[发明专利]多晶硅生产中冷却回水的热能回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅生产中冷却回水的热能回收利用方法，属于多晶硅生产领域。

背景技术

多晶硅生产过程中硅棒会产生大量的热量，需要用冷却水对多晶硅还原炉进行冷却，冷却还原炉的过程中会产生大量的冷却回水(冷却回水温度为105～115℃)及大量的余热。在传统的多晶硅工艺中大量的冷却回水主要通过换热器用额外冷却水进行冷却，这样就浪费了大量的热能。也有少部分多晶硅工艺采用产生的冷却回水进行闪蒸，产生少量的低压蒸汽，再将低压蒸汽重复利用到其它地方，此方法虽然利用了部分热能，但对冷却回水的水温要求较高，且产生的蒸汽压力不高，对热能的利用率也较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多晶硅生产中冷却回水的热能回收利用方法，该方法对冷却回水的热能回收利用率较高。

本发明多晶硅生产中冷却回水的热能回收利用方法包括如下步骤：

a、热能转移：采用冷却回水(冷却回水温度为105～115℃)对溴化锂稀溶液(溴化锂稀溶液质量浓度优选为20～40％)进行浓缩；溴化锂稀溶液的水分受热后蒸发，溴化锂稀溶液的质量浓度可以从20～40％浓缩至60～70％，可以使冷却回水温度由105～115℃降至80℃左右；

b、热能释放：用水喷淋浓缩后的溴化锂溶液，用放出的热量加热水得到138～145℃的过热水(压力为0.26MPa左右)；

c、制备高温饱和蒸汽：将过热水加入闪蒸装置中，使其瞬间气化为128～132℃的饱和蒸汽(饱和蒸汽压为0.175Mpa左右)。

其中，浓缩厚的溴化锂溶液喷淋水过多，则会减少放出的热量，如果喷淋水过少，则放出的热量不足，上述b步骤优选用水喷林浓缩后的溴化锂溶液至溴化锂溶液质量浓度为20～40％。

上述c步骤制备的饱和蒸汽的温度和饱和蒸汽压较高，可以用作多晶硅生产中的热源。如：将所得饱和蒸汽用作热源加热氯硅烷，得到氯硅烷气体和冷凝水(温度为128～132℃)，冷凝水返回b步骤循环使用，用溴化锂溶液放出的热量加热冷凝水得到138～145℃的过热水。

本发明方法具有如下优点：

1、本发明方法可以将冷却回水由105～115℃迅速降温至80℃，并且减少了大量板换冷却水用量，节约了水资源；

2、本发明方法可以在没有任何外加热源的情况下，制备大量的饱和蒸汽，为多晶硅生产提供了稳定、优质的热源，减少了蒸汽的用量，节约了能源，有利于环保；

3、本发明方法对冷却回水温度的要求不高，通常只要在100℃以上即可，适合大多数多晶硅生产企业使用；

4、本发明方法为本领域提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例采用本发明方法回收利用多晶硅生产中的热能

用冷却水对多晶硅还原炉进行冷却得到冷却回水(温度为110℃)，采用冷却回水对溴化锂稀溶液(质量浓度为20～40％)进行浓缩；使冷却回水温度降至80℃左右。浓缩后的溴化锂溶液的质量浓度为60～70％。用水喷淋浓缩后的溴化锂溶液，浓缩后的溴化锂溶液稀释放热，用放出的热量加热蒸汽冷凝水(饱和蒸汽加热氯硅烷，饱和蒸汽冷凝得到蒸汽冷凝水)，得到140℃的过热水(压力为0.26MPa)。将过热水加入闪蒸装置中，使其瞬间气化为130℃的饱和蒸汽(饱和蒸汽压为0.175Mpa)。用饱和蒸汽加热氯硅烷，得到氯硅烷气体。同时，饱和蒸汽冷凝得到温度为130℃的冷凝水，冷凝水利用浓缩后的溴化锂溶液稀释放热被加热为140℃过热水，循环使用。