[发明专利]多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的系统及其工艺

权利要求书

1.多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的系统，其特征在于，主要由尾气循环冷凝洗涤塔（1）、氯硅烷气提塔（2）和HCL精馏塔（3）构成，所述尾气循环冷凝洗涤塔（1）安装有多晶硅尾气进管（4）、第一氯硅烷溶液出管（5）和第一氢气出管（6），且第一氯硅烷溶液出管（5）与氯硅烷气提塔（2）相连；所述氯硅烷气提塔（2）安装有重沸器（8）、第二氯硅烷溶液出管（9）、第一HCL出管（10）和气提回流管（11），且第一HCL出管（10）和气提回流管（11）均与HCL精馏塔（3）相连；所述HCL精馏塔（3）安装有依次相连的冷凝器（12）、分离器（13）和第二HCL出管（14），且分离器（13）上安装有不凝气出管（7）。

2.根据权利要求1所述的多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的系统，其特征在于，还包括设置有第二氢气出管（15）和第三氯硅烷溶液出管（28）的粗氢洗涤塔（16），所述粗氢洗涤塔（16）通过管道分别与第一氢气出管（6）和第二氯硅烷溶液出管（9）相连，且粗氢洗涤塔（16）与第一氢气出管（6）之间设置有压缩机（17），第三氯硅烷溶液出管（28）与第一氯硅烷溶液出管（5）相连。

3.根据权利要求2所述的多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的系统，其特征在于，还包括与第二氢气出管（15）相连的变温吸附塔（18），所述变温吸附塔（18）上安装有纯氢气出管（19）和再生解析气回流管（20），且再生解析气回流管（20）分别与第一氢气出管（6）和不凝气出管（7）相连。

4.根据权利要求2所述的多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的系统，其特征在于，所述粗氢洗涤塔（16）与第二氯硅烷溶液出管（9）之间的管道上还设置有与第一氯硅烷溶液出管（5）相连的第二热交换器（21），且第二热交换器（21）与粗氢洗涤塔（16）之间的管道上还安装有第二深冷器（22）。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的系统，其特征在于，所述多晶硅尾气进管（4）上安装有与第一氢气出管（6）相连的第一热交换器（23）。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的系统，其特征在于，所述第一氯硅烷溶液出管（5）上安装有与尾气循环冷凝洗涤塔（1）相连的氯硅烷回流管（24），且氯硅烷回流管（24）上安装有第一深冷器（25）。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的系统，其特征在于，所述第二HCL出管（14）上安装有与HCL精馏塔（3）相连的HCL回流管（26）。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的系统，其特征在于，所述第一HCL出管（10）上设置有增压机（27）。

9.多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（a）多晶硅尾气首先进入尾气循环冷凝洗涤塔，冷凝后的氯硅烷溶液进入氯硅烷气提塔，未冷凝的氢气和氯化氢经压缩机增压后进入粗氢洗涤塔；

（b）增压后的氢气和氯化氢进入粗氢洗涤塔，利用来自氯硅烷气提塔的回流氯硅烷溶液充分吸收HCL和洗涤粗氢气后，进入变温吸附塔去除杂质，从而获得高纯度的氢气；回流氯硅烷溶液吸收HCL和洗涤粗氢气后，从粗氢洗涤塔排出；

（c）从粗氢洗涤塔排出的回流氯硅烷溶液与来自循环冷凝洗涤塔的氯硅烷溶液混合后进入氯硅烷气提塔，通过来自重沸器的HCL和氯硅烷蒸汽的气提作用，HCL从混合溶液中脱除后进入HCL精馏塔；脱除HCL的混合溶液进入重沸器被部分汽化，为氯硅烷气提塔提供持续的气源和热源；纯度满足需求的氯硅烷溶液从氯硅烷气提塔排出，一部分经冷却后回流至粗氢洗涤塔，另一部分作为产品进行利用；

（d）进入HCL精馏塔的HCL气体在回流液态HCL作用下，其含有的少量氯硅烷被冷凝回流至氯硅烷气提塔，从而得以纯化HCL，并进行冷凝和分离不凝气后，液态HCL一部分回流，一部分作为产品进行利用。

10.根据权利要求9所述的多晶硅尾气处理回收纯氢和液态HCL的工艺，其特征在于，所述步骤（a）中，冷凝后的氯硅烷溶液一部分进入氯硅烷气提塔，另一部分经深冷后回流至尾气循环冷凝洗涤塔；未冷凝的氢气和氯化氢从尾气循环冷凝洗涤塔排出后，首先通过换热器与多晶硅尾气进行热交换，然后增压进入粗氢洗涤塔；

所述步骤（b）中，变温吸附塔的吸附剂在吸附饱和后，以部分产品氢气为载体，通过变温和变压作用使其获得再生，再生解析气与来自HCL精馏塔的不凝气经增压后重新送入粗氢洗涤塔处理；

所述步骤（c）中，HCL从混合溶液中脱除后，通过增压机加压后进入HCL精馏塔；回流的氯硅烷溶液首先通过换热器与来自尾气循环冷凝洗涤塔和粗氢洗涤塔的混合溶液进行热交换后，然后经深冷进入粗氢洗涤塔；

所述步骤（d）中，分离出的不凝气经增压后重新送入粗氢洗涤塔处理。