用于多晶硅生产中的除尘系统和除尘方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于多晶硅生产中的除尘系统，包括冷却单元和过滤单元，冷却单元用于对生成物料进行冷凝处理，并将未冷凝气直接排出，将冷凝形成的含有硅粉的液相氯硅烷输出至过滤单元；过滤单元用于对含有硅粉的液相氯硅烷进行过滤处理，以得到不含硅粉的液相氯硅烷，并将其作为干净物料输出至冷却单元，冷却单元还用于对干净物料与生成物料的混合物进行冷凝处理，并将未冷凝气直接排出，将冷凝形成的含有硅粉的液相氯硅烷输出至过滤单元，如此循环往复以去除生成物料中的硅粉。相应地，提供一种用于多晶硅生产中的除尘方法。本发明专利技术所述除尘系统和除尘方法能够有效去除四氯化硅高温氢化反应生成物料中的硅粉，且排渣物料中不含硅粉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多晶硅生产
，具体涉及一种用于多晶硅生产中的除尘系统和一种用于多晶硅生产中的除尘方法。
技术介绍
多晶硅是太阳能光伏行业的基础材料，在多晶硅生产中，不论采用传统的西门子还原法还是采用硅烷法，均会产生大量的四氯化硅，使四氯化硅高温氢化生成三氯氢硅从而使四氯化硅作为多晶硅生产中的副产物及中间产物，不仅可以降低环境污染，还可以使多晶硅生产形成闭环回路，从而大幅降低生产成本。在现有的四氯化硅高温氢化技术中，使四氯化硅、氢气、硅粉或使四氯化硅、氢气、氯化氢、硅粉在流化床中发生反应以生成三氯氢硅的高温氢化技术因具有能耗低、四氯化硅单程转化率高等优点，而成为现有四氯化硅高温氢化技术中的一种优选技术。上述优选技术中，流化床的出口送出的尾气中含有大量的细微硅粉，如果不加以处理会导致后续工艺中经常出现泵设备和管道阀门磨损、仪表引压管线堵塞、冷却与汽提设备塔盘堵塞等问题。这些问题的存在不仅会给现场操作人员带来安全隐患，还会影响系统的稳定运行，增加检修频次和运行成本。为了解决流化床出口送出的尾气中含有大量硅粉的问题，目前，主要采用湿法除尘工艺去除四氯化硅高温氢化反应生成物料中的硅粉，具体为：使硅粉在汽提塔等设备中进行液相富集后再与液相氯硅烷一起进行排渣处理。但是，排渣过程中一旦液相氯硅烷中的硅粉等固体颗粒含量超过10wt％以上时，极易导致排渣管道堵塞，从而对多晶硅生产造成很大影响；而且，每次排含硅粉的液相氯硅烷(渣浆)时，渣浆中90％氯硅烷要排至下游工序进行回收处理，从而导致后续渣浆处理工序的处理量大，蒸汽、电等能耗高，而且，也不利于氯硅烷物料的回收，并导致氯硅烷浪费；此外，汽提设备需要使用大量的热物料，汽提能耗较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种用于多晶硅生产中的除尘系统和一种用于多晶硅生产中的除尘方法，用于有效去除四氯化硅高温氢化反应生成物料中的硅粉，且排渣物料中不含硅粉。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种于多晶硅生产中的除尘系统，用于去除四氯化硅高温氢化反应生成物料中的硅粉，所述生成物料包括氯硅烷气体、氢气、微量氯化氢气体和硅粉的混合物，其中所述除尘系统包括冷却单元和过滤单元，所述冷却单元用于对所述生成物料进行冷凝处理，以分别形成含有硅粉的液相氯硅烷和未冷凝气，所述未冷凝气包括氢气和微量氯化氢气体的混合气，并将所述未冷凝气直接排出，将含有硅粉的液相氯硅烷输出至所述过滤单元；所述过滤单元用于对含有硅粉的液相氯硅烷进行过滤处理，以得到不含硅粉的液相氯硅烷，并将其作为干净物料输出至所述冷却单元，以使所述干净物料与所述生成物料在所述冷却单元内混合，所述冷却单元还用于对所述干净物料与所述生成物料的混合物进行冷凝处理，以分别形成含有硅粉的液相氯硅烷和所述未冷凝气，并将所述未冷凝气直接排出，将含有硅粉的液相氯硅烷输出至所述过滤单元，如此循环往复以去除所述生成物料中的硅粉。优选地，所述冷却单元还包括喷淋子单元，其设置在所述冷却单元的内部，所述喷淋子单元用于向进入所述冷却单元内部的物料喷射冷液体，从而分别形成含有硅粉的液相氯硅烷、所述未冷凝气和汽化后的冷液体的混合气，而所述未冷凝气和汽化后的冷液体的混合气被直接排出。优选地，所述过滤单元还用于在其进出口压差达到预设限值时进行排渣处理，从而将所述干净物料排至下游回收工序。优选地，所述除尘系统还包括增压单元，其设置在所述冷却单元和所述过滤单元之间，用于将所述冷却单元输出的含有硅粉的液相氯硅烷进行增压处理以形成增压后的含硅粉的液相氯硅烷，并输出至所述过滤单元。优选地，所述增压单元输出的增压后的含硅粉的液相氯硅烷的压力范围为2.5-3.5MPa。本专利技术还提供一种用于多晶硅生产中的除尘方法，用于去除四氯化硅高温氢化反应生成物料中的硅粉，所述生成物料包括氯硅烷气体、氢气、微量氯化氢气体和硅粉的混合物，其中所述除尘方法包括如下步骤：1)对所述生成物料进行冷凝处理，以分别形成含有硅粉的液相氯硅烷和未冷凝气，所述未冷凝气包括氢气和微量氯化氢气体的混合气，并将所述未冷凝气直接排出；2)对含有硅粉的液相氯硅烷进行过滤处理，以得到不含硅粉的液相氯硅烷，将其作为干净物料并与所述生成物料混合；3)对所述生成物料与所述干净物料的混合物进行冷凝处理，以分别形成含有硅粉的液相氯硅烷和所述未冷凝气，并将所述未冷凝气直接排出；4)重复执行步骤2)和步骤3)，以去除所述生成物料中的硅粉。优选地，在步骤1)中，对所述生成物料进行冷凝处理具体为：向所述生成物料喷射冷液体，从而分别形成含有硅粉的液相氯硅烷、所述未冷凝气和汽化后的冷液体的混合气，而所述未冷凝气和汽化后的冷液体的混合气被直接排出；在步骤3)中，对所述生成物料与所述干净物料的混合物进行冷凝处理具体为：向所述生成物料与所述干净物料的混合物喷射冷液体，从而分别形成含有硅粉的液相氯硅烷、所述未冷凝气和汽化后的冷液体的混合气，而所述未冷凝气和汽化后的冷液体的混合气被直接排出。优选地，步骤2)还包括：在对含有硅粉的液相氯硅烷进行过滤处理时，若过滤前的含有硅粉的液相氯硅烷与过滤后的不含硅粉的液相氯硅烷的压差达到预设限值，则进行排渣处理，从而将所述干净物料排至下游回收工序。优选地，步骤2)还包括：先对含有硅粉的液相氯硅烷进行增压处理，以形成增压后的含硅粉的液相氯硅烷，再对增压后的含有硅粉的液相氯硅烷进行过滤处理。优选地，使增压后的含硅粉的液相氯硅烷的压力范围为2.5-3.5MPa。有益效果：本专利技术所述除尘系统和除尘方法与现有其他的先经过急冷后经过汽提、排渣等的除尘工艺相比，具有如下优点：1)能有效地去除高温氢化反应生成物料中的硅粉，减轻后续工艺中管道和阀门的磨损。2)由于不需要使用汽提设备，因而在降低设备投资的同时，还不需引入汽提所需的热物流，降低了除尘能耗。3)由于不需要使用汽提设备，因而不会出现汽提塔塔盘堵塞的问题，延长了系统的运行周期。4)由于排渣物料中不含硅粉，因而能大幅减少氯硅烷物料的浪费，减轻渣浆工序的处理负荷。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的用于多晶硅生产中的除尘系统的示意图；图2为本专利技术实施例2提供的用于多晶硅生产中的除尘方法的示意图。图中：1－急冷塔；11－喷淋头；2－过滤器；3－循环泵；a－生成物料；b－冷液体；c－未冷凝气和汽化后的冷液体的混合气；d－含硅粉的液相氯硅烷；e－增压后的含硅粉的液相氯硅烷；f－干净物料；g－排渣物料。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：本实施例提供一种用于多晶硅生产中的除尘系统，用于去除四氯化硅高温氢化反应生成物料(以下简称生成物料)中的硅粉，生成物料包括氯硅烷气体、氢气、微量氯化氢气体和硅粉的气固混合物，其中氯硅烷气体包括二氯二氢硅(SiH2Cl2)、三氯氢硅(SiHCl3)和四氯化硅(SiCl4)的混合气。所述除尘系统包括冷却单元和过滤单元。其中冷却单元用于对生成物料进行冷凝处理，以分别形成含有硅粉的液相氯硅烷和未冷凝气(包括氢气和微量氯化氢气体的混合气)，并将未冷凝气直接排出，将冷凝而成的含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多晶硅生产中的除尘系统，用于去除四氯化硅高温氢化反应生成物料中的硅粉，所述生成物料包括氯硅烷气体、氢气、微量氯化氢气体和硅粉的混合物，其特征在于，所述除尘系统包括冷却单元和过滤单元，所述冷却单元用于对所述生成物料进行冷凝处理，以分别形成含有硅粉的液相氯硅烷和未冷凝气，所述未冷凝气包括氢气和微量氯化氢气体的混合气，并将所述未冷凝气直接排出，将含有硅粉的液相氯硅烷输出至所述过滤单元；所述过滤单元用于对含有硅粉的液相氯硅烷进行过滤处理，以得到不含硅粉的液相氯硅烷，并将其作为干净物料输出至所述冷却单元，以使所述干净物料与所述生成物料在所述冷却单元内混合，所述冷却单元还用于对所述干净物料与所述生成物料的混合物进行冷凝处理，以分别形成含有硅粉的液相氯硅烷和所述未冷凝气，并将所述未冷凝气直接排出，将含有硅粉的液相氯硅烷输出至所述过滤单元，如此循环往复以去除所述生成物料中的硅粉。

【技术特征摘要】
1.一种用于多晶硅生产中的除尘系统，用于去除四氯化硅高温氢化反应生成物料中的硅粉，所述生成物料包括氯硅烷气体、氢气、微量氯化氢气体和硅粉的混合物，其特征在于，所述除尘系统包括冷却单元和过滤单元，所述冷却单元用于对所述生成物料进行冷凝处理，以分别形成含有硅粉的液相氯硅烷和未冷凝气，所述未冷凝气包括氢气和微量氯化氢气体的混合气，并将所述未冷凝气直接排出，将含有硅粉的液相氯硅烷输出至所述过滤单元；所述过滤单元用于对含有硅粉的液相氯硅烷进行过滤处理，以得到不含硅粉的液相氯硅烷，并将其作为干净物料输出至所述冷却单元，以使所述干净物料与所述生成物料在所述冷却单元内混合，所述冷却单元还用于对所述干净物料与所述生成物料的混合物进行冷凝处理，以分别形成含有硅粉的液相氯硅烷和所述未冷凝气，并将所述未冷凝气直接排出，将含有硅粉的液相氯硅烷输出至所述过滤单元，如此循环往复以去除所述生成物料中的硅粉。2.根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于，所述冷却单元还包括喷淋子单元，其设置在所述冷却单元的内部，所述喷淋子单元用于向进入所述冷却单元内部的物料喷射冷液体，从而分别形成含有硅粉的液相氯硅烷、所述未冷凝气和汽化后的冷液体的混合气，而所述未冷凝气和汽化后的冷液体的混合气被直接排出。3.根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于，所述过滤单元还用于在其进出口压差达到预设限值时进行排渣处理，从而将所述干净物料排至下游回收工序。4.根据权利要求1-3中任一项所述的除尘系统，其特征在于，所述除尘系统还包括增压单元，其设置在所述冷却单元和所述过
\t滤单元之间，用于将所述冷却单元输出的含有硅粉的液相氯硅烷进行增压处理以形成增压后的含硅粉的液相氯硅烷，并输出至所述过滤单元。5.根据权利要求4所述的除尘系统，其特征在于，所述增压单元输出的增压后的含硅粉的液相氯硅烷的压力范围为2.5-3.5MPa。6.一种用于多晶硅生产中的除尘方...

【专利技术属性】
技术研发人员：周迎春，刘建海，张彦军，刘兴平，
申请(专利权)人：新特能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65