本发明专利技术涉及多晶硅尾气回收技术领域，具体地说是一种多晶硅生产中含有H2、HCl的还原尾气的脱吸塔换热网络的热能利用系统，其特征在于：HCl脱吸塔底部的高温氯硅烷贫液出料一路返回HCl脱吸塔内，另一路与65～75℃的水先进行换热再与吸收塔出来的经第一进料换热器换热至15～30℃的低温氯硅烷富液进行换热后再进入循环水冷却器进一步换热到40～45℃后经输送泵分两路输出；第一进料换热器换热出来后的15～30℃的低温氯硅烷富液再与70～90℃氯硅烷贫液进一步换热升温至55～75℃后再进入HCl脱吸塔上部的氯硅烷富液进口。本发明专利技术同现有技术相比，减少了再沸器的热能使用量和循环水冷却器消耗的循环水的用量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多晶硅尾气回收
，具体地说是一种多晶硅生产中含有H2、HCl 的还原尾气的脱吸塔换热网络的热能利用系统。
技术介绍
改良西门子法生产多晶硅的还原尾气回收一般采用吸附分离法，一般先通过降温冷凝将尾气中的氯硅烷气体冷凝成氯硅烷液体，经过冷凝分离后，其混合尾气主要成分为 H2和HCl气体，该混合尾气的回收采用吸收脱吸的分离方法，其原理是利用HCl可以大量溶解于氯硅烷，而吐基本不溶于氯硅烷的特性，用氯硅烷将HCl吸收，然后再将HCl从氯硅烷中脱吸出来，从而达到使H2和HCl分离的目的。吸收脱吸分离方法具体为先采用低温氯硅烷液体吸收混合气体中的HCl，将其与H2分离，从而得到比较纯净的H2,然后再从吸收有HCl的氯硅烷富液中分离出HC1。参见图1，工艺流程如下经过冷凝分离后主要成分为吐和HCl的40 55°C的混合尾气，与吸收塔Tl顶部出来的-35 -45°C的H2经吸收塔进料冷却器换热后，降温至-15 _25°C进入吸收塔Tl的近底部进口，而换热后升温至15 30°C的H2则送往吸附柱。-35 _45°C的低温氯硅烷液体进入吸收塔内，从吸收塔Tl的近顶部喷淋而下，作为喷淋液的氯硅烷此时称为“贫液”， 这是因为此时的氯硅烷液体中的HCl含量较低，可以用于吸收HCl气体。混合尾气中的HCl 被贫液吸收后，从吸收塔Tl的塔顶部出去的气体基本上全是H2，只含有极少量的HCl和氯硅烷，然后被送到吸附柱进行吸附。贫液吸收了混合尾气中的HCl后成为富液，即富含HCl 的氯硅烷液体，-30 _40°C的富液从吸收塔Tl底部出来后，进入第一进料换热器EO的管程换热至15 30°C后进入HCl脱吸塔T2 ；HCl脱吸塔T2相当于一个蒸馏塔，其下部设有再沸器H，热源为蒸汽，用于给脱吸塔提供热源。该再沸器H将进入HCl脱吸塔T2中的富液进行蒸馏，富液中的HCl被分离出来，以气态形式从HCl脱吸塔T2的塔顶部出去，蒸馏出来的70°C的气态HCl只含有少量氢气和氯硅烷，可以直接用于SiHCl3合成，被送到合成工序。富液被脱吸出其中的大部分HCl后，又成为“贫液”，该115 140°C的贫液从HCl脱吸塔T2塔底出来后分成两路，一路经HCl脱吸塔T2底部的再沸器H加热后返回HCl脱吸塔T2内，另一路又可作为吸收塔Tl内的淋洗液经循环水冷却器Cl换热降温至40 45°C后，由输送泵P分两路输送，一路输送至第一进料换热器EO的管程与第一进料换热器EO壳程内的-30 _40°C的富液换热到-15 _20°C 后，再经氟利昂冷却器C2深冷降温到-35 _45°C后送回吸收塔Tl内当作贫液喷淋液使用；输送泵P的另一路输送多余的氯硅烷到下游装置，这是由于尾气中被冷凝下来的氯硅烷液体也会不断进入这个循环中，因此氯硅烷的量将会不断增加，需要将多余的氯硅烷排出，以维持这一体系中循环氯硅烷的流量不变。因此，氯硅烷作为HCl的吸收剂，在吸收塔Tl和HCl脱吸塔T2之间不断按照贫液 —富液一贫液一富液这样循环。该工艺虽然利用了吸收塔Tl底部出料的富液的冷量冷却进入吸收塔Tl的贫液，但没有利用HCl脱吸塔T2底部贫液的热量，使该装置的能耗较高，不利于达到节能降耗的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，通过工艺流程改造，合理利用能量，达到节能降耗的目的。为实现上述目的，设计一种多晶硅生产中回收氯化氢的脱吸塔热能利用系统，采用换热网络进行换热利用，其特征在于换热网络采用改进的换热网进行如下换热步骤HCl 脱吸塔底部115 140°C的高温氯硅烷贫液分两路出料，一路返回HCl脱吸塔塔底的再沸器后重新进入HCl脱吸塔内，另一路通过热水换热器与来自冷冻站的65 75 °C的水先进行换热，65 75°C的水换热后升温为90 100°C的热水返回到冷冻站的进水管道接口，换热后被冷却至70 90°C的氯硅烷贫液进入进料换热器的壳程与吸收塔出来的经第一进料换热器换热至15 30°C的低温氯硅烷富液进行换热，换热后降温至40 50°C的氯硅烷贫液再进入循环水冷却器进一步换热降温到40 45°C后经输送泵分两路输出，输送泵一路排出多余的氯硅烷贫液，输送泵另一路将氯硅烷贫液输送至第一进料换热器的壳程与吸收塔塔底部出来的-30 -40°C低温氯硅烷富液换热并降温至-15 -20°C后，再经氟利昂冷却器深冷到-35 _45°C后进入吸收塔上部的氯硅烷贫液进口 ；第一进料换热器换热出来后的 15 30°C的低温氯硅烷富液再进入进料换热器的管程与进料换热器壳程内的70 90°C氯硅烷贫液进一步换热升温至阳 75°C后，55 75°C的氯硅烷富液再进入HCl脱吸塔上部的氯硅烷富液进口。所述的改进的换热网为吸收塔底部出料管依次连接第一进料换热器的管程、进料换热器的管程后，再连接HCl脱吸塔上部的氯硅烷富液进口，进料换热器的壳程进出口两端分别采用管路连接热水换热器的壳程出口和循环水冷却器的壳程进口，循环水冷却器的壳程出口再依次连接输送泵、第一进料换热器的壳程、氟利昂冷却器后再连接吸收塔的氯硅烷贫液进口 ；热水换热器的管程进出口分别连接冷冻站的出水管道接口与冷冻站的进水管道接口 ；HCl脱吸塔底部的高温氯硅烷贫液出口分两路，一路连接HCl脱吸塔底部的再沸器进口，另一路连接热水换热器的壳程进口。本专利技术同现有技术相比，利用改良西门子法生产多晶硅的系统中原有的冷冻站的 60 75°C的低温水对HCl脱吸塔出来的高温氯硅烷贫液进行初步降温后，氯硅烷贫液再进一步与原先换热网络中吸收塔底部出来的低温氯硅烷富液进行换热实现第二次降温，再由原先的循环水冷却器降温至40 45°C，之后返回吸收塔的工艺流程与原先工艺流程一致； 另外，吸收塔底出来的低温氯硅烷富液经原先工艺中第一进料换热器与高温氯硅烷贫液进行换热初步升温至15 30°C后，又通过增设的进料换热器与高温氯硅烷贫液进行第二次换热，从而使低温氯硅烷富液进一步升温至阳 75°C，然后升温至55 75°C的氯硅烷富液再进入HCl脱吸塔的氯硅烷富液进口，由原先的15 30°C进料变为55 75°C的进料，减少了原先HCl脱吸塔内再沸器的热能使用量，使HCl脱吸塔底出来的高温氯硅烷贫液的热能被充分利用至吸收塔出来的低温氯硅烷富液的升温中，减少了热公用工程，即再沸器消耗的蒸汽，和冷公用工程，即循环水冷却器消耗的循环水的用量，达到了节能降耗的目的。附图说明图1为本专利技术的原先的工艺流程图。图2为本专利技术的工艺流程图。参见图1 图2，T1为吸收塔；Τ2为HCl脱吸塔；EO为第一进料换热器；El为热水换热器；Ε2为进料换热器；Ε3为冷冻站；Cl为循环水冷却器；C2为氟利昂冷却器；H为再沸器；S为截流阀。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步地说明。本专利技术中对原先的尾气回收吸收塔与HCl脱吸塔之间的换热网络进行了改造，即在原先的第一进料换热器EO与HCl脱吸塔Τ2的氯硅烷富液进料管路中增设了一个进料换热器Ε2，即氯硅烷富液进料管路连接进料换热器Ε2的管程；而进料换热器Ε2的壳程内为 HCl脱吸塔Τ2底部出来的氯硅烷贫液，进料换热器Ε2的壳程的出口连接原先换热网络中的循环水冷却器Cl的壳程进口，之后该氯硅烷贫液返回吸收塔Tl的工艺流程与原本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张高博，黄小亮，陈继，庄恒亚，
申请(专利权)人：上海优华系统集成技术有限公司，广州市优华过程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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