[发明专利]多晶硅生产中的热能利用方法及系统

权利要求书

1.一种多晶硅生产中的热能利用方法，其特征在于，将多晶硅生产中来自还原炉系统的高温回水送入闪蒸系统，并在闪蒸系统中进行闪蒸，进入闪蒸系统的高温回水的温度为145℃～160℃，压力为0.5MPa～0.6MPa，从闪蒸系统中闪蒸出压力为0.175MPa～0.25MPa的低压蒸汽，闪蒸后剩下的温度为128℃～133℃的高温水经加压后返回还原炉系统中，并形成还原炉系统的高温上水；闪蒸出的低压蒸汽则被送至多晶硅生产中需要蒸汽的其他设备，经与所述其他设备换热后得到的冷凝液返回至闪蒸系统中；

所述还原炉系统包括还原炉、尾气换热器和进料预热器，

从闪蒸系统出来的高温上水包括第一高温上水和第二高温上水，第一高温上水和第二高温上水分别进入还原炉和进料预热器中，

所述高温回水包括第一高温回水和第二高温回水，第一高温上水对还原炉炉筒进行降温后流出，从而形成所述第一高温回水；第二高温上水与三氯氢硅和氢气混合后形成的物料在进料预热器中进行换热后流出，从而形成所述第二高温回水；

从还原炉中出来的高温尾气与经进料预热器预热后的物料在尾气换热器中进行换热，换热后的物料再进入还原炉中；

所述还原炉系统还包括前尾气夹套和后尾气夹套，

第二高温上水与从还原炉出来的高温尾气先在前尾气夹套处进行换热，换热后的第二高温上水和高温尾气再分别进入进料预热器和尾气换热器中；

所述高温上水还包括第三高温上水，所述高温回水还包括第三高温回水，

第三高温上水与从尾气换热器中出来的高温尾气在后尾气夹套处进行换热，换热后的第三高温上水成为所述第三高温回水，并返回闪蒸系统中，换热后的高温尾气输出至还原炉系统外部；

所述高温上水还包括第四高温上水，所述高温回水还包括第四高温回水，

第四高温上水进入尾气换热器中与从前尾气夹套中出来的高温尾气在尾气换热器中进行换热，换热后的第四高温上水成为所述第四高温回水，并返回闪蒸系统中；

尾气换热器内部包括有三套管路，最内层的一套管路是用于流通物料的管路，中间的一套管路是用于流通高温尾气的管路，最外层的一套管路是用于流通第四高温上水的管路，从而使尾气换热器中进行两种换热，分别是：物料与高温尾气之间的换热，用于对物料进行加热和对高温尾气降温；以及第四高温上水与高温尾气之间的换热，用于加热第四高温上水和对高温尾气降温；

这样，通过在尾气换热器内实现进料与高温尾气、高温尾气与第四高温上水之间的多层面换热，使得经进料预热器预热后的物料再经尾气换热器后，其温度能够控制为110℃～180℃，从而使物料进入还原炉的进料温度控制在110℃～180℃之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述闪蒸系统中闪蒸出的低压蒸汽的温度为145℃～155℃；

所述温度为128℃～133℃的高温水经输送泵加压至压力为0.6MPa～0.75MPa后再送入还原炉系统中；

返回至闪蒸系统中的冷凝液的温度为70℃～90℃。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将常温下的脱盐水补充至闪蒸系统中，以补充闪蒸系统闪蒸蒸汽时消耗的水量；

所述闪蒸系统通过低压蒸汽管网将闪蒸出的低压蒸汽送至多晶硅生产中需要蒸汽的其他设备，所述低压蒸汽管网上还设有外补高压蒸汽减压装置，外补高压蒸汽减压装置能够将外部提供的高压蒸汽减压转换为多晶硅生产中需要的0.175MPa～0.25MPa的低压蒸汽。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述输送泵的加压压力为0.75MPa～0.81MPa；

闪蒸系统进行闪蒸时其内部的液位高度为闪蒸系统总高度的2/3或以下。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物料经进料预热器进行预热后的温度控制为70℃～110℃，物料再经尾气换热器后的温度控制为110℃～180℃，物料最终进入还原炉中。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述还原炉系统还包括氢气预热器，从后尾气夹套中出来的高温尾气与物料中的氢气在氢气预热器中换热，换热后的氢气再与所述三氯氢硅进行混合而形成所述物料，换热后的高温尾气输出至还原炉系统外部。