检修口 27，检修口 27位于所述过滤部的上方。由此，通过设置检修口 27，可以方便进行故障检修，不需要拆卸设备。在一个示例中，出气口 11设在上封头10的顶端且排渣口 31设在下封头30的底端。由此，可以便于过滤装置的排洛，省去了拆卸设备的过程。下面进一步结合图5描述根据本实用新型的三氯氢硅合成系统中三氯氢硅合成尾气的处理方法的流程。具体地，所述三氯氢硅合成尾气的处理方法包括以下步骤a)将所述三氯氢硅合成尾气进行沉降处理，并将沉降处理后的三氯氢硅合成尾气利用气体过滤装置进行过滤，以除去其中的固体杂质，其中，所述气体过滤装置为根据上述示例所述的气体过滤装置。b)将过滤后的三氯氢硅合成尾气进行冷凝，以得到液体的氯硅烷和气态的氢气与氯化氢的混合物。[0055]c)将氢气与氯化氢的混合物通过吸附剂进行吸附，以吸附其中的氯化氢，得到高
纯氢气。由于根据本实用新型上述的气体过滤装置具有上述的技术效果，因此，上述三氯氢硅合成尾气的处理方法也具有相应的技术效果，并且通过该处理方法可以过滤得到纯度较高的氢气。为了保证过滤装置的正常运行，提高过滤 效率，优选地，可以控制气体过滤装置的进气温度为250 300°C，进气压力为O. 05 O. 3MPa，进气流量为500 2000Nm3/h。下面结合实施例和附图具体描述根据本实用新型的三氯氢硅合成系统的处理流程。实施例I如图6所示，首先将硅粉和氯化氢通入三氯氢硅合成装置进行三氯氢硅合成，然后将合成尾气通过沉降装置50进行沉降收尘以除去其中的高氯硅烷和固体杂质，合成尾气组分为氯硅烷、氢气和氯化氢。将沉降收尘后的气体通入气体过滤装置60进行过滤，控制气体过滤装置60的进气温度为250 300°C，进气压力为O. 05 O. 3MPa，进气流量为500 2000Nm3/h，过滤精度为800 1500目。将过滤后气体通入冷凝器70进行冷凝，将过滤后的合成尾气分离为液体的氯硅烷与气态的氢气和氯化氢，在将其通入吸附塔80吸附气态的氯化氢，得到高纯氢气。高纯氢气进行合成得到氯化氢，氯化氢可作为原料与硅粉进行三氯氢硅合成。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例示例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该示例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个示例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的示例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个示例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的示例，可以理解的是，上述示例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述示例进行变化、修改、替换和变型。
权利要求1.一种三氯氢硅合成系统，所述合成系统包括三氯氢硅合成装置和尾气处理设备，所述尾气处理设备将来自所述三氯氢硅合成装置的合成尾气进行尾气处理，所述尾气处理设备包括依次连接的沉降装置、气体过滤装置、冷凝器以及吸附塔，其中， 所述气体过滤装置内设有陶瓷滤芯，且所述气体过滤装置用于将来自所述沉降装置的合成尾气进行过滤后输送给所述冷凝器， 所述冷凝器用于将过滤后的合成尾气分离为液体的氯硅烷与气态的氢气和氯化氢， 所述吸附塔用于吸附气态的氯化氢，以得到氢气。
2.根据权利要求I所述的三氯氢硅合成系统，其特征在于，所述气体过滤装置包括从上至下依次连接的上封头、直筒部和下封头，其中， 所述过滤装置的上部设有用于排出过滤后的气体的出气口且下部设有用于排出废渣的排渣口， 所述直筒部的下部设有用于向所述直筒内导入待过滤气体的进气口，且所述进气口的上方设有过滤部，所述过滤部包括设有通孔的花盘以及设在所述通孔中的陶瓷滤芯， 所述用于处理三氯氢硅合成尾气的气体过滤装置还包括 换热夹套，所述换热夹套设在所述直筒部的外部，所述换热夹套的下部设有换热介质进口且上部设有换热介质出口。
3.根据权利要求2所述的三氯氢硅合成系统，其特征在于，所述通孔为多个，所述多个通孔沿所述花盘的径向和轴向均匀分布，每个所述通孔内均设有所述陶瓷滤芯。
4.根据权利要求3所述的三氯氢硅合成系统，其特征在于，所述通孔和所述陶瓷滤芯的个数被设置成能够将所述气体的流速控制在O. Ol O. 2m/s。
5.根据权利要求2所述的三氯氢硅合成系统，其特征在于，所述陶瓷滤芯通过紧固件固定在所述花盘上，所述紧固件包括固定环和压盖，所述固定环焊接在所述花盘上且所述固定环的内孔与所述通孔相对应，所述压盖扣接在所述陶瓷滤芯的顶端且与所述固定环相连接以将所述陶瓷滤芯固定在所述通孔内。
6.根据权利要求2所述的三氯氢硅合成系统，其特征在于，所述陶瓷滤芯为氧化铝滤 芯
7.根据权利要求6所述的三氯氢硅合成系统，其特征在于，所述氧化铝滤芯的过滤精度为800 1500目。
8.根据权利要求2所述的三氯氢硅合成系统，其特征在于，所述直筒部内还设有进气环管和折流板，所述进气环管与所述进气口相连接，所述折流板位于所述陶瓷滤芯与所述进气环管之间。
9.根据权利要求8所述的三氯氢硅合成系统，其特征在于，所述进气环管上均匀地间隔设有多个出口，且所述折流板有多个，所述多个折流板沿所述直筒部的内壁螺旋上升且在所述直筒部的圆周方向上均匀分布。
10.根据权利要求2所述的三氯氢硅合成系统，其特征在于，所述直筒部上设有检修口，所述检修口位于所述过滤部的上方。
11.根据权利要求2所述的三氯氢硅合成系统，其特征在于，所述出气口设在所述上封头的顶端且所述排渣口设在所述下封头的底端。
专利摘要本实用新型公开了一种三氯氢硅合成系统，包括三氯氢硅合成装置和尾气处理设备，所述尾气处理设备将来自所述三氯氢硅合成装置的合成尾气进行尾气处理，所述尾气处理设备包括依次连接的沉降装置、气体过滤装置、冷凝器以及吸附塔，其中，所述气体过滤装置内设有陶瓷滤芯，且所述气体过滤装置用于将来自所述沉降装置的合成尾气进行过滤后输送给所述冷凝器，所述冷凝器用于将过滤后的合成尾气分离为液体的氯硅烷与气态的氢气和氯化氢，所述吸附塔用于吸附气态的氯化氢，以得到氢气。根据本实用新型的系统，由于采用设置有陶瓷滤芯的气体过滤装置，该过滤装置具有耐高温，耐腐蚀的优良特性，而且材质稳定，不会对多晶硅产品质量造成影响。
文档编号C01B33/107GK202785673SQ201220397668
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者万烨, 严大洲, 毋克力, 肖荣晖, 汤传斌 申请人:中国恩菲工程技术有限公司