本发明专利技术公开了一种多晶硅生产中电解制氢工艺，包括以下步骤：电解碱溶液以得到粗氢和氧气；对所述粗氢经过纯化装置后依次进行除氧、脱水、干燥以得到纯度高于99.999％的纯氢，并得到浓度高于99％的氧气；以及对所述浓度高于99％的氧气回收并对其进行稀释以获得含有氧气含量为21-25％的富氧空气并送入燃烧设备中进行富氧燃烧。根据本发明专利技术实施例的多晶硅生产中电解制氢工艺，通过将电解制氢中的副产物即高纯度的氧气回收利用起来，而不是直接排放掉，实现了节能降耗，另外节省了用于富氧燃烧的氧气的制造成本。本发明专利技术还公开了一种上述多晶硅生产中电解制氢工艺中采用的氧气回收系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多晶硅生产领域，尤其是涉及一种多晶硅生产中电解制氢工艺及其氧气回收系统。
技术介绍
多晶硅生产工艺中，氢气作为主要生产原料，现有制氢方式主要是通过水电解方式制氢。水电解制氢中，制造纯氢的量越大，副产物氧气的产量就越大。具体地，在生产lNm3 高纯度的氢气的同时，也在生产0. 5Nm3浓度达99. 8%的氧气。99. 8%以上的氧气是现代工业中常用的助燃剂、氧化剂及重要的化工原料。现今的多晶硅生产工艺中，均没有对电解制氢的副产物——氧气进行回收，而是直接将氧气当废气直接排空，造成资源大量浪费。而另一方面，在需要氧气作为原料的富氧空气燃烧技术中，传统的制备氧气原料的方法主要有深冷分离法、变压吸附(PSA)法及膜分离法。然而不管采用何种方法，氧气原料的制备成本高G 7元/Nm3氧气)、纯度低(90 99% )，且设备投资大，因此很难应用于工业生产。近年来，也有采用深冷制氮或变压吸附制氮所产生的富氧尾气(27 34%的含氧量)用于富氧燃烧炉窑，但由于含氧量低，所需要的气体流量大，回收装置体积较大， 投资较高，空气中的含氧量范围不便调节。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种多晶硅生产中电解制氢工艺，所述多晶硅生产中电解制氢工艺可将电解制氢中的副产物回收利用起来，降低能耗及成本。本专利技术的另一个目的在于提出一种用于多晶硅生产中电解制氢工艺中的氧气回收系统。根据本专利技术第一方面实施例的多晶硅生产中电解制氢工艺，包括以下步骤Si、电解碱溶液以得到粗氢和氧气；s2、对所述粗氢经过纯化装置后依次进行除氧、脱水、干燥以得到纯度高于 99. 999 %的纯氢，并得到浓度高于99 %的氧气；以及S3、对所述浓度高于99%的氧气回收并对其进行稀释以获得含有氧气含量为 21-25%的富氧空气并送入燃烧设备中进行富氧燃烧。炉窑根据本专利技术实施例的多晶硅生产中电解制氢工艺，通过将电解制氢中的副产物即高纯度的氧气回收利用起来，而不是直接排放掉，实现了节能降耗，另外节省了用于富氧燃烧的氧气的制造成本。另外，根据本专利技术的多晶硅生产中电解制氢工艺还具有如下附加技术特征进一步地，所述步骤S3包括s31、控制回收的浓度高于99%的氧气压力在2. OOMPa ；s32、将压力为2. OOMPa的氧气进行稳压降压到0. 30MPa ；s33、鼓入空气与浓度高于99%的氧气进行混合；以及s34、对与空气混合的氧气进行浓度的调节以获得氧气含量为21-25%的富氧空气并送入燃烧设备中富氧燃烧。所述步骤s31和步骤s32之间还进一步包括s311、过滤氧气并对氧气流量进行计量。根据本专利技术第二方面实施例的用于根据本专利技术第一方面实施例中的多晶硅生产中电解制氢工艺中的氧气回收系统，包括氧气缓冲罐，所述氧气缓冲罐用于接收电解制氢过程中生成的浓度高于99%的氧气；压力调节组件，所述压力调节组件连接至所述氧气缓冲罐以调节所述氧气缓冲罐内的氧气压力在2. OOMPa ；稳压组件，所述稳压组件连接在所述氧气缓冲罐的下游且用于将从所述氧气缓冲罐内输出的氧气压力稳压降到0. 30MPa ；混氧器，所述混氧器设在所述稳压组件的下游且接收氧气；鼓风机，所述鼓风机向所述混氧器内通入空气以与所述氧气混合；和浓度调节组件，所述浓度调节组件与所述混氧器连接以调节混氧器内的氧气浓度。通过将氧气缓冲罐内的压力控制在2. OOMPa，可保证电解分离出来的2. 30MPa的氧气有足够的压力差到达氧气缓冲罐，也对前面工序的制氢系统的运行不造成影响，同时也保证了一定的压力便于氧气的输送及氧气浓度的调节。在本专利技术的一个实施例中，所述压力调节组件包括安全阀，所述安全阀连接至所述氧气缓冲罐上；和压力调节阀，所述压力调节阀连接至所述氧气缓冲罐且控制所述氧气缓冲罐内的氧气压力。通过安全阀及压力调节阀的双重安全设置，可以确保从前面工序的电解制氢系统出来的氧气，无论从开车还是到运行稳定都不会造成系统憋压或气体反窜，因而不影响整个电解制氢系统的稳定运行。在本专利技术的一个实施例中，所述稳压组件包括稳压阀，所述稳压阀设在所述氧气缓冲罐的下游以将所述氧气缓冲罐内输出的氧气压力稳压降到0. 30MPa ；和压力泄放阀组，所述压力泄放阀组连接在所述稳压阀的下游且当氧气压力高于0. 35MPa时打开泄压。通过设置稳压阀将压力稳压降压至0. 30MPa,以保证后续各个调节阀门的精确度， 如果氧气压力过高，受调节阀门精确度影响，氧气流量不好控制，容易发生氧浓度过高，引发事故。而通过设置压力泄放阀组，当氧气管道内的压力高于0. 35MI^时，压力泄放阀组打开泄压，当氧气管道中由于各个阀门故障或意外停车，造成管道憋压，压力泄放阀组的存在也可以将氧气压力泻至安全范围。同时，该压力泄放阀组也是整个氧气管道系统的泄压点。在本专利技术的一个实施例中，所述氧气回收系统进一步包括过滤器，所述过滤器设在所述氧气缓冲罐和所述稳压阀之间以过滤从氧气缓冲罐内流出的氧气。在本专利技术的一个实施例中，所述氧气回收系统进一步包括第一气体流量计，所述第一气体流量计设在所述压力泄放阀组的下游以对氧气流量进行计量；和第二气体流量计，所述第二气体流量计设在所述鼓风机的下游以对氧气流量进行计量。在本专利技术的一个实施例中，所述浓度调节组件包括浓度调节阀，所述浓度调节阀设在所述稳压组件和所述混氧器之间；第一浓度检测装置，所述第一浓度检测装置设在所述混氧器的下游用于检测混合气体中氧气的浓度并反馈给所述浓度调节阀以调整氧气流量；气动切断阀，所述气动切断阀设在所述浓度调节阀和所述混氧器之间，当混合气体中氧气含量大于25%时所述气动切断阀自动关闭；和第二浓度检测装置，所述第二浓度检测装置设在所述混氧器的下游用于检测混合气体中氧气的浓度并反馈给所述气动切断阀。根据本专利技术进一步的实施例，所述氧气回收系统进一步包括手动切断阀，所述手动切断阀设在所述气动切断阀和所述混氧器之间；和止回阀，所述止回阀设在所述气动切断阀与所述手动切断阀之间。通过在气动切断阀后设置手动切断阀及止回阀，当气动切断阀失效时可以手动进行切断控制。当进入炉窑的进风道压力突然降低或消失时，止回阀可以防止空气反窜。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本专利技术实施例的多晶硅生产中电解制氢工艺的流程；图2是根据本专利技术实施例的多晶硅生产中电解制氢工艺中步骤(3)的进一步流程；以及图3是根据本专利技术实施例的多晶硅生产中电解制氢工艺中的氧气回收系统的示意图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多晶硅生产中电解制氢工艺，其特征在于，包括以下步骤：ｓ１、电解碱溶液以得到粗氢和氧气；ｓ２、对所述粗氢经过纯化装置后依次进行除氧、脱水、干燥以得到纯度高于９９．９９９％的纯氢，并得到浓度高于９９％的氧气；以及ｓ３、对所述浓度高于９９％的氧气回收并对其进行稀释以获得含有氧气含量为２１－２５％的富氧空气并送入燃烧设备中进行富氧燃烧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：严大洲，肖荣辉，毋克力，汤传斌，骆志杰，蒋呈奎，刘鹏，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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