一种三氯氢硅合成尾气净化系统技术方案

本发明专利技术提供一种三氯氢硅合成尾气净化系统，包括洗涤塔和粗馏塔，洗涤塔用于通过氯硅烷洗涤液对合成尾气进行淋洗处理，合成尾气中的硅粉和部分高沸点组分随氯硅烷洗涤液从洗涤塔的排液口输出至残液吸收系统，低沸点组分、其余高沸点组分和氯硅烷洗涤液中的低沸点组分作为初步净化后的合成尾气从洗涤塔的气相出口输出至粗馏塔；粗馏塔用于通过氯硅烷洗涤液对初步净化后的合成尾气进行淋洗处理，初步净化后的合成尾气中的其余高沸点组分随氯硅烷洗涤液从粗馏塔的排液口输出至废氯硅烷储罐，初步净化后的合成尾气和氯硅烷洗涤液中的低沸点组分从粗馏塔的气相出口输出至氯硅烷冷却及提纯系统。本发明专利技术所述净化系统的净化效果好且检修工作量小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三氯氢硅生产
，具体涉及一种三氯氢硅合成尾气净化系统。
技术介绍
现有技术中，三氯氢硅主要是通过冶金级硅粉与氯化氢气体在流化床合成炉内进行气固非均相反应而生成，从合成炉排出的合成尾气中不仅含有氯硅烷(三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅)、氢气和氯化氢，还含有金属氯化物和氯硅烷高聚物等，同时携带少量的固体硅粉颗粒。从合成炉排出的合成尾气需要经过干法除尘系统除去其中较大颗粒的硅粉，再经过湿法除尘系统除去其中的细小硅粉、金属氯化物和氯硅烷高聚物等，然后经过干法尾气回收系统进行冷却、分离，以回收氯硅烷、氢气和氯化氢。传统的尾气湿法除尘装置按照回流方式可分为自然回流型和强制回流型。其中，自然回流型尾气湿法除尘装置(也可称为自然回流型洗涤塔)的工作原理为：来自干法除尘系统的合成尾气从洗涤塔下部进入洗涤塔，合成尾气自下而上与来自洗涤塔顶部自上而下的氯硅烷回流液逆流接触，进行传热传质，合成尾气中的细小硅粉、金属氯化物和高聚物被氯硅烷回流液淋洗下来并在洗涤塔塔釜聚集，通过塔釜定期排液将洗涤塔塔釜中硅粉、金属氯化物和高聚物的浓度控制在一定的范围内，经过洗涤后的合成尾气从洗涤塔塔顶排出后进入塔顶冷凝器中进行冷却，其中一部分氯硅烷(主要是四氯化硅，含有少部分三氯氢硅)气体被冷凝为液体后经回流管线进入洗涤塔的顶部进行回流，未被冷凝下来的合成尾气至干法尾气回收系统进行冷却、分离，以回收合成尾气中的氯硅烷、氢气和氯化氢。自然回流型洗涤塔为了确保由塔顶冷凝器冷凝下来的氯硅烷液体能够顺利的进入洗涤塔顶部进行回流，通常洗涤塔塔顶冷凝器的位置需要高于洗涤塔顶部一定的高度，同时回流管线需要做成U型，以便氯硅烷液体在回流管线内形成液封，防止洗涤塔中的合成尾气直接由回流管线进入塔顶冷凝器，影响正常回流。由于洗涤塔仅对合成尾气进行初步净化，从洗涤塔塔顶排出的合成尾气中仍然含有部分金属氯化物，容易在洗涤塔回流管线内聚集，同时自然回流型洗涤塔处理量小，而且受流化床温度及压力波动的影响，回流量不稳定，控制参数波动大，导致洗涤塔洗涤效果差，塔顶冷凝器、回流管堵塞频繁，检修周期短，检修工作量大。强制回流型尾气湿法除尘装置(也可称为强制回流型洗涤塔)的工作原理为：来自干法除尘系统的合成尾气从洗涤塔的下部进入洗涤塔中，自下而上与来自洗涤塔顶部自上而下的氯硅烷回流液逆流接触，进行传热传质，合成尾气中的细小硅粉、金属氯化物和高聚物被氯硅烷回流液淋洗下来并在洗涤塔塔釜聚集，通过塔釜定期排液将洗涤塔塔釜中硅粉、金属氯化物和高聚物的浓度控制在一定的范围内，经过洗涤后的合成尾气从洗涤塔塔顶排出后进入塔顶冷凝器中进行冷却，其中一部分氯硅烷(主要是四氯化硅，含有少部分三氯氢硅)气体被冷凝为液体后经回流管线进入回流罐中，经过回流罐缓冲后再进入洗涤塔回流泵进口，经过洗涤塔回流泵加压后送往洗涤塔顶部进行回流，未被冷凝下来的合成尾气至干法尾气回收系统进行冷却、分离，以回收合成尾气中的氯硅烷、氢气和氯化氢。相比于自然回流型洗涤塔，强制回流型洗涤塔的处理量较大，运行平稳，操作控制简单，回流量大，洗涤效果较好，但是所需要的洗涤塔再沸器的负荷较大，因此再沸器体积较大。此外，根据再沸器形式的不同，强制回流型洗涤塔还可分为两类，一类采用虹吸式再沸器，另一类采用卧式再沸器。其中，采用虹吸式再沸器的强制回流型洗涤塔，由于塔釜液中金属氯化物、硅粉和氯硅烷高聚物等固体含量较多，造成传热效率下降，洗涤塔釜温偏高，同时由于虹吸式再沸器内氯硅烷液流速小，导致氯硅烷液中的固体杂质在虹吸式再沸器换热列管内附着，导致再沸器换热列管堵塞频繁，检修工作量大，维护成本高；而采用卧式再沸器的强制回流型洗涤塔中洗涤下来的硅粉及金属氯化物在塔釜中分布比较分散，排液过程中只能将排液口周围小范围内的硅粉及金属氯化物排出，而大部分的硅粉及金属氯化物在塔釜中积累，并附着在再沸器换热列管上，造成传热效率下降，洗涤塔釜温偏高，排液口频繁堵塞，导致洗涤塔检修频繁，再沸器换热列管腐蚀严重，检修工作量大，维护成本高。
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，提供一种净化效果好且检修工作量小的三氯氢硅合成尾气净化系统。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三氯氢硅合成尾气净化系统，所述合成尾气包括硅粉、高沸点组分和低沸点组分，所述净化系统包括洗涤塔和粗馏塔，所述洗涤塔用于通过氯硅烷洗涤液对所述合成尾气进行淋洗处理，所述合成尾气中的硅粉和部分高沸点组分随氯硅烷洗涤液从洗涤塔的排液口输出至残液吸收系统，所述合成尾气中的低沸点组分、其余高沸点组分和氯硅烷洗涤液中的低沸点组分作为初步净化后的合成尾气从洗涤塔的气相出口输出至粗馏塔；所述粗馏塔用于通过氯硅烷洗涤液对所述初步净化后的合成尾气进行淋洗处理，所述初步净化后的合成尾气中的其余高沸点组分随氯硅烷洗涤液从粗馏塔的排液口输出至废氯硅烷储罐，所述初步净化后的合成尾气中的低沸点组分和氯硅烷洗涤液中的低沸点组分作为二次净化后的合成尾气从粗馏塔的气相出口输出至氯硅烷冷却及提纯系统。优选地，所述净化系统还包括塔顶冷凝器和回流泵，所述塔顶冷凝器用于对所述二次净化后的合成尾气进行冷却处理，其中未凝气从塔顶冷凝器的气相出口输出至氯硅烷冷却及提纯系统，冷凝下来的液体作为氯硅烷回流液从塔顶冷凝器的液相出口输出至回流泵进口；所述回流泵用于对氯硅烷回流液进行增压处理，并将增压处理后的氯硅烷回流液输出至洗涤塔的进液口。优选地，所述回流泵还用于将增压处理后的氯硅烷回流液输出至粗馏塔的进液口。优选地，所述回流泵输出至洗涤塔的氯硅烷回流液的量占回流泵输送的氯硅烷回流液总量的60％-70％；回流泵输出至粗馏塔的氯硅烷回流液的量占回流泵输送的氯硅烷回流液总量的30％-40％。优选地，所述洗涤塔的进液口位于洗涤塔的上部，所述粗馏塔的进液口位于粗馏塔的上部。优选地，所述净化系统还包括设置在塔顶冷凝器和回流泵之间的氯硅烷缓冲罐，用于暂时存储氯硅烷回流液及缓冲系统的压力波动。优选地，所述净化系统还包括设置在洗涤塔下部的洗涤塔再沸器，用于对塔釜残液进行加热处理，以使塔釜残液中的低沸点组分从洗涤塔的气相出口输出；所述净化系统还包括设置在粗馏塔底部的粗馏塔再沸器，用于对塔釜残液进行加热处理，以使塔釜残液中的低沸点组分从粗馏塔的气相出口输出。优选地，所述洗涤塔再沸器采用釜式再沸器；所述粗馏塔再沸器采用卧式再沸器。优选地，所述合成尾气包括氯硅烷气体、氢气、氯化氢气体、硅粉、金属氯化物和氯硅烷高聚物，其中高沸点组分包括金属氯化物和氯硅烷高聚物，低沸点组分包括氯硅烷气体、氢气和氯化氢气体。优选地，所述合成尾气从洗涤塔的进气口进入洗涤塔内，所述洗涤塔的进气口位于洗涤塔下部，排液口位于洗涤塔底部，气相出口位于洗涤塔顶部；所述初步净化后的合成尾气从粗馏塔的进气口进入粗馏塔内，所述粗馏塔的进气口位于粗馏塔中下部，排液口位于粗馏塔底部，气相出口位于粗馏塔顶部。优选地，所述洗涤塔的进气口在洗涤塔内沿竖直方向向下延伸，且端部位于洗涤塔塔釜液面以下5-10mm。有益效果：本专利技术所述三氯氢硅合成尾气净化系统同时利用了吸收、精馏和重力沉降的原理，根据合成尾气中各个组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三氯氢硅合成尾气净化系统，所述合成尾气包括硅粉、高沸点组分和低沸点组分，其特征在于，所述净化系统包括洗涤塔和粗馏塔，所述洗涤塔用于通过氯硅烷洗涤液对所述合成尾气进行淋洗处理，所述合成尾气中的硅粉和部分高沸点组分随氯硅烷洗涤液从洗涤塔的排液口输出至残液吸收系统，所述合成尾气中的低沸点组分、其余高沸点组分和氯硅烷洗涤液中的低沸点组分作为初步净化后的合成尾气从洗涤塔的气相出口输出至粗馏塔；所述粗馏塔用于通过氯硅烷洗涤液对所述初步净化后的合成尾气进行淋洗处理，所述初步净化后的合成尾气中的其余高沸点组分随氯硅烷洗涤液从粗馏塔的排液口输出至废氯硅烷储罐，所述初步净化后的合成尾气中的低沸点组分和氯硅烷洗涤液中的低沸点组分作为二次净化后的合成尾气从粗馏塔的气相出口输出至氯硅烷冷却及提纯系统。

【技术特征摘要】
1.一种三氯氢硅合成尾气净化系统，所述合成尾气包括硅粉、高沸点组分和低沸点组分，其特征在于，所述净化系统包括洗涤塔和粗馏塔，所述洗涤塔用于通过氯硅烷洗涤液对所述合成尾气进行淋洗处理，所述合成尾气中的硅粉和部分高沸点组分随氯硅烷洗涤液从洗涤塔的排液口输出至残液吸收系统，所述合成尾气中的低沸点组分、其余高沸点组分和氯硅烷洗涤液中的低沸点组分作为初步净化后的合成尾气从洗涤塔的气相出口输出至粗馏塔；所述粗馏塔用于通过氯硅烷洗涤液对所述初步净化后的合成尾气进行淋洗处理，所述初步净化后的合成尾气中的其余高沸点组分随氯硅烷洗涤液从粗馏塔的排液口输出至废氯硅烷储罐，所述初步净化后的合成尾气中的低沸点组分和氯硅烷洗涤液中的低沸点组分作为二次净化后的合成尾气从粗馏塔的气相出口输出至氯硅烷冷却及提纯系统。2.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于，所述净化系统还包括塔顶冷凝器和回流泵，所述塔顶冷凝器用于对所述二次净化后的合成尾气进行冷却处理，其中未凝气从塔顶冷凝器的气相出口输出至氯硅烷冷却及提纯系统，冷凝下来的液体作为氯硅烷回流液从塔顶冷凝器的液相出口输出至回流泵进口；所述回流泵用于对氯硅烷回流液进行增压处理，并将增压处理后的氯硅烷回流液输出至洗涤塔的进液口。3.根据权利要求2所述的净化系统，其特征在于，所述回流泵还用于将增压处理后的氯硅烷回流液输出至粗馏塔的进液口。4.根据权利要求3所述的净化系统，其特征在于，所述回流
\t泵输出至洗涤塔的氯硅烷回流液的量占回流泵输送的氯硅烷回流液总量的60％-70％；回流泵输出至粗...

【专利技术属性】
技术研发人员：武珠峰，郭小红，吴昌勇，
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