本發(fā)明涉及一種多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)，尤其涉及一種使用電解池電解水的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)中，在氫化過程中，需要較多的氫氣作為原料，而一般采用電解水的方式獲得氫氣。

但是，在目前的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)中，電解池內(nèi)水電解生成氫氣和氧氣，氫氣用做氫化工序的原料還原三氯氫硅，氧氣直接排出到大氣中，沒有被加以利用，造成能量浪費(fèi)，增加系統(tǒng)成本。

有鑒于此，有必要提供一種生產(chǎn)成本更低的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)偏見和技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)成本更低的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)。

一種多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)，包括還原裝置、為還原裝置供應(yīng)蒸汽的蒸汽鍋爐及為還原裝置供應(yīng)氫氣的氫氧站，該蒸汽鍋爐包括鍋爐體及加熱鍋爐體的燃燒器。多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)還包括把氫氧站的氧氣導(dǎo)入到燃燒器的輸氧管。

本發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)，將氫氧站電解后的氧氣通入蒸汽鍋爐的燃燒器助燃，可以使燃料燃燒更為充分，起到節(jié)約燃料的效果，從而降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為實(shí)施方式一的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的原理圖。

圖2為實(shí)施方式二的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的原理圖。

圖3為實(shí)施方式三的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

請(qǐng)參見圖1，本發(fā)明實(shí)施方式一的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)包括氫化裝置10、提純塔11、還原裝置12、氫氧站13、尾氣回收裝置14、蒸汽鍋爐16、第一減壓裝置17和第二減壓裝置18。其中，氫化裝置10與提純塔11相連，進(jìn)入氫化裝置10的硅粉、四氯化硅和氫氣在氫化裝置10內(nèi)進(jìn)行氫化反應(yīng)后，四氯化硅和三氯氫硅液體與尾氣回收裝置14內(nèi)中的四氯化硅、二氯二氫硅和三氯化硅混合液體一起通入提純塔11，在提純塔11內(nèi)提純后，精三氯氫硅送入還原裝置12，與從氫氧站13通入到還原裝置12的氫氣進(jìn)行還原反應(yīng)后，生成多晶硅產(chǎn)品。提純后的四氯化硅返回通入氫化裝置10循環(huán)進(jìn)行氫化反應(yīng)。還原裝置12反應(yīng)后的尾氣進(jìn)入尾氣回收裝置14進(jìn)行回收，回收的四氯化硅、三氯氫硅和二氯二氫硅返回到提純塔11內(nèi)提純后重新利用。第一減壓裝置17設(shè)置在提純塔11和蒸汽鍋爐16之間，為蒸汽鍋爐16供應(yīng)給提純塔11的飽和蒸汽減壓；第二減壓裝置18設(shè)置在還原裝置12和蒸汽鍋爐16之間，為蒸汽鍋爐16供應(yīng)給還原裝置12的飽和蒸汽減壓。因?yàn)檎羝仩t16產(chǎn)生的飽和蒸汽可以直接供應(yīng)多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的多個(gè)工序。但在還原和提純工序所用的蒸汽溫度和壓力比氫化工序和尾氣回收工序的溫度和壓力稍低，而采用一個(gè)蒸汽鍋爐作為蒸汽源供應(yīng)蒸汽時(shí)，一般根據(jù)要求溫度和壓力較高的工序(如氫化工序)設(shè)定，也就造成了提純工序和還原工序不能直接使用蒸汽源供應(yīng)的蒸汽。本案的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)中第一減壓裝置17和第二減壓裝置18均為減壓閥，可以將蒸汽鍋爐16的飽和蒸汽減壓降溫后分別提供給提純塔11和還原裝置12直接使用。

氫氧站13采用電解水的方式制取氫氣和氧氣，氫氧站13包括電解池131、制氫框架133、氧氣分離器134、氫氣分離器135、氫氣純化器136、輸氫管137及輸氧管138。其中，電解池131內(nèi)儲(chǔ)存有待電解的水，利用電極通電將水電解生成氫氣和氧氣。制氫框架133設(shè)置在電解池131上，氧氣分離器134和氫氣分離器135設(shè)置在制氫框架133內(nèi)，純化器135與氫氣分離器135相連，純化器135還通過輸氫管137與還原裝置12相連。氧氣分離器134通過輸氧管138與蒸汽鍋爐16相連。電解后的氫氣和氧氣分別進(jìn)入氫氣分離器135和氧氣分離器134。氫氣進(jìn)入氫氣分離器135后，進(jìn)行氣液分離，然后進(jìn)入純化器136提純，最后通過輸氫管137通入還原裝置12還原三氯氫硅得到多晶硅產(chǎn)品。電解池131電解后出來的氧氣，經(jīng)過氧氣分離器134除去液體之后，通過輸氧管138通入氫氣鍋爐16。蒸汽鍋爐16包括鍋爐體161和為鍋爐體161加熱的燃燒器163，輸氧管138與燃燒器163連通，將氧氣通入燃燒器163中，為燃燒器163助燃，使燃燒更充分，加熱更快，而且更為節(jié)約燃料。

本發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)將氫氧站電解后的氧氣通過輸氧管通入蒸汽鍋爐的燃燒器中助燃，可以提高燃料的利用率，節(jié)約燃料，降低生產(chǎn)成本。

請(qǐng)參見圖2，實(shí)施方式二與實(shí)施方式一類似，其不同在于，在實(shí)施方式二中，第一減壓閥17和第二減壓閥18均為蒸汽發(fā)電裝置，具體為蒸汽螺桿膨脹式發(fā)電機(jī)，這樣可以使蒸汽鍋爐16里的飽和蒸汽通過做功的方式發(fā)電，達(dá)到減壓降溫的效果，減少能量浪費(fèi)。

本實(shí)施方式中，第一減壓裝置17設(shè)置在提純塔11和蒸汽鍋爐16之間，第一減壓裝置17的進(jìn)氣口與蒸汽鍋爐16的鍋爐體163的輸出氣口連接，第一減壓裝置17的出氣口與提純塔11相連。第一減壓裝置17部分接收蒸汽鍋爐16的飽和蒸汽，即接收蒸汽鍋爐16提供給提純塔11的飽和蒸汽，這部分飽和蒸汽在第一減壓裝置17內(nèi)發(fā)電后，溫度和壓力下降，設(shè)定第一減壓裝置17的參數(shù)，調(diào)整第一減壓裝置17的出氣口處的飽和蒸汽溫度和壓力，使飽和蒸汽能夠直接應(yīng)用在提純工序,直接通入提純塔11。第二減壓裝置18設(shè)置在還原裝置12和蒸汽鍋爐16之間，第二減壓裝置18的進(jìn)氣口與蒸汽鍋爐16相連，出氣口與還原裝置12相連。第二減壓裝置18部分接收蒸汽鍋爐16的飽和蒸汽，即利用蒸汽鍋爐16供應(yīng)給還原裝置12的飽和蒸汽發(fā)電，同時(shí)達(dá)到對(duì)飽和蒸汽減壓降溫的目的，設(shè)定第二減壓裝置18的設(shè)備參數(shù)，調(diào)節(jié)其出氣口的溫度和壓力，使飽和蒸汽能夠直接應(yīng)用在還原工序，直接通入還原裝置12。多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)還包括電氣裝置15，第一減壓裝置17和第二減壓裝置18與電氣裝置15相連，第一減壓裝置17和第二減壓裝置18所發(fā)的電，供應(yīng)多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的電氣裝置15用電。

本實(shí)施方式中，第一減壓裝置17和第二蒸汽發(fā)電裝置18均為蒸汽螺桿膨脹式發(fā)電機(jī)，可以通過參數(shù)設(shè)定控制排出蒸汽的溫度和壓力。蒸汽鍋爐16輸出的蒸汽壓力為1.2MPa，溫度為193度，一部分直接供應(yīng)到氫化裝置10內(nèi)，一部分直接供應(yīng)到尾氣回收裝置14內(nèi)，另外一部分分別通入到第一減壓裝置17和第二減壓裝置18內(nèi)發(fā)電。提純塔11所用蒸汽要求為0.2MPa、132.3度，還原裝置12所用的蒸汽要求為0.6MPa、164.9度，分別設(shè)定第一減壓裝置17和第二減壓裝置18的設(shè)備參數(shù)，使兩者輸出的飽和蒸汽能夠分別滿足提純塔11和還原裝置12的用氣需求。

可以理解，實(shí)施方式二的方案也可以有另外的變更設(shè)計(jì)，如第一減壓裝置18和第二減壓裝置19其中一個(gè)為蒸汽發(fā)電裝置，另外一個(gè)為減壓閥。具體而言，可以是第一減壓裝置17為蒸汽發(fā)電裝置，如蒸汽螺桿膨脹式發(fā)電機(jī)或者汽輪機(jī)，第二減壓裝置19為減壓閥?；蛘?，第一減壓裝置17為減壓閥，第二減壓裝置18為蒸汽發(fā)電裝置，如蒸汽螺桿膨脹式發(fā)電機(jī)或者汽輪機(jī)，在按照對(duì)應(yīng)的用氣設(shè)備的用氣要求設(shè)定參數(shù)的情況下，一樣可以滿足系統(tǒng)需求。

請(qǐng)參見圖3，實(shí)施方式三與實(shí)施方式二類似，第一減壓裝置17和第二減壓裝置18也采用了蒸汽發(fā)電裝置，具體為蒸汽螺桿膨脹式發(fā)電機(jī)。其不同在于，實(shí)施方式三采用了串聯(lián)的方式，具體為：第二減壓裝置18串聯(lián)在第一減壓裝置17的后將部分第一減壓裝置17減壓輸出的部分飽和蒸汽進(jìn)一步減壓后通入還原裝置12。由于還原裝置12所用的飽和蒸汽壓力和溫度比提純塔11所用的飽和蒸汽的溫度和壓力還要低，第一減壓裝置17減壓后的飽和蒸汽可以直接為提純塔11使用，但不能被還原裝置12使用。所以，第二減壓裝置18將第一減壓裝置輸出的部分飽和蒸汽二次減壓，減壓到可以為還原裝置12直接使用。實(shí)施方式三的設(shè)計(jì)，可以在設(shè)備上采用一個(gè)稍大型的蒸汽螺桿膨脹式發(fā)電機(jī)和一個(gè)小型的蒸汽螺桿膨脹式發(fā)電機(jī)組合，設(shè)備成本可以有降低。

以上所述，為本發(fā)明的較佳實(shí)施案例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。