[实用新型]一种精馏塔和储罐相结合的节能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产装置，尤其是一种精馏塔和储罐相结合的节能装置。

背景技术：

在改良西门子法生产多晶硅的闭环系统中，三氯氢硅是不可代替的原料，三氯氢硅沸点：31.8℃；饱和蒸气压(14.5℃时)53.33Kpa；闪点：-13.9℃(开杯)；自燃温度：175℃；爆炸下限：6.9％；爆炸上限：70％；溶解性：溶于苯、醚等有机溶剂；具有急性毒性，是无色液体，易挥发，易潮解，在空气中发生反应产生白烟，遇水分解，当三氯氢硅液体中能量较高的分子有脱离液面进入气相的倾向(逃逸倾向escaping tendency)，这是产生气态分子的原因，是液体的本性。蒸汽压正是用来衡量这一倾向程度的量，它是液体的自有属性，外界条件(如温度、压力)一定，就有确定的数值。所以三氯氢硅在常温常压下，三氯氢硅液体就会自然挥发形成一定的蒸汽压。生产多晶硅的生产装置使用储罐存放三氯氢硅液体，并且更具以上特性用高压高纯氮气输送存放在储罐中三氯氢硅液体，并且使其不会遇到空气中的水份而分解达到保护的作用。但是在温度和压力一定的情况下三氯氢硅液体也会自然挥发形成一定的三氯氢硅蒸汽，和高压高纯氮气混合，在正常生产中的频繁输送过程中，三氯氢硅和高压高纯氮气混合气体通过储罐的废气管道进入三废处理系统中。

综合以上几点充分说明了大量高压高纯氮气和三氯氢硅原料的浪费，多晶硅生产成本明显增加，企业利润降低，且造成资源浪费和环境污染。鉴于上述原因，生产多晶硅的闭环系统需要改进。

实用新型内容

本实用新型目的是为了克服上述技术问题的不足，提供一种精馏塔和储罐相结合的节能装置，使精馏塔系统在系统压力和该压力下的三氯氢硅露点温度一定时，三氯氢硅从塔顶进入冷媒装置充分进行热量交换，热量交换后冷凝成三氯氢硅液体一部分进入储罐中，储罐中的液位增高，使三氯氢硅蒸气通过平衡管道和从塔顶出来的三氯氢硅蒸气混合进入冷媒装置，使三氯氢硅蒸气进一步回收，降低了多晶硅生产的投资成本和生产成本，减少了大量的氢气浪费，提高效益，完善了系统稳定和操作安全的 要求，无污染，有利于环境保护。

本实用新型为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：是由：精馏塔，三氯氢硅蒸气管道，混合气管道，冷媒装置，尾气管道，下回流管道，上回流管道，产品料管道，三氯氢硅产品储罐，平衡管道，出料管道构成；精馏塔的一侧设置三氯氢硅产品储罐，精馏塔的顶部设置三氯氢硅蒸气管道，三氯氢硅蒸气管道的上端与三氯氢硅产品储罐之间设置平衡管道；平衡管道与三氯氢硅蒸气管道之间设置混合气管道，混合气管道的另一端设置在冷媒装置的一侧，冷媒装置的另一侧设置尾气管道，冷媒装置的下方设置下回流管道；下回流管道下端的一侧设置上回流管道，上回流管道设置在精馏塔顶部的一侧；下回流管道下端的另一侧设置产品料管道，产品料管道设置在三氯氢硅产品储罐的上方，并列在平衡管道的一侧；平衡管道的另一侧并列设置出料管道。

本实用新型的工作原理是：精馏塔系统中在系统压力和该压力下三氯氢硅露点温度一定情况下，三氯氢硅蒸气从精馏塔塔顶输出，通过三氯氢硅蒸气管道与平衡管道中的三氯氢硅蒸气混合成混合气，混合气经过混合气管道进入冷媒装置充分进行热量交换，热量交换后三氯氢硅混合蒸气冷凝成三氯氢硅液体经过下回流管道后分成两个部分，一部分经过上回流管道回到精馏塔系统中的精馏塔塔顶继续循环精馏，一部分经过产品料管道进入三氯氢硅产品储罐中，当三氯氢硅产品储罐中的液位增高后，三氯氢硅蒸气通过平衡管道和从塔顶出来的三氯氢硅蒸气混合成混合气，混合气经过混合气管道连续循环工作。当三氯氢硅产品储罐中的液位增高一定值时，三氯氢硅产品从三氯氢硅产品储罐的出料管道输出，当三氯氢硅产品储罐中的液位降低后，从精馏塔塔顶输出三氯氢硅蒸气通过平衡管道进入三氯氢硅产品储罐中，当精馏塔系统中的系统压力达到指定值的时候少量未冷凝气体和氮气混合气通过尾气管道排出，达到精馏塔系统的系统压力保护作用。

本实用新型的有益效果是：设计科学合理，结构简单，改造方便，节约了能源和时间，降低生产成本，增加效益，提高了产品质量和生产系统的安全性，减少排放的污染的同时保护了环境。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的总装结构示意图；

图1中：精馏塔1，三氯氢硅蒸气管道2，混合气管道3，冷媒装置4，尾气管道5，下回流管道6，上回流管道7，产品料管道8，三氯氢硅产品储罐9，平衡管道 10，出料管道11。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1中所示，精馏塔1的一侧设置三氯氢硅产品储罐9，精馏塔1的顶部设置三氯氢硅蒸气管道2，三氯氢硅蒸气管道2的上端与三氯氢硅产品储罐9之间设置平衡管道10；平衡管道10与三氯氢硅蒸气管道2之间设置混合气管道3，混合气管道3的另一端设置在冷媒装置4的一侧，冷媒装置4的另一侧设置尾气管道5，冷媒装置4的下方设置下回流管道6；下回流管道6下端的一侧设置上回流管道7，上回流管道7设置在精馏塔1顶部的一侧；下回流管道6下端的另一侧设置产品料管道8，产品料管道8设置在三氯氢硅产品储罐9的上方，并列在平衡管道10的一侧；平衡管道10的另一侧并列设置出料管道11。