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      一種耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:12053088閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,包含太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)和電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng),所述太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)包括按以下方向順序連接形成第一回路的第一精餾裝置(1)、太陽能級還原裝置(2)、第一尾氣回收裝置(3)和冷氫化裝置(4),所述電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)包括按以下方向順序連接形成第二回路的熱氫化裝置(5)、熱氫化尾氣分離裝置(6)、第二精餾裝置(7)、電子級還原裝置(8)、第二尾氣回收裝置(9)、第三精餾裝置(10);所述太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的第一精餾裝置(1)連接到電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的第二精餾裝置(7),所述電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的熱氫化尾氣分離裝置(6)連接到太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的冷氫化裝置(4)。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,所述電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的第二尾氣回收裝置(9)連接到太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的冷氫化裝置(4),所述電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的第三精餾裝置(10)連接到太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的太陽能級還原裝置(2)。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)中,所述第二尾氣回收裝置(9)連接回電子級還原裝置(8),形成第三回路;所述第三精餾裝置(10)連接回和第二精餾裝置(7),形成第四回路;所述第二精餾裝置(7)連接到熱氫化裝置(5);所述熱氫化尾氣分離裝置(6)連接回?zé)釟浠b置(5),形成第五回路;所述冷氫化裝置(4)連接回第一精餾裝置(1)形成第六回路;太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)中,所述第一尾氣回收裝置(3)連接回太陽能級還原裝置(2)形成第七回路。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,其中所述第二尾氣回收裝置(9)中包含深冷設(shè)備(901)、吸收塔(902)、解吸塔(903)和吸附塔(904),

      所述深冷設(shè)備(901)中部一側(cè)設(shè)有進(jìn)料口(90101),中部另一側(cè)設(shè)有氣相出料口(90102),底部設(shè)有液相出料口(90103);

      所述吸收塔(902)具有位于塔身側(cè)壁靠下位置的第一進(jìn)料口(90201)、位于塔身側(cè)壁靠上位置的第二進(jìn)料口(90202)、位于塔頂?shù)牡谝怀隽峡?90203)、位于塔底的第二出料口(90204);

      所述解吸塔(903)具有位于塔身側(cè)壁中部位置的第三進(jìn)料口(90301)和位于塔身側(cè)壁靠上位置的第四進(jìn)料口(90302)、位于塔頂?shù)牡谌隽峡?90303)、位于塔底的第四出料口(90304);

      所述吸附塔(904)底部設(shè)有氣體入口管(90401),頂部設(shè)有氣體出口管(90402);

      所述氣相出料口(90102)通過第一管道(905)連接第一進(jìn)料口(90201)所述第二進(jìn)料口(90202)通過第二管道(906)和所述第四出料口(90304)相連;所述第一出料口(90203)通過第三管道(907)連接氣體入口管(90401),所述第二出料口(90204)通過第四管道(908)與第三進(jìn)料口相連(90301);所述液相出料口(90103)通過第五管道(909)接入第四管道(908);

      所述第三出料口(90303)通過第六管道(910)順序連接塔頂換熱器(911)、塔頂回流罐(912)、回流氣動閥(913)和第四進(jìn)料口(90302),所述第六管道(910)在塔頂回流罐(912)和回流氣動閥(913)之間第七管道(914)。

      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,所述第二尾氣回收裝置(9)中還包含尾氣吸收控制系統(tǒng),所述尾氣吸收控制系統(tǒng)包含:第一在線色譜儀(915);第二在線色譜儀(916);DCS控制系統(tǒng)(917);

      所述第二管道(906)上設(shè)有第一三通(918),所述第一三通(918)兩端連通第一管道(906),第三端連通第一在線色譜儀引入管(919);所述第一在線色譜儀引入管(919)末端連接有第一氣動三通閥(920),所述第一氣動三通閥(920)通過管道連接于第一在線色譜儀(915),所述第一在線色譜儀(915)連接到DCS控制系統(tǒng)(917)上;

      所述第三管道(907)上設(shè)有第二三通(921),所述第二三通(921)兩端連通第三管道(907),第三端連通第二在線色譜儀引入管(922);所述第二在線色譜儀引入管(922)末端連接有第二氣動三通閥(923),所述第二氣動三通閥(923)通過管道連接于第二在線色譜儀(916),所述第二在線色譜儀(916)連接到DCS控制系統(tǒng)(917)上;

      所述DCS控制系統(tǒng)(917)連接所述回流氣動閥(913)。

      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,所述吸附塔(904)為多層吸附塔,所述多層吸附塔(904)的塔體通過若干層塔板分為若干個塔室,塔頂設(shè)有塔底設(shè)有氣體入口管(90401),塔頂設(shè)有氣體出口管(90402);塔體外部繞有中空的外盤管(90409),所述外盤管的兩端設(shè)有外盤管入口(9040901)和外盤管出口(9040902)。

      7.權(quán)利要求1~6任一所述耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的使用方法,其特征在于,包括以下步驟:在多晶硅生產(chǎn)過程中,將所述太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的第一精餾裝置(1)中得到的TCS作為補充料輸入電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的第二精餾裝置(7),將所述電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的熱氫化尾氣分離裝置(6)中得到的HCL輸入到太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的冷氫化裝置(4)。

      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的使用方法,其特征在于,包括以下步驟:在多晶硅生產(chǎn)過程中,將所述電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的第二尾氣回收裝置(9)中得到的HCl通往太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的冷氫化裝置(4),將所述電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的第三精餾裝置(10)中分離得到的DCS輸入到太陽能級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的太陽能級還原裝置(2)。

      9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的使用方法,其特征在于,還包括以下步驟

      在電子級多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)中,

      (1)將已提純的TCS、H2和DCS通入電子級還原裝置(8),得到電子級的多晶硅材料,尾氣進(jìn)入第二尾氣回收裝置(9);

      (2)將步驟(1)中進(jìn)入第二尾氣回收裝置(9)的尾氣以干法進(jìn)行分離,得到包含TCS、STC和DCS的物料進(jìn)入第三精餾裝置(10);得到的H2通往電子級還原裝置(8);

      (3)將步驟(2)中進(jìn)入第三精餾裝置(10)的物料進(jìn)行分離,得到的STC通往熱氫化裝置(5),得到的含少量DCS的TCS通往第二精餾裝置(7)繼續(xù)提純;

      (4)在熱氫化裝置(5)中,步驟(3)中所述STC和系統(tǒng)外通入熱氫化裝置(5)的氫氣反應(yīng)生成TCS和HCl氣體,所述TCS、HCl和未反應(yīng)完全的STC、形成的尾氣通往熱氫化尾氣分離裝置(6)進(jìn)行分離;

      (5)將步驟(4)所述的尾氣分離后得到的氯硅烷通往第二精餾裝置(7),得到的H2輸入到熱氫化裝置(5);

      (6)將步驟(5)中進(jìn)入第二精餾裝置(7)的氯硅烷進(jìn)行分餾,得到的STC進(jìn)入熱氫化裝置(5),得到的TCS進(jìn)入電子級還原裝置(8)。

      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的耦合的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的使用方法,其特征在于,

      步驟(1)中,所述TCS、H2和DCS的摩爾比為10~30:30~150:1;所述TCS、H2和DCS的總進(jìn)料量為400~1500NM3/h;所述電子級還原裝置(8)的還原爐參數(shù)如下:爐內(nèi)壓力為1~5個大氣壓,硅芯溫度為980~1200℃;

      步驟(3)中,所述第三精餾裝置中的包含兩個串聯(lián)使用的精餾塔,所述兩個精餾塔的參數(shù)如下:回流比為2~20;壓力0.5~3個大氣壓;塔頂溫度45~70℃;塔釜溫度80~110℃;

      步驟(4)中,所述STC和氫氣的摩爾比為1:2.5~4;所述熱氫化裝置(5)和熱氫化尾氣分離裝置(6)的還原爐采取參數(shù)如下:爐內(nèi)硅芯表面溫度為1000~1200℃,爐內(nèi)壓力1~3個大氣壓;

      步驟(5)中,所述第二精餾裝置(7)中包含三個串聯(lián)使用的精餾塔,所述三個精餾塔的參數(shù)如下:回流比為1.5~30,壓力0.5~3個大氣壓,塔頂溫度45~70℃,塔釜溫度80~110℃。

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