一种多晶硅生产用杂质脱除系统的制作方法

1.本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种多晶硅生产用杂质脱除系统。


背景技术：

2.多晶硅材料是以硅为原料经一系列物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料，是硅产品产业链中一个极为重要的中间产品，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料，是半导体、电子信息业、太阳能光伏电池业最基础的功能性材料。在系统内参与物料循环的杂质，随物料一并进入了精馏单元，最后进入还原工序，再随还原尾气进入回收精馏单元，最后形成了一个杂质循环累积。在三氯氢硅合成炉及冷氢化炉中，硼磷及碳杂质参与反应形成硼磷化合物及甲基硅烷而存在于三氯氢硅液体中，虽通过了5级精馏，但在高纯精馏体系中，轻重组分的硼、磷及甲基硅烷仍不易脱除干净。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在解决现有技术中存在的问题，提供一种多晶硅生产用杂质脱除系统，第一吸附塔和第二吸附塔为一组，第三吸附塔和第四吸附塔为另一组，混合液经过第一冷却器第一冷却后进入第一吸附塔或者第二吸附塔进行第一次吸附，随后经过第二冷却器第二冷却后进入第三吸附塔或者第四吸附塔进行第二次吸附，随后重新回到精馏原料罐，本实用新型具有良好去除三氯氢硅中硼硫碳等杂质的性能。
4.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
5.一种多晶硅生产用杂质脱除系统，其特征在于：包括主管，所述主管的前端与合成精馏塔塔釜相连，所述主管分别与渣浆管、第一进料管、第一出料管、第三进料管和第三出料管相连，所述第一进料管与第一出料管之间设置有第一吸附塔，所述第一吸附塔前端的主管上设置有第一冷却器，所述第三进料管与第三出料管之间设置有第三吸附塔，所述第三吸附塔前端的主管上设置有第二冷却器，所述主管的后端与精馏原料罐相连。
6.优选的，所述主管上还设置有第二进料管、第二出料管、第四进料管和第四出料管，所述第二进料管与第二出料管之间设置有第二吸附塔，所述第四进料管与第四出料管之间设置有第四吸附塔。
7.优选的，所述第一进料管与第一出料管之间的主管上设置有第一常关阀，所述第二进料管与第二出料管之间的主管上设置有第二常关阀，所述第三进料管与第三出料管之间的主管上设置有第三常关阀，所述第四进料管与第四出料管之间的主管上设置有第四常关阀。
8.优选的，所述主管前端设置有第一流量调节管线。
9.优选的，所述第一冷却器前端的主管上设置有第一氮气吹扫管，所述第二吸附塔后端的主管上设置有第二氮气吹扫管，所述第一氮气吹扫管和第二氮气吹扫管与氮气吹扫总管相连，所述第一氮气吹扫管和第二氮气吹扫管上设置有氮气吹扫阀和氮气吹扫单向
阀。
10.优选的，所述第一吸附塔、第二吸附塔、第三吸附塔和第四吸附塔上均设置有压力表、温度计、爆破片和安全阀。
11.优选的，所述安全阀的出口与放空支管相连，各个放空支管与放空总管相连。
12.优选的，所述主管上设置有多个取样点。
13.优选的，所述主管上设置有压力表和温度计。
14.优选的，所述第一冷却器的循环冷却水和第二冷却器的循环冷却水上分别设置有第二流量调节管线和第三流量调节管线。
15.工作原理：合成精馏塔塔釜流出的液体内为带有硼磷及碳等杂质三氯氢硅进入主管，冷氢化渣浆回收后的液体进入渣浆管，冷氢化渣浆回收后的液体与带有硼磷及碳等杂质三氯氢硅汇合后流入第一冷却器，第一冷却器后端主管上设置的温度计检测混合液第一冷却后的温度，可以根据实际需求，通过调整第一冷却器的循环冷却回水的量调整混合液第一冷却后的温度，混合液第一冷却后的温度控制在55
‑
60℃，混合液依次第一吸附塔、第二冷却器和第三吸附塔进行两次吸附（通过开启关闭第一常关阀、第二常关阀、第三常关阀和第四常关阀，实现混合液依次经过第一吸附塔、第二冷却器和第四吸附塔进行两次吸附；或混合液依次经过第二吸附塔、第二冷却器和第三吸附塔进行两次吸附；或混合液依次经过第二吸附塔、第二冷却器和第三吸附塔进行两次吸附）；第二冷却器后端主管上设置的温度计检测混合液第二冷却后的温度，可以根据实际需求，通过调整第二冷却器的循环冷却回水的量调整混合液第二冷却后的温度，混合液第二冷却后的温度控制在55
‑
60℃，主管上设置的取样点可以随时取样方便监控混合液中杂质的含量，方便调整工艺参数；混合液经过二次吸附后重新回到精馏原料罐。不利用本系统时，合成精馏塔塔釜流出三氯氢硅中硼含量为16ppb，使用后三氯氢硅中硼含量为1ppb。本实用新型具有良好去除三氯氢硅中硼硫碳等杂质的性能。
16.本技术方案的有益效果如下：
17.一、本实用新型提供的一种多晶硅生产用杂质脱除系统，第一吸附塔和第二吸附塔为一组，第三吸附塔和第四吸附塔为另一组，混合液经过第一冷却器第一冷却后进入第一吸附塔或者第二吸附塔进行第一次吸附，随后经过第二冷却器第二冷却后进入第三吸附塔或者第四吸附塔进行第二次吸附，随后重新回到精馏原料罐，本实用新型具有良好去除三氯氢硅中硼硫碳等杂质的性能。
18.二、本实用新型提供的一种多晶硅生产用杂质脱除系统，通过第一常关阀、第二常关阀、第三常关阀和第四常关阀开启和关闭，实现第一次吸附采用第一吸附塔或第二吸附塔，第二次吸附采用第三吸附塔或第四吸附塔，使得吸附过程更快速。
19.三、本实用新型提供的一种多晶硅生产用杂质脱除系统，第一流量流量计检测合成精馏塔塔釜流出的液体流量，第一流量调节阀调节合成精馏塔塔釜流出的液体的流量，第一流量调节主管检修时可以采用第一流量旁路开启一定开度的第一旁路阀短时间实现系统运行。
20.四、本实用新型提供的一种多晶硅生产用杂质脱除系统，氮气吹扫总管、第一氮气吹扫管和第二氮气吹扫管内充满0.6mpa的氮气，本系统开启或者关闭时通过氮气吹扫，使得本系统运行更方便。
21.五、本实用新型提供的一种多晶硅生产用杂质脱除系统，温度计和压力表的设置使得系统运行更顺畅，爆破片和安全阀的安全压力设置为0.66mpa，当吸附塔的压力查过安全压力时爆破片破碎，超压气体通过放空管排出，防止吸附塔发生损坏。
22.六、本实用新型提供的一种多晶硅生产用杂质脱除系统，第一冷却器后端主管上设置的温度计检测混合液第一冷却后的温度，可以根据实际需求，通过调整第一冷却器的循环冷却回水的量调整混合液第一冷却后的温度，混合液第一冷却后的温度控制在55
‑
60℃；第二冷却器后端主管上设置的温度计检测混合液第二冷却后的温度，可以根据实际需求，通过调整第二冷却器的循环冷却回水的量调整混合液第二冷却后的温度，混合液第二冷却后的温度控制在55
‑
60℃。
附图说明
23.图1为本实用新型的结构示意图；
24.图2为本实用新型第一吸附塔的结构示意图；
25.图3为本实用新型第二吸附塔的结构示意图；
26.图4为本实用新型第三吸附塔的结构示意图；
27.图5为本实用新型第四吸附塔的结构示意图；
28.图6为本实用新型第一流量调节管线的结构示意图；
29.图7为本实用新型第二流量调节管线的结构示意图；
30.图8为本实用新型第三流量调节管线的结构示意图；
31.其中：1、主管；2、渣浆管；3、第一吸附塔；4、第三吸附塔；5、第一进料管；6、第一出料管；7、第三进料管；8、第三出料管；9、第一冷却器；10、第二冷却器；11、第二进料管；12、第二出料管；13、第四进料管；14、第四出料管；15、第二吸附塔；16、第四吸附塔；17、第一常关阀；18、第二常关阀；19、第三常关阀；20、第四常关阀；21、第一流量调节管线；21.1、第一调节主管；21.2、第一流量计；21.3、第一流量调节阀；21.4、第一调节旁管；21.5、第一旁路阀；22、氮气吹扫总管；22.1、第一氮气吹扫管；22.2、第二氮气吹扫管；22.3、氮气吹扫阀；22.4、氮气吹扫单向阀；23、压力表；24、温度计；25、爆破片；26、安全阀；27、放空总管；28、放空支管；29、取样点；30、第二流量调节管线；30.1、第二调节主管；30.2、第一温度调节阀；30.3、第二调节旁管；30.4、第二旁路阀；31、第三流量调节管线；31.1、第三调节主管；31.2、第三温度调节阀；31.3、第三调节旁管；31.4、第三旁路阀。
具体实施方式
32.下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
33.实施例1
34.作为本实用新型一种最基本的实施方案，本实施例公开了一种多晶硅生产用杂质脱除系统，如图1—图8所示，包括主管1，所述主管1的前端与合成精馏塔塔釜相连，所述主管1分别与渣浆管2、第一进料管5、第一出料管6、第三进料管7和第三出料管8相连，所述第一进料管5与第一出料管6之间设置有第一吸附塔3，所述第一吸附塔3前端的主管1上设置有第一冷却器9，所述第三进料管7与第三出料管8之间设置有第三吸附塔4，所述第三吸附
塔4前端的主管1上设置有第二冷却器10，所述主管1的后端与精馏原料罐相连。
35.实施例2
36.作为本实用新型一种优选的实施方案，本实施例公开了一种多晶硅生产用杂质脱除系统，如图1—图8所示，包括主管1，所述主管1的前端与合成精馏塔塔釜相连，所述主管1分别与渣浆管2、第一进料管5、第一出料管6、第三进料管7和第三出料管8相连，所述第一进料管5与第一出料管6之间设置有第一吸附塔3，所述第一吸附塔3前端的主管1上设置有第一冷却器9，所述第三进料管7与第三出料管8之间设置有第三吸附塔4，所述第三吸附塔4前端的主管1上设置有第二冷却器10，所述主管1的后端与精馏原料罐相连。
37.优选的，所述主管1上还设置有第二进料管11、第二出料管12、第四进料管13和第四出料管14，所述第二进料管11与第二出料管12之间设置有第二吸附塔15，所述第四进料管13与第四出料管14之间设置有第四吸附塔16。
38.优选的，所述第一进料管5与第一出料管6之间的主管1上设置有第一常关阀17，所述第二进料管11与第二出料管12之间的主管1上设置有第二常关阀18，所述第三进料管7与第三出料管8之间的主管1上设置有第三常关阀19，所述第四进料管13与第四出料管14之间的主管1上设置有第四常关阀20。
39.实施例3
40.作为本实用新型一种优选的实施方案，本实施例公开了一种多晶硅生产用杂质脱除系统，如图1—图8所示，包括主管1，所述主管1的前端与合成精馏塔塔釜相连，所述主管1分别与渣浆管2、第一进料管5、第一出料管6、第三进料管7和第三出料管8相连，所述第一进料管5与第一出料管6之间设置有第一吸附塔3，所述第一吸附塔3前端的主管1上设置有第一冷却器9，所述第三进料管7与第三出料管8之间设置有第三吸附塔4，所述第三吸附塔4前端的主管1上设置有第二冷却器10，所述主管1的后端与精馏原料罐相连。
41.优选的，所述主管1上还设置有第二进料管11、第二出料管12、第四进料管13和第四出料管14，所述第二进料管11与第二出料管12之间设置有第二吸附塔15，所述第四进料管13与第四出料管14之间设置有第四吸附塔16。
42.优选的，所述第一进料管5与第一出料管6之间的主管1上设置有第一常关阀17，所述第二进料管11与第二出料管12之间的主管1上设置有第二常关阀18，所述第三进料管7与第三出料管8之间的主管1上设置有第三常关阀19，所述第四进料管13与第四出料管14之间的主管1上设置有第四常关阀20。
43.优选的，所述主管1前端设置有第一流量调节管线21，所述第一流量调节管线21包括第一调节主管21.1、第一流量计21.2、第一流量调节阀21.3和第一调节旁管21.4，所述第一调节主管21.1与主管1相连，所述第一流量计21.2和第一流量调节阀21.3设置在第一调节主管21.1，所述第一调节旁管21.4与第一调节主管21.1相连，所述第一调节旁管21.4上设置有第一旁路阀21.5。
44.优选的，所述第一冷却器9前端的主管1上设置有第一氮气吹扫管22.1，所述第二吸附塔15后端的主管1上设置有第二氮气吹扫管22.2，所述第一氮气吹扫管22.1和第二氮气吹扫管22.2与氮气吹扫总管22相连，所述第一氮气吹扫管22.1和第二氮气吹扫管22.2上设置有氮气吹扫阀22.3和氮气吹扫单向阀22.4。
45.优选的，所述第一吸附塔3、第二吸附塔15、第三吸附塔4和第四吸附塔16上均设置
有压力表23、温度计24、爆破片25和安全阀26。
46.优选的，所述安全阀26的出口与放空支管28相连，各个放空支管28与放空总管27相连。
47.优选的，所述主管1上设置有多个取样点29。
48.优选的，所述主管1上设置有压力表23和温度计24。
49.优选的，所述第一冷却器9的循环冷却水和第二冷却器10的循环冷却水上分别设置有第二流量调节管线30和第三流量调节管线31，所述第二流量调节管线30包括第二调节主管30.1、第二温度调节阀和第二调节旁管30.3，所述第二调节主管30.1与循环冷却水出管相连，所述第二温度调节阀设置在第二调节主管30.1，所述第二调节旁管30.3与第二调节主管30.1相连，所述第二调节旁管30.3上设置有第二旁路阀30.4；所述第三流量调节管线31包括第三调节主管31.1、第三温度调节阀31.2和第三调节旁管31.3，所述第三调节主管31.1与循环冷却水出管相连，所述第三温度调节阀31.2设置在第三调节主管31.1，所述第三调节旁管31.3与第三调节主管31.1相连，所述第三调节旁管31.3上设置有第三旁路阀31.4。
50.工作原理：合成精馏塔塔釜流出的液体内为带有硼磷及碳等杂质三氯氢硅进入主管1，冷氢化渣浆回收后的液体进入渣浆管2，冷氢化渣浆回收后的液体与带有硼磷及碳等杂质三氯氢硅汇合后流入第一冷却器9，第一冷却器9后端主管1上设置的温度计24检测混合液第一冷却后的温度，可以根据实际需求，通过调整第一冷却器9的循环冷却回水的量调整混合液第一冷却后的温度，混合液第一冷却后的温度控制在55
‑
60℃，混合液依次第一吸附塔3、第二冷却器10和第三吸附塔4进行两次吸附（通过开启关闭第一常关阀17、第二常关阀18、第三常关阀19和第四常关阀20，实现混合液依次经过第一吸附塔3、第二冷却器10和第四吸附塔16进行两次吸附；或混合液依次经过第二吸附塔15、第二冷却器10和第三吸附塔4进行两次吸附；或混合液依次经过第二吸附塔15、第二冷却器10和第三吸附塔4进行两次吸附）；第二冷却器10后端主管1上设置的温度计24检测混合液第二冷却后的温度，可以根据实际需求，通过调整第二冷却器10的循环冷却回水的量调整混合液第二冷却后的温度，混合液第二冷却后的温度控制在55
‑
60℃，主管1上设置的取样点29可以随时取样方便监控混合液中杂质的含量，方便调整工艺参数；混合液经过二次吸附后重新回到精馏原料罐。不利用本系统时，合成精馏塔塔釜流出三氯氢硅中硼含量为16ppb，使用后三氯氢硅中硼含量为1ppb。本实用新型具有良好去除三氯氢硅中硼硫碳等杂质的性能。（碳含量不适用时的含量xx，使用后的含量为xx；硫含量不适用时的含量xx，使用后的含量为xx。）
51.本技术方案的有益效果如下：
52.本实用新型提供的一种多晶硅生产用杂质脱除系统，第一吸附塔3和第二吸附塔15为一组，第三吸附塔4和第四吸附塔16为另一组，混合液经过第一冷却器9第一冷却后进入第一吸附塔3或者第二吸附塔15进行第一次吸附，随后经过第二冷却器10第二冷却后进入第三吸附塔4或者第四吸附塔16进行第二次吸附，随后重新回到精馏原料罐，本实用新型具有良好去除三氯氢硅中硼硫碳等杂质的性能。
53.通过第一常关阀17、第二常关阀18、第三常关阀19和第四常关阀20开启和关闭，实现第一次吸附采用第一吸附塔3或第二吸附塔15，第二次吸附采用第三吸附塔4或第四吸附塔16，使得吸附过程更快速。第一流量流量计检测合成精馏塔塔釜流出的液体流量，第一流
量调节阀21.3调节合成精馏塔塔釜流出的液体的流量，第一流量调节主管1检修时可以采用第一流量旁路开启一定开度的第一旁路阀21.5短时间实现系统运行。氮气吹扫总管22、第一氮气吹扫管22.1和第二氮气吹扫管22.2内充满0.6mpa的氮气，本系统开启或者关闭时通过氮气吹扫，使得本系统运行更方便。温度计24和压力表23的设置使得系统运行更顺畅，爆破片25和安全阀26的安全压力设置为0.66mpa，当吸附塔的压力查过安全压力时爆破片25破碎，超压气体通过放空管排出，防止吸附塔发生损坏。第一冷却器9后端主管1上设置的温度计24检测混合液第一冷却后的温度，可以根据实际需求，通过调整第一冷却器9的循环冷却回水的量调整混合液第一冷却后的温度，混合液第一冷却后的温度控制在55
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60℃；第二冷却器10后端主管1上设置的温度计24检测混合液第二冷却后的温度，可以根据实际需求，通过调整第二冷却器10的循环冷却回水的量调整混合液第二冷却后的温度，混合液第二冷却后的温度控制在55
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60℃。
54.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。