[实用新型]一种三氯氢硅热泵精馏节能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种通过热泵精馏回收高纯度的三氯氢硅的节能装置。

背景技术

多晶硅是制造太阳能光伏电池片的材料。高纯度的多晶硅是由叫做西门子的气相沉积法制造的。在西门子法多晶硅的制造中，通常将三氯氢硅和氢气的混合原料气体送入还原炉。然后在还原炉内在通电加热的硅棒表面上，由气相沉积法析出多晶硅。

从还原炉排出的气体中有未反应的三氯氢硅和副产品四氯化硅等，三氯氢硅作为还原反应的原料使用，可以作为回收对象。

一般的分离回收方法是：通过专有的尾气回收工艺把从还原炉排出的气体中的氯硅烷液体输送到精馏塔。该原料液通过精馏塔，回收三氯氢硅和四氯化硅这些所需要的成份，回收方法是以下2种。

第一种方法：将回收氯硅烷液通过精馏塔，塔压1.5～6barg，塔顶用循环冷却水冷却满足塔顶回流，塔釜用蒸汽加热提供再沸器热量。分离由三氯氢硅组成的混合物和其它成份(四氯化硅和高沸点)。具体来说，从塔顶提取出三氯氢硅组成的混合物，从塔底取出四氯化硅及其它成分。

第二种方法：将回收氯硅烷液通过精馏塔，塔压控制在0.1～1barg之间的较低压力下，塔顶蒸汽经过压缩机压缩到5～10barg，以便提供塔釜再沸器的热量，满足塔釜液汽化量达到要求，同时塔顶蒸汽被冷凝后返回塔顶作为回流液，另外增加一台补充换热器，以移走该热泵系统多余的热量，并保证进入再沸器的蒸汽达到饱和温度，满足再发器换热效果最佳。

第一种方法必须要消耗掉大量的蒸汽和循环冷却水来满足三氯氢硅精馏塔的操作要求。

相比较而言，第二种方法通过热泵技术，可以大大减少塔顶冷却水的消耗，不需要塔釜蒸汽的供给，另外由与塔釜再沸器是物料之间的换热避免了由于蒸汽可能产生的泄露问题(因氯硅烷与水反应较剧烈)。降低了能耗，减少了三氯氢硅精馏成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种三氯氢硅热泵精馏节能装置，可以从还原炉排出的气体中使用热泵精馏塔稳定地回收高纯度的三氯氢硅和四氯化硅的混合物。

本实用新型的技术方案是：一种三氯氢硅热泵精馏节能装置，其特征是设有一个精馏塔，在精馏塔顶部设有压缩机，在压缩机后设有换热器，在精馏塔底部设有再沸器。

本实用新型可以使用一个精馏塔从还原炉排出的气体中稳定地回收高纯度的三氯氢硅和四氯化硅。和以往必须使用冷却水和蒸汽相比，可以大幅度减少蒸汽和循环水的消耗。同第一种精馏方法比较循环水可以减少85％左右，正常运行不需要蒸汽消耗。另外由于塔釜再沸器是物料之间的换热，避免了由于蒸汽可能产生的泄露问题(因氯硅烷与水反应较剧烈)，降低了能耗，减少了三氯氢硅精馏成本。

附图说明

图1是本实用新型构成图。

具体实施方式

如图1所示，将回收氯硅烷液通过精馏塔3，塔压控制在0.1～1barg之间的较低压力下，塔顶蒸汽经过压缩机1压缩到5～10barg，以便提供塔釜再沸器4的热量，满足塔釜液汽化量达到要求，同时塔顶蒸汽被冷凝后返回塔顶作为回流液，另外在压缩机后增加一台补充换热器2，以移走该热泵系统多余的热量，并保证进入再沸器的蒸汽达到饱和温度，满足再发器换热效果最佳。