一种多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔，该还原尾气冷凝分离塔包括：还原尾气集液器、循环水换热器、气气换热器、氟利昂换热器、冷凝分离塔顶封头，还原尾气集液器、循环水换热器、气气换热器、氟利昂换热器、冷凝分离塔顶封头从下往上依次连接成塔状。相对于现有技术中的通过管道串联起来的多晶硅生产中回收冷凝的装置来说，本实用新型能节约基础建造成本15％，并能够达到更好的冷凝分离效果，从而将氯硅烷与不可被冷凝的氢气与大部分氯硅烷分离开来。本实用新型中的还原尾气冷凝分离塔利用重力原理及冷凝过程中的冷量及热量进行相互换热，充分利用冷量，从而达到很好的冷凝分离效果及降低生产能耗以及减少建设用地的目的。
【专利说明】一种多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔
【技术领域】
[0001]本实用新型属于多晶硅生产【技术领域】，具体涉及一种多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔。
【背景技术】
[0002]在多晶硅生产过程中，还原尾气冷凝分离系统是将还原尾气中的可被冷凝的氯硅烷与不可被冷凝的氢气及大部分氯化氢分离开来。
[0003]如图1所示，是专利CN201305657Y中所公开的现有技术中的多晶硅生产中还原尾气回收冷凝的装置，用于对还原尾气进行冷凝分离，还原尾气包括氢气、氯硅烷和氯化氢，所述装置包括一级换热器1、二级换热器2、三级换热器3、四级换热器4和冷凝液储罐5，其中，一级换热器1、二级换热器2、三级换热器3、四级换热器4和冷凝液储罐5均通过管道连接，该连接方式为通过管道进行串联连接降温冷却，从而达到将氯硅烷与氢气以及大部分氯化氢分离的目的。该装置不仅需要大量的冷量才能将尾气中的可凝组分与非可凝组分分离开来，而且各换热器及冷凝液储罐5通过管道连接，需要较大的空间。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔，该还原尾气冷凝分离塔利用重力原理及冷凝过程中的冷量及热量进行相互换热，充分利用冷量，从而达到很好的冷凝分离效果及降低生产能耗以及减少建设用地的目的。
[0005]解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是提供一种多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔包括:还原尾气集液器、循环水换热器、气气换热器、氟利昂换热器、冷凝分离塔顶封头，所述还原尾气集液器、所述循环水换热器、所述气气换热器、所述氟利昂换热器、所述冷凝分离塔顶封头从下往上依次连接成塔状，其中，所述还原尾气集液器用于收集冷凝下来的液体，所述冷凝分离塔顶封头上设置有还原尾气出口，该还原尾气出口用于排出未被冷凝的还原尾气。
[0006]优选的是，所述还原尾气集液器、所述循环水换热器、所述气气换热器、所述氟利昂换热器、所述冷凝分离塔顶封头，从下往上依次通过法兰连接。
[0007]优选的是，所述还原尾气集液器的两端分别设置有用于还原尾气从塔底进入的还原尾气集液器入口端和还原尾气集液器出口端，所述还原尾气集液器入口端用于通入还原尾气，所述循环水换热器的两端分别设置有循环水换热器入口端和循环水换热器出口端，所述气气换热器的两端分别设置有气气换热器入口端和气气换热器出口端，所述氟利昂换热器的两端分别设置有氟利昂换热器入口端和氟利昂换热器出口端，所述还原尾气集液器出口端与所述循环水换热器入口端连接，所述循环水换热器出口端与所述气气换热器入口端连接，所述气气换热器出口端与所述氟利昂换热器入口端连接，所述氟利昂换热器出口端与所述冷凝分离塔顶封头连接，所述冷凝分离塔顶封头上设置有还原尾气出口，该还原尾气出口用于排出还原尾气，
[0008]所述循环水换热器出口端的温度为30?50°C，
[0009]所述气气换热器出口端的温度为-15?-20°C，
[0010]所述氟利昂换热器出口端的温度为-35?-40°C。
[0011]优选的是，在所述循环水换热器与所述气气换热器之间设置有第一再分布器，该第一再分布器用于还原尾气冷凝过程中的缓冲作用。
[0012]优选的是，在所述气气换热器与所述氟利昂换热器之间设置有第二再分布器，该第二再分布器用于还原尾气冷凝过程中的缓冲作用。
[0013]优选的是，所述的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔还包括还原尾气除泡沫器，该还原尾气除泡沫器设置于所述还原尾气冷凝分离塔内部或者设置于所述氟利昂换热器与所述冷凝分离塔顶封头之间，所述还原尾气除泡沫器用于还原尾气冷凝过程中的除泡沫作用。
[0014]优选的是，在所述氟利昂换热器与所述还原尾气除沫器之间设置有第三再分布器，该第三再分布器用于还原尾气冷凝过程中的缓冲作用。
[0015]本实用新型中的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔相对于现有技术中的通过管道串联起来的多晶硅生产中回收冷凝的装置来说，能够节约基础建造成本15%，并且能够达到更好的冷凝分离效果，从而将氯硅烷与不可被冷凝的氢气与大部分氯硅烷分离开来。本实用新型中的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔利用重力原理及冷凝过程中的冷量及热量进行相互换热，充分利用冷量，从而达到很好的冷凝分离效果及降低生产能耗以及减少建设用地的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是现有技术中的多晶硅生产中还原尾气回收冷凝装置的结构示意图；
[0017]图2是本实用新型实施例中的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔的结构示意图。
[0018]图中:1-一级换热器；2_ 二级换热器；3_三级换热器；4_四级换热器；5_冷凝液储罐；6_还原尾气集液器；7_循环水换热器；8_气气换热器；9_氟利昂换热器；10_冷凝分离塔顶封头；11-还原尾气出口 ；12_法兰；13-还原尾气集液器入口端；14-还原尾气集液器出口端；15_循环水换热器入口端；16_循环水换热器出口端；17_气气换热器入口端；18-气气换热器出口端；19_氟利昂换热器入口端；20_氟利昂换热器出口端；21_循环水入口 ；22_循环水出口 ；23_氢气入口 ；24_氢气出口 ；25_氟利昂入口 ；26_氟利昂出口 ；27_第一再分布器；28_第二再分布器；29_还原尾气除泡沫器；30_第三再分布器。
【具体实施方式】
[0019]为使本领域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【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0020]实施例
[0021]如图2所示，本实施例提供一种多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔，包括:还原尾气集液器6、循环水换热器7、气气换热器8、氟利昂换热器9、冷凝分离塔顶封头10，所述还原尾气集液器6、所述循环水换热器7、所述气气换热器8、所述氟利昂换热器9、所述冷凝分离塔顶封头10从下往上依次连接成塔状，其中，所述还原尾气集液器6用于收集冷凝下来的液体，所述冷凝分离塔顶封头10上设置有还原尾气出口 11，该还原尾气出口 11用于排出未被冷凝的还原尾气。
[0022]当使用多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔进行还原尾气的冷凝分离时，首先，将还原尾气从还原尾气冷凝分离塔的最下部通入到还原尾气冷凝分离塔内，还原尾气首先进入还原尾气集液器6内；再向上流动进入到循环水换热器7内进行冷凝，其中被冷凝下来的液体在重力的作用下向下流动进入到还原尾气集液器6内，未被冷凝的还原尾气继续向上流动进入气气换热器8内；还原尾气在气气换热器8内进行冷凝，其中被冷凝下来的液体在重力的作用下向下流动进入循环水换热器7内，被冷凝下来的液体在循环水换热器7内同时还可以对从还原尾气集液器6进入到循环水换热器7内的还原尾气进行冷凝，这样使得被气气换热器8冷凝下来的液体作为冷源，从而提高了循环水换热器7内的冷凝效率，其中在气气换热器8内未被冷凝下来的还原尾气继续向上流动进入氟利昂换热器9内；还原尾气在氟利昂换热器9内进行冷凝，其中被冷凝下来的液体在重力的作用下向下流动进入气气换热器8内，被冷凝下来的液体在气气换热器8内同时还可以对从循环水换热器7进入到气气换热器8内的还原尾气进行冷凝，这样使得被氟利昂换热器9冷凝下来的液体作为冷源，从而提高了气气换热器8内的冷凝效率，其中在氟利昂换热器9内未被冷凝下来的还原尾气继续向上流动进入冷凝分离塔顶封头10 ;然后由冷凝分离塔顶封头10排出。
[0023]本实施例中的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔相对于现有技术中的通过管道串联起来的多晶硅生产中回收冷凝的装置来说，能够节约基础建造成本15%，并且能够达到更好的冷凝分离效果，从而将氯硅烷与不可被冷凝的氢气与大部分氯硅烷分离开来。本实施例中的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔利用重力原理及冷凝过程中的冷量及热量进行相互换热，充分利用冷量，从而达到很好的冷凝分离效果及降低生产能耗以及减少建设用地的目的。
[0024]具体的，本实施例中的循环水换热器7、气气换热器8、氟利昂换热器9的结构均为列管式结构。
[0025]优选的是，所述还原尾气集液器6、所述循环水换热器7、所述气气换热器8、所述氟利昂换热器9、所述冷凝分离塔顶封头10，从下往上依次通过法兰12连接。通过法兰12进行连接不仅安装方便，而且拆卸方便，且便于更换。
[0026]优选的是，所述还原尾气集液器6的两端分别设置有用于还原尾气从塔底进入的还原尾气集液器入口端13和还原尾气集液器出口端14，所述还原尾气集液器入口端13用于通入还原尾气且可以排出被冷凝的液体，所述循环水换热器7的两端分别设置有循环水换热器入口端15和循环水换热器出口端16，所述气气换热器8的两端分别设置有气气换热器入口端17和气气换热器出口端18，所述氟利昂换热器9的两端分别设置有氟利昂换热器入口端19和氟利昂换热器出口端20，所述还原尾气集液器出口端14与所述循环水换热器入口端15通过法兰12进行连接，所述循环水换热器出口端16与所述气气换热器入口端17连接，所述气气换热器出口端18与所述氟利昂换热器入口端19连接，所述氟利昂换热器出口端20与所述冷凝分离塔顶封头10连接，
[0027]所述循环水换热器出口端16的温度为30?50°C，[0028]所述气气换热器出口端18的温度为-15?-20°C，
[0029]所述氟利昂换热器出口端20的温度为-35?-40°C。
[0030]本实施例中，循环水换热器7的冷源为水，循环水换热器7上设置有循环水入口 21和循环水出口 22 ;气气换热器8的冷源为氢气,气气换热器8上设置有氢气入口 23和氢气出口 24 ;氟利昂换热器9的冷源为氟利昂，氟利昂换热器9上设置有氟利昂入口 25和氟利昂出口 26。本实施例中具体的，冷源走壳程，还原尾气走管程。
[0031]本实施例中对于上述的循环水换热器7、气气换热器8、氟利昂换热器9的冷源无具体的要求，能到上述温度范围的冷源很多，只要能满足上述温度范围即可。
[0032]优选的是，在所述循环水换热器7与所述气气换热器8之间设置有第一再分布器27，该第一再分布器27，用于还原尾气冷凝过程中的缓冲作用，该第一再分布器27可以采用盘式、槽式或截锥式结构，也可以采用其它的结构。通过该第一再分布器27，可以使得经过循环水换热器7的还原尾气混合均匀后得到较为充分的缓冲后，从而达到相同的温度，再进入到下一级的气气换热器8中。
[0033]优选的是，在所述气气换热器8与所述氟利昂换热器9之间设置有第二再分布器28，该第二再分布器28用于还原尾气冷凝过程中的缓冲作用，该第二再分布器28可以采用盘式、槽式或截锥式结构，也可以采用其它的结构。通过该第二再分布器28，可以使得经过气气换热器8的还原尾气混合均匀后得到就较为充分的缓冲后，从而达到相同的温度，再进入到下一级的氟利昂换热器9中。
[0034]优选的是，所述的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔还包括还原尾气除泡沫器29，该还原尾气除泡沫器29设置于所述还原尾气冷凝分离塔内部或者设置于所述氟利昂换热器9与所述冷凝分离塔顶封头10之间，所述还原尾气除泡沫器29用于还原尾气冷凝过程中的除泡沫作用。通过该还原尾气除泡沫器29可以使得经过氟利昂换热器9后的氯硅烷得到最大效率的气液分离。
[0035]优选的是，在所述氟利昂换热器9与所述还原尾气除沫器之间设置有第三再分布器30，该第三再分布器30用于还原尾气冷凝过程中的缓冲作用，该第三再分布器30可以采用盘式、槽式或截锥式结构，也可以采用其它的结构。通过该第三再分布器30，可以使得经过氟利昂换热器9的还原尾气混合均匀后得到较为充分的缓冲后，从而达到相同的温度，再进入到还原尾气除泡沫器29中。
[0036]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔，其特征在于，包括:还原尾气集液器、循环水换热器、气气换热器、氟利昂换热器、冷凝分离塔顶封头，所述还原尾气集液器、所述循环水换热器、所述气气换热器、所述氟利昂换热器、所述冷凝分离塔顶封头从下往上依次连接成塔状，其中，所述还原尾气集液器用于收集冷凝下来的液体，所述冷凝分离塔顶封头上设置有还原尾气出口，该还原尾气出口用于排出未被冷凝的还原尾气。
2.根据权利要求1所述的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔，其特征在于，所述还原尾气集液器、所述循环水换热器、所述气气换热器、所述氟利昂换热器、所述冷凝分离塔顶封头，从下往上依次通过法兰连接。
3.根据权利要求1所述的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔，其特征在于，所述还原尾气集液器的两端分别设置有用于还原尾气从塔底进入的还原尾气集液器入口端和还原尾气集液器出口端，所述循环水换热器的两端分别设置有循环水换热器入口端和循环水换热器出口端，所述气气换热器的两端分别设置有气气换热器入口端和气气换热器出口端，所述氟利昂换热器的两端分别设置有氟利昂换热器入口端和氟利昂换热器出口端，所述还原尾气集液器出口端与所述循环水换热器入口端连接，所述循环水换热器出口端与所述气气换热器入口端连接，所述气气换热器出口端与所述氟利昂换热器入口端连接，所述氟利昂换热器出口端与所述冷凝分离塔顶封头连接， 所述循环水换热器出口端的温度为30?50°C， 所述气气换热器出口端的温度为-15?-20°C， 所述氟利昂换热器出口端的温度为-35?-40°C。
4.根据权利要求1所述的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔，其特征在于，在所述循环水换热器与所述气气换热器之间设置有第一再分布器，该第一再分布器用于还原尾气冷凝过程中的缓冲作用。
5.根据权利要求1所述的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔，其特征在于，在所述气气换热器与所述氟利昂换热器之间设置有第二再分布器，该第二再分布器用于还原尾气冷凝过程中的缓冲作用。
6.根据权利要求1所述的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔，其特征在于，还包括还原尾气除泡沫器，该还原尾气除泡沫器设置于所述还原尾气冷凝分离塔内部或者设置于所述氟利昂换热器与所述冷凝分离塔顶封头之间，所述还原尾气除泡沫器用于还原尾气冷凝过程中的除泡沫作用。
7.根据权利要求6所述的多晶硅生产中的还原尾气冷凝分离塔，其特征在于，在所述氟利昂换热器与所述还原尾气除沫器之间设置有第三再分布器，该第三再分布器用于还原尾气冷凝过程中的缓冲作用。
【文档编号】B01D53/00GK203790797SQ201420223595
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】王东, 陈文岳, 罗永君 申请人:新特能源股份有限公司