專利名稱：多晶硅氫化工序中的能量利用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)過程中，對多晶硅冷氫化工序中熱能的利用。
背景技術(shù)：
多晶硅制備是一個高耗能的產(chǎn)業(yè)，目前，中國生產(chǎn)多晶硅的工藝主要采用改良西門子法，其包括五個主要環(huán)節(jié)SiHC13合成、SiHC13精餾提純、Si HC13的氫還原、尾氣的回收和SiC14的氫化分離。該方法制備的多晶硅純度高，安全性好，其沉積速率與轉(zhuǎn)換效率是最高的，但是能耗也很高，其中的能耗成本占總成本的70%左右。所以，如何改進工藝降低生產(chǎn)成本則成為各企業(yè)是否可持續(xù)發(fā)展的重點，而各工序余熱的利用又是重中之重。通常的多晶硅企業(yè)冷氫化工序的生產(chǎn)流程如附圖1，四氯化硅液體進入四氯化硅汽化器，通過外供蒸汽加熱汽化；汽化后的四氯化硅再與預(yù)熱的氫氣按一定的配比混合后進入電加熱器加熱；加熱后的混合氣料接著進入氫化反應(yīng)器，與氫化反應(yīng)器中的硅粉發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)生成的氣體溫度大約是550°C，其中含有約25%的三氯氫硅、75%的四氯化硅以及少量的硅粉固體顆粒；反應(yīng)生成的氣體接著進入文丘里洗滌器，利用來自氯硅烷循環(huán)泵的冷凝料將反應(yīng)生成氣中的硅粉固體顆粒洗滌掉，洗下來的硅粉固體顆粒連同少量的四氯化硅殘漿定期排放至殘漿罐；除去了硅粉顆粒的洗滌后氣接著進入冷凝系統(tǒng)，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用；冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌反應(yīng)生成氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。此流程中反應(yīng)生成氣中所含的熱量均被冷凝系統(tǒng)消耗掉，造成了大量冷媒和熱媒的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
為充分利用該工藝的反應(yīng)生成氣中的熱能，本發(fā)明提供一種區(qū)別于傳統(tǒng)工藝的新工藝流程，使得氫化反應(yīng)生成氣中的能量得到最大利用。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，主要應(yīng)用于四氯化硅與氫氣混合加熱后的能量利用，其包括以下步驟(I)使四氯化硅液體和氫氣氣體進入列管式汽化器混合加熱，控制其壓力和溫度，使氫氣和四氯化硅按一定的配比進入急冷管；
(2)使進入急冷管的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱，然后進入電加熱器，被電加熱后再進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)；
(3)使從氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入急冷管與四氯化硅、氫氣混合氣換熱(反應(yīng)生成氣的溫度高，其將熱量傳遞給四氯化硅與氫氣混合氣)，然后使其進入文丘里洗滌器，洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿被定期排放至殘漿罐；
(4)使從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體進入列管式汽化器，利用余熱對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后，進入冷凝系統(tǒng)。
在如上所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法中，優(yōu)選的是，進入冷凝系統(tǒng)的洗滌后的氣體經(jīng)過低溫冷凝后，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回氫化反應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)使用。優(yōu)選的是，冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌降溫后氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)。優(yōu)選的是，分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。優(yōu)選的是，多晶硅冷氫化工序中進入列管式汽化器的四氯化硅與氫氣的摩爾配比為 1:3-1:10。優(yōu)選的是，多晶硅冷氫化工序中，進入列管式汽化器的四氯化硅與氫氣的混合加 熱，其壓力為I. 5-4. OMPa0 優(yōu)選的是，多晶硅冷氫化工序中，進入列管式汽化器的四氯化硅與氫氣的混合加熱，其溫度控制在120-200°C。優(yōu)選的是，多晶硅冷氫化工序中，四氯化硅與氫氣混合氣在電加熱器中被加熱到550-650 °C。優(yōu)選的是，如上所述的電加熱溫度為600°C。在如上所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法中，其換熱過程是在急冷管中進行的。在如上所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法中，其換熱過程是在列管式汽化器中進行的。優(yōu)選的是，如上所述的急冷管為套管式結(jié)構(gòu)，其還用于防止已生成的三氯氫硅重新分解為四氯化硅。優(yōu)選的是，列管式汽化器內(nèi)安裝有換熱器(如附圖3所示)，從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體進入套管中加熱氫氣和四氯化硅的混合物，換熱后氣體排出換熱器，進入冷凝系統(tǒng)。優(yōu)選的是，列管式汽化器中的換熱器為列管式換熱器、U型換熱器或雁翅型換熱器。如上所述的列管式汽化器，其包含有換熱器，四氯化硅液體從列管式汽化器的底部進入，氫氣從底部側(cè)路進入盤管，盤管上表面開有小孔，氫氣從小孔出來并向上輸出，對四氯化硅液體進行鼓泡，列管式汽化器中部安裝一個換熱器，對汽化器內(nèi)的氫氣、四氯化硅進行換熱加熱。傳統(tǒng)冷氫化四氯化硅汽化器、氫氣預(yù)熱器均使用蒸汽加熱，本發(fā)明中，四氯化硅和氫氣在列管式汽化器中混合后先通過洗滌后的氣體預(yù)熱加熱汽化，汽化后的四氯化硅與氫氣的混合氣，進入急冷管與反應(yīng)生成氣換熱，既提高了混合氣溫度，又降低了反應(yīng)生成氣溫度，從而減少了煤電的消耗，大幅度降低了運行成本。冷氫化最終生成三氯氫硅的反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，在急冷管中，用混合氣降低反應(yīng)生成氣的溫度，有效阻止了冷氫化反應(yīng)朝逆反應(yīng)方向進行，從而提高了四氯化硅轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)生成氣將混合氣溫度提升，則減少了電加熱的負(fù)荷功率，降低了電耗。文丘里洗滌器出來的洗滌后進入列管式汽化器對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱，加熱后，其自身溫度必然降低，從而減少了后續(xù)冷凝系統(tǒng)的冷負(fù)荷，達到了節(jié)能的效果。


圖I為傳統(tǒng)冷氫化工藝流程 圖2為采用了按照本發(fā)明的多晶硅冷氫化工序中的能量利用方法的冷氫化流程 圖3為如圖2所示的按照本發(fā)明的多晶硅冷氫化工序中的能量利用方法的冷氫化流程中的列管式汽化器的一優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意 圖中，I-換熱器；2-盤管。
具體實施方式
圖2所示為本發(fā)明的多晶硅冷氫化工序中的能量利用方法的冷氫化流程圖四氯化硅液體和氫氣氣體進入列管式汽化器混合加熱，該列管式汽化器如圖3所示，其包含有換熱器1，四氯化硅液體從列管式汽化器的底部進入，氫氣從底部側(cè)路進入盤管2，盤管上表面開有小孔，氫氣從小孔出來并向上輸出，對四氯化硅液體進行鼓泡，列管式汽化器中部安裝一個換熱器，對汽化器內(nèi)的氫氣、四氯化娃進行換熱加熱。加熱后的混合氣按一定的配比進入急冷管；進入急冷管的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱，然后進入電加熱器，被電加熱后再進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)后得到的反應(yīng)生成氣從氫化反應(yīng)器出來然后進入急冷管與四氯化硅、氫氣混合氣換熱，接著反應(yīng)生成氣進入文丘里洗滌器，從反應(yīng)生成氣洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿被定期排放至殘漿罐；洗滌后的反應(yīng)生成氣從文丘里洗滌器進入列管式汽化器的換熱器中，利用余熱對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后進入冷凝系統(tǒng)；進入冷凝系統(tǒng)的洗滌后的氣體經(jīng)過低溫冷凝后，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用；冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌降溫后氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)；分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回輕化反應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)使用。實施例I 一種多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其工藝流程如圖2所示，其包括以下步驟(1)四氯化硅液體和氫氣氣體按摩爾比為1:3進入列管式汽化器混合后，控制其壓力為3. 2MPa,溫度為150°C，然后進入急冷管；
(2)進入急冷管的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱后，進入電加熱器，被電加熱到600°C后，接著進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)；
(3)從氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入急冷管與四氯化娃、氫氣混合氣換熱后,進入文丘里洗滌器，洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿定期排放至殘漿罐；
(4)從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體溫度約為280-320°C，然后進入列管式汽化器，對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后，進入冷凝系統(tǒng)；混合物料加熱到150°C后送入極冷管；
(5 )進入冷凝系統(tǒng)的洗滌后的氣體經(jīng)過低溫冷凝后，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回氫化反應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)使用；
(6)冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌降溫后氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)；
(7)分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。實施例2 —種多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其工藝流程如圖2所示，其包括以下步驟(1)四氯化硅液體和氫氣氣體按摩爾比為1:4進入列管式汽化器混合后，控制其壓力為2. OMPa,溫度為160°C，然后進入急冷管；
(2)進入急冷管的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱后，進 入電加熱器，被電加熱到620°C后，接著進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)；
(3)從氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入急冷管與四氯化娃、氫氣混合氣換熱后,進入文丘里洗滌器，洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿定期排放至殘漿罐；
(4)從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體溫度約為290-340°C，然后進入列管式汽化器，對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后，進入冷凝系統(tǒng)；混合物料加熱到160°C后送入極冷管；
(5 )進入冷凝系統(tǒng)的洗滌后的氣體經(jīng)過低溫冷凝后，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回氫化反應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)使用；
(6)冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌降溫后氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)；
(7)分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。實施例3 —種多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其包括以下步驟(I)四氯化硅液體和氫氣氣體按摩爾比為1:5進入列管式汽化器混合后，控制其壓力為3. 5MPa,溫度為140°C,然后進入急冷管；
(2)進入急冷管的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱后，進入電加熱器，被電加熱到580°C后，接著進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)；
(3)從氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入急冷管與四氯化娃、氫氣混合氣換熱后,進入文丘里洗滌器，洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿定期排放至殘漿罐；
(4)從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體溫度約為290-330°C，然后進入列管式汽化器，對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后，進入冷凝系統(tǒng)；混合物料加熱到140°C后送入極冷管；
(5 )進入冷凝系統(tǒng)的洗滌后的氣體經(jīng)過低溫冷凝后，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回氫化反應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)使用；
(6)冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌降溫后氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)；
(7)分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。實施例4 一種多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其包括以下步驟(I)四氯化硅液體和氫氣氣體按摩爾比為1:6進入列管式汽化器混合后，控制其壓力為1.5MPa，溫度為120°C，然后進入急冷管；
(2)進入急冷管的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱后，進入電加熱器，被電加熱到550°C后，接著進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)；
(3)從氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入急冷管與四氯化娃、氫氣混合氣換熱后,進入文丘里洗滌器，洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿定期排放至殘漿罐；
(4)從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體溫度約為290-340°C，然后進入列管式汽化器，對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后，進入冷凝系統(tǒng)；混合物料加熱到120°C后送入極冷管；
(5 )進入冷凝系統(tǒng)的洗滌后的氣體經(jīng)過低溫冷凝后，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回氫化反應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)使用；
(6)冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌降溫后氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)；
(7)分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。實施例5 —種多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其工藝流程如圖2所示，其包括以下步驟(1)四氯化硅液體和氫氣氣體按摩爾比為1:8進入列管式汽化器混合后，控制其壓力為2. 5MPa,溫度為180°C，然后進入急冷管；
(2)進入急冷管的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱后，進入電加熱器，被電加熱到650°C后，接著進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)；
(3)從氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入急冷管與四氯化娃、氫氣混合氣換熱后,進入文丘里洗滌器，洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿定期排放至殘漿罐；
(4)從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體溫度約為290-340°C，然后進入列管式汽化器，對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后，進入冷凝系統(tǒng)；混合物料加熱到180°C后送入極冷管；
(5 )進入冷凝系統(tǒng)的洗滌后的氣體經(jīng)過低溫冷凝后，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回氫化反應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)使用；
(6)冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌降溫后氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)；
(7)分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。實施例6 —種多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其包括以下步驟(I)四氯化硅液體和氫氣氣體按摩爾比為1:9進入列管式汽化器混合后，控制其壓力為2. 8MPa，溫度為190°C，然后進入急冷管；
(2)進入急冷管的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱后，進入電加熱器，被電加熱到630°C后，接著進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)；
(3)從氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入急冷管與四氯化娃、氫氣混合氣換熱后,進入文丘里洗滌器，洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿定期排放至殘漿罐；
(4)從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體溫度約為290-340°C，然后進入列管式汽化器，對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后，進入冷凝系統(tǒng)；混合物料加熱到190°C后送入極冷管；
(5 )進入冷凝系統(tǒng)的洗滌后的氣體經(jīng)過低溫冷凝后，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回氫化反應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)使用；
(6 )冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌降溫后氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)；
(7)分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。實施例7 —種多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其工藝流程如圖2所示，其包括以下步驟(1)四氯化硅液體和氫氣氣體按摩爾比為1:10進入列管式汽化器混合后，控制其壓力為4. OMPa,溫度為200°C，然后進入急冷管；
(2)進入急冷管的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱后，進入電加熱器，被電加熱到620°C后，接著進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)； (3 )從氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入急冷管與四氯化娃、氫氣混合氣換熱后，進入文丘里洗滌器，洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿定期排放至殘漿罐；
(4)從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體溫度約為290-340°C，然后進入列管式汽化器，對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后，進入冷凝系統(tǒng)；混合物料加熱到200°C后送入極冷管；
(5 )進入冷凝系統(tǒng)的洗滌后的氣體經(jīng)過低溫冷凝后，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回氫化反應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)使用；
(6)冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌降溫后氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)；
(7)分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。在冷氫化工序中，目前汽化四氯化硅使用的是蒸汽。進電加熱器前的氣體，目前是汽化后直接進入并加熱到600°C，而本發(fā)明無需使用蒸汽，而是直接通過文丘里洗滌器出來的氣體余熱汽化混合氣體，并且本發(fā)明先通過急冷管換熱提高溫度后再進行加熱，從而節(jié)省電耗約25-33%。以上所述僅為本發(fā)明的一實施例，并不能限定本發(fā)明，可以肯定的是凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，主要應(yīng)用于四氯化硅與氫氣混合加熱后的能量利用，其特征在于包括以下步驟 (1)使四氯化硅液體和氫氣氣體進入列管式汽化器混合加熱，控制其壓力和溫度，使氫氣和四氯化硅按一定的配比進入急冷管； (2)使進入急冷管的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱，然后進入電加熱器，被電加熱后再進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)； (3)使從氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入急冷管與四氯化硅、氫氣混合氣換熱，然后使其進入文丘里洗滌器，洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿被定期排放至殘漿罐； (4)使從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體進入列管式汽化器，利用余熱對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后，進入冷凝系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其特征在于進入冷凝系統(tǒng)的洗滌后的氣體經(jīng)過低溫冷凝后，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料儲罐，未凝氫氣送回氫化反應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其特征在于冷凝料儲罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分兩路送出，一路送至文丘里洗滌器洗滌降溫后氣中的硅粉顆粒，另一路送至分離系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其特征在于分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其特征在于進入列管式汽化器的四氯化硅與氫氣的摩爾配比為1:3-1:10。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其特征在于進入列管式汽化器的四氯化娃與氫氣的混合加熱，其壓力為I. 5-4. OMPa0
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其特征在于進入列管式汽化器的四氯化硅與氫氣的混合加熱，其溫度控制在120-200°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其特征在于四氯化娃與氫氣混合氣在電加熱器中被加熱到550-650°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其特征在于電加熱溫度為600°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其特征在于急冷管為套管式結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多晶硅冷氫化工序中能量利用的方法，其通過對傳統(tǒng)冷氫化工藝的改進，對反應(yīng)熱進行回收利用，從而達到降低能耗的效果。該方法的具體步驟為四氯化硅液體和氫氣氣體進入列管式汽化器混合后進入急冷管；進入急冷管的混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱后，進入電加熱器，被電加熱后，接著進入氫化反應(yīng)器與其中的硅粉發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)生成氣換熱后，進入文丘里洗滌器，洗滌下來的硅粉顆粒及少量氯硅烷殘漿定期排放至殘漿罐；從文丘里洗滌器出來的洗滌后的氣體進入列管式汽化器，對氫氣與四氯化硅混合物料進行加熱后，進入冷凝系統(tǒng)。
文檔編號C01B33/08GK102730691SQ20121023622
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者劉占卿, 王曉亮, 邢仕益, 郭金強, 陳杰, 齊林喜 申請人:內(nèi)蒙古盾安光伏科技有限公司