一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统的制作方法

本技术属于多晶硅生产中合成气处理装置，具体涉及一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统。

背景技术：

1、在多晶硅生产中，由三氯氢硅合成炉顶部出去的合成气，温度约300℃，合成气中含有氯硅烷、氢气、硅粉、金属氯化物及高沸物，常规的处理方式为：将合成气经硅粉过滤器进行过滤，除去大部分大颗粒硅粉，然后再送入洗涤塔中进行洗涤。因进入洗涤塔的高温混合气体整体热负荷较小，对应所需的喷淋液的喷淋量较小，但由于洗涤塔的喷淋液喷淋量较小又会出现洗涤效果不好、塔盘容易堵塞的问题，这主要是该工段采用板式洗涤塔结构的原因，板式洗涤塔的设计运行负荷范围一般是60%~120%，若负荷低于60%，易漏液，造成洗涤效果不好的问题；而负荷高于120%，易液泛，同样会出现洗涤效果不好的问题。以本公司在先使用的一套洗涤系统为例，连接四台三氯氢硅合成炉，设计有1个洗涤塔，该洗涤塔的设计可满足4台三氯氢硅合成炉100%负荷运行，当只有1台三氯氢硅合成炉运行或只需要同时处理1台三氯氢硅合成炉时，洗涤塔负荷过小，易漏液，造成洗涤效果不好的问题。为避免塔盘堵塞，通常会采取加大喷淋量，后从洗涤塔底部连续采出产品液到产品罐的方式进行处理。

2、这种采用加大喷淋液量的方式，虽可以达到避免塔盘堵塞的目的，但洗涤后，存在大量硅粉、金属氯化物及高沸物从洗涤塔的产品液采出管线排出进入到了产品液罐，没有达到洗涤塔应有的作用，只达到了一个对合成气降温的作用。

技术实现思路

1、本实用新型旨在解决现有技术中当洗涤塔同时连接多个三氯氢硅合成炉时，存在洗涤塔负荷不匹配，导致洗涤效果不佳的问题。

2、为了实现上述发明目的，在不改变原有设备的基础上，对现有的洗涤系统进行优化，本实用新型的技术方案如下：

3、一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，包括并联的高处理量的大洗涤塔和低处理量的小洗涤塔，大洗涤塔和小洗涤塔的顶部出料口通过管线连接冷凝器，冷凝器的液相出口连接产品液储罐，大洗涤塔和小洗涤塔的底部均通过管线连接渣浆缓冲罐。

4、进一步的，所述大洗涤塔和小洗涤塔均为板式洗涤塔，大洗涤塔和小洗涤塔的外部均设有通蒸汽的夹套。

5、进一步的，所述大洗涤塔和小洗涤塔的中下部均设有合成气进料口，大洗涤塔和小洗涤塔的合成气进料口通过管线连接至少两台三氯氢硅合成炉。

6、进一步的，所述冷凝器的气相出口通过管线连接回收工序的再生氢系统。

7、进一步的，产品液储罐通过回用管线连接大洗涤塔和小洗涤塔的喷淋液进口，所述产品液储罐后端还连接有产品液采出管线。

8、进一步的，所述渣浆缓冲罐上设有搅拌机构。

9、本实用新型的有益效果：

10、一、本实用新型中，采用包括一大一小两种处理能力的洗涤塔的洗涤系统，可根据前端三氯氢硅合成炉送往本洗涤系统的高温合成气的气体量，以及考虑洗涤塔正常运行的负荷，选择开启处理量相适应的一个洗涤塔，保证设备的正常运行以及合成气的洗涤效果，避免出现洗涤塔等设备的堵塞情况。

11、二、本实用新型中，所述大洗涤塔和小洗涤塔均为板式洗涤塔，大洗涤塔和小洗涤塔的外部均设有通蒸汽的夹套，大洗涤塔和小洗涤塔正常运行的负荷为60%~120%，当负荷小于60%时，可以考虑在洗涤塔外侧的夹套中通入蒸汽，以提高运行负荷，保证设备正常运行。

12、三、本实用新型中，大洗涤塔和小洗涤塔的中下部均设有合成气进料口，大洗涤塔和小洗涤塔的合成气进料口通过管线连接至少两台三氯氢硅合成炉，实际工业生产中，出于生产成本等原因的考虑，一套洗涤系统往往对应多台三氯氢硅合成炉，这也是出现前述的技术问题的原因，采用本系统可适应1~5台三氯氢硅合成炉合成气气体的处理问题，符合多数生产工况。另外，本系统可以几乎不改变原来的洗涤系统的基础上，再并联一个小处理量的小洗涤塔及相关管线，改动相对较小，新设备的投入成本相对较低，运行稳定，不易出现其他不可控的问题。

13、四、本实用新型中，冷凝器的气相出口通过管线连接回收工序的再生氢系统，产品液储罐通过回用管线连接大洗涤塔和小洗涤塔的喷淋液进口，减小新补入的洗涤液（氯硅烷）的用量，循环使用该系统中的氯硅烷，使得循环过程中的氯硅烷更洁净，硅粉、金属氯化物、高沸物等杂质含量更低，即减少产品液中的粒子数，所述产品液储罐后端还连接有产品液采出管线，可采用部分产品液。

14、五、本实用新型中，所述渣浆缓冲罐上设有搅拌机构，对渣浆缓冲罐中的渣浆进行搅拌，避免渣浆附着在罐体内壁，影响向渣浆的输送。

技术特征：

1.一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：包括并联的高处理量的大洗涤塔（1）和低处理量的小洗涤塔（2），大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的顶部出料口通过管线连接冷凝器（3），冷凝器（3）的液相出口（3.1）连接产品液储罐（4），大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的底部均通过管线连接渣浆缓冲罐（5）。

2.根据权利要求1所述的一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：所述大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）均为板式洗涤塔，大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的外部均设有通蒸汽的夹套（6）。

3.根据权利要求1所述的一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：所述大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的中下部均设有合成气进料口，大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的合成气进料口通过管线连接至少两台三氯氢硅合成炉（7）。

4.根据权利要求1所述的一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：所述冷凝器（3）的气相出口（3.2）通过管线连接回收工序的再生氢系统（8）。

5.根据权利要求1所述的一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：产品液储罐（4）通过回用管线（9）连接大洗涤塔（1）和小洗涤塔（2）的喷淋液进口，所述产品液储罐（4）后端还连接有产品液采出管线（10）。

6.根据权利要求1所述的一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，其特征在于：所述渣浆缓冲罐（5）上设有搅拌机构（5.1）。

技术总结
本技术公开了一种高低负荷适用的三氯氢硅合成气洗涤系统，属于多晶硅生产中合成气处理装置技术领域，包括并联的高处理量的大洗涤塔和低处理量的小洗涤塔，大洗涤塔和小洗涤塔的顶部出料口通过管线连接冷凝器，冷凝器的液相出口连接产品液储罐，大洗涤塔和小洗涤塔的底部均通过管线连接渣浆缓冲罐，解决现有技术中多个三氯氢硅合成炉后端连接的洗涤系统中的洗涤塔，存在待处理气量与洗涤塔负荷不匹配，导致洗涤效果不佳、易堵塞设备的问题。

技术研发人员：李兵,王朝阳,蒲勇,侯槟,晏涛,欧松,张鼎,冯欢,张小强
受保护的技术使用者：四川永祥新能源有限公司
技术研发日：20230523
技术公布日：2024/1/15