专利名称：多晶硅生产的尾气回收处理方法
技术领域：
本发明涉及多晶硅生产的尾气回收系统，特别涉及多晶硅生产的尾气回收处理方法。
背景技术：
在改良西门子法生产多晶硅的过程中产生的尾气主要有三氯氢硅还原尾气、四氯化娃热氢化尾气和三氯氢娃合成尾气，它们的主要成分都是氢气、三氯氢娃、四氯化娃以及少量的氯化氢和二氯二氢硅。生产多晶硅产生的尾气的干法回收系统是改良西门子法的核心技术之一，它主要包括尾气冷凝、压缩、尾气吸收及脱吸、吸附精制氢气四个部分，具体为，(I)尾气冷凝先对尾气进行冷凝，以回收尾气中的三氯氢硅和四氯化硅；(2)压缩对步骤(I)所得的主要成分为氢气、氯化氢气体和二氯二氢硅气体的不凝尾气压缩；(3)尾气吸收经步骤(2)压缩后的所述不凝尾气进入吸收塔，采用氯硅烷液体(主要成分为四氯化硅和/或三氯氢硅)作为吸收剂，吸收塔塔顶排出粗氢气，塔底采出吸收了不凝尾气的氯硅烷溶液；(4)尾气脱吸经步骤(3)吸收了不凝尾气的氯硅烷溶液进入脱吸塔中，对氯硅烷中的氯化氢进行脱吸，脱吸塔顶部气相采出氯化氢，脱吸塔塔底采出脱吸了氯化氢的氯硅烷液体，脱吸了氯化氢的氯硅烷液体大部分再循环用作吸收塔的吸收剂；(5)吸附精制氢气将步骤(2)中所述粗氢气送往吸附精制氢气工艺。上述现有回收处理多晶硅生产尾气的工艺存在以下缺陷(I)、步骤(4)在对富含了氯化氢的氯硅烷液体进行脱吸时，氯化氢是轻关键组分，二氯二氢硅是重关键组分，即脱吸后二氯二氢硅残留在脱吸塔釜采出的氯硅烷液体中，这样可从塔顶获得氯硅烷浓度含量低的氯化氢；但在实际生产过程中，为了节约生产成本，釜底采出的脱吸了氯化氢的氯硅烷液体仅少量被送往回收氯硅烷，大部分都被循环用作吸收剂，即循环应用在上述步骤(3)中，初始被循环利用的氯硅烷液体中二氯二氢硅摩尔含量约为O. 6-1. 5 %，逐次富集，摩尔含量可高达15-25%，当氯硅烷中二氯二氢硅含量过高时，步骤(3)吸收塔吸收尾气过程中大量的二氯二氢硅被粗氢气携带至用于精制氢气的吸附柱中难以脱附掉，不仅增大了吸附柱的负荷，还会使吸附剂退化；一些尾气回收工艺为了降低用于精制氢气的吸附柱的负荷，对粗氢气进行洗涤后再进行氢气精致工段，这明显增加了工艺步骤，使尾气回收工艺更复杂、耗能；(2)、在步骤(3)中，尾气中的少量氢气会溶解到氯硅烷液体而进入脱吸塔中，在脱吸时会进入气相，使脱吸塔顶部气相采出氯化氢中含有氢气，不利于氯化氢气体的回收再利用，增加了对氯化氢气体的处理步骤和设备，而当生产多晶硅的尾气中的氯化氢含量较低时(例如还原工序尾气)，从脱吸塔气相采出的氯化氢中的低沸点氢气的摩尔含量可达到30-70%，将严重不利于氯化氢气体的回收再利用。公告号为CN101376078B的中国专利公开了一种回收处理生产多晶硅所产生的尾气的方法，该方法对吸收了氯化氢和二氯二氢硅的四氯化硅液体，通过升温和/或加压使氯化氢和二氯二氢硅从液态四氯化硅中脱吸出来；通过控制脱吸出来的气态的氯化氢和二氯二氢硅的压力和/或温度，使二氯二氢硅变为液态而氯化氢保持为气态，从而分离并分别回收氯化氢与二氯二 氢硅。该方法首先使氯化氢和二氯二氢硅同时从四氯化硅中脱吸，然后通过控制温度和/或压力，使氯化氢与二氯二氢硅分离。该方法虽然对二氯二氢硅进行了分离，降低了循环利用的吸收剂中二氯二氢硅的含量，有利于粗氢气的精制，但仍存在以下缺陷(I)、该工艺方法仍未对溶解在四氯化硅中的氢气进行处理，使得从四氯化硅中分离得到的氯化氢中仍含有氢气；(2)、该方法仅单纯通过控制温度和/或压力对氯化氢和二氯二氢硅进行脱吸，无法实现氯化氢、二氯二氢硅从四氯化硅中较彻底的脱吸，将四氯化硅作为吸收剂循环于吸收尾气时，其中未被脱除彻底的较多量的二氯二氢硅被粗氢气携带至用于精制氢气的吸附柱中难以脱附掉，不仅增大了所述吸附柱的负荷，还会使吸附剂退化；并且，若在四氯化硅中氯化氢分离的不彻底，将四氯化硅作为吸收剂循环于吸收尾气时，会显著的降低对尾气中氯化氢的吸收效果，使得回收的氢气中氯化氢含量过大，由于氯化氢的临界温度低至51. 5°C，用于精制氢气的吸附柱对其吸附能力小，因此吸收塔排出的粗氢气中氯化氢含量过高时吸附柱很容易被穿透，使得回收氢气的质量不合格；(3)、氯化氢和二氯二氢硅先同时从四氯化硅中脱吸出来再进行分离，由于氯化氢易溶于二氯二氢硅，简单的气液分离难以实现氯化氢和二氯二氢硅的较彻底分离，使得气态氯化氢中不仅会夹杂摩尔含量达30-70%的低沸点氢气，还会夹杂少量二氯二氢硅，而液相中的二氯二氢硅也必定会夹杂氯化氢；如果液相中的二氯二氢硅携带氯化氢进入到二氯二氢硅反歧化装置中，二氯二氢硅将与氯化氢反应生成氢气和无用的四氯化硅，阻碍反歧化反应的进行。所以，根据该专利记载的方法对尾气进行回收处理，其尾气总的回收率可能会达到如其说明书最后一页中所公开的效果，但并不能使被回收的尾气中每个组分间都实现较彻底的分离，从而各组分之间相互掺杂，当被回收的各组分被回收再利用时，增加了对各组分的处理工序和/或处理难度,也加大了尾气回收处理成本。另外，在现有生产多晶硅尾气回收处理工艺中尾气脱吸过程采用饱和液体或冷液进料，未能充分利用脱除了氯化氢的高温氯硅烷液体的余热，造成能源浪费，既不环保也不经济。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中生产多晶硅的尾气回收系统中在尾气回收处理时，被回收的各组分难以较彻底的分离，提供在多晶硅生产的尾气回收系统中被回收的各组分分离较彻底的多晶硅生产的尾气回收处理方法。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案多晶硅生产的尾气回收处理方法，它包括以下步骤(I)、将尾气通入吸收塔，氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气被氯硅烷液体吸收，未被氯硅烷液体吸收的大部分氢气从吸收塔塔顶排出；(2)、吸收了氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气的氯硅烷液体进入脱吸塔I中进行脱吸，在脱吸塔I经加热蒸发产生上升蒸汽，在塔顶冷凝产生回流，最终在脱吸塔I塔顶气相采出不凝气，同时液相采出轻组分，脱吸塔I釜底采出氯硅烷液体，脱吸塔I的进料温度为20°C 130°C，脱吸塔I的工作压力为O. 5 I. 6MPa，脱吸塔I塔顶冷凝温度为-50 0°C，脱吸塔I的回流比为I 50;(3)、将步骤(2)中脱吸塔I塔顶液相采出的轻组分送往脱吸塔II，经加热蒸发产生上升蒸汽，在塔顶冷凝产生回流，最终在脱吸塔II塔顶气相采出氯化氢气体，脱吸塔II釜底采出富含二氯二氢硅的氯硅烷液体，脱吸塔II的工作压力为O. 5 I. 2MPa，脱吸塔II塔顶冷凝温度为-50 -10°C，脱吸塔II的回流比为5 20 ;
(4)、将步骤(2)脱吸塔I釜底采出的氯硅烷液体循环用于步骤(I)中对尾气进行吸收。本发明方法，在步骤(2)脱吸塔I的脱吸过程中，将二氯二氢硅作为轻关键组分，脱吸塔I塔顶气相采出主要成分为氢气的不凝气、塔顶液相采出主要成分为氯化氢和二氯二氢硅的轻组分、釜底采出脱吸了氯化氢和二氯二氢硅的氯硅烷液体，使吸收了氯化氢和二氯二氢硅的氯硅烷中氯化氢和二氯二氢硅脱除得非常彻底，使脱吸塔I釜底采出的氯硅烷中二氯二氢硅含量低，降低至O. 5% (本发明所表示的百分数均为摩尔百分数，下同；本发明所述的摩尔含量均指摩尔百分含量，下同)以下，不仅利于其作为吸收剂循环使用于尾气吸收塔中，也提高了二氯二氢硅的回收率；降低了吸收塔排出的粗氢气中氯化氢气体和二氯二氢娃的含量，使粗氢气中二氯二氢娃的含量低于Ippm,利于了氢气的后续精制操作；同时，减少了脱吸塔I塔顶采出的液相轻组分中氢气含量，利于所述液相轻组分在脱吸塔II中的分离，并降低了经脱吸塔II中分离的氯化氢气体中氢气含量，最终减少了氯化氢气体中的杂质成分及含量，使回收的氯化氢气体品质佳，降低了气体回收成本；经脱吸塔I脱吸后，塔顶采出的液相轻组分在脱吸塔II中实现了氯化氢与二氯二氢硅较好地分离，脱吸塔II塔底二氯二氢硅中氯化氢含量低，利于对二氯二氢硅的后续处理，也提高了氯化氢和二氯二氢硅的回收率,使氯化氢气体纯度在98%以上，使脱吸塔II塔底的氯硅烷中氯化氢含量低于90ppm，可直接作为反歧化装置的进料。为了提高上述方法脱吸塔I中被脱吸组分中氯化氢的回收率和纯度，降低脱吸塔I塔底部采出的氯硅烷液体中二氯二氢硅的含量，并为了控制能耗，上述脱吸塔I的工作压力优选O. 6 O. 8MPa，进一步优选O. 65 O. 75MPa ;上述脱吸塔I的进料温度优选为50°C 120°C，进一步优选80°C 110°C，更进一步优选81 109°C，以84 106°C为最佳；上述脱吸塔I的塔顶冷凝温度优选-40 _20°C，进一步优选-40 -30°C ;上脱吸塔I的回流比优选10 30，进一步优选15 25。为了进一步提高上述方法脱吸塔I中被脱吸组分中氯化氢气体的回收率和纯度，降低脱吸塔I塔底部采出的氯硅烷液体中二氯二氢硅的含量，以及考虑到氯硅烷液体中各组分沸程很宽，中上部回流位置的冷却温度高于塔顶回流的冷却温度，只需要用循环水或冷冻盐水制冷就可以实现冷凝回流，所以为了进一步控制能耗，优选在上述方法步骤(2)中的脱吸塔I中上部位置进行冷凝并产生回流，即脱吸塔I内的上升蒸汽在脱吸塔I中上部位置冷凝产生回流，所述脱吸塔I中上部位置指的是脱吸塔I进料口以上、塔顶冷凝器以下任意一处塔板的位置，所述脱吸塔I中上部回流的位置优选在脱吸塔I总理论塔板数从上至下的1/3 1/5塔板处冷凝产生回流；所述中上部回流位置的冷凝温度优选-20 20°C，进一步优选-15 (TC，以-10 _1°C为最佳。为了提高上述方法脱吸塔II中被脱吸组分中氯化氢气体的回收率和纯度，降低脱吸塔II釜底采出的富含二氯二氢硅的氯硅烷液体中氯化氢的含量，并为了更进一步控制能耗，上述脱氯化氢塔的工作压力优选O. 7 I. 2MPa，进一步优选O. 8 I. OMPa ;上述脱吸塔II塔顶冷凝温度优选-40 _20°C，进一步优选-30 -21°C ;上述脱吸塔II的回流比优选5-15，进一步优选10-15。为了再进一步控制能耗，优选在上述方法步骤(I)中吸收了尾气的氯硅烷液体与从步骤(2)中脱吸塔I釜底采出的氯硅烷液体换热后进入脱吸塔I中。上述方法中，脱吸塔I塔顶部采出的不凝气送往尾气回收系统入口进行循环，或送往四氯化硅冷氢化入口 ；脱吸塔I釜底采出的氯硅烷液体送往尾气回收系统的尾气吸收塔中吸收氯化氢和二氯二氢硅；脱吸塔II塔顶部采出的氯化氢送往三氯氢硅合成工序或氯氢化单元；脱吸塔II釜底采出的富含二氯二氢硅的氯硅烷送往二氯二氢硅反歧化装置。与现有技术相比，本发明的有益效果本发明方法将尾气中的氯化氢、氢气和二氯二氢硅分离地彻底，在脱吸塔I中，二氯二氢硅作为轻关键组分，脱吸塔I塔顶气相采出主要成分为氢气的不凝气体，脱吸塔I塔顶液相采出轻组分、釜底采出氯硅烷液体；尾气脱吸过程中，主要成分为氢气的不凝气体已从塔顶气相采出，从而大大降低脱吸塔I塔顶液相采出轻组分中氢气含量，利于所述液相轻组分在脱吸塔II中的分离，并降低了经脱吸塔II中分离的氯化氢气体中氢气含量，使氯化氢气体更便于回收再利用。本发明方法对多晶硅生产的尾气回收处理，其中(I)、脱吸塔I釜底采出氯硅烷液体，二氯二氢硅的摩尔含量在O. 5%以下，氯化氢含量在50ppm以下，还使在脱吸塔I塔底采出的氯硅烷液体循环用于尾气吸收时，降低从尾气吸收塔塔顶排出的粗氢气中二氯二氢娃的含量，具体含量低于Ippm,同时氯化氢摩尔含量低于IOOppm,进而极大地降低粗氢气精制工艺中用于精制氢气的吸附柱的负荷，降低尾气回收处理成本；(2)、脱吸塔II塔顶米出的氯化氢质量佳，浓度在98%以上、氢气摩尔含量低于2%、二氯二氢娃摩尔含量低于O. 04%，利于氯化氢气体回收再利用；(3)、釜底采出的富含二氯二氢硅的氯硅烷液体中氯化氢摩尔含量低于90ppm，利于了二氯二氢硅进入反歧化装置进行反歧化反应；(4)、吸收了尾气的氯硅烷液体在进入脱吸塔I前与脱吸塔I釜底采出的氯硅烷液体换热，充分利用了釜底高温氯硅烷液体的余热，大大节约了能耗，同时，在脱吸塔I中上部位置增设了冷凝、回流，使用较为廉价的循环水或冷冻盐水制冷，相比昂贵的低温冷源，实现节能降耗。
图I为本发明方法所使用的系统中物料走向示意图；图2为本发明方法所使用的另外一种系统中物料走向示意图。图中标记I-脱吸塔I，2-脱吸塔II，3-吸收塔，4_冷凝器，5_换热器，6_压缩机，a_连通吸收塔塔底与脱吸塔I中部的管道，b-连通脱吸塔I塔底与吸收塔塔顶的管道，C-脱吸塔I塔顶不凝气出口，d-连通脱吸塔I塔顶液相轻组分出口与脱吸塔II中部的管道，e-脱吸塔II塔顶氯化氢出口，f-脱吸塔II塔底富含二氯二氢硅的氯硅烷出口，g_吸收塔尾气进气口，h-吸收塔粗氢气排气口。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例I参照图1，多晶硅生产的尾气回收处理方法，它包括以下步骤
(I)、将经过冷凝、压缩机6压缩后的多晶硅生产的尾气从进气口 g通入吸收塔3，氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气被氯硅烷液体吸收，氯硅烷液体中氢气、氯化氢和二氯二氢娃的摩尔含量分别为O. 31 %>0. 33%和O. 56%,未被氯娃烧液体吸收的大部分氢气从吸收塔3塔顶出口 h排出；(2)、吸收了氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气的氯硅烷液体通过管道a在第18级理论塔板高度处进入有38个理论塔板的脱吸塔Il中进行脱吸，经加热蒸发产生上升蒸汽，在脱吸塔Il塔顶冷凝产生回流，最终在脱吸塔Il塔顶气相采出主要成分为氢气的不凝气体，并从出口 c循环至进气口 g进入吸收塔中再次吸收，脱吸塔Il塔顶液相采出主要成分为氯化氢和二氯二氢硅的轻组分，脱吸塔Il釜底采出脱吸了氯化氢和二氯二氢硅的氯硅烷液体，脱吸塔Il的进料温度为40°C，脱吸塔Il的工作压力为O. 5MPa，脱吸塔Il塔顶冷凝温度为_50°C，脱吸塔Il的回流比为I ;(3)、将步骤(2)中脱吸塔I塔顶液相采出的轻组分通过管道d送往有6个理论塔板的脱吸塔112，经加热蒸发产生上升蒸汽，在塔顶冷凝产生回流，最终在塔顶气相采出氯化氢气体并通过出口 e排出送往氯化氢回收工序，具体可送往三氯氢硅合成工序或氯氢化单元，釜底采出富含二氯二氢硅的氯硅烷液体通过出口 f送往二氯二氢硅回收工序，具体可送往二氯二氢硅反歧化装置的预分离塔，脱吸塔112的工作压力为O. 5MPa，脱吸塔112塔顶冷凝温度为_50°C，脱吸塔112的回流比为20 ；(4)、将步骤(2)脱吸塔Il釜底采出的氯硅烷液体通过管道b循环用于步骤(I)中吸收塔3顶部对尾气进行吸收。经本例方法对多晶硅生产的尾气进行回收处理，脱吸塔Il釜底采出氯硅烷液体，主要包括四氯化硅和三氯氢硅，其中二氯二氢硅的摩尔含量在O. 5%以下，氯化氢的摩尔含量在50ppm以下；吸收塔3塔顶排气口 h排出的氢气中二氯二氢硅摩尔含量低于lppm，氯化氢摩尔含量低于IOOppm ;脱吸塔112顶部从出口 e采出的氯化氢摩尔含量为99. 3%、氢气摩尔含量低于O. 03%、二氯二氢娃摩尔含量低于O. 67%,爸底米出的富含二氯二氢娃的氯娃烧液体中氯化氢摩尔含量低于20ppm。实施例2参照图1，多晶硅生产的尾气回收处理方法，它包括以下步骤(I)、将经过冷凝、压缩机6压缩后的多晶硅生产的尾气从进气口 g通入吸收塔3，氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气被氯硅烷液体吸收，氯硅烷液体中氢气、氯化氢和二氯二氢娃的摩尔含量分别为O. 31 %>0. 33%和O. 56%,未被氯娃烧液体吸收的大部分氢气从吸收塔3塔顶排气口 h排出；(2)、吸收了氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气的氯硅烷液体通过管道a在第18级理论塔板高度处进入有38个理论塔板的脱吸塔Il中进行脱吸，经加热蒸发产生上升蒸汽，在脱吸塔Il塔顶冷凝并产生回流，最终在脱吸塔Il塔顶气相采出主要成分为氢气的不凝气体，并从出口 c循环至进气口 g进入吸收塔中再次吸收，脱吸塔Il塔顶液相采出主要成分为氯化氢和二氯二氢硅的轻组分，脱吸塔Il釜底采出脱吸了氯化氢和二氯二氢硅的氯硅烷液体，，脱吸塔Il的进料温度为130°C，脱吸塔Il的工作压力为I. 6MPa，脱吸塔Il塔顶冷凝温度为0°C，脱吸塔Il的回流比为50 ；(3)、将步骤(2)中脱吸塔I塔顶液相采出的轻组分通过管道d送往有6个理论塔板的脱吸塔112，经加热蒸发产生上升蒸汽，在脱吸塔112塔顶冷凝产生回流，最终在脱吸塔112塔顶气相采出氯化氢气体并通过出口 e排出送往氯化氢回收工序，具体可送往三氯氢硅合成工序或氯氢化单元，釜底采出富含二氯二氢硅的氯硅烷液体通过出口 f送往二氯二氢硅回收工序，具体可送往二氯二氢硅反歧化装置的预分离塔，脱吸塔Π2的工作压力为IMPa，脱吸塔112塔顶冷凝温度为_30°C，脱吸塔112的回流比为15 ；(4)、将步骤(2)脱吸塔Il釜底采出的氯硅烷液体通过管道b循环用于步骤(I)中吸收塔3顶部对尾气进行吸收经本例方法对多晶硅生产的尾气进行回收处理，脱吸塔Il釜底采出氯硅烷液体，主要包括四氯化硅和三氯氢硅，其中二氯二氢硅的摩尔含量在O. 2%以下，氯化氢的摩尔含量在50ppm以下；吸收塔3塔顶排气口 h排出的氢气中二氯二氢硅摩尔含量低于lppm，氯化氢摩尔含量低于IOOppm ;脱吸塔112顶部从出口 e采出的氯化氢摩尔含量为99%、氢气摩尔低于O. 04%、二氯二氢硅摩尔含量低于O. 96 %，釜底采出的富含二氯二氢硅的氯硅烷液体中氯化氢摩尔含量低于60ppm。实施例3参照图1，多晶硅生产的尾气回收处理方法，它包括以下步骤(I)、将经过冷凝、压缩机6压缩后的多晶硅生产的尾气从进气口 g通入吸收塔3，氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气被氯硅烷液体吸收，氯硅烷液体中氢气、氯化氢和二氯二氢娃的摩尔含量分别为O. 31 %>0. 33%和O. 56%,未被氯娃烧液体吸收的大部分氢气从吸收塔3塔顶排气口 h排出；(2)、吸收了氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气的氯硅烷液体通过管道a在第18级理论塔板高度处进入有38个理论塔板的脱吸塔I I中进行脱吸，经加热蒸发产生上升蒸汽，在脱吸塔I I塔顶冷凝并产生回流，最终在脱吸塔I I塔顶气相采出主要成分为氢气的不凝气体，并从出口 c循环至进气口 g进入吸收塔中再次吸收，脱吸塔I I塔顶液相采出主要成分为氯化氢和二氯二氢硅的轻组分，脱吸塔I I釜底采出脱吸了氯化氢和二氯二氢硅的氯硅烷液体，脱吸塔I的进料温度为20°C，脱吸塔I的工作压力为IMPa，脱吸塔I塔顶冷凝温度为_20°C，脱吸塔I的回流比为8 ；(3)、将步骤(2)中脱吸塔I塔顶液相采出的轻组分通过管道d送往有6个理论塔板的脱吸塔112，经加热蒸发产生上升蒸汽，在脱吸塔112塔顶冷凝产生回流，最终在脱吸塔112塔顶气相采出氯化氢气体并通过出口 e排出送往氯化氢回收工序，具体可送往三氯氢硅合成工序或氯氢化单元，釜底采出富含二氯二氢硅的氯硅烷液体通过出口 f送往二氯二氢硅回收工序，具体可送往二氯二氢硅反歧化装置的预分离塔，脱吸塔Π2的工作压力为I. 2MPa，脱吸塔112塔顶冷凝温度为_20°C，脱吸塔112的回流比为5 ；(4)、将步骤(2)脱吸塔I I釜底采出的氯硅烷液体通过管道b循环用于步骤(I)中吸收塔3顶部对尾气进行吸收。经本例方法对多晶硅生产的尾气进行回收处理，脱吸塔I I釜底采出氯硅烷液体，主要包括四氯化硅和三氯氢硅，其中二氯二氢硅的摩尔含量在O. 5%以下，氯化氢的摩尔含量在50ppm以下；吸收塔3塔顶排气口 h排出的氢气中二氯二氢硅摩尔含量低于lppm，氯化氢摩尔含量低于IOOppm ;脱吸塔112顶部从出口 e米出的氯化氢摩尔含量为99%、氢气摩尔含量低于O. 04%、二氯二氢娃摩尔含量低于O. 96%,爸底米出的富含二氯二氢娃的氯娃烧液体中氯化氢摩尔含量低于80ppm。
实施例4参见图2，多晶硅生产的尾气回收处理方法，它包括以下步骤(I)、将经过冷凝、压缩机6压缩后的多晶硅生产的尾气从进气口 g通入吸收塔3，氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气被氯硅烷液体吸收，氯硅烷液体中氢气、氯化氢和二氯二氢娃的摩尔含量分别为O. 31 %>0. 33%和O. 56%,未被氯娃烧液体吸收的大部分氢气从吸收塔3塔顶排气口h排出；(2)、将吸收了氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气的氯硅烷液体与脱吸塔I I釜底采出的氯硅烷液体在换热器5换热后进入脱吸塔I中，通过管道a与在第18级理论塔板高度处进入有38个理论塔板的脱吸塔I I中进行脱吸，在脱吸塔I I经加热蒸发产生上升蒸 汽，在脱吸塔I I第10级理论塔板处设置的冷凝器4和塔顶冷凝并产生回流，最终在脱吸塔I I塔顶气相采出氢气并从出口 c循环至进气口 g进入吸收塔中再次吸收，脱吸塔I I塔顶液相采出轻组分，釜底采出氯硅烷液体，脱吸塔I的进料温度为60°C，脱吸塔I的工作压力为O. 6MPa，脱吸塔I塔顶冷凝温度为_45°C，脱吸塔I的回流比为20，中上部回流位置的冷凝温度为_20°C ；(3)、将步骤(2)中脱吸塔I塔顶液相采出的轻组分通过管道d送往有6个理论塔板的脱吸塔112，经加热蒸发产生上升蒸汽，在塔顶冷凝产生回流，最终在塔顶气相采出氯化氢气体并通过出口 e排出送往氯化氢回收工序，具体可送往三氯氢硅合成工序或氯氢化单元，釜底采出富含二氯二氢硅的氯硅烷液体通过出口 f送往二氯二氢硅回收工序，具体可送往二氯二氢硅反歧化装置的预分离塔，脱吸塔112的工作压力为O. 7MPa，脱吸塔112塔顶冷凝温度为_38°C，脱吸塔112的回流比为5 ；(4)、将步骤(2)釜底采出的氯硅烷液体通过管道b循环用于步骤(I)中吸收塔3顶部对尾气进行吸收；经本例方法对多晶硅生产的尾气进行回收处理，脱吸塔I I釜底采出氯硅烷液体，主要包括四氯化硅和三氯氢硅，其中二氯二氢硅的摩尔含量在O. 2%以下，氯化氢的摩尔含量在50ppm以下；吸收塔3塔顶排气口 h排出的氢气中二氯二氢硅摩尔含量低于lppm，氯化氢摩尔含量低于90ppm ;脱吸塔112顶部从出口 e米出的氯化氢摩尔含量为99%、氢气摩尔低于O. 02%、二氯二氢硅摩尔含量低于O. 98%，釜底采出的富含二氯二氢硅的氯硅烷液体中氯化氢摩尔浓度低于60ppm。实施例5参照图2，多晶硅生产的尾气回收处理方法，它包括以下步骤(I)、将经过冷凝、压缩机6压缩后的多晶硅生产的尾气从进气口 g通入吸收塔3，氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气被氯硅烷液体吸收，氯硅烷液体中氢气、氯化氢和二氯二氢娃的摩尔含量分别为O. 31 %>0. 33%和O. 56%,未被氯娃烧液体吸收的大部分氢气从吸收塔3塔顶排气口h排出；(2)、将吸收了氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气的氯硅烷液体与脱吸塔Il釜底采出的氯硅烷液体在换热器5换热后进入脱吸塔I中，通过管道a与从脱吸塔11釜底采出的b管道内的液体换热后，加热到120°C后从第18级理论塔板高度处进入有40个理论塔板的脱吸塔Il中进行脱吸，在脱吸塔Il经加热蒸发产生上升蒸汽，在脱吸塔Il第10级理论塔板处设置的冷凝器4和塔顶冷凝并产生回流，，最终在塔顶气相采出氢气并从出口 c循环至进气口 g进入吸收塔中再次吸收，脱吸塔Il塔顶液相采出轻组分，釜底采出氯硅烷液体，脱吸塔I的工作压力为I. 5MPa，脱吸塔I塔顶冷凝温度为_15°C，脱吸塔I塔顶的回流比为25，中上部冷凝温度为15°C ；
(3)、将步骤(2)中脱吸塔I塔顶液相采出的轻组分通过管道d送往有6个理论塔板脱吸塔112，经加热蒸发产生上升蒸汽，在塔顶冷凝产生回流，最终在塔顶气相采出氯化氢气体并通过出口 e排出送往氯化氢回收工序，具体可送往三氯氢硅合成工序或氯氢化单元，釜底采出富含二氯二氢硅的氯硅烷液体通过出口 f送往二氯二氢硅回收工序，具体可送往二氯二氢硅反歧化装置的预分离塔，脱吸塔112的工作压力为O. 6MPa，脱吸塔112塔顶冷凝温度为_40°C，脱吸塔112的回流比为5 ;(4)、将步骤(2)釜底采出的氯硅烷液体通过管道b循环用于步骤(I)中吸收塔3顶部对尾气进行吸收。经本例方法对多晶硅生产的尾气进行回收处理，脱吸塔Il釜底采出氯硅烷液体，主要包括四氯化硅和三氯氢硅，其中二氯二氢硅的摩尔含量在O. 2%以下，氯化氢的摩尔含量在50ppm以下；吸收塔3塔顶排气口 h排出的氢气中二氯二氢硅摩尔含量低于lppm，氯化氢摩尔含量低于90ppm ;脱吸塔112顶部从出口 e采出的氯化氢摩尔含量为99%、氢气摩尔含量低于O. 02%、二氯二氢硅摩尔含量低于O. 98%，釜底采出的富含二氯二氢硅的氯硅烧液体中氯化氢摩尔含量低于60ppm。通过本例方法对多晶娃生产的尾气进行回收处理,对于处理能力为15000Nm3/hr的处理系统，其节约的蒸汽总消耗可由现有技术的7t/hr降低至3. 5t/hr,同时低温冷源能耗可由原来的400kw降低至250kw,按能源价格折算能源成本节约45%。实施例6-15,参见图2,使用实施例5相同的多晶娃生产的尾气回收处理方法,分别对多晶娃生产的尾气进行处理，与实施例5所不同的地方已列入下表表I中。关于实施例6-15处理的尾气，实施例6-12处理的尾气与实施例5相同，吸收了尾气的氯硅烷液体中氢气、氯化氢和二氯二氢硅的摩尔含量都分别为O. 31 %、O. 33%和O. 56%;实施例13、14和15处理的尾气相同，吸收了尾气的氯娃烧液体中氢气、氯化氢和二氯二氢娃的摩尔含量都分别为 O. 32%,3. 31%和 6. 91%。表I
权利要求
1.多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于它包括以下步骤 (1)、将尾气通入吸收塔，氯化氢、二氯二氢娃及少量氢气被氯娃烧液体吸收，未被氯娃烷液体吸收的大部分氢气从吸收塔塔顶排出； (2)、吸收了氯化氢、二氯二氢硅及少量氢气的氯硅烷液体进入脱吸塔I中进行脱吸，在脱吸塔I经加热蒸发产生上升蒸汽，在塔顶冷凝产生回流，最终在脱吸塔I塔顶气相采出不凝气，同时液相采出轻组分，脱吸塔I釜底采出氯硅烷液体，脱吸塔I的进料温度为20°C 130°C，脱吸塔I的工作压力为O. 5 I. 6MPa，脱吸塔I塔顶冷凝温度为-50 0°C，脱吸塔I的回流比为I 50; (3)、将步骤(2)中脱吸塔I塔顶液相采出的轻组分送往脱吸塔II，经加热蒸发产生上升蒸汽，在塔顶冷凝产生回流，最终在脱吸塔II塔顶气相采出氯化氢气体，脱吸塔II釜底采出富含二氯二氢硅的氯硅烷液体，脱吸塔II的工作压力为O. 5 I. 2MPa，脱吸塔II塔顶冷凝温度为-50 -10°C，脱吸塔II的回流比为5 20 ; (4)、将步骤(2)脱吸塔I釜底采出的氯硅烷液体循环用于步骤(I)中对尾气进行吸收。
2.根据权利要求I所述的多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于所述脱吸塔I的工作压力为O. 6 O. 8MPa，进料温度50 120°C，塔顶冷凝温度为-40 _20°C。
3.根据权利要求2所述的多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于所述脱吸塔I的工作压力为O. 65 O. 75MPa，进料温度为80 110°C，塔顶冷凝温度为-40 _30°C。
4.根据权利要求1-3任一所述的多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于所述步骤(2)还包括在脱吸塔I中上部位置冷凝并产生回流。
5.根据权利要求4所述的多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于所述脱吸塔I中上部位置是脱吸塔I的进料口以上、塔顶冷凝器以下任意一处塔板的位置。
6.根据权利要求5所述的多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于所述中上部回流位置的冷凝温度为-20 20°C。
7.根据权利要求6所述的多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于所述中上部回流位置的冷凝温度为-15 0°C。
8.根据权利要求7所述的多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于所述中上部回流位置的冷凝温度为- ο _1°C。
9.根据权利要求1-3任一所述的多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于所述脱吸塔II的工作压力为O. 7 I. 2MPa，塔顶冷凝温度为-40 -20°C。
10.根据权利要求9所述的多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于所述脱吸塔II的工作压力为O. 8 I. OMPa，塔顶冷凝温度为-30 -21°C。
11.根据权利要求1-3任一所述的多晶硅生产的尾气回收处理方法，其特征在于在所述步骤(I)中吸收了尾气的氯硅烷液体与从所述步骤(2)中脱吸塔I釜底采出的氯硅烷液体换热后进入脱吸塔I中。
全文摘要
本发明涉及多晶硅生产的尾气回收处理方法，它包括尾气吸收和脱吸步骤，将吸收了尾气的氯硅烷液体进入脱吸塔I中脱吸，经加热蒸发产生上升蒸汽，在塔顶冷凝产生回流，最终在塔顶气相采出不凝气，同时液相采出轻组分，釜底采出氯硅烷液体，脱吸塔I的进料温度20℃～130℃、工作压力0.5～1.6MPa、塔顶冷凝温度-50～0℃、回流比1～50；将脱吸塔I塔顶液相采出的轻组分送往脱吸塔II，经加热蒸发产生上升蒸汽，在塔顶冷凝产生回流，最终在塔顶气相采出氯化氢气体，釜底采出富含二氯二氢硅的氯硅烷液体，脱吸塔II的工作压力0.5～1.2MPa、塔顶冷凝温度-50～-10℃、回流比5～20；将脱吸塔I釜底采出的氯硅烷液体循环用于尾气吸收。本发明方法将尾气中的各组分分离彻底，利于各组分回收再利用。
文档编号B01D53/14GK102614741SQ201210092889
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者刘小锋, 周祥顺, 王大海, 王岭, 蒲晓东 申请人:四川新光硅业科技有限责任公司