一种还原尾气深化循环回收系统的制作方法

本申请涉及多晶硅生产，特别是涉及一种还原尾气深化循环回收系统。

背景技术：

1、目前，国内多晶硅生产系统中制备多晶硅的工艺主要采用改良西门子法，该工艺具体为：将三氯氢硅（tcs）和氢气通入到还原炉内，在1100℃的硅芯上反应沉积多晶硅。由于转化率的限制，三氯氢硅不能完全反应，在反应生成多晶硅的过程中会产生副产物，多晶硅生产过程中未反应完全的物料称之为还原尾气，还原尾气的组分主要有氢气、氯化氢及氯硅烷，其中氯硅烷包含二氯二氢硅（dcs）、三氯氢硅及四氯化硅（stc）。

2、目前，多晶硅生产过程中，通常会在还原工序供料中加入适量的二氯二氢硅，通过实践证明，还原工序供料中加入适量的二氯二氢硅有利于抑制副反应的进行，提高三氯氢硅的一次转化率，提高多晶硅在还原炉内的沉积速率。但是，二氯二氢硅的纯度较大影响产品的品质（杂质含量），因此，大多数的多晶硅厂家将外购的二氯二氢硅按比例添加到还原工序供料中进行混合，混合后的物料直接送往还原炉进行多晶硅生产，这是由于外购而来的二氯二氢硅纯度高，但是，外购的二氯二氢硅价格较贵，购买成本较高，导致多晶硅生产成本高，且由于二氯二氢硅性质活跃，外购的二氯二氢硅在运输过程中安全性差，容易发生安全事故，这就需要更加严格、周全的运输安全保障措施及设备，导致二氯二氢硅的运输成本增加，进一步增加二氯二氢硅的购买成本，导致多晶硅生产成本更高。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有技术中，通常会在还原工序供料中加入适量的二氯二氢硅，以提高沉积速率，但外购的二氯二氢硅价格较贵，且由于运输过程容易发生安全事故，导致运输成本较高，从而导致二氯二氢硅的购买成本较高，进而导致多晶硅生产成本高的问题。提供一种还原尾气深化循环回收系统，能够解决现有技术中的上述问题。

2、一种还原尾气深化循环回收系统，包括尾气回收系统、精细分离塔、除硼装置、反歧化器、原料储罐和控制装置，所述尾气回收系统的氯硅烷出口与所述精细分离塔的进口相连，所述精细分离塔的塔顶出口与所述除硼装置的进口相连，所述除硼装置的出口与所述原料储罐的二硅进口相连，且所述原料储罐的二硅进口设置有第一流量阀，所述精细分离塔的塔上侧出口与所述原料储罐的三硅进口相连，且所述原料储罐的三硅进口设置有第二流量阀，所述第一流量阀和所述第二流量阀均与所述控制装置电连接，所述精细分离塔的塔顶出口还与所述反歧化器的二硅进口相连，所述精细分离塔的塔下侧出口与所述反歧化器的四硅进口相连，所述反歧化器的出口与所述精细分离塔的进口相连。

3、优选地，上述一种还原尾气深化循环回收系统，所述反歧化器的二硅进口设置有第三流量阀，所述反歧化器的四硅进口设置有第四流量阀，所述第三流量阀和所述第四流量阀均与所述控制装置电连接。

4、优选地，上述一种还原尾气深化循环回收系统，还包括氢化系统，所述精细分离塔的塔下侧出口还与所述氢化系统的进口相连。

5、优选地，上述一种还原尾气深化循环回收系统，所述尾气回收系统的氢气出口与氯化氢出口均与所述氢化系统的进口相连。

6、优选地，上述一种还原尾气深化循环回收系统，还包括除碳装置，所述反歧化器的出口与所述除碳装置的进口相连，所述除碳装置的出口与所述精细分离塔的进口相连。

7、优选地，上述一种还原尾气深化循环回收系统，所述除碳装置内部设置有歧化树脂。

8、优选地，上述一种还原尾气深化循环回收系统，还包括渣浆系统，所述精细分离塔的塔底出口与所述渣浆系统的进口相连。

9、优选地，上述一种还原尾气深化循环回收系统，还包括还原炉，所述原料储罐的出口和所述尾气回收系统的氢气出口均与所述还原炉的进口相连。

10、本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

11、本申请实施例公开的一种还原尾气深化循环回收系统中，将尾气回收系统通过对还原尾气回收得到的氯硅烷通入到精细分离塔中进行精馏分离提纯，再将从精细分离塔的塔顶出口采出的二氯二氢硅通入到除硼装置中进行除硼，经过除硼后的二氯二氢硅与精细分离塔塔上侧出口采出的三氯氢硅按比例参配后用于还原工序供料，通过还原尾气回收分离提纯得到的二氯二氢硅代替现有技术中外购而来的二氯二氢硅，无需外购二氯二氢硅，从而能够降低购买成本及运输成本，有利于降低多晶硅生产成本，还能够避免因需要外购二氯二氢硅而存在运输过程中安全性差、容易发生安全事故的问题。且将剩余的部分二氯二氢硅与精细分离塔塔下侧出口采出的四氯化硅通入到反歧化器中进行反歧化反应，用于反歧化反应生成三氯氢硅，避免还原尾气中氯硅烷的浪费，从而实现多晶硅生产过程中二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅的深化循环回收利用，实现多晶硅生产过程中物尽其用，避免浪费。同时，现有技术中，将氢化工艺得到的氯硅烷进行分离得到二氯二氢硅，用于与三氯氢硅进行混合作为还原工艺用原料，相较于此，本申请从将还原尾气回收得到的部分二氯二氢硅作为还原工艺用原料，本领域熟知的，还原尾气回收得到的二氯二氢硅、三氯氢硅纯度比氢化工艺得到的二氯二氢硅、三氯氢硅纯度高，杂质含量低，可媲美外购的高纯二氯二氢硅，因此，相较于此，本申请中采用还原尾气中的二氯二氢硅作用还原工艺用原料，能够使得还原工艺用原料中杂质含量低，避免引入杂质，进而能够使得所生产的多晶硅杂质含量低，品质高。

12、附图说明

13、图1为本申请实施例中公开的一种还原尾气深化循环回收系统的示意图。

技术特征：

1.一种还原尾气深化循环回收系统，其特征在于，包括尾气回收系统（100）、精细分离塔（200）、除硼装置（300）、反歧化器（400）、原料储罐（500）和控制装置，所述尾气回收系统（100）的氯硅烷出口与所述精细分离塔（200）的进口相连，所述精细分离塔（200）的塔顶出口与所述除硼装置（300）的进口相连，所述除硼装置（300）的出口与所述原料储罐（500）的二硅进口相连，且所述原料储罐（500）的二硅进口设置有第一流量阀，所述精细分离塔（200）的塔上侧出口与所述原料储罐（500）的三硅进口相连，且所述原料储罐（500）的三硅进口设置有第二流量阀，所述第一流量阀和所述第二流量阀均与所述控制装置电连接，所述精细分离塔（200）的塔顶出口还与所述反歧化器（400）的二硅进口相连，所述精细分离塔（200）的塔下侧出口与所述反歧化器（400）的四硅进口相连，所述反歧化器（400）的出口与所述精细分离塔（200）的进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种还原尾气深化循环回收系统，其特征在于，所述反歧化器（400）的二硅进口设置有第三流量阀，所述反歧化器（400）的四硅进口设置有第四流量阀，所述第三流量阀和所述第四流量阀均与所述控制装置电连接。

3.根据权利要求1所述的一种还原尾气深化循环回收系统，其特征在于，还包括氢化系统（600），所述精细分离塔（200）的塔下侧出口还与所述氢化系统（600）的进口相连。

4.根据权利要求3所述的一种还原尾气深化循环回收系统，其特征在于，所述尾气回收系统（100）的氢气出口与氯化氢出口均与所述氢化系统（600）的进口相连。

5.根据权利要求1所述的一种还原尾气深化循环回收系统，其特征在于，还包括除碳装置（700），所述反歧化器（400）的出口与所述除碳装置（700）的进口相连，所述除碳装置（700）的出口与所述精细分离塔（200）的进口相连。

6.根据权利要求5所述的一种还原尾气深化循环回收系统，其特征在于，所述除碳装置（700）内部设置有歧化树脂。

7.根据权利要求1所述的一种还原尾气深化循环回收系统，其特征在于，还包括渣浆系统（800），所述精细分离塔（200）的塔底出口与所述渣浆系统（800）的进口相连。

8.根据权利要求1所述的一种还原尾气深化循环回收系统，其特征在于，还包括还原炉，所述原料储罐（500）的出口和所述尾气回收系统（100）的氢气出口均与所述还原炉的进口相连。

技术总结
本申请涉及一种还原尾气深化循环回收系统，尾气回收系统的出口与精细分离塔的进口相连，精细分离塔的塔顶出口与除硼装置的进口相连，除硼装置的出口与原料储罐的二硅进口相连，精细分离塔的塔上侧出口与原料储罐的三硅进口相连，精细分离塔的塔顶出口和精细分离塔的塔下侧出口均与反歧化器的四硅进口相连，反歧化器的出口与精细分离塔的进口相连。通过还原尾气回收分离提纯得到的二氯二氢硅代替现有技术中外购而来的二氯二氢硅，且还原工艺用原料中杂质含量低，无需外购二氯二氢硅，有利于降低多晶硅生产成本，还能够避免发生安全事故的问题。且将剩余的部分二氯二氢硅与四氯化硅进行反歧化反应，实现多晶硅生产过程中物尽其用。

技术研发人员：杨鹏,张杰,李广,李乾坤,王鹏,霍福科,陈朝霞
受保护的技术使用者：内蒙古润阳悦达新能源科技有限公司
技术研发日：20230627
技术公布日：2024/1/15