[发明专利]多晶硅生产中的热能利用方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种多晶硅生产过程中的热能利用方法及装置。

背景技术

多晶硅生产过程中的电耗转换为大量的热能，一般的多晶硅生产工艺过程中处理热能的方法主要有：1、用热导油将产生的热能进行换热带出，换热后的热导油再经过通有冷却循环水的换热器进行冷却，在此工艺过程中是通过热导油循环冷却以带走热能；2、将高温水通入热能产生装置（即还原炉系统）中，换热后的高温水再经过通有冷却循环水的换热器进行冷却，在此工艺过程中是通过高温水循环冷却以带走热能；3、通入高温水进入热能产生装置，吸收显热后的高温水回流到闪蒸槽中以产生蒸汽，蒸汽供应到精馏装置作为热介质提供热能，但还有部分无法回收的热能通过循环冷却器换热带走。

以上几种处理热能的方法在逐步改进工艺，以提升热能的利用。然而，上述几种工艺都没有充分利用还原炉（用于生产多晶硅）生产中产生的热能。在上面几种工艺中，还原炉生产中使用高电耗产生的热能，通过热导油和循环冷却水对产生的全部或部分热能进行冷却，造成热能的大量浪费，增加了多晶硅的生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种能够充分利用多晶硅生产过程中产生的大量热能的多晶硅生产过程中的热能利用方法及装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该多晶硅生产中的热能利用方法，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。

优选的是，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℃。

优选的是，可以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。

优选的是，所述输送泵的加压压力为0.75MPa～0.81MPa；

优选的是，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。

进一步优选的是，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。

优选的是，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。

更优选的是，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。

更优选的是，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；