一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统的制作方法

本技术涉及多晶硅生产，特别是涉及一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统。

背景技术：

1、目前在多晶硅生产过程中，具体在还原工序中，会使用多晶硅还原炉，多晶硅还原炉是多晶硅生产中的核心设备。所述多晶硅还原炉一般需要设置冷却系统，一般包括夹套冷却子系统和底盘冷却子系统。夹套冷却子系统是为了保持还原炉夹套内壁的温度，需要向还原炉夹套内通入冷媒，移走硅棒辐射至夹套内壁上的热量。常用的冷媒为脱盐水。所述底盘冷却子系统是为了保持还原炉底盘的温度，需要向还原炉底盘内通入冷媒，移走硅棒辐射的热量。常用的冷媒为脱盐水。

2、在还原炉运行过程中，夹套冷却子系统会产生0.4mpa蒸汽，所述底盘冷却子系统会产生0.2mpa蒸汽。0.4mpa蒸汽可以直接给精馏进行使用，使用后的0.4mpa蒸汽会产生135℃蒸汽冷凝液，为有效利用此部分蒸汽冷凝液，国内厂家利用空冷或者循环水对此部分多余的蒸汽进行冷凝，将蒸汽冷凝液进行回收，但多余的热量利用循环水或者空冷进行消耗，此部分将造成大量的能耗损失。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统，能有效解决热能损失大的问题，便于节约资源。

2、本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

3、一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统，包括夹套冷却子系统和底盘冷却子系统，其特征在于：还包括精馏塔、闪蒸罐、蒸汽主管以及余热发电设备；所述夹套冷却子系统中的蒸汽出口通过管道与精馏塔的蒸汽进口相连，所述精馏塔的蒸汽冷凝液出口通过管道与闪蒸罐的入口端相连，所述闪蒸罐的蒸汽出口与蒸汽主管相连；所述底盘冷却子系统的蒸汽出口通过管道与蒸汽主管相连；所述蒸汽主管用于将蒸汽混合后送入余热发电设备。

4、所述余热发电设备的蒸汽冷凝液出口通过管道与底盘冷却子系统的进液口相连，所述底盘冷却子系统的出液口通过第一管道与夹套冷却子系统的进液口相连。

5、还包括与夹套冷却子系统的进液口相连的回水管，所述回水管上设有泵，所述第一管道通过与回水管相连，实现底盘冷却子系统的出液口与夹套冷却子系统的进液口相连。

6、所述闪蒸罐的冷凝液出口通过第二管道与所述回水管相连。

7、所述泵的数量为两个，分别设置在第一管道和第二管道上。

8、所述精馏塔和闪蒸罐上还分别设有压力调节装置，用于将精馏塔和闪蒸罐的压力控制在190-210kpa。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在：

10、1、本实用新型中，将还原炉不同部位产生的不同压强的蒸汽进行不同的处理，具体为将夹套冷却子系统产生的0.4mpa的蒸汽经过精馏塔使用后，产生蒸汽冷凝液，闪蒸罐再将这部分蒸汽冷凝液进行充分的闪蒸，闪蒸出0.2mpa饱和的蒸汽，该部分蒸汽与底盘冷却子系统产生的0.2mpa的蒸汽送至余热发电设备。利用余热发电设备中的蒸汽汽轮机将热能转化成动能，再将动能转化成电能，避免现有技术直接利用循环水或者空冷器将低品位的蒸汽的热能直接吸收，大大降低能耗，提高能量利用率。

11、2、本实用新型中，余热发电设备排出的蒸汽冷凝液用于通入底盘冷却子系统，与现有的脱盐水一并作为补充液，在底盘冷却子系统中循环，用于吸收硅棒辐射的热量，再次产生0.2mpa蒸汽和蒸汽冷凝液，并且该蒸汽冷凝液被通入夹套冷却子系统用于再次进行热交换。

12、在该过程中，底盘冷却子系统一直进行热交换，一进一出，始终处于循环运转中，使得吸热效果更好。余热发电设备以及底盘冷却子系统排出的蒸汽冷凝液中的热量都会被再次利用，使得热能损耗更低，底盘冷却子系统利用该余热发电设备排出的蒸汽冷凝液，更容易产生0.2mpa蒸汽，夹套冷却子系统利用底盘冷却子系统排出的蒸汽冷凝液，更容易产生0.4mpa蒸汽。

13、3、通过回水管和第一管道的设置，使得管网布置更加合理，也便于在第一管道上设置阀门等部件，用于控制底盘冷却子系统的排液量以及便于检修等。

14、4、所述闪蒸罐的冷凝液出口通过第二管道与所述回水管相连，便于将闪蒸后的120℃的蒸汽冷凝液通过泵送给夹套冷却子系统，便于进一步回收热量，再次产生0.4mpa蒸汽。

15、5、所述泵的数量为两个，分别设置在第一管道和第二管道上，用于分别泵送相应的蒸汽冷凝液至回水管，使得第一管道和第二管道这两条输送管路独立运行，互不干扰。

16、6、在运行过程中，通过压力调节装置的设置，可以使得所述精馏塔和闪蒸罐的压力控制在190-210kpa，保证整个0.2mpa的蒸汽管网的稳定，同时保证余热发电设备进气的稳定。

技术特征：

1.一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统，包括夹套冷却子系统（1）和底盘冷却子系统（2），其特征在于：还包括精馏塔（3）、闪蒸罐（4）、蒸汽主管（5）以及余热发电设备（6）；所述夹套冷却子系统（1）中的蒸汽出口通过管道与精馏塔（3）的蒸汽进口相连，所述精馏塔（3）的蒸汽冷凝液出口通过管道与闪蒸罐（4）的入口端相连，所述闪蒸罐（4）的蒸汽出口与蒸汽主管（5）相连；所述底盘冷却子系统（2）的蒸汽出口通过管道与蒸汽主管（5）相连；所述蒸汽主管（5）用于将蒸汽混合后送入余热发电设备（6）。

2.根据权利要求1所述的一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统，其特征在于：所述余热发电设备（6）的蒸汽冷凝液出口通过管道与底盘冷却子系统（2）的进液口相连，所述底盘冷却子系统（2）的出液口通过第一管道（7）与夹套冷却子系统（1）的进液口相连。

3.根据权利要求2所述的一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统，其特征在于：还包括与夹套冷却子系统（1）的进液口相连的回水管（8），所述回水管（8）上设有泵（10），所述第一管道（7）通过与回水管（8）相连，实现底盘冷却子系统（2）的出液口与夹套冷却子系统（1）的进液口相连。

4.根据权利要求3所述的一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统，其特征在于：所述闪蒸罐（4）的冷凝液出口通过第二管道（9）与所述回水管（8）相连。

5.根据权利要求4所述的一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统，其特征在于：所述泵（10）的数量为两个，分别设置在第一管道（7）和第二管道（9）上。

6.根据权利要求1所述的一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统，其特征在于：所述精馏塔（3）和闪蒸罐（4）上还分别设有压力调节装置，用于将精馏塔（3）和闪蒸罐（4）的压力控制在190-210kpa。

技术总结
本技术涉及多晶硅生产技术领域，特别是涉及一种多晶硅生产过程中的蒸汽利用系统，包括夹套冷却子系统、底盘冷却子系统、精馏塔、闪蒸罐、蒸汽主管以及余热发电设备；所述夹套冷却子系统中的蒸汽出口通过管道与精馏塔的蒸汽进口相连，所述精馏塔的蒸汽冷凝液出口通过管道与闪蒸罐的入口端相连，所述闪蒸罐的蒸汽出口与蒸汽主管相连；所述底盘冷却子系统的蒸汽出口通过管道与蒸汽主管相连；所述蒸汽主管用于将蒸汽混合后送入余热发电设备。通过本系统，能有效解决热能损失大的问题，便于节约资源。

技术研发人员：程茂林,甘居富,陈绍林,杨志亮,李锋,贾琳蔚,王亚萍,马彪
受保护的技术使用者：四川永祥能源科技有限公司
技术研发日：20221130
技术公布日：2024/1/13