一种三氯氢硅合成废气加压深冷系统的制作方法

本实用新型涉及一种废气处理系统，具体涉及一种三氯氢硅合成废气加压深冷系统。

背景技术：

三氯氢硅是合成有机硅的重要中间体，也是制备多晶硅的主要原料。制备三氯氢硅比较成熟的工艺是采用金属硅粉和气体氯化氢制备，其主要流程包括：氯化氢合成、三氯氢硅合成、三氯氢硅分离提纯等主要工序。

三氯氢硅制备过程中产生的废气主要成分是氢气、氯化氢和氯硅烷，其处理方法是国内业界的热点话题之一，现有技术中一般采用水喷淋中和处理法来处理，废气在微正压(30KPa)下经深冷至-60℃后，未被冷凝的气相进废气淋洗塔进行水解，冷凝下来的氯硅烷回收利用，但因是低压冷凝，冷凝效果有限，仍有部分氯硅烷损失，造成资源浪费，导致生产成本增加。损失的这部分氯硅烷进入废气淋洗塔水解，会造成废气淋洗塔负荷增加、污水处理负荷增加、CaO消耗量增加、三效蒸发负荷增加(蒸汽消耗量增加)、排渣量增加及环境压力加重等后果。

技术实现要素：

有鉴于此，针对现有技术的不足，本实用新型提供一种三氯氢硅合成废气加压深冷系统，使排放到废气淋洗塔中的废气氯硅烷含量处于较低水平，降低氯硅烷消耗量，降低Ca0消耗量、三效蒸发蒸汽消耗量、外排渣量。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为采用一种三氯氢硅合成废气加压深冷系统，它包括废气前缓冲罐、硅粉过滤器、压缩机、废气后缓冲罐、废气冷凝器、废气深冷器、事故气体缓冲罐、冷凝液罐、冷凝液泵和淋洗塔，废气前缓冲罐气体出口连接硅粉过滤器，硅粉过滤器的气体出口连接压缩机，压缩机气体出口连接废气后缓冲罐，废气后缓冲罐气体出口连接废气冷凝器的管程入口，废气冷凝器的管程出口连接废气深冷器的管程进口，废气深冷器的管程出口连接废气冷凝器的壳程进口，废气冷凝器的壳程出口连接事故气体缓冲罐，事故气体缓冲罐的气体出口连接淋洗塔，废气冷凝器和废气深冷器的冷凝液出口连接冷凝液罐，冷凝液罐出口连接冷凝液泵。

进一步的，所述压缩机将废气加压至0.45MPa后进入废气后缓冲罐。

进一步的，所述废气后缓冲罐的气体出口上设置有稳压管线至硅粉过滤器的气体入口，以保证压缩机的正常工作。

进一步的，由于废气前缓冲罐、硅粉过滤器、废气后缓冲罐和事故气体缓冲罐里会有少量的氯硅烷冷凝液，特别是在冬季时，所以将废气前缓冲罐、硅粉过滤器、事故气体缓冲罐的液体出口连接冷凝液泵进口，废气后缓冲罐的液体出口连接冷凝液罐，根据液位计显示液位情况，启动冷凝液泵将冷凝液输送至后续工序。

进一步的，所述废气前缓冲罐的气体出口设置有应急管线与事故气体缓冲罐的气体入口连接，当压缩机出现故障时，可以将废气通过应急管线直接排入事故废气缓冲罐，再排入淋洗塔处理，避免故障停工造成的损失。

进一步的，所述废气前缓冲罐的气体出口管线上设置有调节阀，当废气量突然增大时，可以将部分废气通过应急管线排入事故废气缓冲罐，再排入淋洗塔处理，防止废气量突然增大造成的压缩机进口压力超压跳停故障。

进一步的，所述废气冷凝器壳程的气体出口管线上设置有调节阀，可以将前系统压力稳定在0.45MPa，达到加压冷凝的目的，增加氯硅烷的冷凝回收量。

与现有技术相比，本实用新型提供的三氯氢硅合成加压深冷系统，通过设计的加压深冷路线，能更多的回收氯硅烷，经实验，氯硅烷的回收量从252.58Kg/h增加到306.69Kg/h，增加了21.4％的氯硅烷回收量，从而可进一步降低氯硅烷的消耗量，降低Ca0的消耗量、三效蒸发蒸汽消耗量和外排渣量。同时本实用新型在压缩机前设计硅粉过滤器，避免了废气中的微小硅粉损坏压缩机的问题，而在废气前缓冲罐的气体入口管线上设置调节阀，避免了废气量突然增大造成的压缩机进口压力超压跳停故障。

综上，本实用新型系统结构简单，使用方便，除能降低生产成本、减轻环境压力外，还将进一步降低现有氯耗、硅耗、氢耗等指标。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图例说明：

1-废气前缓冲罐，2-硅粉过滤器，3-压缩机，4-废气后缓冲罐，5-废气冷凝器， 6-废气深冷器，7-事故气体缓冲罐，8-冷凝液罐，9-冷凝液泵，10-淋洗塔，11-调节阀，12-稳压管线，13-应急管线，14-调节阀。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和优选实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1，本实用新型提供了一种三氯氢硅合成废气加压深冷系统，它包括废气前缓冲罐1、硅粉过滤器2、压缩机3、废气后缓冲罐4、废气冷凝器5、废气深冷器6、事故气体缓冲罐7、冷凝液罐8、冷凝液泵9和淋洗塔10，废气前缓冲罐1 的气体出口连接硅粉过滤器2，硅粉过滤器2的气体出口连接压缩机3，压缩机3 气体出口连接废气后缓冲罐4，废气后缓冲罐4气体出口连接废气冷凝器5的管程入口，废气冷凝器5的管程出口连接废气深冷器6的管程进口，废气深冷器6的管程出口连接废气冷凝器5的壳程进口，废气冷凝器5的壳程出口经调节阀14稳定前系统压力后连接事故气体缓冲罐7，事故气体缓冲罐7的气体出口连接淋洗塔10，废气冷凝器5的冷凝液出口和废气深冷器6的冷凝液出口连接冷凝液罐8，冷凝液罐8出口连接冷凝液泵9。废气后缓冲罐4的气体出口上设置有稳压管线12至硅粉过滤器2的气体入口，以保证压缩机的正常工作。废气前缓冲罐1、硅粉过滤器2 和事故气体缓冲罐7的液体出口连接冷凝液泵9，废气后缓冲罐4的液体出口连接冷凝液罐8，根据液位计显示液位情况，启动冷凝液泵9将冷凝液输送至后续工序。废气前缓冲罐1的气体出口管线上设置有调节阀11，防止废气量突然增大造成的压缩机进口压力超压跳停故障。废气前缓冲罐1的气体出口设置有应急管线13与事故气体缓冲罐7的气体入口连接，当压缩机出现故障时，可以将废气通过应急管线直接排入事故废气缓冲罐，再排入淋洗塔处理，避免故障停工造成的损失。

本实用新型的具体工作流程为：废气进入废气前缓冲罐1，经硅粉过滤器2过滤后，经压缩机3加压至0.45MPa后进入废气后缓冲罐4，经废气冷凝器5管程、废气深冷器6管程、废气冷凝器5壳程后再经调节阀14稳定前系统压力后进入事故气体缓冲罐7中，再排放至淋洗塔10中进行处理，而废气冷凝器5管程和废气深冷器6管程冷凝下来的氯硅烷进入冷凝液罐8中，根据冷凝液罐8中的液位计显示液位情况，启动冷凝液泵9将冷凝液输送至后续工序。

经试验正交统计，采用本实用新型系统处理的三氯氢硅合成废气，氯硅烷的回收量平均为306.69Kg/h。

将上述相同的三氯氢硅合成废气用现有的废气处理系统处理，即废气直接经冷凝器冷凝后排入淋洗塔处理，冷凝液入冷凝液罐储存，经试验正交统计，氯硅烷的回收量平均为252.58Kg/h。

综上，本实用新型通过设计的加压深冷路线，增加了21.4％的氯硅烷回收量，从而可进一步降低氯硅烷的消耗量，降低Ca0的消耗量、三效蒸发蒸汽消耗量和外排渣量。

应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。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的精神和范围内，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。