一种多晶硅生产装置尾气处理系统的制作方法

本技术属于多晶硅制备领域，特别涉及一种多晶硅生产装置尾气处理系统。

背景技术：

1、目前改良西门子法多晶硅生产工艺还原尾气均采用多级换热的方式，将还原尾气冷凝至-30℃，将为其中的三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅以及高沸物冷凝为液相进行收集。尾气中夹带的硅粉被冷凝的液相冲洗至凝液收集装置，收集的含硅粉的氯硅烷送至分离塔将轻组分(三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅)和重组分(硅粉、四氯化硅、高沸物)进行简单分离。目前的尾气处理工艺存在如下问题：(1)含硅粉气相对换热器管束磨损严重，需定期更换换热设备；(2)硅粉与冷凝的氯硅烷混合后容易堵塞管道以及换热器管束，降低换热器换热效率；(3)尾气处理装置需定期清洗更换换热设备，无法连续运行。

技术实现思路

1、实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题降低尾气处理系统中换热设备的检修频次，提高换热效率。

2、为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

3、一种多晶硅生产装置尾气处理系统，包括文丘里洗涤器、气液分离罐、第一换热器、储罐、精馏塔、第二换热器和回流罐；

4、所述文丘里洗涤器的进料口与多晶硅生产还原炉尾气出口连接，排料口连接至气液分离罐；所述气液分离罐的气相出口与储罐之间通过第一换热器连接，将分离出来的气相经第一换热器深度冷凝送入储罐内；储罐顶部气相出口通过管道连接至外部下游装置；气液分离罐和储罐的底部液相出口，一同通过管道连接至精馏塔内；

5、所述精馏塔顶部气相出口通过管道连接至回流罐，第二换热器安装在该管道上；所述回流罐通过回流管道分别连接至所述文丘里洗涤器和所述精馏塔内。

6、具体地，所述文丘里洗涤器进料端通过尾气进料管连接至还原炉尾气出口；文丘里洗涤器后端具有一喉管段，物料经喉管段洗涤形成浆料，随后经浆料管排入气液分离罐内。

7、具体地，所述第一换热器一端通过分离罐气相管连接至气液分离罐顶部气相出口，另一端通过储罐进料管连接至储罐，将经第一换热器冷凝的气液混合物送入储罐内；所述储罐顶部气相出口通过储罐气相管连接至外部的不凝气分离单元；气液分离罐和储罐底部液相出口，一同通过排液管连接至精馏塔内。

8、进一步地，所述精馏塔的底部设有一循环回路的热虹吸管，热虹吸管上设有再沸器，进入热虹吸管内的物料经再沸器加热后形成气相；精馏塔分离出的浓浆料经浓浆采出管向外排出。

9、具体地，精馏塔顶部气相出口通过冷凝管连接至回流罐，所述第二换热器安装在冷凝管上，从精馏塔顶部出来的气相经第二换热器冷凝产生冷凝液，随后送入回流罐内。

10、具体地，所述回流罐底部通过回流主管连接，回流主管通过多通阀分别与文丘里洗涤器回流管、精馏塔回流管和回收物料采出管连接，将回流罐中的冷凝液作为洗涤液循环利用。

11、进一步地，所述文丘里洗涤器回流管通过第一分管和第二分管连接至文丘里洗涤器上，第一分管喷淋液用作捕捉还原尾气中的固体颗粒，形成浊液并与还原尾气在气液分离罐中进行分离。第二分管喷淋液给还原尾气进行降温，防止第一分管喷淋液因大量蒸发而降低除尘效率。

12、进一步地，储罐底部排料口还通过储罐回流管连接至文丘里洗涤器回流管上，将储罐内浊液作为文丘里洗涤器的洗涤液；储罐回流管上还设有提液泵。

13、进一步地，所述精馏塔底部排料口通过管道连接至外部，管道上设有排料泵，通过排料泵将精馏塔分离出的浓浆料采出。

14、进一步地，所述回流罐与所述文丘里洗涤器和所述精馏塔之间，连接的回流管道上设有回流泵。

15、有益效果：

16、本实用新型尾气处理系统通过文丘里洗涤器与后分离塔结合的使用方式，洗涤液可以循环利用，还原尾气经过本系统除尘处理，可以显著降低换热设备的检修频次，保证装置稳定连续运行，保证换热设备在使用周期范围内传热系数的稳定。文丘里洗涤器可以降低还原尾气温度，减少换热设备冷媒的使用量，降低生产成本。

技术特征：

1.一种多晶硅生产装置尾气处理系统，其特征在于，包括文丘里洗涤器(1)、气液分离罐(2)、第一换热器(3)、储罐(4)、精馏塔(5)、第二换热器(9)和回流罐(7)；

2.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置尾气处理系统，其特征在于，所述文丘里洗涤器(1)进料端通过尾气进料管(101)连接至还原炉尾气出口；所述文丘里洗涤器(1)后端具有一喉管段(11)，物料经所述喉管段(11)洗涤形成浆料，随后经浆料管(102)排入气液分离罐(2)内。

3.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置尾气处理系统，其特征在于，所述第一换热器(3)一端通过分离罐气相管(103)连接至所述气液分离罐(2)顶部气相出口，另一端通过储罐进料管(104)连接至所述储罐(4)，将经第一换热器(3)冷凝的气液混合物送入储罐(4)内；所述储罐(4)顶部气相出口通过储罐气相管(105)连接至外部的不凝气分离单元；所述气液分离罐(2)和所述储罐(4)底部液相出口，一同通过排液管(106)连接至精馏塔(5)内。

4.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置尾气处理系统，其特征在于，所述精馏塔(5)的底部设有一循环回路的热虹吸管(108)，所述热虹吸管(108)上设有再沸器(10)，进入热虹吸管(108)内的物料经所述再沸器(10)加热后形成气相；精馏塔(5)分离出的浓浆料经浓浆采出管(107)向外排出。

5.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置尾气处理系统，其特征在于，所述精馏塔(5)顶部气相出口通过冷凝管(109)连接至所述回流罐(7)，所述第二换热器(9)安装在冷凝管(109)上，从精馏塔(5)顶部出来的气相经第二换热器(9)冷凝产生冷凝液，随后送入回流罐(7)内。

6.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置尾气处理系统，其特征在于，所述回流罐(7)底部通过回流主管(111)连接，所述回流主管(111)通过多通阀分别与文丘里洗涤器回流管(114)、精馏塔回流管(110)和回收物料采出管(112)连接，将回流罐(7)中的冷凝液作为洗涤液循环利用。

7.根据权利要求6所述的多晶硅生产装置尾气处理系统，其特征在于，所述文丘里洗涤器回流管(114)通过第一分管(115)和第二分管(116)连接至文丘里洗涤器(1)上。

8.根据权利要求6所述的多晶硅生产装置尾气处理系统，其特征在于，所述储罐(4)底部排料口还通过储罐回流管(113)连接至文丘里洗涤器回流管(114)上，将储罐(4)内浊液作为文丘里洗涤器(1)的洗涤液；所述储罐回流管(113)上设有提液泵(12)。

9.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置尾气处理系统，其特征在于，所述精馏塔(5)底部排料口通过管道连接至外部，管道上设有排料泵(6)，通过排料泵(6)将精馏塔(5)分离出的浓浆料采出。

10.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置尾气处理系统，其特征在于，所述回流罐(7)与所述文丘里洗涤器(1)和所述精馏塔(5)之间，连接的回流管道上设有回流泵(8)。

技术总结
本技术公开了一种多晶硅生产装置尾气处理系统，包括文丘里洗涤器、气液分离罐、第一换热器、储罐、精馏塔、排料泵、第二换热器、回流罐和回流泵；文丘里洗涤器的进料口与多晶硅生产还原炉尾气出口连接，排料口连接至气液分离罐；气液分离罐的气相出口与储罐之间通过第一换热器连接；储罐顶部气相出口通过管道连接至外部下游装置；气液分离罐和储罐的底部液相出口，一同通过管道连接至精馏塔内；精馏塔底部排料口通过管道连接至外部，管道上设有排料泵；精馏塔顶部气相出口通过管道连接至回流罐，第二换热器安装在该管道上；回流罐通过回流管道分别连接至文丘里洗涤器和精馏塔内，回流泵设置于该回流管道上。

技术研发人员：梁晓阳,季建波,王宁,姜广静,赵亚军,张国瑞,郝鑫
受保护的技术使用者：新疆协鑫新能源材料科技有限公司
技术研发日：20221118
技术公布日：2024/1/13