[发明专利]填料式氯硅烷冷凝储存设备

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅生产领域，尤其涉及改良西门子法多晶硅生产中，对含氯硅烷尾气中的氯硅烷进行回收的填料式氯硅烷冷凝储存设备。

背景技术

氯硅烷是生产高纯多晶硅的重要原料，目前多晶硅生产系统的还原工序、氢化工序、三氯氢硅合成工序、氯硅烷精馏提纯工序均会产生含氯硅烷的尾气，而国内外绝大多数厂家采用改良西门子法生产制备高纯多晶硅，该方法采用干法尾气回收系统对三氯氢硅合成尾气、还原尾气和氢化尾气中的氯硅烷，但未对精馏尾气中的氯硅烷进行回收利用。对于一个年产3000吨多晶硅的装置而言，仅精馏尾气中的氯硅烷排放量就高达2000～4000吨，如不对其进行回收与利用，势必会造成氯硅烷的浪费，也会增加后续系统处理的负荷和难度，甚至会严重污染环境，最终增加多晶硅的生产和运行成本。

绝大多数冷凝器的功能就是利用冷媒对含氯硅烷尾气进行降温，暂不具备直接储存氯硅烷冷凝液的作用，还需要专门的氯硅烷储罐、相应的仪表、管道、阀门等对其冷凝液进行储存和输送，势必会增加设备成本和安全风险。

发明人已知的技术中，有一种氯硅烷冷凝存储器，解决了含氯硅烷尾气冷凝和储存一体化的问题，然而该存储器只是将冷凝器内嵌于储存罐中，需要较大的冷凝换热面积和冷媒量，造成了设备本体的增大，增加设备制造成本，也会增加工厂对设备的检修维护成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种填料式氯硅烷冷凝储存设备。

根据本发明实施例的一种填料式氯硅烷冷凝储存设备，用于对多晶硅生产中的含氯硅烷的尾气中的氯硅烷进行回收，所述填料式氯硅烷冷凝储存设备包括：冷凝器，所述冷凝器的上部具有冷媒入口且下部具有冷媒出口，顶部具有不凝性气体出口；储存罐，所述储存罐设在所述冷凝器下方且与所述冷凝器连通，所述储存罐的中部具有用于通入所述尾气的热媒入口，底部具有冷凝液出口，所述储存罐的下部具有氮气接口，所述氮气接口位于所述冷凝液出口上方；以及填料式塔板，所述填料式塔板设在所述储存罐内且位于所述热媒入口的上方。

根据本发明实施例的填料式氯硅烷冷凝储存设备，通过设置填料式塔板，且将热媒入口设在填料式塔板的下方，新进的含氯硅烷的尾气经过填料式塔板上的氯硅烷冷凝液淋洗而降温，随后已降温的含氯硅烷尾气经过冷凝器冷凝而成氯硅烷液体，同时夹杂在氯硅烷冷凝液中少量低沸物因填料式塔板上的传热传质而变成气态分离出去，起到一定的除杂作用，提高冷媒冷量的利用率，致使同等量的含氯硅烷尾气被冷凝回收下来所需的冷凝换热面积缩小，所需冷媒冷量降低，大大降低设备的制造成本，最终降低了尾气中氯硅烷的回收成本。同时，因其填料式塔板的传热传质作用，还起到一定的精馏塔提纯作用，即可以除去少量的低沸物。

根据本发明的一个实施例，所述填料式塔板的外径小于所述储存罐的内径，且所述填料式塔板通过螺钉固定在所述储存罐内。

根据本发明的一个实施例，所述冷凝器的外径与所述储存罐的外径大致相等。由此，使得冷凝器与储存罐的一体化制造更加便利，且连接美观，另外还方便了冷凝器的检修和塔板填料的更换与清洗。

根据本发明的一个实施例，所述冷凝器的顶部敞开，所述填料式氯硅烷冷凝储存设备还包括上部封头，所述上部封头设在所述冷凝器的顶部，其中所述不凝性气体出口形成在所述上部封头上。

根据本发明的一个实施例，所述冷凝器与所述上部封头通过第一法兰连接；所述冷凝器与所述储存罐通过第二法兰连接。

根据本发明的一个实施例，所述填料式氯硅烷冷凝储存设备还包括：氮气管，所述氮气管与所述氮气接口相连。由此，可以利用氮气加压的气力输送方式将储存罐内的氯硅烷冷凝液输送至对应管道、设备和系统中，从而减少了动力设备的投入成本和维护成本。另外，还可以便于检修置换以及压料操作。

根据本发明的一个实施例，所述填料式氯硅烷冷凝储存设备包括用于控制所述尾气的回收储存的控制系统，所述控制系统分别与所述冷凝器、所述储存罐相连，所述控制系统包括控制器。

根据本发明的一个实施例，所述储存罐上具有上压力接口和下压力接口，在所述储存罐的轴向方向上所述上压力接口和下压力接口分别位于所述填料式塔板的上方和下方；所述控制系统还包括与所述控制器相连的上压力表和下压力表，所述上压力表与所述上压力接口相连，且所述下压力表与所述下压力接口相连。由此可以通过压力差的显示来反映填料式塔板的堵塞情况，方便对填料式塔板的及时更换或清洗。