多晶硅生产过程中的尾气处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多晶硅生产过程中的尾气处理方法及系统，该方法包括以下步骤：(1)通过尾气冷却塔对尾气进行冷却液化分离，在尾气冷却塔的塔釜得到尾气冷却塔的塔釜液，初级混合物包括尾气冷却塔的塔釜液；(2)将初级混合物通入到分离塔进料进行精馏提纯，在分离塔的塔顶收集塔顶气，塔顶气包括氢气、氯化氢；在分离塔的塔顶侧线或上部采出侧线采出液，侧线采出液包括三氯氢硅、二氯二氢硅；收集分离塔的塔釜液，分离塔的塔釜液包括四氯化硅。在分离塔内实现尾气冷却塔的塔釜液中的氢气、氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅的分离，分离开的组分不是同系化合物，得到的均为占比要求不同的混合物，可满足下游工艺需求。

Method and System of Tail Gas Treatment in Polycrystalline Silicon Production

The invention discloses a tail gas treatment method and system in polycrystalline silicon production process, which comprises the following steps: (1) cooling and liquefaction separation of tail gas through tail gas cooling tower, and obtaining the tower kettle liquid of tail gas cooling tower in the tower kettle of tail gas cooling tower, the primary mixture including the tower kettle liquid of tail gas cooling tower; (2) feeding the primary mixture into the separation tower for rectification and purification. The top gas of the separation tower is collected, including hydrogen and hydrogen chloride; the side liquid of the top side line or upper side line of the separation tower is extracted, and the side liquid includes silicon trichloride and silicon dichloride; and the tower kettle liquid of the separation tower is collected, and the tower kettle liquid of the separation tower includes silicon tetrachloride. Separation of hydrogen, hydrogen chloride, dichlorodihydrosilane, trichlorosilane and silicon tetrachloride in the reactor liquid of tail gas cooling tower is realized in the separation tower. The separated components are not homologous compounds, and the obtained mixtures with different proportions can meet the downstream process requirements.

【技术实现步骤摘要】
多晶硅生产过程中的尾气处理方法及系统
本专利技术属于多晶硅生产
，具体涉及一种多晶硅生产过程中的尾气处理方法及系统。
技术介绍
采用改良西门子法生产多晶硅的过程中，多晶硅生产过程中的尾气回收工序主要作用是对多晶硅生产过程中的尾气中的氢气、氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅进行分离，其原理是：首先根据各组分的沸点不同，对尾气进行多次降温，氯硅烷的沸点高容易被冷凝，在特定的温度条件下，氯硅烷先被冷凝成液体，而氢气和大部分氯化氢仍以气相形式存在，这就实现了氯硅烷和氢气、氯化氢的初步分离；其次利用氢气和氯化氢在氯硅烷中的溶解度不同，在吸收塔内采用低温的氯硅烷对氢气和氯化氢的混合气进行喷淋，氯化氢溶解度大易溶于氯硅烷中，氢气难溶于氯硅烷中，喷淋后氯化氢被氯硅烷吸收，氢气仍以气相形式存在，这就实现了氢气和氯化氢的初步分离；对经吸收后的氢气进行深层净化，对其中少量的氯化氢、氯硅烷以及杂质进行吸附，得到高纯的产品氢气；最后对吸收了氯化氢的氯硅烷和在第一步降温过程冷凝下来的含有少量氯化氢的氯硅烷送入解析塔中进行加热，将氯硅烷中溶解的氯化氢解析出来，实现氯化氢的回收利用；解析后的氯硅烷一部分作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将多晶硅生产过程中的尾气通过初步分离步骤得到初级混合物，所述初级混合物包括液相的氯硅烷、液相的氯化氢，所述初步分离步骤至少包括步骤(11)：通过尾气冷却塔对多晶硅生产过程中的尾气进行冷却液化分离，在尾气冷却塔的塔釜得到尾气冷却塔的塔釜液，所述初级混合物包括所述尾气冷却塔的塔釜液；(2)尾气冷却塔与分离塔连接，将初级混合物通入到分离塔进料进行精馏提纯，在分离塔的塔顶收集塔顶气，所述塔顶气包括氢气、氯化氢；在分离塔的塔顶侧线或分离塔的上部采出侧线采出液，所述侧线采出液包括三氯氢硅、二氯二氢硅；在分离塔的塔釜收集分离塔的塔釜液，...

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将多晶硅生产过程中的尾气通过初步分离步骤得到初级混合物，所述初级混合物包括液相的氯硅烷、液相的氯化氢，所述初步分离步骤至少包括步骤(11)：通过尾气冷却塔对多晶硅生产过程中的尾气进行冷却液化分离，在尾气冷却塔的塔釜得到尾气冷却塔的塔釜液，所述初级混合物包括所述尾气冷却塔的塔釜液；(2)尾气冷却塔与分离塔连接，将初级混合物通入到分离塔进料进行精馏提纯，在分离塔的塔顶收集塔顶气，所述塔顶气包括氢气、氯化氢；在分离塔的塔顶侧线或分离塔的上部采出侧线采出液，所述侧线采出液包括三氯氢硅、二氯二氢硅；在分离塔的塔釜收集分离塔的塔釜液，所述分离塔的塔釜液包括四氯化硅。2.根据权利要求1所述的多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，所述分离塔的理论塔板数为90～160，所述分离塔的回流比为5～10，进入到分离塔的进料位置为从分离塔的塔顶向下的第50～80理论塔板，在分离塔的侧线采出侧线采出液的位置为从分离塔的塔顶向下的第1～35理论塔板。3.根据权利要1所述的多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，分离塔的侧线采出液中三氯氢硅的摩尔比为85～95mol％；分离塔的塔釜液含三氯氢硅，其中，分离塔的塔釜液中的四氯化硅的摩尔比为80～95mol％。4.根据权利要求1所述的多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，所述分离塔的塔顶的压力为0.3～1.2Mpa，所述分离塔的塔顶的温度为70～130℃，所述分离塔的塔釜的温度为110～160℃。5.根据权利要求1～4任意一项所述的多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中的初级分离步骤还包括以下步骤(12)：吸收塔设置在尾气冷却塔和分离塔之间，吸收塔分别与尾气冷却塔、分离塔连接，将尾气冷却塔的塔顶的不凝气通入吸收塔进料，尾气冷却塔的塔顶的不凝气包括氢气和氯化氢，在吸收塔内使用淋洗液对尾气冷却塔的塔顶的不凝气进行淋洗，其中，淋洗液为氯硅烷，在吸收塔内淋洗液吸附氯化氢，得到吸收塔的塔釜液，所述初级混合物还包括吸收塔的塔釜液，将吸收塔的塔釜液通入到分离塔中进行精馏提纯。6.根据权利要求5所述的多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，冷却塔塔顶冷却器与尾气冷却塔的塔顶出口连接，冷却塔回流罐的入口与冷却塔塔顶冷却器连接，冷却塔回流罐的液体出口与冷却塔的塔顶入口连接，冷却塔回流罐的气体出口与吸收塔连接；所述步骤(12)尾气冷却塔的塔顶的不凝气通入吸收塔前还通入到冷却塔塔顶冷却器进行冷凝，再通入冷却塔回流罐进行气液分离，经过气液分离后得到的液相回流至尾气冷却塔，经过气液分离后得到的不凝气通入吸收塔进料。7.根据权利要求6所述的多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，尾气冷却塔内设置有60～160块塔板或等效填料层，尾气冷却塔压力为0.4～0.8MpaG，多晶硅生产过程中的尾气进入到尾气冷却塔内，通过尾气冷却塔冷却，在尾气冷却塔的塔顶得到的塔顶不凝气的温度为10～45℃，再通过冷却塔塔顶冷却器冷却成-40～-10℃的液体，在冷却塔回流罐中进行气液分离得到的回流液回流至尾气冷却塔中，回流液在尾气冷却塔内与上升的多晶硅生产过程中的尾气发生传热、传质，在尾气冷却塔的塔釜富集得到50～70℃的塔釜液。8.根据权利要求6所述的多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，尾气换热器设置于冷却塔回流罐的气体出口与吸收塔之间，尾气换热器分别与冷却塔回流罐的气体出口、吸收塔连接，在冷却塔回流罐中进行气液分离得到的不凝气，进入尾气换热器与多晶硅生产过程中的尾气进行换热，经过换热得到降温后的多晶硅生产过程中的尾气再通入到尾气冷却塔进料，经过换热得到升温后的不凝气通入吸收塔进料。9.根据权利要求8所述的多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，压缩机与尾气换热器连接，吸收塔气气换热器设置于压缩机与吸收塔之间，吸收塔气气换热器分别与压缩机、吸收塔连接，所述步骤(12)将通过尾气换热器换热得到升温后的尾气冷却塔的塔顶不凝气通入吸收塔前还包括：将经过尾气换热器换热后得到的升温后的不凝气通入到压缩机中压缩，再将经过压缩后的不凝气通过吸收塔气气换热器与吸收塔的塔顶排出的不凝气进行换热，吸收塔塔顶排出的不凝气包括氢气，经过换热得到降温后的吸收塔塔顶排出的不凝气可排放，经过换热得到升温后的压缩后的不凝气通入吸收塔进料。10.根据权利要求5所述的多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，热能综合利用换热器设置于吸收塔和分离塔之间，热能综合利用换热器分别与吸收塔、分离塔连接，所述步骤(12)将吸收塔的塔釜液通入到分离塔之前还包括：将吸收塔的塔釜排出的吸收塔的塔釜液通过热能综合利用换热器与分离塔的塔釜排出的分离塔的塔釜液换热，经过换热得到升温后的吸收塔的塔釜液通入分离塔进料。11.根据权利要求10所述的多晶硅生产过程中的尾气处理方法，其特征在于，吸收塔冷却器设置于吸收塔与热能综合利用换热器之间，吸收塔冷却器分别与吸收塔、热能综合利用换热器连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，王惠，宋高杰，陈朝霞，相文强，赵阳，董越杰，王强，
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