多晶硅生产中还原尾气热能优化回收系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102432016A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102432016A(43)申请公布日2012.05.02(21)申请号201110254699.0(22)申请日2011.08.31(71)申请人上海优华系统集成技术有限公司地址200127上海市浦东新区杨高南路428号2号楼9楼B室申请人广州市优华过程技术有限公司(72)发明人张高博黄小亮陈继庄恒亚(74)专利代理机构北京连城创新知识产权代理有限公司11254代理人刘伍堂(51)Int.Cl.C01B33/035(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称多晶硅生产中还原尾气热能优化回收系统(57)摘要本发明涉及化工技术领域，具体地说是一种多晶硅生产中还原尾气热能优化回收系统，其特征在于：还原尾气先通入余热锅炉的还原尾气进口作为余热锅炉的蒸发热源，而经余热锅炉换热的还原尾气再进入尾气换热器与水进行换热，水经尾气换热器换热为80～115℃的热水后再分两路分别输入余热锅炉的进水口和还原炉炉筒水闪蒸槽的进水口，而经尾气换热器换热后出来的还原尾气再进入尾气冷却器与来自循环水管网的循环水换热后再送往尾气回收装置的进口。本发明同现有技术相比，对还原尾气的热能进行了充分地梯级利用，可减少3～10％的外购蒸汽量；循环水用量约减少40～80％，大大节省了能耗，节约了生产成本。CN102436ACCNN110243201602432019A权利要求书1/1页1.一种多晶硅生产中还原尾气热能优化回收系统，主要采用换热系统对还原尾气的热能进行梯级利用，所述的换热系统包括余热锅炉、还原炉炉筒水闪蒸槽、循环水管网、蒸汽管网，其特征在于：200～300℃的还原尾气先通入余热锅炉（E1）的还原尾气进口（1）作为余热锅炉（E1）的蒸发热源来蒸发余热锅炉内的水产生蒸汽送往蒸汽管网，而经余热锅炉换热至130～175℃、压力为0.4～0.5MPaG的还原尾气再进入尾气换热器（E2）与20～75℃的水进行换热，20～75℃的水经尾气换热器（E2）换热为80～115℃的热水后再分两路分别输入余热锅炉的进水口（11）和还原炉炉筒水闪蒸槽（D）的进水口作为产生蒸汽的水源，而经尾气换热器（E2）换热后出来的50～90℃的还原尾气再进入尾气冷却器（E3）与来自循环水管网的30～35℃的循环水进行换热，换热后降温至45～60℃的还原尾气再送往尾气回收装置的进口。2.如权利要求1所述的一种多晶硅生产中还原尾气热能优化回收系统，其特征在于所述的换热系统为余热锅炉（E1）底部的蒸发器上设有还原尾气进口（1）和还原尾气出口（2），还原尾气出口（2）采用管道依次连接尾气换热器（E2）的壳程、尾气冷却器（E3）的壳程和尾气回收装置，尾气换热器（E2）的管程的出口分两路分别连接还原炉炉筒水闪蒸槽的进水口（12）和余热锅炉的进水口（11），余热锅炉（E1）顶部的蒸汽出口和还原炉炉筒水闪蒸槽（D）顶部的蒸汽出口分别连接蒸汽管网；尾气冷却器（E3）的管程的进出口分别连接循环水管网的出水口和循环水管网的进水口。2CCNN110243201602432019A说明书1/2页多晶硅生产中还原尾气热能优化回收系统技术领域[0001]本发明涉及化工技术领域，具体地说是一种多晶硅生产中还原尾气热能优化回收系统。背景技术[0002]目前，国内多晶硅生产系统中制备多晶硅的工艺主要采用的是改良西门子法，该工艺是将三氯氢硅和氢气混合后通入还原炉中，在1100℃的硅芯上反应沉积多晶硅。从还原炉出来的还原尾气进入尾气回收系统对其中的氯硅烷、氢气、氯化氢进行分离回收。在此过程中，还原炉炉筒、底盘冷却系统及还原尾气带走了大量的热量。其中还原炉炉筒所带走的热量得到了有效的回收利用，但是还原尾气系统所带走的热量却未能有效回收利用。[0003]CN102070145A公开了一种多晶硅生产中还原尾气热能利用方法，包括以下过程：还原尾气与氯硅烷在塔底再沸器中的一次换热；换热后氯硅烷部分汽化，并输送到氯硅烷提纯塔中，作为氯硅烷提纯塔的热源，换热后的还原尾气输送到冷凝器中，将还原尾气中的氯硅烷冷凝为液体，并输送到氯硅烷提纯塔中。该方案虽然对还原尾气的热量进行了回收，但是对于220℃以上较高温位和120℃以下较低温位的尾气热量没有回收，回收利用不够充分，并且换热温差较大，能量损耗大。发明内容[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，对多晶硅生产工艺中的换热流程进行改进，从而节省能耗。[0005]为实现上述目的，设计一种多晶硅生产中还原尾气热能优化回收系统，主要采用换热系统对还原尾气的热能进行梯级利用，所述的换热系统包括余热锅炉、还原炉炉筒水闪蒸槽、循环水管网、蒸汽管网，其特征在于：200～300℃的还原尾气先