精馏系统的制作方法_3

文档序号:9654719阅读:来源:国知局
料口462,第五出料口462与第四进料口441连通,第五进料口461与第一上出口 111连通,第四出料口 442与第一回流口 114和第二进料口 342连通。第二冷凝器40与第一冷凝器30的主要区别在于,第二冷凝器40增设了第三冷却管组46。上述第三冷却管组46为翅片冷却管组。上述结构可以对进入第二冷却管组44的物料进行预冷处理,进一步提高冷凝效果。
[0037]如图7所示,在实施例一的精馏系统中,第二冷凝器40还包括第二除雾装置47,第二除雾装置47设置在第二壳体内并位于第二出风部42与第二液体分布器45之间。第二除雾装置47为丝网除雾器。第二进风部41为设置在第二壳体下部周向侧壁上的进风格栅。在第二冷凝器40进行工作时,外部空气通过上述进风格栅从下部进入至第二壳体内,并且自下向上流动,第二壳体内的冷却水通过第二液体分布器45均匀向下流动,两者形成逆流。空气与冷却水在第二冷却管组44处蒸发产生的水蒸气混合成湿空气,该湿空气向上流动进入丝网除雾器,并在丝网除雾器的作用下除去部分水分。除去部分水分的空气到达第三冷却管组46处并与其进行换热,实现对进入第二冷却管组44的物料进行预冷处理。最后,换热之后的空气从第二风机组件43排入大气。上述结构可以减少排入大气的空气携带水分,降低了冷却水的损耗,节约了能源。需要说明的是,第二除雾装置47不限于此,在图中未示出的其他实施方式中,第二除雾装置47可以为其他形式的除雾装置。
[0038]如图7所示,在实施例一的精馏系统中,第二冷凝器40还包括气液分离装置48,气液分离装置48的进口与第四出料口 442连通,气液分离装置48的出液口与第一回流口 114和第二进料口 342连通。在本实施例中,气液分离装置48为气液分离罐。上述结构可以对第四出料口 442流出的物料进行进一步气液分离。
[0039]如图7所示,在实施例一的精馏系统中,第二冷凝器40由上至下分为7个区,分别为出风区、预冷区、液体收集分布区、冷却区、进风区、储水区以及气液分离区。当对第二冷凝器40进行操作时,前置设备产生的蒸汽(如精馏塔塔顶产生的饱和蒸汽)首先进入预冷区的翅片冷却管组进行换热预冷,预冷后的蒸汽再进入冷却区的冷却盘管组完全冷凝和冷却,冷凝冷却后的物流进入气液分离区,并进入气液分离罐。在气液分离罐中气液分离后,不凝气通过气液分离罐的出气口排出,冷凝液通过出液口排入后续设备。冷却水由循环水栗从储水区的水箱中抽出送到液体收集分布区的槽盘式液体分布器中,并将冷却水在冷却区上方均匀分布,从而在冷却盘管组的管体上形成连续均匀的薄水膜,利用上述薄水膜的蒸发以强化管内外传热。此外,依靠出风区的轴流风机的动力在冷凝器内形成负压,空气由进风区的进风格栅进入,并自下向上流动与从液体收集分布区流下的冷却水形成逆流,与冷却区产生的水蒸气混合成湿空气,湿空气向上流动进入丝网除雾器除掉部分水后,到达第三冷却管组46处并与其进行换热,最后从轴流风机的排风口排入大气。
[0040]如图3所示,在实施例一的精馏系统中,第一再沸器21的第一出液口214与第二精馏塔12的第二回流口 124和第一冷凝器30的第三进料口 343之间设置有缓冲罐,第一精馏塔
11的第一上出口 111与第一回流口 114和第一冷凝器30的第二进料口 342之间同样设置有缓冲罐。
[0041]如图3所示,在实施例一的精馏系统中,精馏系统的工作流程为:
[0042]从前面工序来的待精制提纯物料500从第一精馏塔11的中下部第一进口113进入,第一精馏塔11的塔顶蒸汽501进入第二冷凝器40进行冷凝冷却,冷却后的冷凝液502排入缓冲罐后分成两路,一路作为回流液503从第一精馏塔11的顶部进入,另一路作为低沸物504排出。第一精馏塔11的塔釜液体505从第二精馏塔12中上部的第二进口 123进入。第二精馏塔12的塔顶蒸汽506进入第一再沸器21壳程用于加热第一精馏塔11的塔釜液体,冷凝后的塔顶蒸汽507进入缓冲罐,从缓冲罐排出的冷凝液508分成两路,一路作为回流液509从第二精馏塔12的顶部进入,另一路作为低沸物510排出。从第二精馏塔12塔釜排出的产品511、上述低沸物504以及上述低沸物510分别从第一冷凝器30的三个冷却盘管组进入进行冷却,冷却后的低沸物512、产品513和低沸物514排入后续工序。其中,待精制提纯物料500可以是二氯二氢硅、三氯氢硅或四氯化硅。
[0043]如图4所示,实施例二的精馏系统为用于多晶硅精制提纯的第二种流程(即上游精馏塔的塔顶产品作为下游精馏塔的原料),该精馏系统包括第一精馏塔11、第二精馏塔12以及第二再沸器22。其中,第一精馏塔11具有第一上出口 111、第一下出口 112以及设置在第一上出口 111和第一下出口 112之间的第一进口 113和第一回流口 114。第二精馏塔12具有第二上出口 121、第二下出口 122以及设置在第二上出口 121和第二下出口 122之间的第二进口123、第二回流口 124和第二回气口 125。第二再沸器22具有第二进液口 221、第二出气口 222、第二进气口 223以及第二出液口 224,第二进液口 221与第二下出口 122连通,第二出气口 222与第二回气口 125连通。第二进气口 223与第一上出口 111连通,第二出液口 224与第一回流口 114和第二进口 123连通。在上述第二种流程中,第一精馏塔11的塔顶产品首先作为第二精馏塔12上的第二再沸器22的热源进行换热,再作为第二精馏塔12的原料通过第二出液口224、第二进口 123进入到第二精馏塔12内,这样可以充分利用精馏系统中的能源,从而有效地降低系统能耗。
[0044]在实施例二的精馏系统中,第一精馏塔11为规整填料塔或板式塔,理论塔板数的范围为80?100,塔顶操作表压力的范围为0.4MPa?0.8MPa,塔顶操作温度的范围为90°C?115°C,回流量与进料量的质量流率比的范围为6?10。第二精馏塔12为规整填料塔,理论塔板数的范围为100?120,塔顶操作表压力的范围为0.15MPa?0.55MPa,塔顶操作温度的范围为70°C?90°C,回流量与进料量的质量流率比的范围为8?12。第二再沸器22为热虹吸式再沸器,其热源为来自第一精馏塔U的塔顶蒸汽,且要求塔顶蒸汽与第二精馏塔12的塔釜的温差范围为10°C?25°C。
[0045]如图4所示,在实施例二的精馏系统中,精馏系统还包括第一冷凝器30。本实施例的第一冷凝器30与实施例一的第一冷凝器30的主要区别在于,第二上出口 121与第二回流口 124连通,第二下出口 122与第一进料口341连通,并且第二上出口 121与第三进料口343连通,第一下出口 112与第二进料口 342连通。上述第一冷凝器30的其他结构和工作原理与实施例一的相同,在此不再赘述。
[0046]如图4所示,在实施例二的精馏系统中,精馏系统还包括第二冷凝器40。本实施例的第二冷凝器40与实施例一的第二冷凝器40的主要区别在于,第五进料口 461与第二上出口 121连通,第四出料口 442与第二回流口 124和第三进料口 343连通。上述第二冷凝器40还包括气液分离装置48,气液分离装置48的进口与第四出料口 442连通,气液分离装置48的出液口与第二回流口 124和第三进料口 343连通。上述第二冷凝器40的其他结构和工作原理与实施例一的相同,在此不再赘述。
[0047]如图4所示,在实施例二的精馏系统中,第二再沸器22的第二出液口224与第一精馏塔11的第一回流口 114和第二精馏塔12的第二进口 123之间还设置有缓冲罐,第二精馏塔12的第二上出口 121与第二回流口 124和第一冷凝器30的第三进料口 343之间同样设置有缓冲罐。
[0048]如图4所示,在实施例二的精馏系统中,精馏系统的工作流程为:
[0049]从前面工序来的待精制提纯物料600从第一精馏塔11的中下部第一进口113进入,第一精馏塔11的塔顶蒸汽601进入第二再沸器22壳程用于加热第二精馏塔12的塔釜液体,冷凝后的塔顶蒸汽602进入缓冲罐,从缓冲罐排出的冷凝液603分成两路,一路作为回流液604从第一精馏塔11的顶部进入,另一路冷凝液605从第二精馏塔12中上部的第二进口 123进入。第二精馏塔12的塔顶蒸汽606进入第二冷凝器40进行冷凝冷却,冷却后的冷凝液607排入缓冲罐后分成两路,一路作为回流液608从第二精馏塔12的顶部进入,另一路作为低沸物609排出。从第一精馏塔11塔釜排出的高沸物611、从第二精馏塔12塔釜排出的产品610以及上述低沸物609分别从第一冷凝器30的三个冷却盘管组进入进行冷却,冷却后的低沸物612、产品613和高沸物614排入后续工序。其中,待精制提纯物料600可以是二氯二氢硅、三氯氢硅或四氯化硅。
[0050]从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
[0051]本申请的精馏系统应用于多晶硅精制提纯,使连接在多
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