一种耦合的多晶硅生产系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种耦合的多晶硅生产系统，包含太阳能级多晶硅生产系统和电子级多晶硅生产系统，所述太阳能级多晶硅生产系统包括按以下方向顺序连接形成第一回路的第一精馏装置(1)、太阳能级还原装置(2)、第一尾气回收装置(3)和冷氢化装置(4)，所述电子级多晶硅生产系统包括按以下方向顺序连接形成第二回路的热氢化装置(5)、热氢化尾气分离装置(6)、第二精馏装置(7)、电子级还原装置(8)、第二尾气回收装置(9)、第三精馏装置(10)；所述第一精馏装置(1)连接到第二精馏装置(7)，所述热氢化尾气分离装置(6)连接到冷氢化装置(4)。本实用新型专利技术能够有效的降低电子级多晶硅的生产成本，降低电子级多晶硅的质量控制风险，同时提高太阳能级多晶硅生产系统的生产效率。

A coupling polysilicon production system

The utility model discloses a coupling system of polysilicon production, including production system of solar grade polysilicon and electronic grade polysilicon production system, the solar grade polysilicon production system includes a first rectification device according to the following order direction connected to form a first loop (1), solar grade reduction device (2), the first exhaust recovery device (3) and cold hydrogenation device (4), the electronic grade polysilicon production system including thermal hydrogenation device according to the following order direction connected to form a second loop (5), hot exhaust gas separation device of hydrogenated (6), second (7), rectification device of electronic grade reduction device (8), second (9) of tail gas recovery device third, rectification device (10); the first rectification device (1) connected to the second distillation device (7), the hot exhaust hydride separation device (6) connected to the cold hydrogenation unit (4). The utility model can effectively reduce the production cost of the electronic grade polysilicon, reduce the quality of the electronic grade polysilicon, control the risk, and improve the production efficiency of the solar grade polysilicon production system.

【技术实现步骤摘要】
一种耦合的多晶硅生产系统
本技术涉及光伏领域，更具体的，涉及多晶硅生产系统。
技术介绍
现有电子级多晶硅生产大部分采用改良西门子法，在现有商业化生产装置中，多采用热氢化装置作为整个系统中氢化工序的组成部分。因为还原、尾气回收、热氢化和精馏组成的系统并不能形成闭路循环，需要在生产过程中向系统内补充TCS或STC原料，并排出氯化氢作为副产物。同时，在这类系统中，精馏部分通常较为简单，对于杂质的提纯能力不强，这就要求补充的TCS或STC原料达到电子级的标准，或者需要采用多级精馏或其他方式对本系统中物料进行提纯，这又造成装置投资和运行成本上升。并且即使采用多级的精馏系统，也常常无法达到满足电子级多晶硅生产的需求。以上现有方法，对原料采购提出的较高的标准，对于成本控制造成不利影响，并且也造成了质量控制的风险。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种太阳能级多晶硅生产系统与电子级多晶硅生产系统耦合的多晶硅生产系统，通过太阳能级多晶硅生产系统中的精馏工段能够提供纯度较高的TCS，将其作为原料补充进入电子级多晶硅生产系统，以降低电子级多晶硅的生产成本，并减少质量风险。为解决上述技术问题，本技术采取的技术方案是：一种耦合的多晶硅生产系统，包含太阳能级多晶硅生产系统和电子级多晶硅生产系统，所述太阳能级多晶硅生产系统包括按以下方向顺序连接形成第一回路的第一精馏装置1、太阳能级还原装置2、第一尾气回收装置3和冷氢化装置4，所述电子级多晶硅生产系统包括按以下方向顺序连接形成第二回路的热氢化装置5、热氢化尾气分离装置6、第二精馏装置7、电子级还原装置8、第二尾气回收装置9、第三精馏装置10；所述太阳能级多晶硅生产系统中的第一精馏装置1连接到电子级多晶硅生产系统的第二精馏装置7，所述电子级多晶硅生产系统的热氢化尾气分离装置6连接到太阳能级多晶硅生产系统中的冷氢化装置4。优选的，所述电子级多晶硅生产系统的第二尾气回收装置9连接到太阳能级多晶硅生产系统中的冷氢化装置4，所述电子级多晶硅生产系统的第三精馏装置10连接到太阳能级多晶硅生产系统中的太阳能级还原装置2。优选的，电子级多晶硅生产系统中，所述第二尾气回收装置9连接回电子级还原装置8，形成第三回路；所述第三精馏装置10连接回和第二精馏装置7，形成第四回路；所述第二精馏装置7连接到热氢化装置5，所述热氢化尾气分离装置6连接回热氢化装置5，形成第五回路；所述冷氢化装置4连接回第一精馏装置1形成第六回路；太阳能级多晶硅生产系统中，所述第一尾气回收装置3连接回太阳能级还原装置2形成第七回路。其中所述第二尾气回收装置9中包含深冷设备901、吸收塔902、解吸塔903、吸附塔904。所述深冷设备901中部一侧设有进料口90101，中部另一侧设有气相出料口90102，底部设有液相出料口90103；所述吸收塔902具有位于塔身侧壁靠下位置的第一进料口90201、位于塔身侧壁靠上位置的第二进料口90202、位于塔顶的第一出料口90203、位于塔底的第二出料口90204；所述解吸塔903具有位于塔身侧壁中部位置的第三进料口90301和位于塔身侧壁靠上位置的第四进料口90302、位于塔顶的第三出料口90303、位于塔底的第四出料口90304；所述吸附塔904底部设有气体入口管90401，顶部设有气体出口管90402；所述气相出料口90102通过第一管道905连接第一进料口90201所述第二进料口90202通过第二管道906和所述第四出料口90304相连；所述第一出料口90203通过第三管道907连接气体入口管90401，所述第二出料口90204通过第四管道908与第三进料口相连90301；所述液相出料口90103通过第五管道909接入第四管道908；所述第三出料口90303通过第六管道910顺序连接塔顶换热器911、塔顶回流罐912、回流气动阀913和第四进料口90302，所述第六管道910在塔顶回流罐912和回流气动阀913之间第七管道914。优选的，所述第二尾气回收装置9中还包含尾气吸收控制系统，所述尾气吸收控制系统包含：第一在线色谱仪915；第二在线色谱仪916；DCS控制系统917；所述第二管道906上设有第一三通918，所述第一三通918两端连通第一管道906，第三端连通第一在线色谱仪引入管919；所述第一在线色谱仪引入管919末端连接有第一气动三通阀920，所述第一气动三通阀920通过管道连接于第一在线色谱仪915，所述第一在线色谱仪915连接到DCS控制系统917上；所述第三管道907上设有第二三通921，所述第二三通921两端连通第三管道907，第三端连通第二在线色谱仪引入管922；所述第二在线色谱仪引入管922末端连接有第二气动三通阀923，所述第二气动三通阀923通过管道连接于第二在线色谱仪916，所述第二在线色谱仪916连接到DCS控制系统917上；所述DCS控制系统917连接所述回流气动阀913。更优选的，所述吸附塔904为多层吸附塔，所述多层吸附塔904的塔体通过若干层塔板分为若干个塔室，塔顶设有塔底设有气体入口管90401和气体出口管90402；塔体外部绕有中空的外盘管90409，所述外盘管的两端设有外盘管入口9040901和外盘管出口9040902。以上所述耦合的多晶硅生产系统的使用方法，包括以下步骤：在多晶硅生产过程中，将所述第一精馏装置1中得到的TCS作为补充料输入第二精馏装置7，将所述热氢化尾气分离装置6中HCL输入到冷氢化装置4。在多晶硅生产过程中，将所述第二尾气回收装置9中得到的HCL通往冷氢化装置4，将所述第三精馏装置10中分离得到的DCS输入到太阳能级还原装置2。进一步的，还包括以下步骤：在电子级多晶硅生产系统中，(1)将已提纯的TCS、H2和DCS通入电子级还原装置8，得到电子级的多晶硅材料，尾气进入第二尾气回收装置9；(2)将步骤(1)中进入第二尾气回收装置9的尾气以干法进行分离，得到包含TCS、STC和DCS的物料进入第三精馏装置10；得到的H2通往电子级还原装置8；(3)将步骤(2)中进入第三精馏装置10的物料进行分离，得到的STC通往热氢化装置5，得到的含少量DCS的TCS通往第二精馏装置7继续提纯；(4)在热氢化装置(5)中，步骤(3)中所述STC和系统外通入热氢化装置(5)的氢气反应生成TCS和HCl气体，所述TCS、HCl和未反应完全的STC、形成的尾气通往热氢化尾气分离装置6进行分离；(5)步骤(4)所述的尾气分离后得到的氯硅烷通往第二精馏装置7，得到的H2输入到热氢化装置5；(6)将步骤(5)中进入第二精馏装置7的氯硅烷进行分馏，得到的STC进入热氢化装置5，得到的TCS进入电子级还原装置8。步骤(1)中，所述TCS、H2和DCS的摩尔比为10～30:30～150：1；所述TCS、H2和DCS的总进料量为400～1500NM3/h；所述电子级还原装置8的还原炉参数如下：炉内压力为1～5个大气压，硅芯温度为980～1200℃；步骤(3)中，所述第三精馏装置中的包含两个串联使用的精馏塔，所述两个精馏塔的参数如下：回流比为2～20；压力0.5～3个大气压；塔顶温度45～70℃；塔釜温度80～110℃；步骤(4)中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合的多晶硅生产系统，其特征在于，包含太阳能级多晶硅生产系统和电子级多晶硅生产系统，所述太阳能级多晶硅生产系统包括按以下方向顺序连接形成第一回路的第一精馏装置(1)、太阳能级还原装置(2)、第一尾气回收装置(3)和冷氢化装置(4)，所述电子级多晶硅生产系统包括按以下方向顺序连接形成第二回路的热氢化装置(5)、热氢化尾气分离装置(6)、第二精馏装置(7)、电子级还原装置(8)、第二尾气回收装置(9)、第三精馏装置(10)；所述太阳能级多晶硅生产系统的第一精馏装置(1)连接到电子级多晶硅生产系统的第二精馏装置(7)，所述电子级多晶硅生产系统的热氢化尾气分离装置(6)连接到太阳能级多晶硅生产系统的冷氢化装置(4)。

【技术特征摘要】
1.一种耦合的多晶硅生产系统，其特征在于，包含太阳能级多晶硅生产系统和电子级多晶硅生产系统，所述太阳能级多晶硅生产系统包括按以下方向顺序连接形成第一回路的第一精馏装置(1)、太阳能级还原装置(2)、第一尾气回收装置(3)和冷氢化装置(4)，所述电子级多晶硅生产系统包括按以下方向顺序连接形成第二回路的热氢化装置(5)、热氢化尾气分离装置(6)、第二精馏装置(7)、电子级还原装置(8)、第二尾气回收装置(9)、第三精馏装置(10)；所述太阳能级多晶硅生产系统的第一精馏装置(1)连接到电子级多晶硅生产系统的第二精馏装置(7)，所述电子级多晶硅生产系统的热氢化尾气分离装置(6)连接到太阳能级多晶硅生产系统的冷氢化装置(4)。2.根据权利要求1所述耦合的多晶硅生产系统，其特征在于，所述电子级多晶硅生产系统的第二尾气回收装置(9)连接到太阳能级多晶硅生产系统的冷氢化装置(4)，所述电子级多晶硅生产系统的第三精馏装置(10)连接到太阳能级多晶硅生产系统的太阳能级还原装置(2)。3.根据权利要求1或2所述耦合的多晶硅生产系统，其特征在于，电子级多晶硅生产系统中，所述第二尾气回收装置(9)连接回电子级还原装置(8)，形成第三回路；所述第三精馏装置(10)连接回和第二精馏装置(7)，形成第四回路；所述第二精馏装置(7)连接到热氢化装置(5)；所述热氢化尾气分离装置(6)连接回热氢化装置(5)，形成第五回路；所述冷氢化装置(4)连接回第一精馏装置(1)形成第六回路；太阳能级多晶硅生产系统中，所述第一尾气回收装置(3)连接回太阳能级还原装置(2)形成第七回路。4.根据权利要求1或2所述的耦合的多晶硅生产系统，其特征在于，其中所述第二尾气回收装置(9)中包含深冷设备(901)、吸收塔(902)、解吸塔(903)和吸附塔(904)，所述深冷设备(901)中部一侧设有进料口(90101)，中部另一侧设有气相出料口(90102)，底部设有液相出料口(90103)；所述吸收塔(902)具有位于塔身侧壁靠下位置的第一进料口(90201)、位于塔身侧壁靠上位置的第二进料口(90202)、位于塔顶的第一出料口(90203)、位于塔底的第二出料口(90204)；所述解吸塔(903)具有位于塔身侧壁中部位置的第三进料口(90301)和位于塔身侧壁靠上位置的第四进料口(90302)、位于塔顶的第三出料口(90303)、位于塔底的第四出料口(90304)；所述吸附塔(904)底部设有气体入口管(90401)，顶部设有气体出口管(90402)；所述气相出料口(90102)通过第一管道(905)连接第一进料口(90201)所述第二进料口(90202)通过第二管道(906)和所述第四出料口(90304)相连；所述第一出料口(90203)通过第三管道(907)连接气体入口管(90401)，所述第二出料口(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锋，田新，谢世鹏，李福中，吴鹏，
申请(专利权)人：江苏鑫华半导体材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32