[发明专利]一种多晶硅冷氢化的运行方法

说明书

技术领域

本发明属于多晶硅生产技术领域，具体地说本发明涉及一种多晶硅冷氢化的运行方法。

背景技术

公知的，冷氢化是多晶硅生产过程中的重要组成部分，冷氢化主要是为了处理并回收利用多晶硅生产过程的副产物四氯化硅，从而达到提高原料利用率、实现物料循环使用、降低生产成本、减少环境污染的目的；通常在冷氢化运行工序中需要对四氯化硅和氢气先升温，达到反应温度，在反应器内与硅粉反应，产品气体经降温后进行气液分离；而在目前冷氢化工艺中，物料加热和冷冻过程所需要的能量是由外部直接提供，而物料在循环过程中自身冷热能量未充分交换利用，能耗较大，造成了不必要的能源浪费；同时在物料循环过程中，冷氢化产生的物料在提纯时容易导致提纯系统管路堵塞的问题，不但提高了生产事故率和运行成本，且解决管路堵塞的问题也较为麻烦。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明提供了一种多晶硅冷氢化的运行方法，实现了对物料合理分流、循环，且达到节能降耗的目的。

实现本发明的技术方案如下：

一种多晶硅冷氢化的运行方法，包括硅粉反应步骤、换热、汽化步骤、电加热步骤、气固分离步骤、淋洗、除杂质步骤、冷媒冷冻步骤和气液分离步骤，具体操作步骤如下：

（1）硅粉反应步骤：将硅粉通过硅粉输送管道送入冷氢化反应器，产生反应气体；

（2）换热、汽化步骤：将氢气和四氯化硅按比例分别经过氢气换热器和四氯化硅换热器后，与蒸汽冷凝水管道输送来的热水进行换热，换热后的热水从废水管道排出，氢气和四氯化硅混合物进入混合汽化室进行汽化；

（3）电加热步骤：接上一步骤，将上一步骤得到汽化后的氢气和四氯化硅的混合气体经过一级换热器和二级换热器后与冷氢化反应器内产生的反应气体换热，然后由电加热器加热后进入冷氢化反应器与硅粉反应；

（4）气固分离步骤：接上一步骤，将上一步骤获取的反应后的产品通过旋风分离器将反应产品中的硅粉、催化剂固体和气体分离，硅粉和催化剂固体回到冷氢化反应器，气体通过过滤器进行过滤除尘后，通过二级换热器和一级换热器与从混合汽化室内出来的气体换热；

（5）淋洗、除杂质步骤：接上一步骤，将上一步骤中从一级换热器出来的气体进入淋洗塔淋洗，淋洗下的杂质从淋洗塔下部的残液管线排出；从淋洗塔顶部出来的气体由一级冷却气液分离器降温后，进入一级冷却器气液分离器气液分离，冷凝下的液体直接进入提纯塔，不凝气体进入二级冷却器冷却后，进入二级冷却器气液分离器气液分离，冷凝下的液体再进入淋洗塔，喷淋从一级换热器出来后进入淋洗塔的气体；

（6）冷媒冷冻步骤：接上一步骤，从二级冷却器气液分离器出来的气体进到气气换热器中，进行预冷，再进到气气换热器气液分离器气液分离，分离出的气体进入深冷冷却器冷冻；

（7）气液分离步骤：接上一步骤，将上一步骤冷冻后气体进入深冷冷却器气液分离器达到气液完全分离，分离出的氢气进入气气换热器管程升温，从分离后氢气管道进入系统循环使用。

所述的多晶硅冷氢化的运行方法，在换热、汽化步骤中，氢气和四氯化硅按1.8:1～3.0:1的摩尔比例分别经过氢气换热器和四氯化硅换热器。

所述的多晶硅冷氢化的运行方法，在换热、汽化步骤中，与蒸汽冷凝水管道输送来的热水进行换热的温度达到80～100℃。

所述的多晶硅冷氢化的运行方法，在电加热步骤中，换热温度达到400～490℃。

所述的多晶硅冷氢化的运行方法，在电加热步骤中，由电加热器加热的温度到达到500～600℃。

所述的多晶硅冷氢化的运行方法，在气固分离步骤中，换热的温度达到200～280℃。

所述的多晶硅冷氢化的运行方法，在淋洗、除杂质步骤中，从淋洗塔顶部出来的气体由一级冷却气液分离器降温，所述降温的温度达到200～280℃。

所述的多晶硅冷氢化的运行方法，在淋洗、除杂质步骤中，不凝气体进入二级冷却器冷却，所述冷却的温度达到40～70℃。

所述的多晶硅冷氢化的运行方法，在冷媒冷冻步骤中，冷冻的温度达到-40～-55℃。

所述的多晶硅冷氢化的运行方法，从一级冷却器气液分离器、二级冷却器气液分离器、气气换热器气液分离器、深冷换热器气液分离器分离下液体均送至提纯塔进行组分分离，所述提纯塔所需的蒸汽由蒸汽管道提供。

通过上述公开内容，本发明的有益效果是： 

本发明所述的多晶硅冷氢化的运行方法，具有以下优点：